、  直埋保溫管道 性能 測試
1  、  保溫層 材 料( 聚氨酯 硬 泡塑料) 測試 簡介 ：
① 穩態導熱係數測定
防護熱板法：GB/T10294 — /DIS 8302
圓管法：GB/T10296 — /DIS 8497
② 非穩態導熱係數測定
熱線法：GB/T10297
③ 壓縮率爲 10%試樣厚度時,徑向抗壓強度測試
④ 硬質泡沫塑料開孔與閉孔體積百分率測定—壓力變化法、體積膨脹法
⑤ 吸水率
⑥ 表觀密度
⑦ 空洞及泡孔尺寸
2  、  外護管 材 料測試 簡介 ：
(1)  ﹑ 高密度聚乙烯外護管
① 拉伸屈服強度測試
② 斷裂延伸率測試
③ 長期機械性能測試
④ 碳黑含量、碳黑彌散度測定
⑤ 熔體流動速率測定
⑥ 相對密度
⑦ 壁厚
⑧ 縱向回縮率
(2)  ﹑ 玻璃鋼外護管
① 拉伸強度測試
② 抗彎強度測試
③ 長期機械性能測試
④ 滲透性
⑤ 相對密度
⑥ 壁厚
⑦ 抗衝擊強度

3 、保溫管的 性能 測試
① 聚氨酯泡沫塑料預製直埋保溫管預期壽命(老化)與剪切強度試驗
② 聚氨酯泡沫塑料預製直埋保溫管蠕變性能測試
③ 供熱管道保溫結構散熱損失測定
④ 含真空層供熱保溫管道散熱損失測定
⑤ 熱水保溫管接頭的土壤應力試驗、蒸汽保溫管的整體抗壓強度和工作管軸向移動試驗～
砂箱試驗
⑥ 管道抗衝擊試驗
三 、直埋管產品 面臨 的技術 難點
1 、  如何正確 評 估 聚氨酯泡沫塑料預製直埋保溫管熱( 老 化) 壽命（L ） 及 計算連續運行 溫度
（CCOT ） 值
以往對直埋管道使用的聚氨酯泡沫塑料耐熱性能的評定方法存在相當的片面性與材料
實際使用工況和技術要求相差較遠，很難得到科學全面的評價結果。
(1) “烘箱法”脫離了直埋管道的實際運行狀態,雖然也給出了不同溫度下尺寸變化率,質量變
化率,強度變化率的技術要求,但評價出的性能指標與實際情況不符，出入較大，不能作爲用
戶判定和選用材料的依據;
(2) “烘箱法”不能科學合理地給出聚氨酯泡沫材料在直埋管道在實際運行條件下的預期使
用壽命;
(3)直埋管道長期連續運行條件下的 使用溫度，利用“烘箱法”也是無法確定的。
以上問題在 EN 253:2003 標準的條文和附錄中均給出了較爲詳細的測試評定方法，該標
準自 2003 年頒佈以來，在正確評估聚氨酯泡沫塑料預製直埋保溫管熱(老化)壽命（L）及直
埋管道長期連續運行條件下的 使用溫度方面起到了積極有效的促進作用

 、  聚氨酯泡沫塑料預製直埋保溫管 抗蠕變性能
直埋聚氨酯保溫管受土壤和地面機械負荷以及輸送介質熱負荷的長期作用，聚氨酯硬質
泡沫結構失去穩定性、產生變形，這種現象謂之蠕變。蠕變的產生是聚氨酯泡沫在長期高溫
條件下，材料質量變差，熱化學性能降低，導致泡沫結構逐漸變脆，粘結性變差；加上機械
負荷壓力，在連續負荷作用下的抗緩慢機械變形的能力下降，不能保持尺寸穩定性，從而造
成體積變化率增大，出現顯著變形。
影響聚氨酯硬質泡沫塑料熱化學性能和熱機械性能的因素，應是參與聚合反應的聚醚或
聚酯多元醇、異氰酸酯以及發泡劑、催化劑、穩定劑等助劑的品質及其配比。
首先，異氰酸酯的相對含量、多元醇的官能度及羥基值決定的交聯密度就直接影響聚氨
酯硬質泡沫塑料的熱機械性能和熱化學性能，交聯密度高，形成的高聚物網路程度顯著。或
者說，異 酸指數的增加，產生泡沫的異 脲酸酯環含量提高，泡沫製品在高溫下的硬度和
尺寸穩定性提高。
發泡劑在聚氨酯發泡體系中應能生成均勻、細密的氣泡體，並具有較高的活化能，以保
證材料老化過程中其耐熱性不會退化，增加材料的使用壽命。
催化劑不僅應具有較高的反應特性，而且可以使反應速度達到平衡，選擇活性大的催化
體系可以製得泡孔徑細、色白的泡沫結構，尺寸穩定性也相對提高。
泡沫穩定劑在發泡體系中對泡孔結構及其物理性能也具有很大影響，不僅直接影響泡沫
的閉孔率與製品的保溫性能，穩定劑的乳化性能還可使泡沫調製成穩定不分層的均相體系，
而均細的泡孔又會提高泡沫結構的硬度，增強其機械強度和耐溫性。

因此，聚氨酯泡沫的蠕變測試，就是要考覈直埋聚氨酯保溫管道的泡沫結構，在外負荷
作用下的長期耐熱性能和表徵機械強度的尺寸穩定性。等效於歐洲標準 EN253:1994 的我國
‘高密度聚乙烯外護管聚氨酯泡沫塑料預製直埋保溫管’行業標準 CJ/T114-2000 尚未列入這
一試驗項目。但歐標 EN253：2003 版本已規定蠕變性能的測試。標準規定的試樣尺寸爲
60.3/125 mm（工作鋼管外徑/護管外徑），長度 100 mm，兩端分別有 50 mm 長的防護隔熱段。
保持工作鋼管 140±2℃恆溫達到 1 周後，在護管外殼徑向施加恆定負載 0.25 MPa，即施加
1.5±0.01 kN 作用力；繼續保持工作鋼管恆溫，從護管外頂端沿作用力的方向實時測定保溫
結構的徑向位移。把工作鋼管加熱 1 周後、施加作用力之前瞬間，護管頂端的位置定爲徑向
位移的初始零值。要求在同一管道上截取三段試樣，分別測定 100 h 和 1000 h 時的徑向位移
量△S 100 和△S 1000 ，取其平均值，在△S ～ h （位移 ～ 時間）對數座標圖上標出△S 100 和△S 1000
點，連接兩點間直線，並延伸至 30 年（262800 h）的交點，得 30 年時的位移量△S 30y 。要求
△S 100  ≤ 2.5 mm；△S 30y  ≤ 20 mm 爲合格產品。目前，一些企業的管道產品已經過這一 EN253
標準試驗項目的檢測，有些產品就不能滿足這項性能指標的要求

 、  供熱管道保溫結構 使用環 保 型材 料 後 的散熱損失
聚氨酯硬質泡沫塑料在直埋使用中的導熱係數主要取決於以下幾方面的因素：
λ 總 =λ 氣 +λ 基 +λ 輻 +λ 對
當聚氨酯硬質泡沫塑料用於直埋管道時，影響其導熱係數的主要因素爲：泡孔內氣體的
導熱係數，原料助劑及發泡工藝引起的泡孔結構變化，孔內氣體擴散引起的絕熱性能變化，
泡沫密度，含水率，介質溫度等。其中泡孔內氣體的導熱係數 λ 氣 起主要作用，佔 60%以上。
而直埋管泡沫密度要求≥60 kg/m 3 ，泡孔孔徑較小，結構相對穩定。對流及輻射的作用 λ 輻 ，
λ 對 幾乎可以忽略，沒有泡孔存在的聚氨酯基材上導熱係數 λ 基 僅僅因密度不同而變化。所
以，當聚氨酯硬質泡沫塑料用於直埋管道時，不同發泡材料對其導熱係數的影響較大，當前
CFC-11 在我國已進入全面禁止使用時期，預計 2010 年前會完全停用，所以，對替代品性能
指標（尤其是導熱係數等性能）的確定可以說非常重要。以下是對不同發泡體系材料在密度
爲 65 kg/m 3 ~75kg/m 3 條件下相關性能的實測值。

與 CFC-11 相比，R141b 的 ODP 值及 GWP 均低得多，但其並不是“0”ODP 值的材料，
並且它的極性較高，能夠對成品泡孔結構產生軟化增塑作用，影響到保溫結構硬質泡沫塑料
的壓縮強度；同時 141b 從泡孔中溢出擴散的速度會明顯增加，導致泡沫的尺寸穩定性明顯
降低。這些缺陷雖經近幾年在不同行業和領域使用中的不斷改進，已見明顯成效，但在直埋
供熱管道行業，因其承受高溫、高壓及自身密度較其他使用場合大很多等特點，141b 發泡
體系在綜合性能比較中與其他幾種方式始終存在一定的差距。並且 141b 仍就會對地球上空
的臭氧層產生破壞，所以， 終還會被“0”ODP 值的材料所取代，美國已經於 2003 年，
日本和歐盟也於 2004 年禁止使用 141b 作爲發泡劑。