聚氨酯发泡保温钢管已成为建筑、运输、石油、化工、电力、冷藏等工业部门绝热保温、防水堵漏、密封等不可缺少的材料。在中、小口径的热输原油或供暖管道上，为了减少管道向土壤散热，在管道外部加上保温复合层。常用的保温材料是硬质聚氨脂泡沫塑料，适用温度为－185～120℃。广泛应用于城市集中供热、暖室、冷库、煤矿、石油港口、化工等行业的保温保冷工程。

　　第一:聚氨酯发泡保温钢管结构

　　聚氨酯发泡保温钢管从里到外分三层结构 管道保温

　　1、工作钢管层根据设计和客户的要求一般选用无缝管(GB8163-87)螺旋焊管（GB9711-88;SY/T5038-92)和直缝焊管(GB3092-93)。钢管表面经过先进的抛丸除锈工艺处理后，钢管除锈等级可达GB8923-1988标准中的Sa2级，表面粗糙度可达GB6060.5-88标准中R=12.5微米。

　　2、管道保温第二层:聚氨酯保温层用高压发泡机在钢管于外护层之间形成的空腔中一次性注入硬质聚氨酯泡沫塑料原液而成。即俗称的“管中管发泡工艺”。其作用一是防水，二是保温，三是支撑热网自重。当输送介质温度为:-50℃—120℃时，选用硬质聚氨基脲酸酯泡沫塑料做保温层。

　　3、管道保温第三层:高密度聚乙烯保护层预制成一定壁厚的黑色（黄色）塑料管材，其作用一是保护聚氨酯保温层免遭机械硬物破坏，二是防腐防水。

　　第二:聚氨酯发泡保温钢管优势

　　1 降低工程造价。 据有关部门测算，双管制供热管道，

　　2 热损耗低，节约能源。 其导热系数为:λ=0．013—0．03kcal/m·h·oC，比其他过去常用的管道保温材料低得多，保温效果提高4~9倍。再有其吸水率很低，约为0．2kg/m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的闭孔率高达92%左右。低导热系数和低吸水率，加上保温层和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃钢保护壳，改变了传统地沟敷设供热管道“穿湿棉袄”的状况，大大减少了供热管道的整体热损耗，热网热损失为2%，小于国际10%的标准要求。

　　3、防腐，绝缘性能好，使用寿命长。 由于聚氨酯硬质泡沫保温层紧密地粘结在钢管外皮，隔绝了空气和水的渗入，能起到良好的防腐作用。同时它的发泡孔都是闭合的，吸水性很小

　　4．管道保温。占地少，施工快，有利环境保护。直埋供热管道保温不需要砌筑庞大的地沟，只需将保温管埋人地下，因此大大减少了工程占地，减少土方开挖量约50%以上，减少土建砌筑和混凝土量90%。同时，保温管加工和现场挖沟平行进行，只需现场接头，可以缩短工期约50%以上。[1]

　　第三:聚氨酯发泡保温钢管规格

　　外径mm 285

　　壁厚mm 4.4

　　重量Kg 3.724

　　允许偏差mm ±0.32

　　对应钢管外径mm 219 等.....

　　对应保温层厚度mm 30

　　对应套袖mm 290

　　20号钢管是一种常用材质的钢管，其各个指标都有严格的要求。下面我们来简单的了解下20#钢管的力学性能的各个指标，如屈服、断后延长率、断面收缩率、硬度指标和抗拉强度。

　　①屈服点（σs）

　　具有屈服现象的金属材料，试样在拉伸过程中力不增加（保持恒定）仍能继续伸长时的应力，称屈服点。若力发生下降时，则应区分上、下屈服点。屈服点的单位为N/mm2（MPa）。

　　上屈服点（σsu）:试样发生屈服而力首次下降前的最大应力；下屈服点（σsl）:当不计初始瞬时效应时，屈服阶段中的最小应力。

　　屈服点的计算公式为:

　　式中:Fs--试样拉伸过程中屈服力（恒定），N（牛顿）So--试样原始横截面积，mm2。

　　②断后伸长率（σ）

　　在拉伸试验中，试样拉断后其标距所增加的长度与原标距长度的百分比，称为伸长率。以σ表示，单位为%。计算公式为:

　　式中:L1--试样拉断后的标距长度，mm； L0--试样原始标距长度，mm。

　　③断面收缩率（ψ）

　　在拉伸试验中，试样拉断后其缩径处横截面积的最大缩减量与原始横截面积的百分比，称为断面收缩率。以ψ表示，单位为%。计算公式如下:

　　式中:S0--试样原始横截面积，mm2； S1--试样拉断后缩径处的最少横截面积，mm2。

　　④硬度指标 br />金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。

　　A、布氏硬度（HB）

　　用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。

　　⑤抗拉强度（σb）

　　试样在拉伸过程中，在拉断时所承受的最大力（Fb），出以试样原横截面积（So）所得的应力（σ），称为抗拉强度（σb），单位为N/mm2（MPa）。它表示金属材料在拉力作用下抵抗破坏的最大能力。计算公式为:

　　式中:Fb--试样拉断时所承受的最大力，N（牛顿）； So--试样原始横截面积，mm2。

　　防止钢管表面增碳淬火裂纹及夹渣缺陷研究

　　钢管表层局部存在增碳层，其碳含量远高于正常基体部位，在调质处理过程中极易产生淬火裂纹。增碳淬火裂纹产生的原因是连铸坯表面局部存在增碳层，铸坯表面增碳和夹渣缺陷源于连铸保护渣不适应、结晶器液面异常波动、浇铸工艺不完善等原因造成的保护渣卷渣。选择适当的保护渣、合理的浇铸工艺以及稳定的浇铸条件能有效的解决铸坯表面局部出现的增碳和夹渣缺陷。

　　钢管经调质处理后，探伤发现钢管表面存在细裂纹，用硝酸酒精侵蚀后，裂纹所在部位组织和正常基体组织的颜色明显不同，如图1所示，呈现出暗黑色，而正常基体部位呈浅灰色。

　　借助光谱仪研究发现，钢管表层暗黑色为增碳造成，表1为表面增碳层和内部基体部位碳含量光谱分析对比，增碳层碳含量在0.36%一0.57%，平均0.45%，内部基体部位碳含量0.26%一0.30%，平均0.28%。因增碳部位碳含量大大高于正常基体部位，在调质处理过程中极易产生淬火裂纹。图2为增碳的淬火裂纹与非增碳淬火裂纹组织形貌。

　　有时可以发现增碳层中伴有块状夹杂物，能谱分析其组成为保护渣。增碳淬火裂纹虽然产生于热处理工序，但通过研究发现，钢管表而局部增碳根源于连铸保护渣不适应、结晶器液而异常波动、浇铸工艺不完善等原因造成的铸环表而保护渣卷渣正常情况下，铸坯表面及皮下的成分与内部基体成分基本一致，但在异常情况下，可能会出现铸坯表面局部增碳，主要有以下几种情况:

　　1.开浇引起增碳。

　　2.铸坯皮下夹渣增碳。

　　3.富碳层增碳。

　　聚氨酯直埋保温管广泛用于液体、气体的输送管网， 化工管道保温工程石油、化工、集中供热热网、中央空调通风管道、市政工程等。直埋保温管是一种保温性能好，更加安全可靠，工程造价低的直埋保温钢管。有效的解决了城镇集中供热中130℃－600℃高温输热用直埋保温钢管的保温、滑动润滑和裸露管端的防水问题。直埋保温钢管不仅具有传统地沟和架空敷设管道难以比拟的先进技术、实用性能，而且还具有显著的社会效益和经济效益，也是供热节能的有力措施。直埋保温钢管采用直埋供热管道技术，标志着中国供热管道技术发展已经进入了新的起点。高温预制直埋保温管是由钢管、玻璃钢内护套、玻璃钢外壳构成，其特征是:还包括耐高温绝热保温层、润滑层、弹性密封件。本实用新型有效的解决了城镇集中供热中130℃－600℃高温输热用预制直埋保温管的保温、滑动润滑和裸露管端的防水问题。

　　聚氨酯直埋保温管主要由四部分组成。

　　（1）工作钢管:根据输送介质的技术要求分别采用有缝钢管、无缝钢管、双面埋弧螺旋焊接钢管。

　　（2）保温层:采用硬质聚氨酯泡沫塑料。

　　（3）保护壳:采用高密度聚乙烯或玻璃钢。

　　（4）渗漏报警线:制造高温预制直埋保温管时，在靠近钢管的保温层中，埋设有报警线，一旦管道某处发生渗漏，通过警报线的传导，便可在专用检测仪表上报警并显示出漏水的准确位置和渗漏程度的大小，以便通知检修人员迅速处理漏水的管段，保证热网安全运行。