ท่อส่งเหล็กเป็นแกนกลางของท่อเหล็กฉนวนโพลียูรีเทน, ให้ความแข็งแรงของโครงสร้างและความสามารถในการขนส่งของเหลว. มาตรฐานวัสดุและการผลิตได้รับการปรับให้เหมาะกับเส้นผ่านศูนย์กลางและแอปพลิเคชันของท่อ. สำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กน้อย (ดีเอ็น) ≤150มม., โดยทั่วไปแล้วท่อพาหะจะเป็นก 20# ท่อเหล็กคาร์บอนไร้รอยต่อซึ่งสอดคล้องกับ GB/T 8163-2018 มาตรฐาน. มาตรฐานนี้ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความต้านทานแรงดึงสูง (≥410 MPa) และการเชื่อมที่ยอดเยี่ยม, ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานขนาดเล็กเช่นน้ำร้อนใต้ดินหรือน้ำประปาเย็น. ท่อที่ไร้รอยต่อเป็นที่ต้องการในขนาดเหล่านี้เนื่องจากโครงสร้างเครื่องแบบของพวกเขา, ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการรั่วไหลภายใต้แรงกดดัน.

สำหรับท่อขนาดใหญ่ที่มี DN ≥200มม., ใช้ท่อเหล็กคาร์บอนแบบเชื่อม Q235 Q235, ยึดติดกับ GB/T 9711-2017 มาตรฐาน, ใช้กันทั่วไปในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ. Q235 Steel มีความแข็งแรงของผลผลิต≥235 MPa และความเหนียวที่ดี, เหมาะสำหรับการขนส่งในปริมาณมากในระยะทางไกล, เช่นท่อส่งน้ำมันดิบ. การเชื่อมเกลียวช่วยให้สามารถผลิตท่อขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิภาพได้อย่างมีประสิทธิภาพในขณะที่ยังคงความสมบูรณ์ของโครงสร้าง. ทางเลือกของท่อเชื่อมเกลียวสำหรับขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดใหญ่ที่สมดุลประสิทธิภาพและการพิจารณาทางเศรษฐกิจ, ลดต้นทุนวัสดุ 10-15% เมื่อเทียบกับทางเลือกที่ไร้รอยต่อ.

ความยืดหยุ่นในมาตรฐานเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ, เนื่องจากท่อส่งเหล็กสามารถปฏิบัติตามข้อกำหนดระหว่างประเทศเช่น API 5L, มาตรฐาน ASTM A53, หรือของคุณ 10217, ขึ้นอยู่กับความต้องการของลูกค้า. เช่น, API 5L ท่อถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในท่อน้ำมันดิบเนื่องจากความต้านทานสูงต่อการกัดกร่อนและความสามารถในการทนต่อแรงกดดัน 25 MPa. ASTM A53 ท่อ, มีอยู่ในรูปแบบที่ไร้รอยต่อหรือรอยเชื่อม, เป็นเรื่องธรรมดาในระบบทำความร้อนเขต, เสนอประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 150 ° C. มาตรฐาน DIN ให้ความมั่นใจกับความเข้ากันได้กับโครงการโครงสร้างพื้นฐานของยุโรป, เน้นความแม่นยำและความทนทาน. การปรับตัวนี้ช่วยให้ท่อเหล็กฉนวนโพลียูรีเทนสามารถตอบสนองความต้องการของตลาดโลกที่หลากหลาย, สร้างความมั่นใจว่าสอดคล้องกับกฎระเบียบในท้องถิ่นและข้อกำหนดโครงการ.

พื้นผิวท่อของผู้ให้บริการเหล็กมักจะได้รับการรักษาเพื่อเพิ่มการยึดเกาะกับชั้นฉนวนโฟมโพลียูรีเทน. กระบวนการต่าง ๆ เช่นการพ่นทรายกับ SA 2.5 ระดับความสะอาดลบขนาดโรงสีและสนิม, การปรับปรุงความแข็งแรงของพันธะ 20-30%, ตาม ISO 8501-1 มาตรฐาน. การเตรียมพื้นผิวที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญในการป้องกันการปนเปื้อน, ซึ่งอาจส่งผลต่อประสิทธิภาพทางความร้อนหรือนำไปสู่การกัดกร่อนภายใต้ฉนวน (ที่). โดยการรวมวัสดุที่แข็งแกร่งและมาตรฐานที่ปรับแต่งได้, ท่อผู้ให้บริการเหล็กทำให้มั่นใจได้ถึงความน่าเชื่อถือและอายุยืนของระบบท่อทั้งหมด, รองรับแอปพลิเคชันจากเครือข่ายความร้อนในเมืองไปยังแหล่งน้ำมันระยะไกล.

คุณสมบัติชั้นฉนวนโพลียูรีเทน

ชั้นฉนวนคือหัวใจของท่อเหล็กฉนวนโพลียูรีเทน, ส่งมอบประสิทธิภาพความร้อนที่ยอดเยี่ยม. ประกอบด้วยโฟมโพลียูรีเทนที่มีความแข็งแบบ CFC ซึ่งมาจากผู้ผลิตที่มีชื่อเสียงเช่น BASF หรือไบเออร์, เลเยอร์นี้ช่วยให้มั่นใจถึงการปฏิบัติตามสิ่งแวดล้อมโดยหลีกเลี่ยงสารที่ทำให้สูญเสียโอโซน. โฟมผลิตโดยใช้ตัวแทนเป่าขั้นสูงเช่น N-Pentane, ซึ่งมีศักยภาพภาวะโลกร้อนใกล้ศูนย์ (GWP), สอดคล้องกับกฎระเบียบเช่นกฎระเบียบ F-gas ของสหภาพยุโรป (517/2014). สูตรที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมนี้รักษาประสิทธิภาพของฉนวนที่สูงของโฟม, ทำให้เหมาะสำหรับโครงการโครงสร้างพื้นฐานที่ยั่งยืน.

ความหนาแน่นของโฟมเป็นพารามิเตอร์ที่สำคัญ, อย่างน้อย≥60 kg/m³, ตามที่ระบุไว้. ความหนาแน่นที่สูงขึ้นช่วยเพิ่มความแข็งแรงของแรงอัด (≥0.3 MPa), ช่วยให้ฉนวนกันความร้อนสามารถทนต่อความเครียดเชิงกลในการใช้งานใต้ดินหรือแรงดันสูง. เมื่อเทียบกับโฟมที่มีความหนาแน่นต่ำ (35–40 kg/m³) ใช้ในระบบที่มีความต้องการน้อยลง, ความหนาแน่น≥60 kg/m³ช่วยให้มั่นใจได้ถึงความทนทานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง, เช่นท่อส่งน้ำมันดิบ, ในกรณีที่โหลดดินหรือการขยายตัวทางความร้อนเกิดขึ้น. โครงสร้างเซลล์ปิด, ด้วยอัตราการปิดเซลล์ 92–95%, ลดการดูดซึมน้ำให้น้อยที่สุด≤0.2 kg/m², การปกป้องท่อส่งเหล็กจากการกัดกร่อนและการรักษาประสิทธิภาพของฉนวนกันความร้อนมานานหลายทศวรรษ.

การนำความร้อนเป็นคุณสมบัติที่โดดเด่นอีกประการหนึ่ง, ด้วยค่า≤0.033 w/(M · K) ที่ 50 ° C, ต่ำกว่าขนแร่อย่างมีนัยสำคัญ (0.035–0.045 w/(M · K)) หรือไฟเบอร์กลาส (0.033–0.048 w/(M · K)). ค่าการนำไฟฟ้าต่ำนี้ช่วยลดการสูญเสียความร้อนได้มากถึง 40% ในระบบทำความร้อนเขต, แปลเป็นประหยัดพลังงาน 300–500 kWh ต่อกิโลเมตรต่อปี, จากข้อมูลเครือข่ายในเมืองทั่วไป. โฟมถูกใช้โดยใช้เครื่องโฟมแรงดันสูง, ซึ่งฉีดส่วนผสมโพลียูรีเทนระหว่างท่อพารีเหล็กและแจ็คเก็ตด้านนอก. กระบวนการนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่ามีความหนาสม่ำเสมอ (30–100 มม., ขึ้นอยู่กับแอปพลิเคชัน) และกำจัดช่องว่าง, เพิ่มประสิทธิภาพความร้อนและความสมบูรณ์ของโครงสร้าง.

กระบวนการฟองถูกควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อให้ได้คุณภาพที่สอดคล้องกัน. พารามิเตอร์เช่นอุณหภูมิผสม (20–25 ° C), ความดัน (100–150 บาร์), และเวลาบ่ม (20- 30 นาที) ได้รับการปรับให้เหมาะสมในการผลิตโฟมที่มีข้อบกพร่องน้อยที่สุด. การตรวจสอบโพสต์ foaming, เช่นที่ระบุไว้ใน EN 253, ตรวจสอบความหนาแน่น, การนำความร้อน, และยึดติดกับท่อเหล็กและแจ็คเก็ตด้านนอก. ผลที่ได้คือชั้นฉนวนที่ให้ประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ในช่วงอุณหภูมิที่กว้าง (-50° C ถึง 150 ° C), ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานจากน้ำประปาเย็น ๆ ไปจนถึงการกระจายน้ำร้อนในเครือข่ายความร้อนอำเภอ.

ข้อกำหนดแจ็คเก็ตด้านนอก

แจ็คเก็ตด้านนอกของท่อเหล็กฉนวนโพลียูรีเทนให้การป้องกันที่จำเป็นต่อปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม, สร้างความมั่นใจว่าอายุยืนของฉนวนและท่อพาหะ. ใช้วัสดุหลักสองชนิด: โพลีเอทิลีนที่มีความหนาแน่นสูง (เอชดีพีอี) แจ็คเก็ตท่อหรือแจ็คเก็ตเหล็กชุบสังกะสี. HDPE เป็นตัวเลือกที่พบบ่อยที่สุดเนื่องจากความต้านทานการกัดกร่อน, ความยืดหยุ่น, และความคุ้มค่า. HDPE ผ่านการรักษาด้วยโคโรนา, กระบวนการเปิดใช้งานพื้นผิวที่เพิ่มพลังงานพื้นผิวจาก 30 Mn/m ถึง 38–42 mn/m, การปรับปรุงการยึดเกาะกับโฟมโพลียูรีเทน 25–30%, ตามมาตรฐาน ASTM D2578. พันธบัตรที่แข็งแกร่งนี้ช่วยป้องกันการปนเปื้อน, แม้ภายใต้การปั่นจักรยานความร้อนหรือความเครียดเชิงกล.

แจ็คเก็ต HDPE มีความหนาแน่นโพลีเอทิลีนขั้นต่ำที่≥940กิโลกรัม/m³, สร้างความมั่นใจในความต้านทานแรงดึงสูง (≥20 MPa) และทนต่อแรงกระแทก. ความหนาแน่นนี้ยังมีส่วนช่วยในการใช้งานไม่ได้ของแจ็คเก็ต, ด้วยอัตราการดูดซับน้ำด้านล่าง 0.05%, การปกป้องชั้นฉนวนจากการเข้าสู่ความชื้นในการติดตั้งใต้ดิน. ความหนาของแจ็คเก็ตมักจะอยู่ในช่วง 2-5 มม., ขึ้นอยู่กับเส้นผ่านศูนย์กลางท่อและสภาพแวดล้อม. ตัวอย่างเช่น, แจ็คเก็ตหนา (4–5 มม.) ใช้ในท่อส่งน้ำมันดิบเพื่อทนต่อการโหลดดินและการเสียดสี, ในขณะที่แจ็คเก็ตทินเนอร์ (2–3 มม.) เพียงพอสำหรับระบบทำความร้อนแบบอำเภอในการตั้งค่าเมือง.

แจ็คเก็ตเหล็กชุบสังกะสีเป็นทางเลือกสำหรับการใช้งานที่ต้องการการป้องกันเชิงกลเพิ่มเติม, เช่นท่อเหนือพื้นดินที่สัมผัสกับผลกระทบหรือความป่าเถื่อน. เหล็กเคลือบด้วยชั้นสังกะสี (70–100 µm หนา) เพื่อป้องกันการกัดกร่อน, มาตรฐานการประชุมเช่น ASTM A653. ในขณะที่เหล็กชุบสังกะสีมีความแข็งแกร่งมากกว่า, มันหนักกว่าและมีค่าใช้จ่ายมากกว่า HDPE, เพิ่มต้นทุนการติดตั้ง 15–20%. โดยทั่วไปแล้วการใช้งานจะถูก จำกัด อยู่ที่สภาพแวดล้อมที่มีความเสี่ยงสูง, เช่นพืชเคมีหรือพื้นที่ชายฝั่งที่มีความเค็มสูง.

แจ็คเก็ตทั้งสองประเภทได้รับการออกแบบมาเพื่อทนต่อความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม, รวมถึงรังสี UV, ความผันผวนของอุณหภูมิ, และการสัมผัสสารเคมี. แจ็คเก็ต HDPE มักจะเสถียรด้วย UV ด้วยสารเติมแต่งคาร์บอนแบล็ก, ยืดอายุการใช้งานให้เป็น 30-50 ปีในการใช้งานกลางแจ้ง. แจ็คเก็ตเหล็กชุบสังกะสีจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเป็นระยะเพื่อให้แน่ใจว่าการเคลือบสังกะสียังคงไม่เปลี่ยนแปลง, เนื่องจากการกัดกร่อนสามารถประนีประนอมการป้องกันเมื่อเวลาผ่านไป. ตัวเลือกระหว่าง HDPE และเหล็กชุบสังกะสีขึ้นอยู่กับปัจจัยต่าง ๆ เช่นที่ตั้งการติดตั้ง, งบประมาณ, และความสามารถในการบำรุงรักษา, ด้วย HDPE เป็นตัวเลือกที่ต้องการสำหรับแอปพลิเคชันใต้ดินส่วนใหญ่เนื่องจากความสมดุลของประสิทธิภาพและค่าใช้จ่าย.

แอปพลิเคชันและการวิเคราะห์ประสิทธิภาพ

ท่อเหล็กฉนวนโพลียูรีเทนได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมสำหรับการใช้งานที่หลากหลาย, ใช้ประโยชน์จากฉนวนกันความร้อนและความทนทานของความร้อนที่เหนือกว่า. การใช้งานหลักอย่างหนึ่งคือน้ำร้อนใต้ดินและระบบน้ำประปาเย็น, ที่ซึ่งพวกเขารักษาอุณหภูมิของเหลวโดยสูญเสียพลังงานน้อยที่สุด. ในระบบน้ำร้อนทำงานที่ 80–120 ° C, ค่าการนำความร้อนต่ำ (≤0.033 w/(M · K)) ของโฟมโพลียูรีเทนช่วยลดการสูญเสียความร้อนเป็น 1-2%, เมื่อเทียบกับ 8-10% สำหรับท่อแบบดั้งเดิม. ระบบน้ำแช่เย็น, ทำงานที่ 5–10 ° C, ได้รับประโยชน์จากการต่อต้านการควบแน่นของโฟม, ป้องกันการกัดกร่อนและรักษาประสิทธิภาพการระบายความร้อน.

เครือข่ายความร้อนและการระบายความร้อนเป็นอีกหนึ่งแอปพลิเคชั่นสำคัญ. ในการตั้งค่าเมือง, ท่อเหล่านี้ให้น้ำร้อนหรือเย็นในระยะทางไกล, ให้บริการอาคารที่อยู่อาศัยและเชิงพาณิชย์. ตัวอย่างเช่น, เครือข่ายความร้อนอำเภอในสตอกโฮล์ม, สวีเดน, ใช้ท่อหุ้มฉนวนโพลียูรีเทนเพื่อให้ได้ประสิทธิภาพการใช้พลังงานของ 90%, ลดการปล่อย CO2 โดย 200 ตันต่อปีต่อปี 10 กิโลเมตรของไปป์ไลน์. ความสามารถในการปรับแต่งขนาดท่อ (DN 6–1220 มม.) และความหนาของฉนวนช่วยให้มั่นใจได้ถึงความเข้ากันได้กับอัตราการไหลที่แตกต่างกันและความต้องการอุณหภูมิ, การทำให้ท่อเหล่านี้เป็นรากฐานที่สำคัญของโครงสร้างพื้นฐานเมืองที่ทันสมัย.

ท่อส่งน้ำมันดิบเป็นตัวแทนของแอปพลิเคชันที่ต้องการ, ในกรณีที่ฉนวนโพลียูรีเทนรักษาความหนืดของน้ำมันโดยการป้องกันอุณหภูมิลดลงในระยะทางไกล. ในสภาพแวดล้อมของอาร์กติก, เช่นไปป์ไลน์ Sakhalin-II ในรัสเซีย, ท่อเหล่านี้ทำงานที่อุณหภูมิต่ำถึง -40 ° C, ด้วยความหนาของฉนวน 80–100 มม. เพื่อให้มั่นใจว่าอุณหภูมิของน้ำมันยังคงสูงกว่า 50 ° C. ความต้านทานต่อการกัดกร่อนของแจ็คเก็ต HDPE ของ HDPE (10–20 MPa) และเงื่อนไขที่รุนแรง.

ท่อฉนวนกันความร้อนอื่น ๆ, เช่นในการประมวลผลทางเคมีหรือระบบพลังงานความร้อนใต้พิภพ, ยังได้รับประโยชน์จากฉนวนโพลียูรีเทน. ในแอปพลิเคชันความร้อนใต้พิภพ, ท่อจัดการของเหลวที่ 100–150 ° C, ด้วยความแข็งแรงของโฟมและการดูดซับน้ำต่ำทำให้มั่นใจได้ว่าประสิทธิภาพในแรงดันสูง, สภาพแวดล้อมที่ชื้น. การศึกษาเปรียบเทียบ, เช่นในวารสารวิศวกรรมพลังงาน, แสดงให้เห็นว่าท่อที่มีฉนวนโพลียูรีเทนลดต้นทุนพลังงานลง 20-30% เมื่อเทียบกับขนแร่หรือไฟเบอร์กลาสในแอปพลิเคชันเหล่านี้, เนื่องจากประสิทธิภาพความร้อนที่เหนือกว่าและความทนทาน.

ตารางสรุปข้อมูลจำเพาะ

ตารางต่อไปนี้สรุปข้อกำหนดที่สำคัญสำหรับท่อเหล็กฉนวนโพลียูรีเทน, ขึ้นอยู่กับรายละเอียดที่ให้ไว้:

ตารางนี้ให้การอ้างอิงที่กระชับสำหรับวิศวกรและผู้จัดการโครงการ, เน้นวัสดุ, มาตรฐาน, และแอพพลิเคชั่นที่กำหนดประสิทธิภาพของท่อเหล็กฉนวนโพลียูรีเทน.