螺旋镀锌钢板外护预制架空保温管加工

张 俊 兵

(太原市热力实业有限公司，山西 太原 030003)

0 引言

实现长距离、大温差、高落差给城镇建设发展供热。改变单一的直埋铺设，在户外相应融入过河、跨沟、穿越隧道铺设管线，缩短管线距离，巡线直观方便。螺旋镀锌钢板外护架空保温管的出现，解决了长输管线户外用管，其制造生产工艺简便，易操作。

1 产品结构

预制保温管主要由工作钢管、保温层、保护壳三部分紧密地结合而成。

1)工作钢管：根据设计技术要求和输送介质不同，选取合理的钢管。2)保温层：采用白料(聚醚多元醇)和黑料(异氰酸酯)进行化学形成的聚氨酯泡沫塑料。3)保护管：采用镀锌钢板、不锈钢板或镀锌铝板。

2 预制保温管生产线工艺流程

采用镀锌钢板做保护壳的预制保温管生产线工艺流程分为两部分：

1)镀锌钢板保护壳单咬口螺旋卷管生产工艺流程如图1所示。2)预制保温管生产流程如图2所示。

3 镀锌架空保温管性能

3.1 钢管的性能应符合的要求

1)钢管的材料尺寸公差及性能应符合GB/T 9711—2011石油天然气工业管线输送系统用钢管中的规定。

2)工作钢管表面锈蚀等级应符合GB/T 8923.1中的A级,B级,C级的规定。

3)钢管管端200 mm长度范围内，由工作钢管椭圆造成的外径公差不应超过规定外径的±1%,且不应大于公称壁厚。

4)钢管表面应有永久性的产品标识。

3.2 保温层技术性能

保温层采用聚氨酯硬质泡沫，其性能应符合表1。

表1 聚氨酯硬质泡沫性能要求

3.3 镀锌钢板技术性能

3.3.1材料材质、尺寸公差及性能

镀锌钢板及钢带的材质、尺寸公差及性能应符合GB/T 2518的规定。钢板及钢带的公称厚度包含基板厚度和镀层厚度。

3.3.2力学性能

拉伸试样为带镀层试样，抗拉强度Rm=270 MPa～500 MPa，断后伸长率不小于22 mm；当公称厚度,0.5 mm≤h≤0.7 mm时，断后伸长率不小于21.56 mm；当公称厚度不大于0.5 mm时，断后伸长率允许下降4%。

由于时效的影响，钢板及钢带的力学性能会随着时间改变，对其性能影响很大，可能产生拉伸应变痕，应保证在制造后1个月内使用，不出现拉伸应变痕，建议尽早使用。

3.3.3镀锌层重量

锌层重量双面都为50 g/m2时，镀锌重量三点平均测试值不小于规定镀锌层重量；单点测试值大于公称镀锌层重量42.5 g/m2，单面单点镀锌层重量测试值大于公称镀锌层重量的17 g/m2。

3.3.4镀锌钢板性能要求

镀锌钢板外护管采用热镀锌钢板，其性能应符合表2。

表2 镀锌钢板性能要求

4 镀锌钢板外护管生产标准

4.1 镀锌钢板外护管外观应符合的规定

1)外护管其内外表面不应有影响其性能的裂缝、结疤、折叠、半咬口、胀裂等缺陷。

2)外护管两端应切割平整，并与外护管轴线垂直，角度误差不应大于2.5°，管口平面度的允许偏差为2 mm。

3)外护管椭圆度不大于其最大外径的1%，壁厚偏差±0.08 mm，外护管弯曲度不超过长度的0.15%，外护管内壁按要求进行滚花处理。

4)镀锌钢板外护管表面不得有大面积白花、锌层粉化等严重损坏的现象。

4.2 镀锌重量

外护管内外镀锌重量均不小于50 g/m2。

4.3 外护管咬口

螺旋卷管采用单咬口形式，板厚度在0.5 mm～1.2 mm，平咬口宽为10 mm～14 mm。风管咬口缝应紧密、宽度应一致，两平咬口中心螺距宽为120 mm，折角应平直，圆弧应均匀，两端面平行，无明显扭曲与翘角，表面应平整，凹凸不大于10 mm。

4.4 漏光检测

用强光源对风管的咬口、接缝及其他连接处进行透光检查，确定孔洞、缝隙穿渗漏部位。

4.5 螺旋卷管强度

卷管的强度应能满足在1.5倍工作压力下接缝处无开裂。

4.6 料带对接

卷管时，料带度不小于1 mm时对接采用氩弧焊、二保焊进行焊接；小于1 mm时对接采用叠加冷咬口形式。

4.7 生产不同管径使用的带宽及切割方式

镀锌外护管规格如表3所示。

表3 镀锌外护管规格

5 工作钢管标准

1)工作钢管的材质、公称直径、外径及壁厚应符合设计规定要求，且不应低于工作钢管的壁厚，单根钢管不应有环焊缝。

2)工作钢管外观应符合下列要求：

a.钢管表面应光滑，当有结疤、划痕及重皮等缺陷时应进行修缮，修磨处应圆滑过渡，并进行渗透或磁粉探伤。

b.钢管发泡前应对其表面进行抛丸除锈处理，达到Sa2.5级除锈等级要求。

c.钢管管端200 mm长度范围内，由工作钢管椭圆造成的外径公差不应超过规定外径的±1%,且不应大于公称壁厚。

d.钢管表面应有永久性的产品标识。

6 镀锌架空保温管保温层发泡工艺

镀锌架空保温管保温层是把白料(聚醚多元醇)和黑料(异氰酸酯)进行化学聚合反应作用下，形成的保温泡沫塑料，并形成具有一定密度、一定强度、低导热率，并耐一定温度的高分子材料。

镀锌架空保温管保温层发泡需在恒定室温下进行；对原料、工作钢管、镀锌外护管、模具加热；按配方比例将各化学原料进行混合、搅拌，通过高压发泡设备注入镀锌外护管与工作钢管的环型空腔中，进行化学反应，定型、脱模、修整。

7 影响镀锌架空保温管保温层形成的因素

硬质聚氨酯泡沫塑料保温层质量的优劣受到下列工艺因素的影响。

7.1 环境温度

工作环境和原料温度的高低直接影响保温层泡沫塑料的质量。工作温度以20 ℃～30 ℃为宜，原料温度宜控制在(25±2)℃范围内。

环境温度低，原料化学反应慢，成型固化时间长；相反，温度高，反应速度快，成型固化时间短。为制得优质保温泡沫塑料产品，适当调剂原料的温度或催化剂用量。

7.2 工作钢管、镀锌外护管、模具温度

发泡是化学反应释放出一定的热量和气体，在工作钢管与镀锌外护管之间环型空腔中，顺着管道的轴向、径向相互拉扯、推挤、翻滚、爬行、回流抗击，形成泡孔大小均匀的泡沫。

温度高低直接影响反应速度，泡沫发泡倍数率、密度及靠近工作钢管、镀锌外护管、模具死泡的厚度；应控制在40 ℃～60 ℃范围内。

7.3 固化温度和时间

固化后，在一定环境温度下放置的过程。其目的是进行充分的化学反应，提高产品质量。一般熟化时间约30 min～60 min，但应放置24 h以上。固化熟化温度越高，时间越短。因此，最好在恒定温度下进行。

7.4 黑白料混合

黑白料在注料枪头混合是一个很重要的因素。混合的越均匀，塑料泡沫泡孔细密均匀，混合不好，泡沫粗大，泡孔不均匀，局部塌泡现象，影响泡沫塑料产品质量。

7.5 模具

由于发泡过程中产生一定的压力，模具应有足够的强度。为了得到所要求的产品质量，模具表面要光滑，设置相应排气孔。

7.6 发泡压力

发泡压力是很关键的参数。发泡成型过程中，发泡压力是随时间而变化的。反应原料注入后，压力逐渐上升，达到最高值后，逐渐降低。

8 镀锌架空保温管用途

随着城镇的发展，环境保护力度的加大，为适应远距离、大温差、不同地形地貌的输送形式，同时，也可不同介质，如：热水、蒸汽、燃气、石油等。镀锌架空保温管适用于户外架空、桥梁、隧道、地沟、城市管廊中的铺设。