English
簡(jiǎn)體中文
摘 要：高溫直埋大口徑保溫管道屬于隱蔽工程，保溫管制作是整個(gè)工程的基礎(chǔ)，加強(qiáng)保溫管制作過程的質(zhì)量控制和成品檢驗(yàn)，對(duì)于保證工程質(zhì)量極其重要。文章從鋼管除銹、聚氨酯保溫層制作、玻璃鋼外護(hù)層制作、玻璃鋼的固化時(shí)間等方面介紹了大口徑玻璃鋼外護(hù)直埋保溫管預(yù)制過程中經(jīng)常遇到的一些技術(shù)問題廈其解決方法，提出了制作過程中應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)控的檢測(cè)項(xiàng)目。
關(guān)鍵詞：玻璃鋼；保溫管；直埋；質(zhì)量控制
0 引言
隨著城市集中供熱進(jìn)程的加快，大口徑玻璃鋼外護(hù)直埋保溫管以其耐腐蝕性能優(yōu)異、比強(qiáng)度高、易于補(bǔ)口、成本相對(duì)較低等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。供熱工程設(shè)計(jì)使用壽命通常為30年，而且保溫管道主要掩埋于城鎮(zhèn)的街道下面，維護(hù)成本高，且難以操作，因此，對(duì)保溫管的預(yù)制、安裝等環(huán)節(jié)提出了更高的要求。在此，筆者結(jié)合工作實(shí)踐，重點(diǎn)討論大口徑玻璃鋼外護(hù)直埋保溫管直管、管件制作中易出現(xiàn)的問題，并提出應(yīng)對(duì)措施，供同行參考。
1 直管段的保溫預(yù)制
目前大口徑保溫管通常采用機(jī)械濕法纏繞玻璃鋼外護(hù)層，整個(gè)保溫管的制作過程分為5個(gè)步驟，見圖1。
1.1 鋼管除銹
大口徑管道需要采用拋丸法除銹，除銹時(shí)環(huán)境溫度必須在露點(diǎn)以上，濕度不能超過85％。除銹應(yīng)達(dá)到Sa25級(jí)，以保證聚氨酯與鋼管有很好的粘接力。該階段容易遇到的問題：
1.1.1 空氣溫度大
由于供熱工程大多要求在當(dāng)年供暖之前完工，工期往往要跨越雨季，空氣濕度大成為影響除銹質(zhì)量的主要因素，應(yīng)采取的措施是：鋼管除銹要在室內(nèi)完成，除銹的鋼管需在4 h內(nèi)進(jìn)行保溫層制作，有條件時(shí)發(fā)泡前要用高壓空氣吹掃。
1.1.2 除銹效率低
由于磨料反復(fù)使用，不及時(shí)篩分，導(dǎo)致除銹效率低下，造成除銹過程中鋼管表面二次污染，應(yīng)采取的措施是及時(shí)篩分磨料，及時(shí)補(bǔ)充新磨料，提高除銹效率。
1.2 聚氨酯保溫層制作
大口徑保溫管的聚氨酯保溫層制作，一般采用扣模方式進(jìn)行，由上下兩部分模具組成。下半模為通模，上半模常分成3段，每段長(zhǎng)4m左右，上下模的一邊用大合頁(yè)連接，另一邊在涂好黃油并鋪好塑料薄膜后，放入鋼管扣模，并用夾具固定密封。模具總長(zhǎng)視鋼管長(zhǎng)度而定，鋼管兩端預(yù)留200mm左右的焊接段。該階段應(yīng)注意的幾個(gè)問題：
1.2.1 黑白料的存放溫度偏高
黑料是指多異氰酸酯，白料指聚氨酯組合料。如果黑白料的溫度偏高，會(huì)使發(fā)泡速度過快，固化過早，泡沫不易充滿模具，組合料中的發(fā)泡劑在發(fā)泡過程中容易揮發(fā)跑掉，出現(xiàn)投料量大但泡沫密度相對(duì)較低的現(xiàn)象，既增加成本，又使保溫層的質(zhì)量得不到保證。因此，控制穩(wěn)定的黑白料溫度，對(duì)生產(chǎn)的順利進(jìn)行起著至關(guān)重要的作用。料溫宜控制在30℃以下，通過發(fā)泡機(jī)自帶的料溫控制體系，可有效保證發(fā)泡參數(shù)的穩(wěn)定，提高泡沫保溫層的制作質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。
1.2.2 保溫管兩端密度不均勻
模具的注料口通常設(shè)計(jì)在上半模中間靠上的部位，注料噴嘴如果采用直管式，投料時(shí)就會(huì)側(cè)向一端注料，使發(fā)泡料先流向噴嘴對(duì)著的一端，然后回流到另一端，制作的保溫管容易出現(xiàn)一端密度偏大，另一端密度偏小的現(xiàn)象。在這種情況下，要使保溫管兩端的密度都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，需要加大投料量。如果將注料噴嘴改為T形三通形式，如圖2所示，就可以向兩邊同時(shí)投料，保征兩端泡沫密度均勻，外側(cè)加長(zhǎng)可以避免注料時(shí)向外噴出。
另外，需要根據(jù)管徑大小和鋼管的長(zhǎng)短，設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的排氣孔，通常為3～4個(gè)，防止排氣不暢導(dǎo)致泡沫層出現(xiàn)空洞或大坑。
1.2.3 保溫層厚度不均勻
大口徑鋼管由于自重比較大，在模具中會(huì)產(chǎn)生一定的撓度，上半模具頻繁吊裝操作也會(huì)產(chǎn)生一定的形變，導(dǎo)致模具底部的保溫層厚度減薄，模具兩側(cè)保溫層厚度增大，尤其是回水保溫管，設(shè)計(jì)的保溫層厚度本來就相對(duì)較薄，很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)的軸線偏心距要求。為避免這種情況，可在下半模具的底部焊接3―4個(gè)突起的鋼支架，如圖3所示，高度等于設(shè)計(jì)的保溫層厚度，這樣的形狀可以有效減少鋼支架對(duì)泡沫保溫層的破壞作用，支架造成的小空洞，需在脫模后進(jìn)行修補(bǔ)。該方法經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)使用，簡(jiǎn)單有教地解決了上下偏心問題。
1.2.4 聚氨酯泡沫層的熟化時(shí)間不夠
聚氨酯發(fā)泡固化過程中會(huì)產(chǎn)生較大的熱量，既可加快內(nèi)部反應(yīng)的速度，快速提高泡沫強(qiáng)度，也會(huì)產(chǎn)生一定的熱應(yīng)力。如果過早脫模，保溫層會(huì)出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。脫模時(shí)間好控制在半小時(shí)左右，實(shí)現(xiàn)質(zhì)量與產(chǎn)量的有效平衡。制作好的保溫層鋼管至少應(yīng)熟化4 h，好超過12 h再做玻璃鋼外護(hù)層，以保證聚氨酯泡沫有足夠的熟化時(shí)間，強(qiáng)度等性能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)。如果是露天作業(yè)，存放時(shí)一定要注意防潮、防雨。
1.3 玻璃鋼外護(hù)層制作
對(duì)于機(jī)械濕法纏繞玻璃鋼工藝而言，通常采用中堿或無(wú)堿玻璃纖維無(wú)捻紗浸潤(rùn)不飽和聚酯樹脂后，以不同角度多次纏繞而成。外護(hù)層制作要注意以下幾個(gè)問題：
1.3.1 不飽和聚酯樹脂固化速度
不飽和樹脂固化劑的添加量要適當(dāng)，并根據(jù)環(huán)境溫度的變化做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，不能為加快固化速度、提高產(chǎn)量而過度提高固化劑添加量，避免由于固化放熱過快產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而開裂，影響外護(hù)層質(zhì)量。樹脂要本著少量多次的原則，現(xiàn)用現(xiàn)配，不能把敞口放置的樹脂留到第二天使用，每次取完樹脂后要及時(shí)擰緊桶蓋，要做好密封防潮處理。樹脂應(yīng)放置在室內(nèi)或棚下，避免溫度過高和日光直射。
1.3.2 預(yù)固化
剛纏繞好的鋼管由于樹脂尚未固化，樹脂很容易流淌，既影響玻璃鋼的固化質(zhì)量，又影響保溫管的外觀，需要在旋轉(zhuǎn)固化臺(tái)上慢速旋轉(zhuǎn)進(jìn)行初步固化，直到樹脂不流淌為止。在此過程中要做好防護(hù)措施，防雨、防潮、防沙塵雜物。
1.3.3 玻璃鋼外護(hù)層出現(xiàn)白道
固化后的外護(hù)層有時(shí)會(huì)出現(xiàn)白道，導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因有兩個(gè)：一是無(wú)捻粗紗在存放過程中受潮，在固化過程中水氣揮發(fā)形成的；二是工人在纏繞過程中刮料過度，無(wú)捻紗沒有被樹脂浸透。解決這一問題的辦法是：
(1)將無(wú)捻紗存放于底部架高、中空的架子上，保持通風(fēng)、干燥，停工時(shí)要采取防潮措施。
(2)纏繞過程中刮料要適當(dāng)，保證有足夠的樹脂浸透無(wú)捻紗并留在鋼管上，這既可保證玻璃鋼的厚度也可保證其致密性，提高強(qiáng)度和防腐蝕性能。過量刮料會(huì)使玻璃鋼厚度減薄，給使用留下隱患。
1.4 玻璃鋼的固化時(shí)閽
大口徑保溫管道的玻璃鋼外護(hù)層厚度要求在5mm以上，好不要低于7mm，通常在存貯區(qū)自然固化需要一周左右的時(shí)間，如果遇上氣溫過低或潮濕陰雨天氣，固化時(shí)間要適當(dāng)延長(zhǎng)。在固化3～4天時(shí)應(yīng)將保溫管底部和上部調(diào)換一下位置，保證玻璃鋼整體固化完全。
1.5 質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目的確定
為了保證保溫管預(yù)制質(zhì)量，除按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定好檢驗(yàn)計(jì)劃、確定檢驗(yàn)項(xiàng)目和頻率外，還要在保溫管制作的全過程加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)控。除銹階段重點(diǎn)控制作、比環(huán)境、鋼管的除銹質(zhì)量和發(fā)泡前鋼管的表面清潔情況(應(yīng)無(wú)油脂、灰塵、油漆、水分或其他污染物)；發(fā)泡階段重點(diǎn)控制黑白料的比例、泡沫密度、泡沫層厚度、軸線偏心距、泡沫層的外觀(不能有黃油、塵土等污染物影響泡沫層與玻璃鋼的粘接)以及泡沫的熟化時(shí)間；外護(hù)層制作階段重點(diǎn)控制樹脂的浸潤(rùn)效果、纏繞角度和層數(shù)(以保證玻璃鋼的厚度)、樹脂的固化速度以及玻璃鋼的外觀(應(yīng)色澤均勻，沒有白道)；成品管檢驗(yàn)的主要項(xiàng)目是保溫管兩端的泡沫外觀、鋼管的橢圓度、坡口完好情況等。
2 管件的保溫預(yù)制
管件的保溫預(yù)制尤法采用像直管一樣的制作工藝，需要手工制作。通常的做法是：
(1)根據(jù)管件的形狀與保溫層厚度，預(yù)制出相應(yīng)的兩半式玻璃鋼管殼。
(2)將管件噴砂除銹至Sa2.5級(jí)。
(3)在管件上打好幾組支架，中部?jī)?nèi)外兩側(cè)用幾個(gè)與保溫層厚度等高的木塊作支架，好不用聚乙烯支架，以免聚氨酯發(fā)泡時(shí)發(fā)熱量過大，熔化聚乙烯支架，導(dǎo)致保溫層厚度不均，影響管件的預(yù)制質(zhì)量。
(4)將預(yù)制好的玻璃鋼管殼扣在管件上。拼縫時(shí)，翹邊部分打磨平整，拼縫處用帶有樹脂的中堿或無(wú)堿玻璃絲布加強(qiáng)，在纏繞玻璃鋼之前對(duì)整個(gè)管殼進(jìn)行打磨處理，保證管殼與纏繞層有較好的結(jié)合。后整體纏繞一定厚度的帶有樹脂的中堿或無(wú)堿玻璃絲布。由于管件是管道受力的重點(diǎn)部位和薄弱環(huán)節(jié)，應(yīng)采取加強(qiáng)措施，玻璃鋼應(yīng)比直管加大厚度。預(yù)制好的玻璃鋼管殼宜固化24h以上，以保證玻璃鋼有足夠的強(qiáng)度抵抗聚氨酯發(fā)泡時(shí)膨脹力的作用，在此期間要做好兩端的密封，防止管件受潮返銹。
(5)發(fā)泡前應(yīng)用捆扎帶對(duì)玻璃鋼管殼進(jìn)行加固，注料孔和排氣孔一般設(shè)置在兩端堵頭上，并調(diào)整到上方以便于順利排氣，使泡沫充滿模腔。堵頭必須卡緊，否則，一旦跑料就會(huì)使泡沫密度降低，影響保溫管的質(zhì)量，甚至需要返工重做。
彎管制作形狀復(fù)雜，工序多，依靠手工完成，更需要加強(qiáng)制作過程的監(jiān)督和成品檢驗(yàn)，重點(diǎn)控制的項(xiàng)目是管件的除銹質(zhì)量、保溫層的厚度、玻璃鋼的整體厚度等，玻璃鋼外觀應(yīng)比較密實(shí)，樹脂浸透均勻，無(wú)分層現(xiàn)象。
3 結(jié)束語(yǔ)
高溫直埋大口徑保溫管道屬于隱蔽工程，保溫管制作是整個(gè)工程的基礎(chǔ)，加強(qiáng)保溫管制作過程的質(zhì)量控制和成品檢驗(yàn)，對(duì)于保證工程的質(zhì)量極其重要。近年來，玻璃鋼外護(hù)保溫管的制作技術(shù)已經(jīng)有了很大發(fā)展。當(dāng)然，影響整個(gè)保溫工程質(zhì)量的因素還有很多，但可以相信，每個(gè)過程只要從細(xì)節(jié)入手，嚴(yán)格按照規(guī)范作業(yè)，嚴(yán)格檢查，就一定能取得好的效果，工程質(zhì)量也一定能得到提高。