CN110594532A - 一种复合保温预制架空蒸汽保温管及其加工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种复合保温预制架空蒸汽保温管，涉及热力管道领域，包括蒸汽管，蒸汽管上套设有外壳，蒸汽管与外壳之间设置有玻璃棉层、支撑层和泡沫层；玻璃棉层包裹设置于蒸汽管周侧，支撑层设置于泡沫层与玻璃棉层之间，泡沫层填充设置于支撑层与外壳之间。针对现有技术存在造价高的问题，本发明通过增加玻璃棉在保温管内的占比，从而减少泡沫层的占比，继而降低保温管的生产成本，便于普及和推广使用；此外，由于玻璃棉层比泡沫层的耐高温性能强，本发明中在靠近蒸汽管周侧设置玻璃棉层，还能有效提高保温管使用的安全性。

Description

一种复合保温预制架空蒸汽保温管及其加工工艺

技术领域

本发明涉及热力管道领域，更具体地说，它涉及一种复合保温预制架空蒸汽保温管及其加工工艺。

背景技术

工业蒸汽输配管网（以下简称热网）作为热电联产的组成部分，在节能减排中扮演着重要的角色。作为输配蒸汽的热网有架空和直埋两种敷设方式。其中约九成采用架空敷设。架空敷设的热网面临风吹、雨淋和日晒的自然外界影响。车辆刮擦碰撞，人员踩踏等人类活动对热网也构成影响。上述种种的外界作用常使热网管道保温外壳变形、破裂、脱落。进一步，风、雨进入管道保温层，使保温材料变形、变质，以致缺失。对于工业蒸汽输送热网，输送热效率应当不低于92%（国家标准规定）在线热网少有能达标的。一些建造质量低下，管理维护缺失的热网效率甚至能低到70%左右。

工厂预制瓦（微孔硅酸钙瓦）—泡（硬质聚氨酯泡沫）复合保温架空敷设蒸汽保温管问世以后，彻底改变了现场保温建造架空蒸汽管网，附加热损失严重、热效率低下的状况。市场反响热烈，一片赞扬。

但是硬质聚氨酯泡沫和微孔硅酸钙瓦在常规保温材料中是价格较高的。和传统热网工程比较，工厂预制保温方式使热网建造成本上升许多。在一定程度上影响了预制架空保温蒸汽管的推广速度。

发明内容

针对现有技术存在造价高的问题，本发明的目的是提供一种复合保温预制架空蒸汽保温管，其具有保温性能优良、造价低、便于推广使用的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种复合保温预制架空蒸汽保温管，包括蒸汽管，所述蒸汽管上套设有外壳，所述蒸汽管与所述外壳之间设置有玻璃棉层、支撑层和泡沫层；

所述玻璃棉层包裹设置于所述蒸汽管周侧，所述支撑层设置于所述泡沫层与所述玻璃棉层之间，所述泡沫层填充设置于所述支撑层与所述外壳之间。

通过上述技术方案，增加玻璃棉在保温管内的占比，从而减少泡沫层的占比，继而降低保温管的生产成本，便于普及和推广使用；由于玻璃棉层比泡沫层的耐高温性能强，本发明中在靠近蒸汽管周侧设置玻璃棉层，还能有效提高保温管使用的安全性；本发明通过在泡沫层与玻璃棉层之间设置支撑层，其一，增强结构强度，辅助泡沫层承受外界的压力和碰撞等扰动，避免保温管外壳受挤压，继而挤压保温棉，造成保温棉层保温性能降低甚至失效，其二，支撑层还用于承受发泡时的压力，确保蒸汽管周侧的部分采用玻璃棉，方便加工生产。

进一步的，所述支撑层与所述蒸汽管之间于所述玻璃棉层端部设置有支托。

通过上述技术方案，支托用于承受蒸汽管的重量，从而避免蒸汽管挤压，避免保温管外壳受挤压，继而挤压保温棉，造成保温棉层保温性能降低甚至失效。

进一步的，所述支撑层与所述支托均由多个瓦拱拼接固定而成。

通过上述技术方案，瓦拱为定制尺寸，便于加工尺寸符合要求的产品；此外，瓦拱隔热性能优良，且抗压承重性能强。

进一步的，相邻层间的瓦拱错位设置。

通过上述技术方案，相邻层间的瓦拱错位设置，便于层与层之间进行力的传递，提高端部支托的支撑强度。

一种复合保温预制架空蒸汽保温管的加工工艺，包括如下步骤：

S1，在蒸汽管周侧包裹固定玻璃棉毡，形成玻璃棉层；

S2，通过模具将多个瓦拱相互拼接固定形成支撑层；

S3，向支撑层上套设外壳，并在外壳与支撑层之间进行发泡作业，形成泡沫层；

S4，将外壳、泡沫层和支撑层一同从模具上取下；

S5，将蒸汽管连同包裹在其周侧的玻璃棉层一同插入至支撑层内；

S6，在支撑层与蒸汽管之间于泡沫层的端部嵌入多个瓦拱，形成支托。

通过上述技术方案，本发明通过在泡沫层与玻璃棉层之间设置支撑层，其一，增强结构强度，附助泡沫层承受外界的压力和碰撞等扰动，避免保温管外壳受挤压，继而挤压保温棉，造成保温棉层保温性能降低甚至失效，其二，支撑层还用于承受发泡时的压力，确保蒸汽管周侧的部分采用玻璃棉，方便加工生产。

进一步的，步骤S2具体包括如下步骤：

S21，在模柱上至少套设两层滑移膜；

S22，向外层滑移膜上敷设多个瓦拱，相邻瓦拱之间采用粘结剂固定。

通过上述技术方案，利用两层滑移膜之间的滑移性能，便于后续将外壳、泡沫层和支撑层一同从模具上取下。

进一步的，滑移膜的材质为高密度聚乙烯，滑移膜的两侧均设置为光滑面。

通过上述技术方案，高密度聚乙烯易于获取、材质廉价，且表面光滑状态下滑移性能优良。

进一步的，步骤S3具体包括如下步骤：

S31，向支撑层上套设外壳，并将外壳固定在与支撑层同轴的位置上；

S32，封闭支撑层与外壳之间的空间；

S33，向支撑层与外壳之间灌入发泡物料。

通过上述技术方案，有利于发泡物料充分填充至支撑层与外壳之间。

进一步的，发泡物料中掺入有阻燃剂。

通过上述技术方案，进一步提高泡沫层的防火性能。

进一步的，步骤S5具体包括如下步骤：

S51，采用丝带缠绕至玻璃棉层周侧，丝带处于挤压玻璃棉毡的状态；

S52，将蒸汽管、玻璃棉层和丝带一同插入至支撑层内；

S53，抽出丝带。

通过上述技术方案，采用丝带挤压玻璃棉层，减小其半径，便于将蒸汽管、玻璃棉层和丝带一同插入至支撑层内。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)通过增加玻璃棉在保温管内的占比，从而减少泡沫层的占比，继而降低保温管的生产成本，便于普及和推广使用；

(2)由于玻璃棉层比泡沫层的耐高温性能强，本发明中在靠近蒸汽管周侧设置玻璃棉层，还能有效提高保温管使用的安全性；

(3)通过本发明通过在泡沫层与玻璃棉层之间设置支撑层，其一，增强结构强度，附助泡沫层承受外界的压力和碰撞等扰动，避免保温管外壳受挤压，继而挤压保温棉，造成保温棉层保温性能降低甚至失效，其二，支撑层还用于承受发泡时的压力，确保蒸汽管周侧的部分采用玻璃棉，方便加工生产；

(4)进一步地，通过在外壳与支撑层之间进行发泡作业，形成泡沫层，这种加工方式可完全消除保温管内部层与层之间的缝隙，保温内部空间完整无空缺，即杜绝了冷风渗透造成的附加热损失，也杜绝了保温管内空气的对流，消除传统保温结构中保温层内的对流热损失；

(5)进一步地，通过采用完整的金属外壳隔绝雨水，使雨水引发的附加热损失杜绝了；

(6)进一步地，通过采用高强度微孔硅酸钙瓦作管道支托，消除了传统架空管道采用钢板作管道支架形成热桥引起的附加热损失。

附图说明

图1是一种复合保温预制架空蒸汽保温管的结构示意图；

图2是一种复合保温预制架空蒸汽保温管的端面图；

图3是本发明中工艺的流程框图。

附图标记：1、蒸汽管；2、外壳；3、玻璃棉层；4、支撑层；5、泡沫层；6、支托。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

一种复合保温预制架空蒸汽保温管，如图1和图2所示，包括蒸汽管1，蒸汽管1为钢管，蒸汽管1上套设有外壳2，外壳2为硬质铝合金薄板，厚度由0.5mm~1.5mm，根据需要，也可以选用不锈钢板、彩钢板、镀锌铁皮和复合金属薄板。蒸汽管1与外壳2之间由内向外依次设置有均呈环状的玻璃棉层3、支撑层4和泡沫层5。

玻璃棉层3包裹于蒸汽管1周侧，玻璃棉层3材质为玻璃棉毡，玻璃棉毡在常规保温材料中，其保温性能是仅次于聚氨酯泡沫的价格最便宜的保温材料。其价格仅相当同体积聚氨酯泡沫价格的三分之一。保温性能可相当同体积聚氨酯泡沫的四分之三，玻璃棉毡能耐受100℃以上至300℃的温度，在高温区常规聚氨酯泡沫是不能承受的。

支撑层4设置于泡沫层5与玻璃棉层3之间，泡沫层5填充设置于支撑层4与外壳2之间，泡沫层5的材质为硬质聚氨酯泡沫，硬质聚氨酯泡沫在常规保温材料中具有最好的保温性能，其抗压强度能够达到0.3MPa以上。聚氨酯泡沫不吸水，不透水，连续严密无缝，可以将任何形状的保温空间充满。作为管道、管件（管网中的三通弯头等等）的外保温层是无可替代的。此外，由于泡沫层5系灌注发泡成形，发泡形成的泡沫层5还具有连接外壳2与支撑层4的作用。

但是，玻璃棉毡无固定形状，不能承受压迫，吸潮，怕水浸，此外，玻璃棉毡还易变形、变质，如果单独作为管道保温材料，其优良性能通通湮没在其多项软弱特征中。本发明通过在玻璃棉层3周侧设置泡沫层5，为玻璃棉提供坚实的保护壳，补足玻璃棉固有的短板，从而大大降低热力管道的产品成本；其中支撑层4用于保护和支撑，防止发泡过程中，泡沫挤压玻璃棉层3，造成玻璃棉层3保温性能降低甚至失效。

支撑层4与蒸汽管1之间于玻璃棉层3端部设置有支托6，支撑层4与支托6均由多个瓦拱拼接成环状，瓦拱之间采用专用粘结剂粘牢固定。此外，从端面上看，相邻层间的瓦拱错位设置，便于层与层之间进行力的传递，提高端部支托6的支撑强度。

一种复合保温预制架空蒸汽保温管的加工工艺，如图3所示，基于上述一种复合保温预制架空蒸汽保温管，包括如下步骤：

S1，在蒸汽管1周侧包裹固定玻璃棉毡，形成玻璃棉层3；玻璃棉毡的密度ρ等于48kg/m³，可以采用密度稍高的玻璃棉毡，但是不可以采用密度低于48kg/m³的棉毡。当蒸汽温度较高，玻璃棉毡不能承受时，紧贴蒸汽钢管一侧可先敷设一层耐高温的硅酸铝棉毡，继而再外敷设玻璃棉毡。

S2，通过模具将多个瓦拱相互拼接固定形成支撑层4；

具体包括如下步骤：S21，在模柱上套设两层滑移膜，滑移膜的材质为高密度聚乙烯，滑移膜的两侧均为光滑面；S22，向外层滑移膜上敷设多个瓦拱，瓦拱为高强度微孔硅酸钙瓦，其厚度为30mm~40mm，抗压强度为0.5MPa~2.0MPa，瓦拱之间用专用粘结剂粘牢，成为一个整体，法向平面和轴向平面都须涂粘结剂。

S3，向支撑层4上套设外壳2，并在外壳2与支撑层4之间进行发泡作业，形成泡沫层5；

具体包括如下步骤：S31，向支撑层4上套设外壳2，外壳2为硬质铝合金薄板，厚度由0.5mm~1.5mm，根据需要，也可以选用不锈钢板、彩钢板、镀锌铁皮和复合金属薄板。外壳2由专用机械螺旋卷制咬口形成薄壁金属套筒，卷制过程中在金属板上压出连续的肋、使套筒的刚度得到提高。通过模具将外壳2固定在与支撑层4同轴的位置上；S32，采用密封端板封堵住两端，封闭支撑层4与外壳2之间的空间；S33，在外壳2侧壁的两端分别开设一个孔，一个作为注料孔，另一个作为出气孔，在支撑层4与外壳2之间采用灌注方法发泡，形成泡沫层5，发泡物料中可掺入有阻燃剂，以提高防火性能。

S4，将外壳2、泡沫层5和支撑层4一同从模具上取下，并撕下滑移膜，由于设置两层的滑移膜，使取下操作变得方便；

S5，将蒸汽管1连同包裹在其周侧的玻璃棉层3一同插入至支撑层4内；

具体包括如下步骤：S51，采用丝带缠绕至玻璃棉层3周侧，丝带处于挤压玻璃棉毡的状态，减小玻璃棉层3的半径，方便后续操作；S52，将蒸汽管1、玻璃棉层3一同插入至支撑层4内；S53，抽出丝带。

S6，在支撑层4与蒸汽管1之间于泡沫层5的端部嵌入多个瓦拱，形成支托6，以承受蒸汽管1的重量。瓦拱为高强度微孔硅酸钙瓦，瓦拱内侧圆弧面上浸有石墨润滑剂，利于蒸汽管1受热后进行轴向位移。

综上所述：

本发明中，增加玻璃棉在保温管内的占比，从而减少泡沫层5的占比，继而降低保温管的生产成本；玻璃棉层3比泡沫层5的耐高温性能强，本发明中在靠近蒸汽管1周侧设置玻璃棉层3，还能有效提高保温管使用的安全性；本发明通过在泡沫层5与玻璃棉层3之间设置支撑层4，其一，增强结构强度，辅助泡沫层5承受外界的压力和碰撞等扰动，避免保温管外壳2受挤压，继而挤压保温棉，造成保温棉层保温性能降低甚至失效，其二，支撑层4还用于承受发泡时的压力，确保蒸汽管1周侧的部分采用玻璃棉，方便加工生产。

进一步地，本发明中，通过在外壳2与支撑层4之间进行发泡作业，形成泡沫层5，这种加工方式可完全消除保温管内部层与层之间的缝隙，保温内部空间完整无空缺，即杜绝了冷风渗透造成的附加热损失，也杜绝了保温管内空气的对流，消除传统保温结构中保温层内的对流热损失。

进一步地，本发明采用完整的金属外壳2隔绝雨水，使雨水引发的附加热损失杜绝了。

进一步地，本发明用高强度微孔硅酸钙瓦作管道支托6，消除了传统架空管道采用钢板作管道支架形成热桥引起的附加热损失；此外，通过在瓦拱内侧圆弧面上浸设石墨润滑剂，利于蒸汽管1受热后进行轴向位移，尤其适合内滑动方式管道伸缩。

和同样由工厂预制瓦—泡复合架空蒸汽保温管比较，在实现同样保温效果，其中保温材料的费用最多可节省一半。其中，管径越大，保温层越厚，效果越明显。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种复合保温预制架空蒸汽保温管，包括蒸汽管（1），所述蒸汽管（1）上套设有外壳（2），其特征在于，所述蒸汽管（1）与所述外壳（2）之间设置有玻璃棉层（3）、支撑层（4）和泡沫层（5）；

所述玻璃棉层（3）包裹设置于所述蒸汽管（1）周侧，所述支撑层（4）设置于所述泡沫层（5）与所述玻璃棉层（3）之间，所述泡沫层（5）填充设置于所述支撑层（4）与所述外壳（2）之间。

2.根据权利要求1所述的一种复合保温预制架空蒸汽保温管，其特征在于，所述支撑层（4）与所述蒸汽管（1）之间于所述玻璃棉层（3）端部设置有支托（6）。

3.根据权利要求2所述的一种复合保温预制架空蒸汽保温管，其特征在于，所述支撑层（4）与所述支托（6）均由多个瓦拱拼接固定而成。

4.根据权利要求3所述的一种复合保温预制架空蒸汽保温管，其特征在于，相邻层间的瓦拱错位设置。

5.一种复合保温预制架空蒸汽保温管的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在蒸汽管（1）周侧包裹固定玻璃棉毡，形成玻璃棉层（3）；

S2，通过模具将多个瓦拱相互拼接固定形成支撑层（4）；

S3，向支撑层（4）上套设外壳（2），并在外壳（2）与支撑层（4）之间进行发泡作业，形成泡沫层（5）；

S4，将外壳（2）、泡沫层（5）和支撑层（4）一同从模具上取下；

S5，将蒸汽管（1）连同包裹在其周侧的玻璃棉层（3）一同插入至支撑层（4）内；

S6，在支撑层（4）与蒸汽管（1）之间于泡沫层（5）的端部嵌入多个瓦拱，形成支托（6）。

6.根据权利要求5所述的一种复合保温预制架空蒸汽保温管的加工工艺，其特征在于，步骤S2具体包括如下步骤：

S21，在模柱上至少套设两层滑移膜；

S22，向外层滑移膜上敷设多个瓦拱，相邻瓦拱之间采用粘结剂固定。

7.根据权利要求6所述的一种复合保温预制架空蒸汽保温管的加工工艺，其特征在于，滑移膜的材质为高密度聚乙烯，滑移膜的两侧均设置为光滑面。

8.根据权利要求5所述的一种复合保温预制架空蒸汽保温管的加工工艺，其特征在于，步骤S3具体包括如下步骤：

S31，向支撑层（4）上套设外壳（2），并将外壳（2）固定在与支撑层（4）同轴的位置上；

S32，封闭支撑层（4）与外壳（2）之间的空间；

S33，向支撑层（4）与外壳（2）之间灌入发泡物料。

9.根据权利要求8所述的一种复合保温预制架空蒸汽保温管的加工工艺，其特征在于，发泡物料中掺入有阻燃剂。

10.根据权利要求9所述的一种复合保温预制架空蒸汽保温管的加工工艺，其特征在于，步骤S5具体包括如下步骤：

S51，采用丝带缠绕至玻璃棉层（3）周侧，丝带处于挤压玻璃棉毡的状态；

S52，将蒸汽管（1）、玻璃棉层（3）和丝带一同插入至支撑层（4）内；

S53，抽出丝带。