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摘要：随着城镇直埋供热的快速发展，钢管耐腐蚀性差、易锈蚀、易堵塞等问题日益突出，塑料管具有不锈蚀、阻力小、安装方便等优点，在城镇直埋供热领域中使用率逐渐提高。但目前我国针对保温塑料管应用于直埋敷设方式的集中供热领域，研究很少，尤其直埋保温塑料管受力分析、重要计算边界条件确定（屈服温差）、过渡段长度及热伸长计算、强度校核等重要参数计算。
关键词：集中供热；预制直埋保温塑料管；生产与应用关键技术
引言
自上世纪80年代，塑料管已经广泛应用于市政、建筑给排水、燃气输配等领域，有成熟的规范、规程等相关理论及实践经验的支持。随着“以塑代钢”理论的普及、耐热塑料材料的应用，供热直埋保温塑料管因其使用寿命长、保温效果好、耐腐蚀性好、接头连接可靠，可使失水率降低到0~1%；以及具有施工方便、综合成本低等特点，有效解决目前集中供热管网存在的易腐蚀、使用寿命短、“跑、冒、滴、漏”严重、热损失大、水质差等问题，因而在城镇集中供热二次管网领域有一定的应用试点，但是由于输送介质的温度、压力要求，管道的连接及规格尺寸方面的限制，目前国内尚没有成熟的理论支持。
1集中供热预制直埋保温塑料管技术标准制定
预制直埋保温塑料管充分发挥了塑料管道防腐、导热系数低、易安装等特性在城镇二次供热管网中初步显现出良好的应用前景。为了确保预制直埋保温复合塑料管的质量规范其生产提高各个层次的检测能力和水平制定相应的标准是基础。作为”十一五“科技支撑计划《城市市政新型管网系统关键技术研究与开发》（课题号：2006BAJ16805-02）的科技成果表达内容之一制定关于预制直埋保温塑料管的国家行业标准《高密度聚乙烯外护管聚氨醋发泡预制直埋保温复合塑料管》有助于规范工作管为塑料管的预制直埋保温复合塑料管的生产。
2集中供热预制直埋保温塑料管生产技术
2.1管材生产工艺
2.1.1生产工艺设计和生产设备选型
根据保温塑料管道结构工作管、保温材料、外护套管结构形式，根据管道规格和材质分别选取“二步法”或“一步法”工艺流程。分析不同加工工艺，根据材质性能和结构要求，外护管着重研究了水浸式真空定径生产工艺；针对PPR、PERTII、PB工作管选取不同的挤出参数和生产工艺，调整参数，实现管道生产。并根据管道工艺选取挤出设备、配套设备、定型模具，实现产品的顺利生产，并提高生产效率、降低工人劳动强度、降低原料消耗，减少对环境的污染。
2.1.2开展保温层-聚氨酯发泡或聚乙烯发泡工艺研究
对于聚氨酯和聚乙烯发泡保温层，对材料发泡工艺和配方上，反复试验、研究，进行技术攻关，确定聚氨酯发泡材料或聚乙烯材料的各原料配比，并通过调整发泡混合头压力，出方数、发泡倍数等工艺参数，优化配方结构，最终解决了发泡不均匀、材料浪费、容易出现空穴的问题，实现发泡材料机器浇注，避免材料浪费。
2.1.3保温层与工作内管、外护套管复合工艺研究
研究保温层与工作内管、外护套管复合方式和连接方法，开发管中塑料支架，确定支架的材质、加工方式、安装方式、不同材质塑料管材使用的间距，保证工作管与外护管连接可靠，防止管道与保温层使用中脱离，提高管道绝缘性能和保温性能。
2.2管件生产工艺
对注塑插口管件以及电熔承插管件都进行了深入地研究，选择适用注塑机，研发不同模具，已经初步形成了完善的规格系列，尺寸从dn20-dn355，类型包括弯头、变径、过桥弯、三通、套筒、法兰以及专用固定管件，甚至还包括塑料球阀，并研发形成预制保温管件，实现管道系统的可靠连接，防止避免在同一个管网系统中出现塑料管道与钢制管件并存的现象。
3集中供热预制直埋保温塑料管应用关键技术
3.1集中供热预制直埋保温热水塑料管结构设计
3.1.1工作内管设计
包括工作内管的材料选择、规格尺寸设计、耐压强度设计。在综合分析比较PE-RT（I型、II型）、PB及PPR热塑性树脂材料性能，选择热稳定性好，耐老化，适合长期高温下工作的材料。根据工作压力和传热介质温度要求，以及工作管用树脂材质性能、长期使用寿命、加工性能等数据，确定管道壁厚和管径。
3.1.2保温层设计
对硅酸钙绝热制品保温材料、纤维质保温材料、硬质聚氨酯泡沫塑料、聚乙烯泡沫塑料、聚苯乙烯泡沫塑料、玻璃棉、岩棉等多种市面常见保温材料分析比较，根据保温材料抗（防）水性能、最高使用温度、抗压强度、抗折强度、材料的持久寿命、工艺性能、复合管工艺适用性等要求和评估，选取聚乙烯泡沫塑料和硬质聚氨酯泡沫塑料作为保温塑料管道的保温材料。针对保温塑料管道管材的导热及绝热性能进行了计算和验证，按照复合管材分层绝热原理，对保温层厚度进行了设计计算，经试验验证后提出了最小保温层厚度要求，满足热水管道散热损失每公里温降小于0.5℃（参考值）的要求。
3.1.3外护套管设计
包括外护套管的材料选择、规格尺寸设计、耐腐蚀与接头防水设计。综合比较聚乙烯（PE）树脂材料、玻璃钢等多种材质性能和加工性能、环保利废基础上，选取聚乙烯或聚丙烯树脂作为外护管材料，确定套管的结构形式、规格尺寸和壁厚，满足外护管套对防腐、防水、耐磨、耐划性能和加工性能的要求。
3.2集中供热预制直埋保温热水塑料管道性能检测
根据保温管整体的性能要求，按国家标准GB/T29047-2012规定，结合《集中供热用预制保温直埋塑料管道系统》（荷兰国家KIWA标准）KIWABRL5609、《小区集中供热管道-预制保温直埋柔性管道系统-第2部分：整体粘合塑料管道系统-要求和试验方法》NFEN15632-2：2010增加环刚度、柔韧性等性能检测。本课题研发的产品按设计的检测项目和研究的检测方法进行产品性能检测验证，并形成行业标准《高密度聚乙烯外护管聚氨酯发泡预制直埋保温复合塑料管》CJ/T480-2015，为生产厂家的研发和生产提供标准支持。为国内产品的性能提高和产品控制提供了技术保障。
3.3供热保温塑料管施工技术
预制直埋保温塑料管施工对工程质量与使用年限有着重大的影响。在参考国外有关先进标准基础上，开展应用技术研究，解决管道热胀冷缩的应力设计、工作内管连接难题，研究管道热熔连接和电熔连接工艺，接头现场发泡保温和补口技术，以保证连接的可靠性、接头的严密性。并开展试点工程建设，总结工程经验，最终形成《集中供热预制保温塑料管道工程设计与施工技术指导书》。同时课题组积极推进和参加地方标准编制工作，完成山东地方标准和宁夏地方标准两部。
结语
集中供热预制保温塑料管生产与应用关键技术研究，对预制保温塑料管在我国城镇集中供热管网中大面积推广应用，将起到促进和技术保障作用；对提高城镇集中供热管网建设水平、减少管网维修量、提高劳动生产率、降低供热管网漏损率等具有重要作用；对保障城市供热安全和供热节能，促进住房和城乡建设领域节能减排工作具有重要的意义。
参考文献：
[1]吴晓春.市政排水管道新型管材应用比较研究[D].
[2]张玉川.塑料埋地排水管的关键性能一环钢度.“第三届全国埋地塑料管应用与生产技术推广研讨会”论文集，2004：46~60.
[3]集中供热预制保温塑料管道工程设计与施工技术指导书（试行），住房和城乡建设部科技发展促进中心，2014年10月8日发布.
[4]耐热聚乙烯（PE-RT）直埋保温供热管道技术规程，DBJ04/T318-2015，山西省住房和城乡建设厅发布.