随着煤矿开采业的发展和进步,对煤矿井下用管提出了包括保温、安全、冲击、阻燃和抗静电等新的要求。目前,国内尚无符合此类特殊要求的产品。根据煤矿井下环境要求,合肥华峰暖通设备有限公司研制开发出聚乙烯外护套聚氨酯泡沫塑料预制保温管。
为适应煤矿业的发展,我公司在市场调研和试验的基础上,研制开发出煤矿井下用聚乙烯外护套聚氨酯泡沫塑料预制保温管,(以下简称保温管)同时编制企业标准,用于规范产品的生产和检测。
1、保温管结构形式
保温管的连接方式分2种:
(1)工作管焊接组成。工作管端必须焊接坡口。
要求在安装过程中,两工作管连接时用氩弧焊打底,手工焊盖面,经100%焊缝RT检测,2级合格。
(2)工作管两端焊配法兰联接。
要求联接法兰等级按管道内最大工作压力选取,法兰联接面之间采用石棉橡胶板密封。
2、保温管型号表达及规格
保温型号表达如图1所示:
保温管规格以工作管公称直径为准,配置相应的外护套,参考尺寸见表1。
表 1 工作管、外套管和最小壁厚
工作管
公称直径
DN/mm |
工作管
最小壁厚
δ/mm |
外套管
外径
/mm |
外套管
最小壁厚
δ/mm |
工作管
公称直径
DN/mm |
工作管
最小壁厚
δ/mm |
外套管
外径
/mm |
外套管
最小壁厚
δ/mm |
| 25 |
2.8 |
90 |
2.5 |
250 |
6 |
365 |
7 |
| 32 |
2.8 |
110 |
2.5 |
300 |
7 |
420 |
8.8 |
| 40 |
2.8 |
125 |
2.5 |
350 |
7 |
500 |
9.8 |
| 50 |
3 |
140 |
3 |
400 |
7 |
550 |
11 |
| 70 |
3 |
160 |
3 |
450 |
7 |
630 |
12.3 |
| 80 |
4 |
180 |
3.9 |
500 |
7 |
655 |
12.3 |
| 100 |
4 |
200 |
3.9 |
550 |
8 |
710 |
13.9 |
| 125 |
4.5 |
225 |
4.4 |
600 |
8 |
760 |
13.9 |
| 150 |
4.5 |
250 |
4.9 |
700 |
8 |
850 |
15.7 |
| 200 |
6 |
315 |
6.2 |
800 |
8 |
955 |
17.6 |
保温管材长度L有6m、8m、9m、12m,也可以根据情况由用户提供长度或提供外护套外径尺寸生产制造。
保温管使用温度条件应控制在-18—+60℃。
3 保温管制造检验工艺流程图

4 保温管检验
(1)阻燃性能 根据煤矿井下用塑料管安全性能检验规范和聚合物制造品阻燃性判定规则中规定。当酒精喷灯燃烧器移走后,试件的火焰燃烧时间的算术平均值不得大于3s,其中任何一条试件的火焰续燃时间不得大于10s,无焰燃烧时间算术平均值不得大于10s,任何一条试件的火焰续燃时间不得大于30s。企业标准不但对聚乙烯外护套做了阻燃性能要求,而且对聚氨酯泡沫的泡沫原料也做了同样的要求,检测结果见表2。
(2)导电性能 煤矿井下用于供排水管的表面电阻要求较低,其表面电阻算术平均值不应大于1.0×109Ω,实测见表2。
(3)抗冲击性 考虑保温管在煤矿井下使用的实际情况,对保温管抗冲击性做丁要求。取1.5
m长保温管,在落高2000mm,重锤质量2.5kg,试验温度-18℃的情况下,垂落后保温管表面不出现裂纹为合格,以确保在煤矿井下用保温管的安全性。
具体检测数据见表2。
表2 检测结果
| 项目 |
要求 |
实测 |
| 有焰/s |
无焰/s |
有焰/s |
无焰/s |
| 阻燃性聚乙烯外护套 |
3 |
20 |
1 |
5 |
| 阻燃性聚氨酯泡沫 |
3 |
10 |
2 |
5 |
| 导电性/Ω |
1.0×109 |
1.0×107 |
| 抗冲击性 |
落高2m,重锤 |
无裂缝 |
| 2.5kg。无裂缝 |
| 外护套 |
拉伸强度/Mpa |
13 |
15 |
| 拉断伸长率/% |
300 |
350 |
| 导热系数λ/50W(m·k)-1 |
0.033 |
0.0267 |
| 泡沫密度/kg·m-3 |
>50 |
57 |
5 注意事项
(1)保温管在井下架空使用的连接形式必须由煤矿设汁专业的机构设计,现场安装人员必须严格执行。安装时必须核对保温管的标志。
(2)现场安装完毕后,整个管网必须做耐压试验,耐压试验压力为管网最高工作压力的1.5倍且不大于19Mpa,合格后管接口部分应除锈、保温再装外护套。
(3)保温管必须采用吊带或其他不伤及保温管的方法吊装,严禁用钢丝绳直接吊装;在装卸过程中,严禁碰撞、抛摔和在地面拖拉滚动。
在长途运输过程中,保温管必须固定牢靠。不应损伤外护套及保温层。
(4)保温管堆放场地应符合下列规定:①地面应平整、无碎石等坚硬杂物;②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;③堆放场地应挖排水沟,场地内不允许积水;④堆放场地应设置管托,管托应确保保温管外护套下表面高于地面150mm。保温管堆放高度应不大于2.0m。不得受烈日照射、雨淋和浸泡,露天存放时宜用蓬布遮盖。堆放处应远离热源和火源,在规定的贮存条件下,保温管的保存期为365d。
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