聚氨酯发泡工艺.docx
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聚氨酯发泡工艺
9.2.4.4.3聚氨酯防腐技术措施
9.2.4.4.3.1高密度聚乙烯外护套管生产操作流程
1．原料入库：
1.1仓库管理人员对采够产品进行数量验收，聚乙烯应每25t为一批抽取一组试样测试密度、拉伸屈服强度、断裂伸长率、纵向回缩率四项指标，并核对货单、批号、型号、生产日期、检验报告、合格证、质量证明书、标识是否齐全、一致，填写入库单。
1.2采购原材料依据不同类型应分类难放。
1.3原材料在贮存过程中需有防雨、防晒措施。
1.4原材料堆放地要保持清洁、干净，严禁烟火。
1.5原材料堆放场地必须提供消防设施。
1.6聚乙烯颗粒的干燥化处理：
聚乙烯颗粒在使用前应用干燥机对原料进行烘干，进行干燥化处理，防止由于聚乙烯颗粒过于潮湿使外护管出现蜂窝状气囊和表面针孔。
1.7聚乙烯材料选用高密度PE80级以上，产品在国内选知名品牌，如上海金菲、齐鲁石化、燕山石化等。
2．混料：
2.1按照原材料厂家技术要求和生产计划制定原料配比方案，并依据方案比例要求严格配比。
防爆电机430r/min正常运转下带动混料罐使聚乙烯颗粒与色母等其它添加剂充分搅拌。
2.2根据用户要求使用有助于外护管生产及提高外护管性能的添加剂，如抗氧剂、紫外线稳定剂、碳黑（或由碳黑预制的色母料）等。
所添加的碳黑应满足下列要求：
密度：
1500kg/m3～2000kg/m3；
甲苯萃取量：
≤0.1%（质量百分比）；
平均颗料尺寸：
0.01μm～0.025μm。
2.3混合工艺参数举例
混合是在200L的高速混合机进行，其混合工艺参数实例见表。
高速混合工艺参数
加料量/kg
搅拌速度/（r/min）
搅拌时间/min
加热温度/℃
出料温度/℃
85～90
430
5～7
3～5
80～100
3．安装更换模具水套：
依据生产计划，选择与生产口径相匹配的模具、水套、加热片、螺丝、隔热垫。
装配之前，仔细检查模具是否干净，有无划痕损伤，水套口边缘有无划伤、毛刺，隔热垫有无油污、杂质、毛刺。
4．挤出机调试与检查：
挤出机的调试
4.1挤出设备的预热
按照挤出机使用说明及现场温度对挤出机进行预热，使挤出机中的废料全部排出，同时使聚乙烯颗粒充分塑化。
4.2螺杆转速的调整
螺杆转速要慢，出料正常后可逐步调整到预定要求。
加料量应少到多，直至达到规定的量。
螺杆转速，螺杆转速的选择直接影响管材的产量和质量。
螺杆转速取决于挤出机量的大小。
4.3校验挤出模具同心度
管材挤出时应先校验内外定心套的同心度；保证挤出的外护管壁厚圆周方面的不均匀度。
4.4引管牵引机
挤出机挤出的外护管由人工将刚挤出的外护管引入牵引机，牵引机的直线速度与挤出外护管的速度一致。
4.5工艺参数的调节
在刚开机到正常生产前这一阶段，要不断调节工艺参数，直至管材符合要求为止。
管材挤出时还应注意牵引速度的适中及冷却装置的合理性，并注意检验制品的外观质量、尺寸公差等。
5．引管生产
5.1．引管生产检查所引出的外护管外观有无损伤、漏气现象，接口保持干净、平整、无油污、杂质
5.2．引管成功后，及时检测壁厚、周长，并依据成品管外观情况，是否满足质量要求，如需时要及时进行调整工艺参数，保证外护管的质量要求。
5.3．外护管被挤出模具口模时，还具有相当高的温度；为了使管材获得良好的平整度、正确的尺寸和几何形状，外护管离开模具口模时采用内定心及冷却法使外护管尺寸准确。
5.4．机人组员在生厂过程中应及时观察，每小时不少于5次，做到设备不断水、不断气。
5.5．随时查看成品外观，应根据实际情况及时调整挤出机工艺参数，控制周长及壁厚，每100米不少于8次。
发现问题及时调整并作记录有据可查，以备参考。
在生产过程中，应随时观察挤出机、牵引机是否工作正常。
5.6外护管内壁的电晕处理：
为了提高外护管内壁与聚氨酯保温层的接触面的附着力大于聚氨酯保温层的内聚力，再发泡之前必须对外护管进行电晕处理。
5.7截管
5.7.1．首先做到长度量具定期校验，使量具准备无误，长度正负误差不能超过规定值。
5.7.2使用专用切口机将连续挤出外护管按规定长度进行切断，切口处应整齐，无偏离，成品检验。
5.7.3为了防止外护进水，灰尘等杂物必须对外护管两端用塑料布封堵以保持外护管的洁静。
6．成品检验
6.1每连续生产5000m同规格的外护管为一组抽查一根，检查外护管性能，不足5000m时按一根进行抽查。
将外护管送至国家认证的检测机构进行检验。
检验数据应符合以下标准：
高密度聚乙烯进行检测标准
序号
项目
指标
1
外观
不得有气泡、裂纹、凹陷，杂质、颜色不均等缺陷。
2
密度,kg/m3
≥940
3
炭黑含量，质量百分比（%）
2.5±0.5
4
纵向回缩率
≤3%
5
断裂伸长率，％
≥450
6
拉伸屈服强度
≥19
7
长期机械性能（4MPa，80℃）（h）
≥1500
注：
生产过程中本公司不添加任何回用料。
高密度聚乙烯检测符合相应指标，喷涂合格标识，并标明产品规格，主要性能，执行标准、生产日期、生产厂家、检验员代码等。
7．储存
7.1堆放场地应挖排水沟道，场地内不允许有积水。
7.2防腐保温管堆放时，每批同种类管子应放在一起，严禁不同种类、不同批号的管子混放。
7.3防腐保温管在装卸过程中，必须轻拿轻放，严禁摔打、拖拉。
7.4防腐保温管堆放处应悬挂铭牌，铭牌上写明管径、厚度、数量、防腐保温层厚度。
7.5防腐保温管不得长期受阳光照射及雨淋，露天存放时宜用篷布盖住。
堆放处应远离火源和热源。
露天存放不应该超过三个月。
9.2.4.4.3.2聚氨酯发泡部分
9.2.4.4.3.2.1聚氨酯直埋管生产工艺
1、原材料的验收
1.1组合聚醚的验收
1.1.1聚氨酯发泡剂将选用国际著名品牌产品，如拜耳（BAYER）、巴斯夫（BASF）、陶氏（DOW）；
1.1.2进厂时组合聚醚应有生产厂家、生产日期、质量证明书及合格证，否则不得验收。
1.1.3多异氰酸酯和聚醚多元醇应每10桶抽查1桶，不足10桶亦抽查1桶，多异氰酸酯的测试项目及测试指标应符合下表的规定，组合聚醚的测试项目及测试指标应符合下表的规定测试
多异氰酸酯质量指标
-NCO（%）
酸值（%）
水解氯（%）
粘度（Pa.s,25℃）
测试方法
29-32
≤0.3
≤0.5
≤0.25
GB/T12009.1-12009.4
组合聚醚质量指标
羟值
（mgKOH/g）
酸值
（mgKOH/g）
水分（%）
粘度
mPa·s
官能度
测试方法
470-510
≤0.1
≤0.1
2500~5000
3－8
GB/T12008.1-12008.6
2、安装塑料定心支架、穿外套管：
2.1经除锈防腐后的钢管，待防腐涂层干透，检验无缺陷后再绑扎支架。
支架的内外直径应与钢管和外套管径吻合。
从在钢管一端处开始安装定心支架，中间的支架按间隔1米均匀安放。
支架最大间距不得超过1．5m。
如设计有要求，按设计间距安放。
支架绑扎应牢固、位置准确，须保证穿管时无明显位移。
2.2安装报警线
报警线安装需注意：
报警线应在保温层中间位置，即不能接触到钢管也不能接触到外护管，两根报警线线在保温层中的距离应在50-80mm。
2.3外护套管的长度应和钢管尺寸配合，穿外套管后使用保温管两端各露出170-180mm的裸管段。
规定DN≤200的保温管裸段长度150mm、DN>200的为200mm。
允许误差为10mm。
外护套管在传送带上用机械拉入，穿好外套管后检查合格再向注塑工序交接。
如外套端头有轻微变形，可酌情增补一个支架。
2.4本工序设三个检测点，按下述规定检测：
<检>a：
穿管偏心度不得超过下述规定。
外套管外径[mm]
180~400
450~630
偏心值[mm]
5.0
8.0
<检>b：
外护套管的长度按本工序第2一
（2）条的规定。
管壁厚度误差应符合下式规定，合同有规定的按规定执行。
Δ
3
4
5
6
7
8
10
Ymin（DN<400）
2.7
3.7
4.7
5.7
6.7
7.7
9.7
Ymin（DN≥400）
/
/
/
4.9
5.7
6.6
8.3
表中，δ：
外套管的标称壁厚[mm]
Ymin：
最小壁厚允许值[mm]
检验合格的管材在过程记录上以口标记，不合格的车间应予拒收。
实测数值暂不规定保留记录。
外表面不得有气泡、裂痕和明显的波纹、凹陷、杂色等缺陷，管端切口垂直角度误差不得大于2°。
3注塑工序：
注塑机的配方试验、注塑操作及日常维护由专人负责，持公司发放的操作证上岗，无操作证不得独立操作。
3.1注塑原料及注塑机：
3.1.1注塑原料为多异氰酸酯（如MDI或PAPI，黑料）和组合聚醚（PPG，白料），按工作温度分为低温料和高温料两种。
要根据产品要求确认原料种类。
3.1.2注塑机为硬质聚氨酯泡沫塑料的专用浇注设备。
须按其操作规定使用，定期维修。
使用前先核定计量泵的计量数据，在记录上确认。
空车调试合格后，向料罐内注入经确认的发泡原料，打试块，确认泡沫质量，记录投料量。
3.1.3先在注塑机上将黑料、白料打循环，然后向备好的容器内浇注、发泡。
测试常压自然发泡试块的密度、强度和泡沫性能，符合配方规定后，记录配方编号通操作工准备浇注产品。
3.2泡沫浇注：
3.2.1穿好外套管的钢管，经工序交接检查合格后由传送带送入车间浇注泡沫。
发泡机的浇注时间按下式设定：
t=0.8（D2一d2）L。
·p／u
式中t：
浇注机注料时间继电器设定时间，[S]。
D、d：
分别为外护套管内径和钢管外径，[m]。
L。
：
外护套管长度，[m]。
p：
泡沫制品的设定注塑密度，[kg／m3]。
U：
注塑机的注塑速度（黑白料之和），[kg／s]。
先将待浇注的保温管安放端头法兰，检查注料口和出气孔是否畅通、法兰是否夹紧。
注塑温度应为20+5℃，否则启动加热或冷却系统使料液达到上述温度。
由注塑口向管腔内注料，达到设定时间后浇注机自动停料，抽出机头，启动注塑机清洗程序，清洗后准备下一次的浇注。
3.2.2浇注后的保温管出气孔有适量的泡沫溢出为正常。
溢出量过多会增加料耗、无溢出表示泡沫不充盈，应调整设定浇注的时间。
对泡沫不满的保温管进行修补填充、补注。
在过程记录上如实记录，修补的保温管经技检部确认合格后才能入库。
浇注完毕的保温管在原地停放，固化后拆卸端头法兰，运离浇注现场。
3.2.3安装防水帽。
保温管管端应保证外护管与保温层平齐，且与工作管的轴向垂直，角度误差应小于2.5°。
安装防水帽之前，应采用适当方法使外护管与保温层齐平，并使得外护管和保温层距离钢管端部200mm。
防水帽应在防腐保温管堆放前安放，防水帽的规格应与管径相配套。
防水帽及防水帽搭接粘结部分必须清洁干燥。
与防水帽搭接的防护层应打磨至表面粗糙，然后用火焰加热器对防水帽加热，按防水帽产品说明书的要求控制加热温度。
检验合格后凭合格证喷涂标识，入库核发产品合格证
3.2.4本工序设三个检查点，其中钢管的检验已在“准备工序，述及，按下述规定检测。
<检>a：
浇注机试块检测。
密度≥60kg／m3，此项检测于每一批组合料进货验收时进行，结果记录在进货报验单上。
试块外观：
泡沫表面光洁，不粘不缩，泡孔均匀，无塌陷、开裂。
必要时用模具发泡，按设定密度加料，测定泡沫芯部密度应在60～80kg／m3之间。
<检>b：
保温管外表面无划痕及明显缺陷。
偏心度未受破坏（穿管复检）。
用敲击法检查无空洞。
对有空洞的保温管应剖开外套管补充浇注，每根管只准补一处、一次。
仍不合格者，判废。
合格的经技检部确认并如实记在过程记录中才能入库。
<检>f：
返修保温管复检。
4、安全生产
4.1注意安全用电，防止转动机械伤害，遵守各机械设备使用规则，避免人身事故。
4.2多异氰酸酯（黑料）有毒，向注塑机内加料时要穿载防护用品。
原料沾染皮肤后立即洗净。
4.3各工序操作时须严格遵守操作规程，工序间交接应有记录。
不合格的在制品下道工序拒收，不合格的成品不得入库，按不合格品控制程序处理，返修产品仍不合格的应报废。
5、防腐保温管的质量检验
5.1每连续生产5000m同规格的防腐保温管为一组应抽查一根，检查防护层和保温层性能，不足5000m时按一根进行抽查。
防护层测试密度、拉伸强度、断裂伸长率及维卡软化点四项指标，保温层测试表观密度、吸水率、抗压强度和导热系数四项指标。
测试指标应符合下表1和表2的规定，若抽查不合格，应加倍检查，仍不合格，则全批为不合格。
表1
序号
项目
指标
1
密度，kg/m3
≥940
2
碳黑含量（质量百分比）%
2.5±0.5
3
拉伸屈服强度
19
4
断裂伸长率（%）
≥450
5
纵向回缩率（%）
≤3
6
长期机械性能
（4MPa，80℃）h
≥1500
表2
项目
指标
表观密度，kg/m3
≥60
总密度，kg/m3
≥70
密封孔含量，%
≥88
抗压强度，MPa
≥0.3
平均孔径（mm）
≤0.5
吸水性，（%）（常压100℃90分钟）
≤8
50℃导热系数，W/（m·K）
≤0.033
耐热性
尺寸变化率（%）
≤3
重量变化率（%）
≤2
强度增长率（%）
≥5
5.2每批防腐保温管应随机进行抽样检查，每5KM抽查一根，若抽查不合格，应加倍抽查，仍不合格，则全批为不合格。
5.3检查防腐保温管外观：
防腐层表面应光滑平整，无暗泡、麻点、裂口等缺陷。
保温层应充满钢管和防腐层的环形空间。
无开裂、泡孔条纹及脱层、收缩等缺陷。
防水帽与防护层应结合良好，表面圆滑，无皱折。
5.4保温层中只允许有极少数符合下述情况的空洞：
深度不超过10mm、面积不大于2500mm2，深度超过10mm，但不大于保温层厚度的2/3，其面积不大于500mm2，每平米不得有5个以上面积大于或等于500mm2的空洞，空洞深度不得大于保温层厚度的2/3。
5.5防腐层、防护层、保温层厚度不得小于设计厚度。
一般防腐保温层尺寸宜用测量防腐保温层总厚度的方法进行衡量，防腐保温层总厚度及偏差应为防护层和保温层厚度及偏差之和。
若对防腐层或防护层厚度有怀疑，可以进行破坏形检验，防腐层厚度及检测方法应对钢管防腐层质量逐根检查，防腐层外观应均匀连续，无漏涂，防腐层厚度应用磁性测厚仪进行质量检查，厚度不得小于设计厚度；防护层、保温层的厚度及偏差应每批防腐保温管随机进行抽样检查。
5.6产品出厂时应向用户提供产品合格证（或产品质量证明书）。
合格证（或产品质量证明书）的内容包括：
钢管材质、钢管规格、防腐保温层结构尺寸及主要性能指标、执行标准、生产日期、生产厂家、检验员代号等。
6、储存和运输（特殊过程）
6.1防腐保温管吊装时应采用宽度为150～200mm的尼龙带或胶皮带，严禁用钢丝绳吊装。
6.2防腐保温管的堆放场地应符合下列规定。
6.3地面应平整、无碎石、铁块等坚硬杂物。
6.4地面应有足够的承载能力。
保证堆放后不发生塌陷和倾倒事故。
6.5堆放场地应挖排水沟道，场地内不许积水。
6.6堆放场地应设置管托，管托应高于地面150mm。
管托宽度及数量应视管径大小和管子长度而定。
6.7防腐保温管堆放时，每批同种类管子应放在一起，严禁不同种类、不同批号的管子混放。
6.8防腐保温管堆放时，堆放高度不得大于2m。
6.9防腐保温管堆放处应悬挂铭牌，铭牌上写明管径、厚度、数量、防腐保温层厚度。
6.10防腐保温管不得长期受阳光照射及雨淋，露天存放时宜用篷布盖住。
堆放处应远离火源和热源。
露天存放不应该超过三个月。
6.11防腐保温管在存放期间钢管两端应加封堵。
6.12防腐保温管拉运时，必须采取有效措施，严禁破坏防腐保温层。
6.13防腐保温管在装卸过程中，必须轻拿轻放，严禁摔打、拖拉。
6.14防腐保温管在运输过程中应进行装车前评估，必要时采用管架、支垫等特殊方式运输，保证保温管质量不受损伤。
检验岗位
项目
指标
参照标准及检验方法
检验频次
备注
防腐管接收岗位
1）.外观质量检查
2）.数量验收
3）.标识检查
4）厚度检查
无超标缺陷
数量准确
标识清楚、完整
满足各种防腐类型要求
目测
逐根
实验室岗位
原材料验收
质证书、检验报告、合格证、说明书、生产日期及有效期、包装、批号及数量
质证书、检验报告、合格证、说明书齐全并注明生产日期及有效期、包装完好、批号及数量准确
外观检测
每批
多异氰酸酯质量指标
-NCO（%）
29-32
GB/T12009.1-12009.4
1/10桶
酸值（%）
≤0.3
GB/T12009.1-12009.4
1/10桶
水解氯（%）
≤0.5
GB/T12009.1-12009.4
1/10桶
粘度（Pa.S,25℃）
≤0.25
GB/T12009.1-12009.4
1/10桶
组合聚醚质量指标
羟值（mgKOH/g）
470-510
GB/T12008.1-12008.6
1/10桶
酸值（mgKOH/g）
≤0.1
GB/T12008.1-12008.6
1/10桶
水分（%）
≤0.1
GB/T12008.1-12008.6
1/10桶
粘度mPa·s
2500~5000
GB/T12008.1-12008.6
1/10桶
官能度
3－8
GB/T12008.1-12008.6
1/10桶
聚乙烯专用料性能指标
外观
黑色，无气泡、裂纹、凹陷、杂质、颜色不均
目测
每批/25吨
密度（g/cm3）
≥0.94
GB/T6343
每批/25吨
碳黑含量（质量百分比）（%）
2.5±0.5
GB/T13021
每批/25吨
回用料*（%）
本公司不添加回收料
外护管性能指标
拉伸屈服强度
≥19
GB/T8804.3
每5KM一根
断裂伸长率（%）
≥450
GB/T1040
每5KM一根
纵向回缩率（%）
≤3
（无裂纹、空洞、气泡等缺陷）
GB/T6671
每5KM一根
长期机械性能（4MPa，80℃）（h）
≥1500
CJ/T114
每5KM一根
防水帽基材的性能指标
拉伸强度（Mpa）
≥17
GB/T1040.2
每一批
断裂伸长率（%）
≥400
GB/T1040.2
每一批
碳黑含量（%）
≥2.0
GB/T13021
每一批
脆化温度（℃）
≤-65
GB/T5470
每一批
耐击穿电压强度（MV/m）
≥25
GB/T1408.1
每一批
体积电阻率
（Ω·m）
≥1×1013
GB/T1410
每一批
耐环境应力开裂（F50）h
≥1000
GB/T1842
每一批
耐化学介质腐蚀（浸泡7d）（%）10%HCl10%NaOH10%NaCl
≥85
≥85
≥85
GB/T23257-2009附录H
每一批
耐热老化（150℃，21d）拉伸强度（MPa）断裂伸长率（%）
≥14
≥300
GB/T1040.2GB/T1040.2
每一批
防水帽厚度（mm）
根据管径（DN）的不同
DN≤400
DN＞400
基材厚度（mm）底胶厚度
≥1.2≥1.0
≥1.5≥1.0
每一批
热熔胶性能指标
胶软化点（环球法）/℃
≥110
GB/T4507
每批
搭接剪切强度（23℃）
≥1.0
GB/T7142
每批
脆化温度/℃
≤-15
GB/T23257附录M
每批
剥离强度（N/cm）对外护管（23）℃对双层环氧粉末层（23）℃
≥70
≥70
GB/T2792
3000个检查一次
泡沫性能试验
最小芯密度（kg/m3）
≥60
GB/T6343
每5KM一根
平均密度（kg/m3）
≥70
GB/T6343
每5KM一根
径向压缩强度（MPa）
≥0.3
GB/T8813
每5KM一根
吸水率（%）（常压100℃90分钟）
≤8
CJ/T114
每5KM一根
50℃时导热系数（W/（m•k））
≤0.033
CJ/T114
每5KM一根
聚乙烯套管生产
（第一步）
聚乙烯管表面质量
平滑、无暗泡、无麻点、无皱折、无裂纹，色泽均匀等缺陷
无灰尘、无污染
目测
逐根
聚乙烯套管颜色
黑色
目测
逐根
聚乙烯套管厚度
（mm）
管径
3LPE
双环氧
457
9.8
7.8
406.4
8.8
7
355.6
7.8
7
323.9
7.8
7
219.1
4.9
游标卡尺
逐根
聚乙烯套管内径
钢管外径
PE管内径
457
≥557
406.4
≥506.4
355.6
≥435.6
323.9
≥403.9
219.1
≥299.1
游标卡尺
每一批
穿管岗位
电晕处理
100%管内壁
目测
逐根
报警线安装
报警线已安装
目测
逐根
定心支架安装
定心支架间距一米，应居中
目测
逐根
端头间距
聚乙烯外套管端头距离钢管端头170-180mm
直尺
逐根
聚氨酯发泡
（第二步）
PE外套管开孔
采用两端开孔方式，距管头500mm
孔径20-25mm
游标卡尺
逐根
端头封堵
两端已封堵
目测
逐根
报警线
居中、绷直
目测
逐根
发泡时间
注料后发泡时间≥1min
秒表
逐根
泡孔尺寸
≤0.5mm
逐根
截面空洞气泡
全管体气泡、空洞≤5%
单一空洞尺寸≤1/3保温层厚度
游标卡尺
逐根
偏心距
OD≤426±4mm
OD>426±5mm
游标卡尺
逐根
切割后管端预留
200mm
直尺
逐根
防水帽检测
（部分管）
外观检测
圆滑、无皱褶、结合良好
目测
逐根
剥离强度（N/cm）
对外护管（23）℃
对双层环氧粉末层（23）℃
≥70
≥70
GB/T2792
3000个检查一次
喷标识
钢管外标识
标志内容符合买方要求，清晰，准确
标志应包括但不限于以下内容：
防腐等级、执行标准、规格、型号、生产厂家、编号、出厂日
期。
目测
所有合格涂敷管
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