聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件及喷涂方法

摘要

一种聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件及喷涂方法。目前供热管网及管道管件采用传统的预制直埋保温工艺，存在保温发泡不均匀、外护管拼接焊接不彻底，整体保温存在极大的热损耗，保温管件使用寿命短。本发明组成包括：预制直埋保温管件，预制直埋保温管件包括工作管（4），工作管外表面通过喷涂设备（5）喷涂聚氨酯保护层（2），并在工作管的两端留有不喷涂聚氨酯保护层的管件焊接接口，聚氨酯保护层的外表面均通过所述的喷涂设备喷涂高分子液体外护层（1），聚氨酯保护层内部安装有一组报警线（3），高分子液体外护层采用密度为1.2g/cm3高分子液体弹性材料其涂层厚度为1‑20mm。本发明用于聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件。

说明书

技术领域：

本发明涉及供热管网、输送管道技术领域，具体涉及一种聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件及喷涂方法。

背景技术：

目前国内供热管网及石油天然气管道管件普遍采用的都是传统的预制直埋保温工艺，先根据管件形状制作一个大于管件形状体积的外护管，外护管采用的是聚乙烯管道成品，根据外护管形状对聚乙烯管道进行裁剪，然后采用塑料焊接工艺将裁剪的聚乙烯管道进行拼焊接，最后在管件外体与制作的外护管同心距的空间灌注聚氨酯发泡剂，形成保温管件结构，这种制作工艺存在着一定的缺陷，例如保温发泡不均匀、外护管拼接焊接不彻底、现场无法安装制作等，整体保温性能上可能存在着极大的热损耗，保温管件使用寿命短，得不到有效的保温保障，故这种老式预制直埋保温管件在节能环保及经济效益等方面存在着极大的技术问题。

发明内容：

本发明的目的是提供一种聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件及喷涂方法，该结构通过高压喷枪在预制直埋保温阀的聚氨酯保护层外表面360度均匀喷涂高分子液体外护层，使其具有抗老化、抗冲击、防腐蚀，保证了预制直埋保温管件整体使用寿命及耐久性。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件，其组成包括：预制直埋保温管件，所述的预制直埋保温管件包括工作管，所述工作管外表面通过喷涂设备喷涂聚氨酯保护层，并在工作管的两端留有不喷涂聚氨酯保护层的管件焊接接口，所述的聚氨酯保护层的外表面均通过所述的喷涂设备喷涂高分子液体外护层，所述的聚氨酯保护层内部安装有一组报警线，所述的高分子液体外护层采用密度为1.2g/cm3高分子液体弹性材料其涂层厚度为1-20mm。

所述的聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件，所述的喷涂设备为聚氨酯混合喷头、高压液体喷枪，所述的管件焊接接口距所述的工作管端口距离为10-20mm，所述的聚氨酯混合喷头、高压液体喷枪与控制装置连接。

一种聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件及喷涂方法，该方法包括如下步骤：首先管件采用常规的供热管件，型号为DN15-DN4000，外体表面进行过抛丸处理，达到Sa2.5工业涂装清理等级，聚氨酯采用异氰酸酯和多元醇、催化剂组合发泡剂；

采用全自动化控制的喷涂式聚氨酯发泡技术设备或手持式移动聚氨酯发泡设备，对管件实施360度的聚氨酯喷涂发泡保温，使得管件外体聚氨酯保温层的各项性能参数及技术指标达到设计标准，导热系数为0.026-0.032W/m·k ；

在管件外体聚氨酯保温层内预埋有金属报警线，连接卫星监控系统实时跟踪监测预制直埋保温管件在地下随时可能发生的液体泄漏问题，发现问题存在的位置，进行定位处理，定位精度为1m-12m，避免了盲目寻找泄漏点而产生的经济损失；

聚氨酯保温层形成后，采用高压喷枪压力为12mpa进行全方位无死角喷涂，采用密度为1.2g/cm3高分子液体弹性材料喷涂在聚氨酯表面，形成一体的外护管道层，该外护管道层的弹性材料为液体，采用喷涂和涂刷技术涂刷在聚氨酯保温层外表面形成外护管，外护管可根据设计要求进行多层涂刷，每层厚度1mm，有效厚度可达1-20mm，有效厚度根据需要达到外护管设计厚度要求，每层涂刷后表面成形时间小于60秒，固化成形时间在1-24小时，该材料形成的外护管，其断裂伸长率可达350%-600%，抗压强度>100Mpa,剪切强度>20Mpa，弯曲强度>40Mpa，耐温-60°至120°，耐酸碱盐侵蚀，超过HDPE100材料外护管性能，操作环境为室温5摄氏度以上自然温度即可，对作业环境湿度没有要求；

对管件两端按照连接需要留出补口距离10-20cm后对保温和外护端进行修整成为预制直埋保温管件成品。

有益效果：

1.本发明一种聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件及喷涂方法，该结构及方法解决了传统保温管件制作工序繁琐、热损大、寿命短、安全性低的问题，通过采用新的技术，有效的保障预制直埋保温管件在节能、环保、经济等方面创造更大的突破，聚氨酯喷涂保温外护管喷涂一体成形预制直埋保温管件有效的解决了传统预制直埋保温管件普遍存在的技术难题，在制作工艺上采用了世界领先的喷涂技术，保证了预制直埋保温管件在首道工序也就是核心保温工序不会出现质量问题。

本发明采用密度为1.2g/cm3高分子液体弹性材料，该材料由高分子预聚体和功能性树脂化合物两种组分混合后，通过高压喷涂而成，由于分子间交联密度高和结构柔顺性好，材料具有突出的强度和韧性，能够实现结构的快速强化和超强韧保护，能够使预制直埋保温管件具有高强度与高韧性；同时该材料不含溶剂，无挥发物质，可在任意曲面快速喷涂成型，是一种无溶剂无污染的绿色喷涂材料。

本发明采用高分子液体弹性材料能够将聚氨酯涂层的外表面及端面360度全方位喷涂，有效提高了预制直埋保温管件的使用寿命。

本发明的保温层都是在智能控制系统的有效控制下完成，在保温层密度及保温层厚度等关键技术问题上可以利用智能机器人实时控制，有效保证了预制直埋保温管件喷涂质量。

本发明预制直埋保温管件采用了自动聚氨酯喷涂技术，外护管采用了高强度、高拉伸性能的新型喷涂成形材料技术，有效的的保证了DN15-DN4000大口径聚氨酯喷涂保温外护管喷涂一体成形预制直埋保温管件的整体使用寿命，即最少30年不老化的使用寿命，在国内外尚属首家。

本发明的结构保温效果强，降低热损，预制直埋保温管件的保温层性能上达到了国际标准比传统的老式工艺的直埋保温管件更有优越性，其保温层均匀并且可以突破标准进行保温层厚度设计，比传统保温管件热损降低30%以上。

本发明能够提升保温管件的安全性能，预制直埋保温管件能够预先安装有报警线装置，可以连接到服务终端进尔用卫星实时监控，可以实时的找到管道任何的液体泄漏技术问题发生源，从而减少不必要的经济浪费，更可以快速的对发生的问题进行有效有针对性的处理，这一点在老式预制直埋保温管件上没有这项保温层预埋技术。

本发明的外护管在制作现场一体成形，由于采用弹性材料喷涂在聚氨酯表面，形成一体的外护管道层，保证了管件的保温外护管具有抗冲击、防腐蚀、耐磨损、抗老化性，能够有效的保证聚氨酯喷涂保温外护管喷涂一体成形预制直埋保温管件的抗老化性、抗冲击性、防腐蚀、耐磨损，即保证了预制直埋保温管件整体使用寿命及耐久性，而传统的塑料拼接焊接工艺很难达到上述性能。

本发明的耐久性及使用寿命远远大于传统的老式预制直埋保温管件，由于彻底解决了管件保温不均匀、外护管拼接技术差的问题，提升了管件的抗老化性、抗冲击性、防腐蚀、耐磨损性能，保证了保温管件最少30年的使用寿命，更好的体现了预制直埋保温管件对供热管网的调控使用价值。

本发明节能性及环保等方面更加体现了聚氨酯喷涂保温外护管喷涂一体成形预制直埋保温管件的优越性，可以有效的减少热能损耗，提升供热管网的节能减排，保障供热管网的安全性，这一点是老式预制直埋保温管件远远比不了的。

附图说明：

附图1是本发明的结构示意图。

附图2是附图1的右视图。

附图3是本发明喷涂高分子液体外护层后的结构示意图。

附图4是附图3的右视图。

附图5是本发明喷涂聚氨酯保护层结构示意图。

附图6是附图5的右视图。

附图7是本发明型的管件（焊接三通）结构示意图。

附图8是附图7的右视图。

附图9是本发明的管件（焊接三通）喷涂高分子液体外护层后的结构示意图。

附图10是附图9的右视图。

附图11本发明的管件（焊接三通）喷涂聚氨酯保护层结构示意图。

附图12是附图11的右视图。

具体实施方式：

实施例1：

一种聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件，其组成包括：预制直埋保温管件，所述的预制直埋保温管件包括工作管4，所述工作管外表面通过喷涂设备5喷涂聚氨酯保护层2，并在工作管的两端留有不喷涂聚氨酯保护层的管件焊接接口，所述的聚氨酯保护层的外表面均通过所述的喷涂设备喷涂高分子液体外护层1，所述的聚氨酯保护层内部安装有一组报警线3，所述的高分子液体外护层采用密度为1.2g/cm3高分子液体弹性材料其涂层厚度为1-20mm。

实施例2：

根据实施例1所述的聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件，所述的喷涂设备为聚氨酯混合喷头、高压液体喷枪，所述的管件焊接接口距所述的工作管端口距离为10-20mm，所述的聚氨酯混合喷头、高压液体喷枪与控制装置6连接。

实施例3：

一种聚氨酯喷涂外护管喷涂一体成形预制保温管件的喷涂方法，该方法包括如下步骤：首先管件采用常规的供热管件，型号为DN15-DN4000，外体表面进行过抛丸处理，达到Sa2.5工业涂装清理等级，聚氨酯采用异氰酸酯和多元醇、催化剂组合发泡剂；

采用全自动化控制的喷涂式聚氨酯发泡技术设备或手持式移动聚氨酯发泡设备，对管件实施360度的聚氨酯喷涂发泡保温，使得管件外体聚氨酯保温层的各项性能参数及技术指标达到设计标准，导热系数为0.026-0.032W/m·k ；

在管件外体聚氨酯保温层内预埋有金属报警线，连接卫星监控系统实时跟踪监测预制直埋保温管件在地下随时可能发生的液体泄漏问题，发现问题存在的位置，进行定位处理，定位精度为1m-12m，避免了盲目寻找泄漏点而产生的经济损失；

聚氨酯保温层形成后，采用高压喷枪压力为12mpa进行全方位无死角喷涂，采用密度为1.2g/cm3高分子液体弹性材料喷涂在聚氨酯表面，形成一体的外护管道层，该外护管道层的弹性材料为液体，采用喷涂和涂刷技术涂刷在聚氨酯保温层外表面形成外护管，外护管可根据设计要求进行多层涂刷，每层厚度1mm，有效厚度可达1-20mm，有效厚度根据需要达到外护管设计厚度要求，每层涂刷后表面成形时间小于60秒，固化成形时间在1-24小时，该材料形成的外护管，其断裂伸长率可达350%-600%，抗压强度>100Mpa,剪切强度>20Mpa，弯曲强度>40Mpa，耐温-60°至120°，耐酸碱盐侵蚀，超过HDPE100材料外护管性能，操作环境为室温5摄氏度以上自然温度即可，对作业环境湿度没有要求；

对管件两端按照连接需要留出补口距离10-20cm后对保温和外护端进行修整成为预制直埋保温管件成品；

通过上述制作工艺能够有效的保证聚氨酯喷涂保温外护管喷涂一体成形预制直埋保温管件，实现高保温、低热损、高安全、长寿命特点，其外护管具有抗老化性、抗冲击性、防腐蚀、耐磨损，保证了预制直埋保温管件整体使用长寿命及耐久性；

本申请采用高品质、表面经过抛丸处理的供热管件为基础部件，包括弯头、三通、变径等，将金属报警线预先安装在管件表面，再通过电子机器人对管件外表面进行360度的喷涂发泡操作，实时掌握保温层的密度及厚度，使聚氨酯与管件表面能完美结合，经过聚氨酯定型熟化，然后采用液体的弹性材料喷涂在聚氨酯表面，形成一体的外护管道层，根据环境温度，经过1-48小时后自然干燥最后进行管件端头保温处理后聚氨酯喷涂保温外护管喷涂一体成形预制直埋保温管件即完成制作。