螺旋鍍鋅鋼板外護預制架空保溫管加工

張 俊 兵

(太原市熱力實業有限公司，山西 太原 030003)

0 引言

實現長距離、大溫差、高落差給城鎮建設發展供熱。改變單一的直埋鋪設，在戶外相應融入過河、跨溝、穿越隧道鋪設管線，縮短管線距離，巡線直觀方便。螺旋鍍鋅鋼板外護架空保溫管的出現，解決了長輸管線戶外用管，其制造生產工藝簡便，易操作。

1 產品結構

預制保溫管主要由工作鋼管、保溫層、保護殼三部分緊密地結合而成。

1)工作鋼管：根據設計技術要求和輸送介質不同，選取合理的鋼管。2)保溫層：采用白料(聚醚多元醇)和黑料(異氰酸酯)進行化學形成的聚氨酯泡沫塑料。3)保護管：采用鍍鋅鋼板、不銹鋼板或鍍鋅鋁板。

2 預制保溫管生產線工藝流程

采用鍍鋅鋼板做保護殼的預制保溫管生產線工藝流程分為兩部分：

1)鍍鋅鋼板保護殼單咬口螺旋卷管生產工藝流程如圖1所示。2)預制保溫管生產流程如圖2所示。

3 鍍鋅架空保溫管性能

3.1 鋼管的性能應符合的要求

1)鋼管的材料尺寸公差及性能應符合GB/T 9711—2011石油天然氣工業管線輸送系統用鋼管中的規定。

2)工作鋼管表面銹蝕等級應符合GB/T 8923.1中的A級,B級,C級的規定。

3)鋼管管端200 mm長度范圍內，由工作鋼管橢圓造成的外徑公差不應超過規定外徑的±1%,且不應大于公稱壁厚。

4)鋼管表面應有永久性的產品標識。

3.2 保溫層技術性能

保溫層采用聚氨酯硬質泡沫，其性能應符合表1。

表1 聚氨酯硬質泡沫性能要求

3.3 鍍鋅鋼板技術性能

3.3.1材料材質、尺寸公差及性能

鍍鋅鋼板及鋼帶的材質、尺寸公差及性能應符合GB/T 2518的規定。鋼板及鋼帶的公稱厚度包含基板厚度和鍍層厚度。

3.3.2力學性能

拉伸試樣為帶鍍層試樣，抗拉強度Rm=270 MPa～500 MPa，斷后伸長率不小于22 mm；當公稱厚度,0.5 mm≤h≤0.7 mm時，斷后伸長率不小于21.56 mm；當公稱厚度不大于0.5 mm時，斷后伸長率允許下降4%。

由于時效的影響，鋼板及鋼帶的力學性能會隨著時間改變，對其性能影響很大，可能產生拉伸應變痕，應保證在制造后1個月內使用，不出現拉伸應變痕，建議盡早使用。

3.3.3鍍鋅層重量

鋅層重量雙面都為50 g/m2時，鍍鋅重量三點平均測試值不小于規定鍍鋅層重量；單點測試值大于公稱鍍鋅層重量42.5 g/m2，單面單點鍍鋅層重量測試值大于公稱鍍鋅層重量的17 g/m2。

3.3.4鍍鋅鋼板性能要求

鍍鋅鋼板外護管采用熱鍍鋅鋼板，其性能應符合表2。

表2 鍍鋅鋼板性能要求

4 鍍鋅鋼板外護管生產標準

4.1 鍍鋅鋼板外護管外觀應符合的規定

1)外護管其內外表面不應有影響其性能的裂縫、結疤、折疊、半咬口、脹裂等缺陷。

2)外護管兩端應切割平整，并與外護管軸線垂直，角度誤差不應大于2.5°，管口平面度的允許偏差為2 mm。

3)外護管橢圓度不大于其最大外徑的1%，壁厚偏差±0.08 mm，外護管彎曲度不超過長度的0.15%，外護管內壁按要求進行滾花處理。

4)鍍鋅鋼板外護管表面不得有大面積白花、鋅層粉化等嚴重損壞的現象。

4.2 鍍鋅重量

外護管內外鍍鋅重量均不小于50 g/m2。

4.3 外護管咬口

螺旋卷管采用單咬口形式，板厚度在0.5 mm～1.2 mm，平咬口寬為10 mm～14 mm。風管咬口縫應緊密、寬度應一致，兩平咬口中心螺距寬為120 mm，折角應平直，圓弧應均勻，兩端面平行，無明顯扭曲與翹角，表面應平整，凹凸不大于10 mm。

4.4 漏光檢測

用強光源對風管的咬口、接縫及其他連接處進行透光檢查，確定孔洞、縫隙穿滲漏部位。

4.5 螺旋卷管強度

卷管的強度應能滿足在1.5倍工作壓力下接縫處無開裂。

4.6 料帶對接

卷管時，料帶度不小于1 mm時對接采用氬弧焊、二保焊進行焊接；小于1 mm時對接采用疊加冷咬口形式。

4.7 生產不同管徑使用的帶寬及切割方式

鍍鋅外護管規格如表3所示。

表3 鍍鋅外護管規格

5 工作鋼管標準

1)工作鋼管的材質、公稱直徑、外徑及壁厚應符合設計規定要求，且不應低于工作鋼管的壁厚，單根鋼管不應有環焊縫。

2)工作鋼管外觀應符合下列要求：

a.鋼管表面應光滑，當有結疤、劃痕及重皮等缺陷時應進行修繕，修磨處應圓滑過渡，并進行滲透或磁粉探傷。

b.鋼管發泡前應對其表面進行拋丸除銹處理，達到Sa2.5級除銹等級要求。

c.鋼管管端200 mm長度范圍內，由工作鋼管橢圓造成的外徑公差不應超過規定外徑的±1%,且不應大于公稱壁厚。

d.鋼管表面應有永久性的產品標識。

6 鍍鋅架空保溫管保溫層發泡工藝

鍍鋅架空保溫管保溫層是把白料(聚醚多元醇)和黑料(異氰酸酯)進行化學聚合反應作用下，形成的保溫泡沫塑料，并形成具有一定密度、一定強度、低導熱率，并耐一定溫度的高分子材料。

鍍鋅架空保溫管保溫層發泡需在恒定室溫下進行；對原料、工作鋼管、鍍鋅外護管、模具加熱；按配方比例將各化學原料進行混合、攪拌，通過高壓發泡設備注入鍍鋅外護管與工作鋼管的環型空腔中，進行化學反應，定型、脫模、修整。

7 影響鍍鋅架空保溫管保溫層形成的因素

硬質聚氨酯泡沫塑料保溫層質量的優劣受到下列工藝因素的影響。

7.1 環境溫度

工作環境和原料溫度的高低直接影響保溫層泡沫塑料的質量。工作溫度以20 ℃～30 ℃為宜，原料溫度宜控制在(25±2)℃范圍內。

環境溫度低，原料化學反應慢，成型固化時間長；相反，溫度高，反應速度快，成型固化時間短。為制得優質保溫泡沫塑料產品，適當調劑原料的溫度或催化劑用量。

7.2 工作鋼管、鍍鋅外護管、模具溫度

發泡是化學反應釋放出一定的熱量和氣體，在工作鋼管與鍍鋅外護管之間環型空腔中，順著管道的軸向、徑向相互拉扯、推擠、翻滾、爬行、回流抗擊，形成泡孔大小均勻的泡沫。

溫度高低直接影響反應速度，泡沫發泡倍數率、密度及靠近工作鋼管、鍍鋅外護管、模具死泡的厚度；應控制在40 ℃～60 ℃范圍內。

7.3 固化溫度和時間

固化后，在一定環境溫度下放置的過程。其目的是進行充分的化學反應，提高產品質量。一般熟化時間約30 min～60 min，但應放置24 h以上。固化熟化溫度越高，時間越短。因此，最好在恒定溫度下進行。

7.4 黑白料混合

黑白料在注料槍頭混合是一個很重要的因素。混合的越均勻，塑料泡沫泡孔細密均勻，混合不好，泡沫粗大，泡孔不均勻，局部塌泡現象，影響泡沫塑料產品質量。

7.5 模具

由于發泡過程中產生一定的壓力，模具應有足夠的強度。為了得到所要求的產品質量，模具表面要光滑，設置相應排氣孔。

7.6 發泡壓力

發泡壓力是很關鍵的參數。發泡成型過程中，發泡壓力是隨時間而變化的。反應原料注入后，壓力逐漸上升，達到最高值后，逐漸降低。

8 鍍鋅架空保溫管用途

隨著城鎮的發展，環境保護力度的加大，為適應遠距離、大溫差、不同地形地貌的輸送形式，同時，也可不同介質，如：熱水、蒸汽、燃氣、石油等。鍍鋅架空保溫管適用于戶外架空、橋梁、隧道、地溝、城市管廊中的鋪設。