摘　要：為提高玻璃鋼外護預制直埋保溫管的預制質量，結合原材料驗收、鋼管除銹、聚氨酯保溫層預制、外護層預制等方面的實際生產情況及相關標準規范，介紹了玻璃鋼外護預制直埋保溫管生產過程中易出現的問題及應對措施，以保證保溫管的質量，進而保證工程質量。
關鍵詞：玻璃鋼聚氨酯泡沫保溫管預制 應對措施

　　隨著城鎮集中供熱和熱電聯產的大力發展，熱力管道技術在國內得到了廣泛應用。保溫管的質量是影響城鎮集中供熱工程質量的關鍵因素之一。為適用于輸送介質溫度(連續工作溫度)不高于120℃，偶然峰值溫度不高于140℃，工作壓力不大于2.5 MPa保溫管的制造與驗收，我國建設部發布了CJ／T 114―2000和CJ／T 129―2000 兩個標準。對于大口徑直埋保溫管，玻璃鋼外護層要優于高密度聚乙烯層。筆者根據工程實例結合相關的標準規范，從原材料驗收、鋼管除銹、聚氨酯保溫層預制、外護層預制等方面介紹了DN600～DN1000玻璃鋼外護層預制直埋保溫管生產過程中易出現的問題及應對措施，旨在為玻璃鋼外護保溫管的預制提供參考。

1　原材料進廠驗收

　　原材料的質量直接影響到玻璃鋼外護保溫管的質量。玻璃鋼外護保溫管生產過程中需要用到的主要原材料包括：不飽和聚酯樹脂、玻璃纖維無捻紗、玻璃纖維無捻布、多異氰酸酯和組合聚醚等。原材料的性能要滿足相應標準以及設計的要求。不飽和聚酯樹脂的性能要滿足GB／T 8237―2005的要求。玻璃纖維無捻紗的性能要滿足GB／T 18369―2008的要求，好為無堿玻璃纖維無捻紗。玻璃纖維無捻布的性能要滿足GB／T 18370―2006的要求。多異氰酸酯和組合聚醚的性能要滿足CJ／T 114―2000的要求，當連續工作溫度高于110℃時，供水用聚氨酯泡沫料必須通過保溫管的老化試驗檢測。不滿足要求的原材料嚴禁使用。

2　直管段的保溫預制

　　玻璃鋼外護預制直埋保溫直管采用扣模發泡，機械濕法纏繞玻璃鋼工藝進行生產，生產過程包括：鋼管拋丸除銹，聚氨酯保溫層預制，玻璃鋼外護層預制，玻璃鋼外護層固化。
2.1　鋼管除銹
　　大口徑管道一般采用拋丸除銹，通過調節鋼丸和鋼砂的比例來控制表面處理的質量。露天作業時，鋼管表面溫度應高于露點溫度3℃以上，施工環境相對濕度應低于80％，雨、雪、霧、風沙等氣候條件下應停止施工 ；室內作業時，需要采用中頻或天然氣對鋼管進行預熱處理。鋼管的除銹質量會影響泡沫塑料與鋼管的粘結力。在正常情況下，水不可能進入鋼管表面，但是在生產過程中，如果表面處理不徹底、鋼管表面有浮銹，就會影響到泡沫塑料和鋼管表面的粘結力。水就會從鋼管端面或保溫層缺陷處滲入，造成鋼管腐蝕，如圖1所示。

2．2 聚氨酯保溫層預制
　　大口徑玻璃鋼外護保溫管聚氨酯保溫層的預制一般采用扣模發泡工藝進行，與“管中管”成型工藝相比，可直觀發現泡沫的填充情況以及泡沫本身存在的各種缺陷。模具由上下兩部分組成，模長11.6 m，上模由2～3段組成，下模為通模，上下模具的一側采用合頁連接，如圖2所示。上下模具涂好脫模劑并鋪好塑料薄膜之后，將除銹后的鋼管放入下模之中，然后將上?？酆貌⒓右怨潭?。完成發泡，固化之后，將上模打開，把鋼管轉運到修管平臺，對存在缺陷的保溫層進行修整，修整完成之后要充分熟化，然后進入下一步工序。該環節需要注意以下問題：

　　(1)保溫層厚度不均
　　在生產過程中需要根據施工現場的需要更換管徑模具，受生產條件限制需要吊裝轉運模具，由于鋼制模具自身重力較大，在吊裝過程中易產生彎曲變形，上模頻繁開啟也會發生變形，導致保溫層厚度不均。大口徑鋼管，長度在12 m左右時，在模具中會因自身重力產生一定的撓度，導致鋼管底部保溫層厚度減薄，對于設計厚度較小的保溫層很難達到標準或設計的軸線偏心距要求。為避免這種情況的發生，應根據需要，定期對模具進行矯正，并在下模等間距焊接幾個與保溫層設計厚度相同高度的鋼制支架，減少鋼管撓度對保溫層厚度產生的影響。
　　(2)保溫層泡沫缺陷
　　發泡成型過程中，原料溫度與環境溫度的高低及恒定與否直接影響泡沫的質量。環境溫度以20～30℃為宜。原料溫度可控制在20～30℃范圍或稍高一些。露天施工時，生產過程受環境溫度的影響較大。春季環境溫度較低，存在鋼管、模具溫度較低的問題；夏季存在多異氰酸酯、組合聚醚、鋼管和模具溫度偏高的問題。溫度較低時，化學反應進行緩慢，泡沫固化時間長；溫度高時，化學反應進行得快，泡沫固化時間短，過慢或過快都易產生空洞和
塌泡等缺陷，如圖3所示，影響保溫層的質量。當溫度較低時，需要對鋼管進行預熱，如采用火焰加熱器加熱；當溫度較高時，對多異氰酸酯、組合聚醚、鋼管及模具采取適當的降溫措施，如設置遮陽設施、在鋼管內表面噴水等。當發泡機自身的溫控系統或簡單的溫控措施不能保證料溫時，需要采用空調系統對原料進行溫度調節。

　　(3)保溫層表面凹凸不平
　　保溫層的表面情況受到模具內表面涂脫模劑和鋪塑料薄膜情況的影響。為了使保溫層表明光滑，涂脫模劑時厚度一定要均勻；鋪塑料薄膜時，一定要將鋪膜過程中產生的氣泡趕掉。
　　(4)模具排氣不暢
　　模具的排氣設計對保溫層質量影響較大。在發泡成型過程層中，多異氰酸酯與組合聚醚反應，體積迅速膨脹，產生大量的反應熱并釋放大量的氣體。如果氣體得不到有效釋放，會導致保溫層存在較多孔洞，有些會貫穿設計厚度較小的保溫層，還會使保溫層開裂，產生鼓包，導致保溫層與鋼管表面脫層或厚度大的保溫層層間分離。為避免這種情況，需要在模具上增設排氣孔，優化模具的排氣設計。
　　(5)保溫層修整
　　上下模具密封處易存在縫隙，導致保溫層在該部位存在飛邊，在修整時需要把飛邊去掉，并使該部位平滑過渡。模具中加裝支架的部位需要采用手工發泡的方式對保溫層進行修復。由于采用上模中間注料，如果上模兩段結合位置的塑料薄膜處理不好，會使泡沫料進入塑料薄膜與模具中間，導致保溫層表面粘上脫模劑，保溫層內部夾雜塑料薄膜，增加清理工作量，并影響保溫層的質量及其與玻璃鋼外護層的粘結，因此鋪膜時一定要將結合部位處理好。保溫層修整時還需要將表面的孔洞填平，如果孔洞較多，面積較大，需要采用等面積的保溫塊進行置換。
　　(6)保溫層的熟化
　　保溫層完成修整之后，在進行玻璃鋼外護層纏繞之前需要充分熟化，讓化學反應進行完全以獲得良好的尺寸穩定性，避免出現外護層完成預制之后，保溫層出現收縮變形的缺陷。熟化時間與熟化溫度有關，熟化溫度越高，熟化時間就越短。
2.3　玻璃鋼外護層預制
　　外護層由玻璃纖維無捻紗或布和不飽和聚酯樹脂作原料，必須采用機械濕法 ，按照不同角度交叉纏繞而成。在進行玻璃鋼外護層纏繞時，保溫層表面要保持干燥。該環節需要注意以下問題：
　　(1)不飽和聚酯樹脂的固化速度
　　不飽和聚酯樹脂固化劑的添加量要根據環境溫度的變化做適當調整，溫度低時，適當增加用量，溫度高時，減少用量。若固化速度太快，會影護層正常的連續生產，若固化速度太慢，易造成管體下表面樹脂流掛，影響外護層防護性能，延長固化周期。
　　(2)玻璃鋼外護層的纏繞厚度
　　玻璃鋼外護層的厚度要滿足相關標準和設計的要求。在正式生產之前，要根據外護層的設計厚度、玻璃纖維無捻紗的參數，確定纏繞參數。正式生產之后，要定期取樣，控制外護層的厚度，尤其是玻璃纖維無捻紗的型號發生變化時。在纏繞過程中，玻璃纖維無捻紗要保持干燥，紗車的排紗要均勻有序，避免外表面出現纖維外漏、層間脫離、色調明顯不均等缺陷，影響外護層的強度和防護性能。
　　(3)玻璃鋼外護層的固化
　　玻璃鋼完成纏繞之后，先在轉動固化平臺上進行表面修整、噴碼、預固化，然后吊運至固化平臺，單層間隔排放，如圖4所示，視天氣情況有一周左右的自然固化時間。在固化期間，要經常轉動管體，使外護層均勻固化，避免出現外護層上表面已固化，下表面還未固化的情況。在此期間還要注意防雨、防潮，避免對外護層外觀產生影響。

3　管件的保溫預制

　　保溫管件采用先手糊玻璃鋼后發泡的生產工藝進行生產。先將管件進行噴砂除銹，然后在管件表面固定幾組與保溫層設計厚度相同的支架，根據管件的形狀，采用2 mm厚的玻璃鋼板分段卷成管殼，采用抽芯鉚釘進行固定。再纏繞一定厚度浸滿不飽和聚酯樹脂的玻璃纖維無捻布，固化后進行發泡。在該過程中需要注意以下問題：
3.1　鋼管返銹
　　鋼管除銹之后不能及時進行發泡，在外護層制作至發泡期間要注意防潮密封，避免鋼管二次生銹，影響保溫層與鋼管的粘接質量。
3.2　支架的選擇
　　在保溫管生產過程中，常用的支架有木塊和聚乙烯塑料，在大口徑保溫管預制、需要的投料量特別大時，好選擇木塊支架，防止發泡時產生的反應熱將塑料支架融化，造成偏心缺陷。
3.3　管殼搭接部位的加強
　　玻璃鋼板管殼的搭接部位是外護層的薄弱環節，在進行玻璃纖維無捻布纏繞時需要對這些部位進行加厚補強，層與層之間要結合緊密，并使之平滑過渡，避免由此造成的外護層強度降低。
3.4　不飽和聚酯樹脂的固化速度
　　手糊玻璃鋼不飽和聚酯樹脂的固化速度較機械濕法纏繞時的固化速度要快得多。本著少配多次的原則，固化劑的添加量要根據樹脂用量、環境溫度和操作者的熟練程度及時進行調整。固化時間要允許玻璃纖維無捻布完全浸透和層間氣泡的排除。固化速度太慢，易造成上表面樹脂下滲，玻璃纖維無捻紗層間分離；固化速度太快，玻璃纖維無捻布不能完全浸透，層間氣泡不能排除，太慢或太快均會造成外護層防護性能的降低。
3.5　發泡
　　發泡時，采用帆布和捆扎帶對管件兩端進行密封。受生產工藝限制，管件兩端的密封壓力有限，限制了泡沫料的投料量，有時難以滿足泡沫密度的要求。為避免該情況的發生，可適當提高自由泡的密度，以此來保證泡沫密度滿足設計要求。

4　結　語

　　城鎮集中供熱管線屬于地下工程，一旦投入運行，管道的檢測和維修比較困難且成本較高。保溫管的質量是影響工程質量的關鍵因素之一。加強保溫管預制過程中的質量控制，對保證工程質量非常重要。注意生產過程中易出現的問題并采取相應的措施，可有效提高玻璃鋼外護保溫管的質量，進而保證工程質量。