良好,吸水率低,比強度高,加工方便等特點,是理想的管道保溫材料。聚氨酯泡沫保溫管按成型方式可分為“澆注”和“噴涂”兩種。澆注工藝首先由擠出機預制標準的聚乙烯外套管,然后在除銹后的鋼管或者防腐管外綁扎支撐架,后穿入聚乙烯外套管中,采用管堵密封管子兩端,將聚氨酯原料澆注入環形空間中,聚氨酯發泡后充滿整個空間,封堵注料孔,拆卸管堵,安裝管端防水帽(如需要),最終完成保溫管制作。聚氨酯噴涂技術是指聚氨酯原料在聚氨酯噴涂設備中加溫加壓,通過高壓輸送到物料混合室中,在空間很小的混合室內發生對撞,形成高速旋轉的流體,使原料充分進行混合,高速運動的物料在槍嘴口形成細霧狀液滴,均勻地噴射到旋轉的鋼管表面,形成快速自由發泡的聚氨酯泡沫。通過調查,將硬質聚氨酯泡沫“噴涂”成型和“澆注”成型的保溫管道性能對比分析。
聚氨酯噴涂工藝流程
(1)鋼管表面處理。①在保溫噴涂之前,鋼管表面所有污垢、有害物質和污染物(例如油、脂等附著物)必須清除,必要時需按照SSPC-SP1的要求用適當的方式對鋼管表面進行清洗。②使用手動工具對鋼管表面進行除銹,除銹前應對鋼管進行預熱,使鋼管的溫度至少高于露點溫度3℃以上,以去除表面濕氣。手動除銹后,除銹等級需達到St2~St3級。
(2)鋼管加熱。除銹后鋼管表面溫度應維持在30~45℃,若有必要可對鋼管進行加熱,加熱時注意熱源本身不能對鋼管造成二次污染。
(3)安裝管端定形裝置。針對保溫層管端預留要求,在鋼管兩端分別安裝保溫層定形裝置,確保噴涂后保溫層管端端面垂直,預留長度530±15mm。管端定形裝置安裝后需在其表面纏繞一層塑料膜,以便保溫噴涂后定形裝置的拆卸。
(4)調節保溫原材料噴涂的溫度。噴涂用聚氨酯原材料的料溫應該控制在40~45℃之間。
(5)聚氨酯噴涂。按照操作說明運行設備,將原材料根據規定比例充分混合并均勻的噴涂到鋼管表面。針對Φ355.6mm的鋼管,根據鋼管外徑、保溫層密度及厚度等要求,設定噴涂流量并選擇相匹配的噴涂槍嘴。聚氨酯噴涂應連續進行,一次噴涂厚度需達到50mm。
(6)固化。聚氨酯保溫層噴涂后,保溫管至少需在噴涂小車上固化5min后,方可進行保溫管的轉運工作。
(7)涂層修整。涂層固化后,拆除鋼管兩端保溫層的定位裝置,確保管端預留為530±15mm。
硬質聚氨酯噴涂保溫工藝在中海油埕北項目中進行了應用,性能檢測結果均滿足項目指標的要求,滿足
100m水深環境條件下工作需要。通過生產數據測算,聚氨酯噴涂工藝優于傳統澆注工藝,得出以下結論:
(1)保溫管產品質量。噴涂成型的聚氨酯泡沫泡孔均勻、無密度偏差、閉孔率高,抗壓強度高,導熱系數低,保溫性能提升約15%,保溫性能優異。為此,噴涂成型的保溫管整體質量性能優于澆注成型的保溫管質量。
(2)綜合材料成本。噴涂成型聚氨酯原材料用量相比澆注成型用量減少0.87kg/m,綜合成本大幅下降。
(3)人工成本。噴涂成型工藝自動化程度較高,與澆注成型工藝相比,人員配置數量減少了50%,本項目總體人工用時減少了約25%。因此,硬質聚氨酯噴涂保溫工藝在今后的保溫管道施工工程中具有一定的推廣應用價值。