室外直埋式聚氨酯保温管道的现场预制施工技术分析

张 锋

（广东省工业设备安装有限公司，广东广州510000）

1 室外直埋式聚氨酯保温管道的现场预制施工技术优点

室外直埋式聚氨酯保温管道的现场预制施工技术适用于所有直埋式聚氨酯保温管道的生产，特别是施工场所为大面积、长距离的直埋式保温管道生产安装。其优点如下：

（1）创新性强，安全可靠。通过创新设计，自制了内支撑模具以及可拆卸紧定夹具，施工人员通过利用这两个自制器具，保证了管道保温层的厚度均匀，钢管与保温层同心。

（2）适用性广。此技术不仅适用于空调系统的室外直埋式聚氨酯保温冷冻管的生产，同时也适应于给水系统、温泉水系统等的直埋式聚氨酯保温管道的现场生产。施工技术简单，易于操作，工序简单，施工周期短。

（3）施工效率高，经济效益好。此技术根据施工现场对管道进行合理分段，生产特定长度的保温管道，不同部位采用不同长度的保温管，大大降低了二次加工的次数。采用自制的内支撑模具和可拆卸的紧定夹具，提高了生产效率并取得了良好的经济效益。

（4）通过现场自制聚氨酯保温管，大大降低了采购成品管道的成本。

2 直埋式聚氨酯保温管道施工流程及操作要点

2.1 施工流程

直埋式聚氨酯保温管道施工前需进行现场测量，将管道合理分段并对钢管进行除锈处理，然后还需现场预制聚氨酯生产线、内支撑模具、可拆卸紧定夹具，正式安装程序分为如下几个步骤：内支撑模具安装—外护管剪裁、安装—可拆卸紧定夹具安装—注料孔、排气孔开孔—发泡剂注入—拆除管头夹具—管道安装焊接—焊接部位外护管制作—焊接部位保温。

2.2 操作要点

2.2.1 直埋式预制保温管现场预制生产线搭设

在工地现场选择一块较平坦的空地，搭设保温管预制生产线。生产线的主要设备为一台聚氨酯发泡机和一台空气压缩机。发泡机主要由四部分组成：盛料罐、导管、空气压缩机、控制面板。该发泡机的主要工作原理就是导管将异氰酸酯剂（黑料）和聚醚多元醇剂（白料）按1∶1从盛料管抽出，并在注入发泡层前进行混合，然后通过压缩气体的气压将混料注入发泡层，控制面板用来精确控制注入时长，以控制不同规格管道保温层的密度。

2.2.2 发泡剂注入时长计算

根据发泡机的原理，通过计算可以粗略确定发泡剂注入时长，便于现场注料时间的控制。计算公式如下：

T≥60π（R2-r2）L/v

式中，T为发泡剂注入所需最少时长；R为外护管内径；r为无缝钢管外径；L为管道长度；v为发泡机注料率，v=0.8kg/s。

实际使用时，注料时长必须大于以上计算出的注料时长。

2.2.3 根据现场实际测量情况对管道进行合理分段并除锈

聚氨酯保温直埋管现场预制的好处在于可以在现场搭设生产线进行流水作业，根据安装的实际情况提前做好管道保温预制，减少运输过程对保温层的破坏。同时，可以根据施工现场的具体情况制作各种规格、长度的直埋管段。

在实施过程中，可根据设计图纸及现场情况，对预制管道进行分段，这样可以尽量减少对保温后的成品的二次加工，节省原材料的同时缩短了安装的时间。由于本工程的直埋管管路较长，分段越少焊口越少，将有助于提高安装效率，因此根据现场情况将管路主要分为12m段和6m段，直管部位尽量采用12m分段，转角部位采用6m分段，便于焊口对接。

管道按实际施工需要分段完毕后，需对无缝钢管进行人工除锈。然后将无缝钢管涂刷防锈漆两遍，这样不仅不会影响保温层与管道粘黏度，同时管道两端也不易再次生锈。

2.2.4 制作安装确保外套管与钢管同轴的自制内支撑模具

直埋式保温冷冻管的现场预制过程中一个最重要的措施就是要保证无缝钢管与外护管同心。由于外护管为聚乙烯塑料，有一定的柔韧性，只有使外护管与钢管保持同心才能预制出满足要求并且美观的直埋式保温管。这里我们采用了用废木料制作而成的内支撑模具。

内支撑模具采用三块一样的等腰梯台形状的木块以及10mm×4mm的扁铁组成。通过几何知识计算出等腰梯台尺寸。等腰梯台长边L1=2Rsin22.5°，短边L2=2rtan22.5°，两腰边梯台高度H=R/cos22.5°-r，厚度取30mm，其中R为外护管内径，r为无缝钢管外径。

通过以上尺寸计算式，可以加工制作不同管径的内支撑模具。模具制作完成后，每120°设置一个，一个支撑面设置3个。然后用10mm×4mm的镀锌扁铁将3个模具拉紧固定。

根据不同规格的管道，选用不同尺寸大小的模具，以2m一组的间距将管托安装于管道上。这样，通过管托的支撑使外护管与管道之间达到了同心，保证了管道各部位的保温层厚度满足要求。

2.2.5 外护管安装

外套管采用的是高密度聚乙烯硬质塑料保护壳。当内支撑管托安装完成后，将外护管套于管托之上。外护管的长度应比钢管短0.6m。两端各留出0.3m的无缝钢管，以便管道焊接以及焊接部位的保温。

2.2.6 制作安装可拆卸紧定夹具进行管道两端封头

同样，为了使钢管与外护管保持同心并且使管道两端封堵紧密严实，我们自制了保温管紧定夹具，自制可拆卸夹具由紧定螺栓、挡板和弹簧卡扣三个主要部分组成，其主要用途为：

（1）半环形挡板。主要用来封堵保温层两端，同时保证管道与外护管同心。该挡板内圆略大于钢管外径，外圆略大于外护管外径。

（2）紧定螺栓。通过调节螺栓长度来固定夹具，同时也能保证管道和外护管同心。

（3）弹簧卡扣。用来将两块半环形挡板锁死，防止半环形挡板在发泡过程中崩开。

根据不同规格的管道，自制不同尺寸的紧定夹具。将夹具安装于管道两端，将螺栓顶住无缝钢管拧紧，扣紧卡扣。为了使密封紧密，可以在半环形挡板与管道间增加橡胶垫圈。

2.2.7 开注入孔、排气孔

采用26mm开孔器在外护管正中间位置开一个与发泡机导管大小相同的孔，同时在外护管两端最上方距紧定夹具10cm左右的位置各开一个排气孔。这个排气孔有两个作用，首先是用来排出保温层内的气体，防止发泡剂流通不畅。此外，还可以通过观察排气孔中是否仍有发泡剂持续溢出来判断发泡过程是否充分，发泡是否结束。因此，注入孔和排气孔一定要开在外护管上端。

2.2.8 注入发泡剂

将注料导管插入管道中间的孔内，然后按计算好的注料时长调节发泡机注料时长。启动发泡机注入发泡剂，时间到后，空气压缩机自动停止。抽出注料导管，关闭盛料罐阀门，打开接水管的阀门，对导管进行两到三次的冲洗，防止发泡剂残留在导管内造成导管堵塞。

观察外护管两端排气孔是否还有发泡剂溢出，若无则发泡结束，拆除紧定夹具。

3 结语

传统的成品直埋式保温管采购成本大，与现场环境结合不紧密，二次加工率高，生产运输周期长。按照新技术现场预制的直埋式保温管大大节约了各项成本，与施工现场紧密配合，缩短了工期。我们对直埋式保温冷冻管的现场预制流程进行了优化，自制了多种辅助生产的工具，提高了现场直埋式保温管的预制效率。另外，不仅空调系统直埋式保温管可采用该现场预制技术，热给水系统保温管道、温泉保温管道等都可采用或借鉴该技术进行现场预制。

［参考文献］

[1]徐业峰，李明友，唐国涛.聚氨酯复合保温管技术及发展[J].聚氨酯工业，2017，32（3）：1-4.

[2]于景萍，宋佳.供热外管网现浇聚氨酯保温管道的质量控制[J].黑龙江科技信息，2013（17）：165.