談談直埋聚氨酯保溫管老化，損壞是如何發(fā)生的
更新時間：2021-09-18 點擊次數(shù)：535次
在現(xiàn)代社會中，無論哪個行業(yè)已經(jīng)開始使用保溫管、聚氨酯保溫管等，現(xiàn)在都是保溫管的優(yōu)質(zhì)材料。聚氨酯保溫管是以高功能聚醚多元醇組合料和多次甲基多苯基多異氰酸酯為原料經(jīng)化學反應發(fā)泡而成。 聚氨酯保溫管具有容重輕、強度高、絕熱、隔音、阻燃、耐寒、防腐、不吸水、施工簡便快捷等優(yōu)異特點，已成為建筑、運輸、石油、化工、電力、冷藏等工業(yè)部門絕熱保溫、防水堵漏、密封等*的材料。但從熱力學的角度看，聚氨酯管總是會受到一定的損傷，這些損傷是如何發(fā)生的呢?
1、
直埋聚氨酯保溫管良好的保溫材料應具有較低的熱導率;受潮時不變質(zhì)，耐熱性能好，不腐蝕金屬，質(zhì)輕而空隙較多;具有一定的機械強度，受到外力時不致?lián)p壞;易于加工、成本低廉等特性。常用的保溫材料有：膨脹珍珠巖及其制品、玻璃棉及其制品、巖棉制品、微孔硅酸鈣、硅酸鋁纖維制品、泡沫塑料、泡沫石棉等。管壁內(nèi)壓產(chǎn)生的周向應力屬于主應力。當圓周應力過大時，聚氨酯管壁內(nèi)會有無限大的塑性流動，從而導致管道爆裂。對于塑性流動，應進行一次應力極限分析。由于內(nèi)壓周向應力是聚氨酯絕緣材料膜的應力，應控制內(nèi)壓周向應力不應大于基本容許應力，而在城市熱網(wǎng)情況下，內(nèi)壓周向應力不應大于基本許用應力。由于內(nèi)壓周向應力遠小于其極限值，這種破壞模式一般不會發(fā)生。
2、循環(huán)塑性變形，管內(nèi)的循環(huán)塑性變形是由位移和力共同引起的，而在直埋熱管中，溫度起著決定性作用。直埋聚氨酯保溫管良好的保溫材料應具有較低的熱導率;受潮時不變質(zhì)，耐熱性能好，不腐蝕金屬，質(zhì)輕而空隙較多;具有一定的機械強度，受到外力時不致?lián)p壞;易于加工、成本低廉等特性。常用的保溫材料有：膨脹珍珠巖及其制品、玻璃棉及其制品、巖棉制品、微孔硅酸鈣、硅酸鋁纖維制品、泡沫塑料、泡沫石棉等。當溫度變化很大，熱膨脹變形不能*釋放時，管壁在加熱過程中由于軸向壓縮應力而產(chǎn)生軸向壓縮塑性變形。然而，管壁的軸向拉伸塑性變形是由冷卻過程中的軸向拉應力引起的，即發(fā)生軸向循環(huán)塑性損傷。在循環(huán)塑性破壞情況下，應對主應力和二次應力進行穩(wěn)定性分析，以控制主應力和二次應力復合應力范圍不超過三倍的基本許用應力。這樣可以保證在熱膨脹變形不能釋放，循環(huán)溫差大，工作壓力大，大直徑管道不能釋放時，處于穩(wěn)定狀態(tài)的管材容易出現(xiàn)循環(huán)塑性變形。在直埋管的設計中，應防止聚氨酯保溫管的圓形塑性變形.
3、低周疲勞失效、應力集中通常發(fā)生在管道的彎道、槽體、尺寸頭和折疊角上。在溫度變化過程中，應力集中發(fā)生在不連續(xù)管道結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的峰值應力。這將導致聚氨酯管道的疲勞損傷。由于疲勞分析的溫度變化頻率較低，應在峰值應力范圍內(nèi)進行疲勞分析，根據(jù)城市熱網(wǎng)的溫度變化規(guī)律，直埋熱網(wǎng)的主要失效方式是基本容許應力、彎頭、三通、尺寸頭和折彎角的疲勞破壞。其峰值應力控制范圍不超過6倍。
實際上，這些只是聚氨酯管道的一些失效因素，還有一些因素，如高周疲勞失效、全局不穩(wěn)定、局部不穩(wěn)定等，希望大家能清楚地了解這些。
