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聚氨酯保温层为什么会炭化

作者:admin 发布日期:2020-9-14 关注次数: 二维码分享

     聚氨酯保温层由于容重低、抗压强度大等特点,被广泛应用于城镇供热、中央空调、建筑墙体、工业化工等领域。聚氨酯保温材料以A组分料和B组分料混合反应形成的具有防水和保温隔热等功能的硬质泡沫塑料,又称为聚氨酯硬泡,其中A组分料为组合聚醚多元醇,俗称白料;B组分料为异氰酸酯,俗称黑料。当A、B组分混合后,开始出现化学反应,并伴随发热现象,产生气体并受热膨胀,形成泡沫多孔结构。

在城镇供热领域,目前多采用聚氨酯直埋保温管进行热水介质的输配。通过多年在供热领域的检测积累和调查研究发现,很多地区的聚氨酯直埋保温管的保温层都出现了严重的炭化问题。聚氨酯炭化后,一方面直埋保温管的“三位一体”结构失效,管道在热胀冷缩过程中出现了自由滑移,导致补偿器、阀门、管道等出现了断裂、损坏等问题;另一方面聚氨酯炭化后,保温管外的水进入到工作钢管表面,管道出现了严重的锈蚀,管道出现严重的腐蚀穿孔风险。


     所以聚氨酯保温层的炭化直接影响着供热的系统安全可靠运行,总结聚氨酯炭化原因,主要存在以下四个方面:

一、发泡原料耐热性不足

现在市面的聚氨酯发泡的黑白料质量参差不齐,不同黑白料与添加剂直接影响着聚氨酯保温层的耐热性能,如果原料耐温性能不好,会导致在供热运行过程中,靠近工作钢管表面的聚氨酯保温层开始出现受热分解。伴随有效组分分解、挥发,高分子结构破坏,聚氨酯开始出现颜色变黄、变黑,炭化过程不断进行,一般经过3-5个采暖季后,保温层整体都出现了炭化变黑的问题。



二、聚氨酯密度偏低

聚氨酯发泡材料对密度有一定的数值要求,特别是城镇供热的一次网,聚氨酯的密度将直接决定着保温管的质量。如果密度过低,单位体积下的空泡占比高,而有效聚氨酯的含量占比降低,在受热过程中,同样的时间、比重下,需要分解更多的聚氨酯材料,导致聚氨酯保温层过早出现炭化,由于有效聚氨酯的含量较少,所以保温层整体的耐热性能较差。如果密度过低,不仅会在一次网中出现严重炭化的情况,在二次网中也会出现靠近工作管附近的聚氨酯保温层变黄发黑的情况。



三、保温管进水

统计表明,聚氨酯直埋保温管失效原因,80%以上都与管道补口有着直接联系,在整个供热管线中,补口是最薄弱环节。当补口出现问题后,外界的水会进入到直埋保温管的外护管与钢管中间的夹层中。水进入后,高温的工作管会直接加热夹层中的水,导致热水长期浸泡聚氨酯保温层,使保温层出现空泡结构进水,保温层体积缩小,最后整个保温层结构空泡结构全部消失,聚氨酯坍缩成带状、块状的硬质结构,管道不再具有保温性能。高温热水的作用,会使聚氨酯分解、炭化。长时间的浸泡,管道往往都会出现腐蚀穿孔、开裂等问题。与聚氨酯材料耐温性能不足、密度过低不同,保温管进水后,在水浸泡下,失效的聚氨酯结构往往都呈现红色、红黑色、黄红色等,聚氨酯的原始形态基本消失。



四、使用温度不合理

为防止聚氨酯发生炭化,往往要求输送热水温度控制在140℃以下,如果供热温度长期高于140℃,聚氨酯保温层很容易出现炭化。特别是在热点联产的热源结构中,一次网的聚氨酯保温层炭化倾向严重。在部分化工厂中,存在蒸汽管道使用聚氨酯保温层,一般都在1-2年内,整条管线出现炭化,管体受损。




      以上对聚氨酯保温层出现炭化的原因进行了基本分析,其中耐温性不足、密度不达标,是保温层出现炭化内因,而保温管进水、使用温度不当等,是保温层出现炭化外因。通过对保温层经常出现炭化失效的原因总结,有效防止聚氨酯保温层出现炭化的解决方法有三种:

一、加强对聚氨酯保温材料的检测

利用现代物理性能的测试方法,通过测试长期热老化性能、长期机械性能、CCOT等针对性试验,确保聚氨酯直埋保温管道的综合质量情况,严格把控保温管道的生产质量与进场施工保证,有效较低运行过程中的炭化问题。在供热企业具备条件时,应根据自身管网的运行情况,进行定期非开挖检测与评估工作,确定管道保温结构的破损情况、补口质量情况,有效降低运行风险。

二、设计、施工、运行严格把握实际使用温度

直埋保温管道在设计、施工过程中,要根据实际使用温度,严格选择聚氨酯的黑白料的耐温极限,有效降低在保温管服役工程中的炭化分解。特别是热电联产的供热形式,最高峰温度数值和高温使用时间进行有效把控,避免出现长时间、高温度运行的情况。

三、提高生产质量

聚氨酯直埋保温管生产企业,应确保保温管的整体质量,加强出厂时间和型式检验。一方面,聚氨酯的黑白料的耐温性能应根据设计需求和实际需要进行严格选择;另一方面,聚氨酯的密度要充分保证,特别是当采用中间注料的方式时,两端的密度和均匀性往往得不到保证,发泡的均匀性应进行全面控制。

      以上就是有关聚氨酯的信息资料,如有需要可联系我们。

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