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摘要：近些年，我国的科学技术水平不断进步。目前，柔性塑料保温管是由介质管、保温层、夹克管构成的复合型保温管，采用薄壁钢、软铜或交联聚乙烯这类具有柔韧性的材料作为介质管，同样采用具有高度柔韧性的三聚氰胺保温材料和聚乙烯夹克管，通过连续法生产工艺技术生产出性能优良，符合使用要求的柔性复合保温管。
关键词：柔性塑料保温管；介质管；保温层；夹克管
引言
柔性管道由于其操作的灵活性，已逐渐出现在人们的视野中。柔性管道安装非常简单，如建筑物之间可以通过管道弯曲绕过障碍物实现管道连接，这就使得完全不必要进行预先的管路规划。柔性管可以几百米不间断铺设，因此需要很少的连接头，这就避免了在管道连接上花费时间，也避免了后续的填缝。最终我们可以在降低成本基础上高效的完成管道铺设。同时柔性管道铺设只需很窄的沟槽，这也意味着挖掘成本的降低，特别是小管径管道，成本可以得到很大程度节约。在柔性保温管系统中，介质管材料有薄壁钢管、退火铜管、交联聚乙烯（PEX）、铝和聚丁烯，目前使用较多的材料是PEX，大多数柔性管平直管壁，有时也会采用波纹介质管和夹克管以增强管道的柔韧性以及泡沫层和管道在弯曲过程和弯曲过后的粘接性。保温通常选择的是三聚氰胺保温材料，进水管和回水管可以共用一个夹克管，该夹克管可以采用钢管、高密度或低密度聚乙烯，通常最佳选择为柔韧性更高的低密度聚乙烯。
1柔性复合管的设计
1.1保温层
柔性管保温材料选择的是三聚氰胺保温材料，通常采用三种环保型即零臭氧消耗和零全球变暖潜能值的泡沫体系，包括：以水与异氰酸酯反应生成二氧化碳发泡的全水发泡体系、二氧化碳和物理发泡剂HFCs同时发泡聚氨酯的HFCs/水双发泡体系以及采用二氧化碳和物理发泡剂环戊烷发泡聚氨酯的环戊烷/水双发泡体系。为保证柔性保温管的保温层在盘卷以及安装过程中不与介质管和夹克管分离，所需的聚氨酯泡沫体系，必须具备高度柔韧性，另外对于长期使用温度低于95℃的PEX管来说，耐热性达到95℃的保温材料可以满足需求，但是对于通常采用铜或钢管为介质管，工作温度达到130℃的管道系统来说，泡沫材料就需要更高的耐热性。因而针对以往硬质聚氨酯泡沫柔韧性和耐热性不能同时满足的缺陷，我们需要在发泡体系上做出新的调整，如Huntsman研发出的新一代半柔质多元醇泡沫体系配方，通过长链和短链多元醇独特的组合使得到的泡沫同时具备了高耐热性和高柔韧性，同时为克服半柔质泡沫λ老化速度过快的缺陷，在体系配方上进一步进行研发，抓住长链和短链多元醇之间的平衡可以延缓气体扩散的关键点，研发出了延缓半柔质泡沫体系λ老化的配方。下示表1为Huntsman的半柔质泡沫体系，DaltofoamTE44200和DaltofoamTE44203，两个体系均完全按照配方配制多元醇混合物，即聚醚多元醇，水，硅氧烷表面活性剂，形成水吹塑泡沫。生成的泡沫适用于连续法软质聚氨酯预制保温管生产。DaltofoamTE44203高抗压强度使其更适合大管径管道，而DaltofoamTE44200更适用于小管径管道。
表1 为Huntsman的半柔质泡沫体系
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1.2阻隔层
为了避免聚氨酯发泡过程发生气体交换，在保温层与夹克管之间通常还会有一层防扩散阻隔层。阻隔层一般在连续浇筑法生产工艺中应用，因为它可以保证泡沫在整个生产操作过程中的低热量损失，从而形成稳定结构的泡沫保温层。阻隔层材料可以是塑料薄膜或金属箔，如isoflex和isowell等柔性保温管生产工艺中均采用的是PE电晕处理后PE-铝箔层，可以达到100%密封阻隔的效果。
1.3预制直埋保温复合塑料管行业标准制定的标准基础
预制直埋保温复合塑料管在国外有着非常广泛的应用，尤其在北欧，对于具有柔性的预制直埋保温复合塑料管的推广应用非常广泛，因此，国外关于该产品的相关标准和技术规范较国内成熟很多，例如EN155632《地区供热管材——预隔热柔性管道系统》对具有柔性的塑料保温复合管的技术要求和测试方法做了详细的规定，包括4部分；分类、粘合的塑料芯管，不粘合的塑料芯管、粘合的金属芯管， 荷兰Kiwa评价导则BRL 5609《建筑外热水输配用预保温柔性塑料管道系统》对具有柔性的保温复合塑料管的技术要求，检测方法，质量体系等指标作了详细的规定，该标准分别对PE-X和PB工作管的规格尺寸、物理及力学性能均有详细的规定。国外预制直埋保温复合塑料管的快速发展及广泛应用推动了相关标准的制定和颁布，而国内还没有推开保温复合塑料管，因此该产品的标准还比较少。
2柔性聚氨酯塑料保温管生产技术
柔性保温管作为管中管系统，生产技术包括间歇法和连续法，间歇法成本较低，可以生产较广尺寸范围的管道，通常应用在直管柔性管中，不适合于大规模生产。目前应用较多的间歇法生产方式是浇筑法，生产的管道长度最大只能到16m，采用的生产工艺是通过在介质管和夹克管中间略微倾斜的水平空腔内浇筑聚氨酯泡沫，略微的倾斜可以使泡沫发泡密度分布更均匀，浇筑法生产工艺设备简单，操作容易，缺点是倾斜度使得发泡扩张的距离过大，不容易达到最佳结构。相比间歇法，连续法的优点不限制管道生产的长度，因而特别适用于盘卷柔性管的生产。可以实现相对低成本下的快速稳定的生产，同时所需较低的填充密度和套管厚度，有效的控制了材料成本。因此目前大型管材制造商均采用连续法生产大量相同管径管道。缺点是改变管径和保温层厚度时，相比间歇法需要更冗长的操作时间及更高的技术成本。连续法生产包括两个阶段，第一阶段通过使用模具、倾倒或喷涂的方式将泡沫填充到介质管上，第二个阶段通过挤压或卷绕的方式在泡沫上形成夹克层，然后真空冷却定型，切割所需长度的管道。连续法生产柔性塑料保温管过程中，目前需克服的难点主要有两点：一是由于工厂场地限制，介质管采用的需是盘管方式，因而对管径有所限制；二是对聚氨酯泡沫发泡系统要求更加严格，需要在介质管不断运行的情况下，保证泡沫层均匀稳定的形成。常见的连续法泡沫保温管生产工艺有连续浇筑法和连续喷涂法。连续浇筑法相比连续喷涂法多了一层阻隔层，即在泡沫填充到介质管上的同时从盘卷中退出带状的金属或塑料薄膜卷绕在介质管上，并给相应厚度的保温层留出空间，形成密封阻隔层，连续浇筑法和连续喷涂法的生产工艺流程如图1所示。
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图1 连续喷涂法生产柔性泡沫保温管
结语
聚氨酯泡沫保温管主要用于区域供暖供冷，在国外，人口少，小区范围不大，因此小尺寸管件的保温管已能满足要求，但在国内，人口众多，小区结构较为复杂，柔性聚氨酯保温管要想赢得市场，首先要做得就是不断进行大尺寸保温管的开发，其次还要将聚氨酯泡沫的长期耐热性提高到180℃，若温度能达到这个范围，聚氨酯就能取代玻璃泡沫、矿棉或其他目前国内正在使用的无机保温材料。当做到这两点时，柔性管在时间和成本上的节约性，将使得其应用更加广泛，获得较大的管道市场份额。
参考文献
[1]郭晓飞,冯百瞬.聚氨酯泡沫直埋保温管及其生产[J].管道技术与设备,1994,4(7):11-15.
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