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PE-RT II型预制直埋保温管知识浅析

作者:admin 发布日期:2018/10/9 关注次数: 二维码分享

PE-RT II型预制直埋保温管也称为PE-RTⅡ型供热管,高密度聚乙烯外护管聚氨酯发泡预制直埋保温复合塑料(简称PE-RT II保温复合管塑料管),由高密度聚乙烯外护管、聚氨酯泡沫塑料保温层和工作管紧密结合而成。(如下图)


PE-RT II型预制直埋保温管


a、外护管:PE-RT II型预制直埋管外层采用HDPE高密度聚乙烯管;


b、保温层:采用硬质聚氨酯泡沫塑料。保温层材料为密度60kg/m3至80kg/m3的硬质聚氨酯泡沫,充分添满PE-RT II型管与套管之间的间隙,并具有一定的粘接强度,使耐热聚乙烯(PE-RT II)管材、外套管及保温层三者之间形成一个牢固的整体。聚氨酯直埋保温管泡沫具有良好的机械性能和绝热性能,通常情况下可耐温120℃通过改性或与其它隔热材料组合可耐温180℃。


c、工作管:PE-RT II型预制直埋保温管采用耐热聚乙烯(PE-RT II)管。


PE-RT II型预制直埋保温管又称“PE-RT II保温复合塑料管”,是由高密度聚乙烯外保护层、聚氨酯硬质泡沫塑管和耐热聚乙烯(PE-RT II)管材组成。PE-RT II预制直埋保温管具有优良的性能被用于城镇集中供热二次管网管道系统,其外保护层、保温层、工作管三部分,外保护层材料为高密度聚乙烯;保温层采用硬质聚氨酯泡沫塑料;PE-RT II工作管采用II型耐热聚乙烯(PE-RT II)专用管道原料 耐低、高温达-40至110°C,PE-RT II工作管能长期输送95°以下热水且具有耐腐蚀、使用寿命长达50年、保温效果好,分子连接安全客户、施工方便等特点。自2011年起在我国北方的天津、山东、河南、吉林、河北、内蒙古等几十个城市小区热力管网改造工程、新建工程的试用,试点案例非常成功的,符合国家“十.三五”规划“新材料、新能源”现已广泛被推广 ,于2015年11月23日发布了CJ/T480-2015《PE-RT II预制直埋保温管》标准 。

PE-RT国标制定时参考了ISO的《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》等国际标准和奥地利国家标准的相关部分,并考虑了国内的生产实际情况和技术能力,因此具有一定的先进性。新标准的实施,对于行业的质量要求和健康发展有积极作用。

近年来,我国PE-RT管道在建筑内冷热水管道领域的应用发展很快,原材料也有了进一步的发展。2002年,行业标准《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》发布,但是由于当时行业标准参照的是德国标准《耐热聚乙烯(PE-RT)管道——一般质量要求》和《耐热聚乙烯(PE-RT)管道——尺寸》,这两个标准都是基于I型PE-RT材料的性能指标编制的。随着材料的发展,II型PE-RT材料的性能指标已经远远高于第一代材料,国际标准ISO22391《冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统》也已经完成修订更新,增加了II型PE-RT管道的要求。


一、保温复合塑料管按工作管所用材料可分为:


a) PP-R保温复合塑料管,代号为PUPPR;

b) PVC-C 保温复合塑料管,代号为PUPVC;

c) PE-RT II保温复合塑料管,代号为PUPE;

d) PB保温复合塑料管,代号为PUPB。

1、保温性能好,热损失仅为传统保温管材的25%,长期运行可节约大量能源,显著降低能源成本。

2、具有很强的防水和耐腐蚀能力,无需敷设管沟,可直接埋入地下或水中,施工简便快捷,综合造价低。

3、在低温条件下也具有良好的耐腐蚀和耐冲击性能,可直接埋入冻土层。 4、使用寿命可达50年以上,正确的安装和使用管网维修费用极低。

外护管材料应符合GB/T29047的规定。 保温层材料应采用聚氨酯硬质泡沫塑料,其性能应符合GB/T29047的规定。


PE-RT II型


二、工作管:

PP-R工作管原材料应符合GB/T18742.1的规定。

PVC-C工作管原材料应符合GB/T18993.1的规定。

PE-RT II型工作管原材料应符合GB/T28799.1的规定。

PB工作管原材料应符合GB/T19473.1的规定。


1)卫生性能

生活热水输送用管材的卫生性能应符合GB/T17219的规定。


2)保温复合塑料管

a.外观:保温复合管外观应清洁,可视面不应有影响其性能的构槽、裂纹、凹陷、杂质、颜色不均等缺陷。

b.管端垂直度:保温复合塑料管管端的外护管宜与聚氨酯泡沫塑料保温层齐平,且应与工作管的轴线垂直,角度误差应小平2.5°。

c.挤压变形及划痕:保温层受挤压变形时,径向变形量不应大于设计保温层厚度的15%。外护管划痕深度不应大于外护管最小壁厚的10%,且应不大于1mm。

d.管端预留段长度及偏差:工作管两端留出的无保温预留段长度应满足保温复合塑料管连接的要求,两端预留长度之差应不大于20mm。

e.管端泡沫脱层:保温层应与工作管及外护管紧密粘接,管段泡沫脱层径向尺寸应不大于2mm,沿轴向的深度不应超过70mm,环向累计长度不应大于圆周长的1/3。


3)外护管表面温度

在运行工况下外护管表面的温度应小于50℃。


4)外护管外径增大率

保温复合塑料管发泡前后,外护管任一位置同一截面的外径增大率应不大于2%。


5)最大轴线偏心距

当外护管外径不大于160mm时,轴线偏心距应不大于3.0mm;当外护管外径大于160mm时,轴线偏心距应不大于4.5mm。


6)轴向剪切强度

在23℃条件下,保温复合塑料管的轴向剪切强度应不于0.09MPa。


7)环刚度

保温复合塑料在环刚度应不小于4KN/㎡。


8)抗冲击性

在-20°条件下,用3.0kg的落锤从2m高处落下对外护管进行冲击,外护管不应有可见裂纹。


9)柔韧性

适用于外护管公称外径不大于50mm的PUPE、PUPB保温复合塑料管。当外护管最小弯曲半径不大于外护管公称外径的30倍时,保温层与外护管不应破裂,外护管的不圆度应不大于30%,与外护管连接部位的保温层裂纹宽度应不大于5mm。


10)蠕变性能 蠕变比率应不于5。


三、聚氨酯保温直埋管的优点:

1.降低工程造价。据有关部门测算,双管制供热管道,一般情况下可以降低工程造价的25%(采用玻璃钢做保护层)和10%(采用高密度聚乙烯做保护层)左右。

2.热损耗低,节约能源。由于直埋管采用聚氨酯硬质泡沫塑料进行保温,其导热系数为:λ=0.013—0.03kcal/m•h•oC,比其他过去常用的管道保温材料低得多,保温效果提高4~9倍。再有其吸水率很低,约为0.2kg/m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的闭孔率高达92%左右。低导热系数和低吸水率,加上保温层和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃钢保护壳,改变了传统地沟敷设供热管道“穿湿棉袄”的状况,大大减少了供热管道的整体热损耗,热网热损失为2%,小于国际10%的标准要求。

3.防腐,绝缘性能好,使用寿命长。直埋保温管由于聚氨酯硬质泡沫保温层紧密地粘结工作管,隔绝了空气和水的渗入,能起到良好的防腐作用。同时它的发泡孔都是闭合的,吸水性很小。高密度聚乙烯外壳、玻璃钢外壳均具有良好的防腐、绝缘和机械性能。因此,工作管很难受到外界空气和水的侵蚀。只要管道内部水质处理好,据国外资料介绍,聚氨酯保温管道的使用寿命可达50年以上,比传统的地沟敷设、架空敷设使用寿命高3~4倍。

4.占地少,施工快,有利环境保护。直埋供热管道不需要砌筑庞大的地沟,只需将保温管埋人地下,因此大大减少了工程占地,减少土方开挖量约50%以上,减少土建砌筑和混凝土量90%。同时,保温管加工和现场挖沟平行进行,只需现场接头,可以缩短工期约50%以上。

5.国外生产聚氨酯保温预制管,均设有渗漏报警线,一旦管道某处发生渗漏,通过报警线的传导,便可在专用检测仪表上显示出保温管道渗水、漏水的准确位置及渗漏程度的大小,以便通知检渗人员迅速处理漏水的管段,保证供热管网的安全运行。国内生产的保温管目前末设渗漏报警线,有待补上这一空白。

总之,聚氨酯保温直埋管不仅具有传统地沟和架空敷设管道难以比拟的先进技术、实用性能,而且还具有显著的社会效益和经济效益,也是供热节能的有力措施。采用直埋供热管道技术,标志着我国供热管道技术发展已经进入了新的起点。随着这项先进技术的进一步完善和发展,供热管道直埋取代地沟和架空势在必行。


PE-RT II型预制直埋保温管现场施工图


四、施工注意事项

由于直埋供热技术在我国起步较晚,以上3个条件尚需不断完善。从工程实践中出现的质量问题来看,应在设计和施工中特别注意以下几个问题:

在设计和施工中,一定要真正理解供热管道直埋敷设方式分为有补偿直埋敷设及无补偿直埋敷设两种方式,确实掌握两种方式各自的工作原理,特点及其应用场合,以便在设计上合理选用,施工上安全、可靠、经济。


1.首先要掌握概念:有补偿直埋敷设方式,是通过管线自然补偿和补偿器(如方形和波纹管补偿器)来解决管道热伸长量的,从而使热应力为最小;无补偿直埋敷设,简单地说就是管道在受热时没有任何补偿措施,而是靠管材本身强度来吸收热应力。


2.无补偿敷设方式的基本原理:在安装管道时,首先给管道加热到一定温度,然后将管道焊接固定,当管道恢复到安装温度时(温度降低),管道预先承受了一定的拉应力。当管道通热工作时,随着温度的升高,管道应力为零,当继续升温时,管道的压应力增加,当温度升到工作温度时,管道的压应力(热应力)仍小于许用应力。这样,管道可以不用补偿装置而正常工作了。这种无补偿方式应用第四强度理论,施工时需要对管道预热,施工比较麻烦,但国内外已有大量工程实践,理论计算可靠,能确保安全。另一种无补偿方式是近几年由我国北京煤气热力设计院提出的计算方法和应力分类采用安定性分析,应用第三强度理论。这种方式充分发挥


五、PE-RT II预制直埋保温管应用领域:


1. 冷热水管道


2. 空气能热泵热水工程、太阳能管道


3. 城市集中供热二次官网、温泉水保温管道


4. 工业建筑管道


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