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聚氨酯保溫鋼管
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聚氨酯保溫鋼管

發(fā)布日期:2023-04-20 10:14瀏覽次數(shù):

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聚氨酯保溫鋼管

在中、小口徑的熱輸原油或供暖管道上,為了減少管道向土壤散熱,在管道外部加上保溫復(fù)合層。常用的保溫材料是硬質(zhì)聚氨脂泡沫塑料,適用溫度為-185~120℃。這種材料質(zhì)地松軟,為提高其強(qiáng)度,在隔熱層外面加敷一層高密度聚乙烯層,形成復(fù)合材料結(jié)構(gòu),以防止地下水滲入保溫層內(nèi)。利用高壓成套聚氨酯發(fā)泡設(shè)備對(duì)鋼管外表面進(jìn)行拋丸除銹處理和外護(hù)管內(nèi)表面電暈處理工藝,提高保溫管的粘接性能。保溫層材料為密度60kg/m3至80kg/m3的硬質(zhì)聚氨酯泡沫,充分添滿鋼管與套管之間的間隙,并具有一定的粘接強(qiáng)度,使鋼管、外套管及保溫層三者之間形成一個(gè)牢固的整體。聚氨酯泡沫具有良好的機(jī)械性能和絕熱性能,通常情況下可耐溫120℃,通過(guò)改性或與其它隔熱材料組合可耐溫180℃。

聚氨酯保溫鋼管結(jié)構(gòu):

預(yù)制聚氨酯保溫鋼管從里到外分三層結(jié)構(gòu):

第一層:工作鋼管層

根據(jù)設(shè)計(jì)和客戶的要求一般選用無(wú)縫鋼管、螺旋鋼管和直縫鋼管。鋼管表面經(jīng)過(guò)先進(jìn)的拋丸除銹工藝處理后,鋼管除銹等級(jí)可達(dá)GB/T8923-1988標(biāo)準(zhǔn)中的Sa2級(jí),表面粗糙度可達(dá)GB6060.5-88標(biāo)準(zhǔn)中R=12.5微米。

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第二層:聚氨酯保溫層:

用高壓發(fā)泡機(jī)在鋼管與外護(hù)層之間形成的空腔中一次性注入硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料原液而成,即俗稱的“管中管發(fā)泡”。

第三層:高密度聚乙烯保護(hù)層:

預(yù)制成一定壁厚的黑色或黃色聚乙烯塑料管材。聚乙烯無(wú)臭,無(wú)毒,手感似蠟,具有優(yōu)良的耐低溫性能,最低使用溫度可達(dá)-70~-100℃,化學(xué)穩(wěn)定性好,能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕(不耐具有氧化性質(zhì)的酸),常溫下不溶于一般溶劑,吸水性小,但由于其為線性分子可緩慢溶于某些有機(jī)溶劑,且不發(fā)生溶脹,電絕緣性能優(yōu)良。其作用一是保護(hù)聚氨酯保溫層免遭機(jī)械硬物破壞,二是防腐、防水。高密度聚乙烯聚氨酯發(fā)泡保溫鋼管執(zhí)行:SY/T114-2000和SY/T115-2001標(biāo)準(zhǔn)。

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聚氨酯保溫鋼管特點(diǎn):

1、降低工程造價(jià)

據(jù)有關(guān)部門測(cè)算,一般情況下聚氨酯保溫鋼管可以降低工程造價(jià)的25%(采用玻璃鋼做保護(hù)層)和10%(采用高密度聚乙烯做保護(hù)層)左右。

2 、熱損耗低,節(jié)約能源

聚氨酯導(dǎo)熱系數(shù)為:λ=0.013—0.03kcal/m·h·oC,比其他過(guò)去常用的管道保溫材料低得多,保溫效果提高4~9倍。再有其吸水率很低,約為0.2kg/m2。吸水率低的原因是由于聚氨酯泡沫的閉孔率高達(dá)92%左右。低導(dǎo)熱系數(shù)和低吸水率,加上保溫層和外面防水性能好的高密度聚乙烯或玻璃鋼保護(hù)殼,改變了傳統(tǒng)地溝敷設(shè)供熱管道“穿濕棉襖”的狀況,大大減少了供熱管道的整體熱損耗,熱網(wǎng)熱損失為2%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于國(guó)際10%的標(biāo)準(zhǔn)要求。

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3、防腐蝕、絕緣性能好,使用壽命長(zhǎng)

由于聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫層緊密地粘結(jié)在鋼管外皮,隔絕了空氣和水的滲入,能起到良好的防腐作用。同時(shí)它的發(fā)泡孔都是閉合的,吸水性很小。高密度聚乙烯外殼、玻璃鋼外殼均具有良好的防腐、絕緣和機(jī)械性能。因此,工作鋼管外皮很難受到外界空氣和水的侵蝕。只要管道內(nèi)部水質(zhì)處理好,據(jù)國(guó)外資料介紹,使用壽命可達(dá)50年以上,比傳統(tǒng)的地溝敷設(shè)、架空敷設(shè)使用壽命高3~4倍。

聚氨酯直埋保溫管性能和施工工藝

一、高密度低壓聚乙烯(HDPE)外護(hù)層聚氨酯直埋保溫管概述HDPE外護(hù)層聚氨酯直埋保溫管概述節(jié)能直埋保溫管道由鋼管、防腐層、保溫層、防腐抗壓保護(hù)層組成,如果是超高溫管道,則在保溫層和防腐層中間再加一降溫層。這些管道具有熱損失少抗壓性能強(qiáng)、防水防腐性能好等優(yōu)點(diǎn)。使用壽命一般在40-50年左右。   它與傳統(tǒng)的地溝敷設(shè)管道相比,具有保溫性能好、施工安裝簡(jiǎn)便占地面積少、工程造價(jià)低、施工周期短等優(yōu)點(diǎn),特別是在節(jié)能方面,以目前情況而言,是任何保溫管道難以比擬的,據(jù)天津市節(jié)能技術(shù)服務(wù)中心測(cè)試報(bào)告指出:在直埋深度約為一米的管道里,每100米降溫為0.1℃,每100米長(zhǎng)的熱損失率為2.07%,一般情況下一公里保溫管道中,每年可節(jié)約省標(biāo)準(zhǔn)煤10.4噸。                                                                                                                                 “管中管”保溫管

二、聚氨酯保溫材料優(yōu)點(diǎn)

硬質(zhì)聚氨酯泡沬塑料是一種性能良好的保溫材料,泡孔呈閉孔結(jié)構(gòu),閉孔中的氣體(氟里昂F11)導(dǎo)熱系數(shù)(0.007W/m.K)極小,因此,聚氨酯材料的隔熱性能低于幾乎所的的其他保溫材料,它與其他保溫材料相比,達(dá)到同樣的保溫,絕熱層厚度可以減小30-80%。

三、相同條件下,常用保溫材料的導(dǎo)熱系數(shù)和達(dá)到同樣保溫效果時(shí)所需絕熱材料厚度比較:

保溫材料名稱 導(dǎo)熱系數(shù)(W/m.K) 保溫層厚度(mm)

硬質(zhì)聚氨酯泡沬 0.020 50

聚苯乙烯泡沬 0.035 87

礦巖棉 0.040 100

輕質(zhì)軟木 0.050 125

纖維板 0.056 140

膨脹硅酸鹽 0.050 125

軟木 0.150 375

混凝土塊 0.300 750

普通磚 0.600 1500

四、聚氨酯保溫管性能指標(biāo)

HDPE外護(hù)管 聚氨酯泡沫保溫層

項(xiàng)目 參 照標(biāo) 準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)要求 項(xiàng)目 參 照標(biāo) 準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)要求

密度Kg/m3 CJ/T114-2000 ≥940 密度Kg/m3 CJ/T114-2000 ≥60

拉伸強(qiáng)度Kpa CJ/T114-2000 ≥19 閉孔率% CJ/T114-2000 ≥88

斷裂拉伸率% CJ/T114-2000 ≥350 徑向抗壓強(qiáng)度Kpa CJ/T114-2000 ≥300

縱向回縮率% CJ/T114-2000 ≤3 導(dǎo)熱系數(shù)W/(m·k) CJ/T114-2000 ≤0.027

耐環(huán)境應(yīng)力開裂h CJ/T114-2000 F50200 吸水率% CJ/T114-2000 ≤10

長(zhǎng)期機(jī)械性能h CJ/T114-2000 ≥1500 耐熱性/體積變化率% CJ/T114-2000 ≤2.4

熔體流動(dòng)速率差g/10min CJ/T114-2000 ≤0.5

HDPE外護(hù)層聚氨酯保溫成品管 發(fā)泡前后外徑增大率% CJ/T114-2000 ≤2.0

軸向剪切強(qiáng)度Kpa EN253  1994 ≥120

五、聚氨酯保溫管規(guī)格

公稱直徑DNmm 鋼管外徑×壁厚mm 外套管 外徑×壁厚 mm 保溫層厚度 mm

Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ

50 57×3.5 112×2.5 122×2.5 132×2.5 142×2.5 152×2.5 162×2.5 25 30 35 40 45 50

65 76×3.5 131×2.5 141×2.5 151×2.5 161×2.5 174×2.5 181×2.5 25 30 35 40 45 50

80 89×4 144×2.5 154×2.5 164×2.5 174×2.5 184×2.5 194×2.5 25 30 35 40 45 50

100 108×4 164×3.0 174×3.0 184×3.0 194×3.0 204×3.0 214×3.0 25 30 35 40 45 50

125 133×4 189×3.0 199×3.0 209×3.0 219×3.0 229×3.0 239×3.0 25 30 35 40 45 50

150 159×4.5 216×3.5 226×3.5 236×3.5 246×3.5 256×3.5 266×3.5 25 30 35 40 45 50

200 219×6 276×3.5 286×3.5 296×3.5 306×3.5 316×3.5 325×3.5 25 30 35 40 45 50

250 273×6 331×4.0 341×4.0 351×4.0 361×4.0 371×4.0 381×4.0 25 30 35 40 45 50

300 325×7 383×4.0 393×4.0 403×4.0 413×4.0 423×4.0 433×4.0 25 30 35 40 45 50

350 377×8 437×5 447×5 457×5 467×5 477×5 487×5 25 30 35 40 45 50

400 426×8 488×6 498×6 508×6 518×6 528×6 538×6 25 30 35 40 45 50

450 478×8 540×6 550×6 560×6 570×6 580×6 590×6 25 30 35 40 45 50

500 529×8 593×7 603×7 613×7 623×7 633×7 643×7 25 30 35 40 45 50

600 630×10 696×8 706×8 716×8 726×8 736×8 746×8 25 30 35 40 45 50

700 720×10 786×8 796×8 806×8 816×8 826×8 836×8 25 30 35 40 45 50

800 820×10 890×10 900×10 910×10 920×10 930×10 940×10 25 30 35 40 45 50

900 920×10 990×10 1000×10 1010×10 1020×10 1030×10 1040×10 25 30 35 40 45 50

1000 1020×10 1090×10 1100×10 1110×10 1120×10 1130×10 1140×10 25 30 35 40 45 50

六、彎頭和變徑管規(guī)格表

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(1)彎頭規(guī)格表

公稱直徑DN mm 長(zhǎng) 度 L 長(zhǎng) 度 L 備注

彎曲半徑Rmm 90°L mm 60°L mm 45°L mm 彎曲半徑Rmm 30°L mm 15°L mm

50 190 390 330 300 190 350 350 煨制彎頭

70 210 410 340 300 210 350 350

80 240 440 360 330 240 380 380

100 343 550 550 470 343 520 520

125 420 700 700 700 — 750 750 焊制彎頭

150 505 770 770 770 — 820 820

200 505 950 950 950 — 1000 1000

250 505 1200 1200 950 — 1000 1000

300 505 1200 1200 950 — 1000 1000

400 600 1300 1300 950 — 1000 1000

450 675 1300 1300 1000 — 1000 1000

500 750 1300 1300 1000 — 1000 1000

600 900 1500 1500 1200 — 1100 1100

700 1050 1500 1500 1200 — 1100 1100

800 1200 1500 1500 1200 — 1100 1100

900 1350 1500 1500 1200 — 1100 1100

1000 1500 1500 1500 1200 — 1100 1100

u=3986721910


(2)變徑管

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序號(hào) DN1- DN2 L ㎜ 序號(hào) DN1- DN2 L ㎜ 序號(hào) DN1- DN2 L ㎜

1 50-40 1000 7 200-150 1200 13 500-450 1300

2 70-50 1000 8 250-200 1200 14 600-500 1500

3 80-70 1000 9 300-250 1200 15 700-600 1500

4 100-80 1000 10 400-300 1200 16 800-700 1500

5 125-100 1200 11 450-400 1300 17 900-800 1500

6 150-125 1200 12 500-450 1300 18 1000-900 1500

七、跨越三通規(guī)格表

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八、固定支架規(guī)格表 公稱直徑DN 干管長(zhǎng)度L1mm 支管長(zhǎng)度L2mm

干管 支管 跨越 平面

50-300100-300 50-80100-200 9001100 750900 750750

管徑 A t L

25 200 20 1000

40 200 20 1000

50 240 20 1000

65 260 20 1000

80 280 25 1000

100 320 25 1200

125 350 25 1200

150 400 30 1200

200 450 30 1500

250 520 30 1500

300 600 35 1500

400-600 650-850 40 1800

九、HDPE外護(hù)管規(guī)格、管材壁厚偏差

(1)詳見CJ/T114-2000標(biāo)準(zhǔn)、

(2)管材壁厚偏差計(jì)算公式:

    外徑<400㎜   上下偏差之和=0.1×公稱壁、厚+0.2

     外徑>400㎜   上下偏差之和=0.15×公稱壁厚+0.2

十、聚氨酯直埋保溫管生產(chǎn)工藝

保溫管的生產(chǎn)通常有兩種方法即一步法和兩步法:

(一)、“一步法”須在工廠生產(chǎn),生產(chǎn)設(shè)備及生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜

所需設(shè)備如下:

1. 90/25、120/25、150/25單螺桿擠出機(jī)各一臺(tái)。

2. 上管機(jī)、下管機(jī)三套。

3. 低壓發(fā)泡機(jī)三臺(tái)。

4. 3.全自動(dòng)液壓糾偏機(jī)三臺(tái)。

5. 拋丸除銹機(jī)一臺(tái)。

6. 1500平方米車間一座(含5噸航吊兩部)。

7. 300Kw變壓器一臺(tái)。

8. 相關(guān)輔助設(shè)備。

生產(chǎn)工藝:(略)

(二)、“兩步法”工藝設(shè)備簡(jiǎn)單,工廠車間生產(chǎn)和現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)均可,應(yīng)用較為廣泛。

所需設(shè)備:

1. 拋丸除銹機(jī)一臺(tái)

2. 上管機(jī)、下管機(jī)一套

3. 高壓發(fā)泡機(jī)一臺(tái)

4. 1000平方米車間一座(含5噸航吊兩部)

5. 穿管機(jī)兩臺(tái)

6. 不同規(guī)格封堵卡頭(內(nèi)漲或外卡)各兩套

7. 50Kw變壓器一臺(tái)

生產(chǎn)工藝:(略)

1. 拋丸除銹:

拋丸除銹機(jī)、除塵器、上管機(jī)、下管機(jī)、輸管機(jī)應(yīng)在車間外布置。

將待拋丸除銹的鋼管順序送至上管機(jī)→開啟上管機(jī)→輸管機(jī)→拋丸除銹機(jī)→除塵器鋼→管的運(yùn)行速度調(diào)整→拋丸量調(diào)整→拋丸效果達(dá)到鋼管表面糙化并呈現(xiàn)出原金屬光澤→下管機(jī)。

2. 穿管及支架捆扎:

       A.按芯管和保溫層選定的HDPE外護(hù)管(產(chǎn)品符合設(shè)計(jì)要求或CJ/T114-2000標(biāo)準(zhǔn))→穿管機(jī)V型槽。

B.拋丸處理后的鋼管(下管機(jī))→輸管機(jī)→穿管機(jī)托輥輸送段→分段捆扎支架(1.5米/段)→將捆扎好支架芯管穿入V型槽上的HDPE外護(hù)管內(nèi)直至芯管兩端裸露部分均為15㎝或20㎝。

C.將符合芯管直徑和保溫層厚度的卡頭(內(nèi)漲或外卡)封堵在管道兩端并將其鎖緊(拉緊)。

注:支架的結(jié)構(gòu)、高度、材質(zhì)、捆扎方式、抗壓強(qiáng)度應(yīng)根據(jù)芯管直徑和設(shè)計(jì)要求選取。    

3.  聚氨酯澆注:

調(diào)整高壓發(fā)泡機(jī)的混合比為1:1.05→測(cè)定設(shè)備流量→設(shè)定澆注時(shí)間(投料量/流量)。在穿管完畢管道兩端封堵后的HDPE外護(hù)管中間正上位置開澆注孔→將高壓發(fā)泡機(jī)混合頭的澆注嘴插入澆注孔→澆注→料空塞封堵澆注孔→熟化→拆卸卡頭→檢驗(yàn)→修正投料量→成品。

注:投料量(kg)=制品密度(kg/m3)×保溫體積m3×系數(shù)

系數(shù)=1.1~1.5(系數(shù)的選取根據(jù)管徑、保溫層厚度、環(huán)境溫度、原料流動(dòng)性綜合考慮)

十一、聚氨酯原料使用常識(shí)及注意事項(xiàng)

硬泡組合聚醚系列產(chǎn)品(俗稱白料)包括:普通型、耐高溫型、高阻燃型和無(wú)氟型四大系列、閉孔率高、絕熱性能良好、抗壓強(qiáng)度高、低溫尺寸穩(wěn)定性優(yōu)良等特點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于管道保溫等工程。

耐高溫硬泡組合聚醚系列產(chǎn)品具有以下特點(diǎn):①耐溫性能優(yōu)越,長(zhǎng)期耐溫達(dá)160℃;②阻燃性能良好;③發(fā)煙量低;④高溫尺寸穩(wěn)定性好。特別適合于高層建筑和高壓蒸汽管道的保溫工程施工。

高阻燃硬泡組合聚醚系列產(chǎn)品阻燃性能:氧指數(shù)一般能達(dá)到28-30%,特殊情況下經(jīng)特殊處理氧指數(shù)可大于30%,能滿足部分要求特殊阻燃需要。

聚氨酯泡沬屬于反應(yīng)成型高分子材料,它突出特點(diǎn)是由兩種液體在常溫下發(fā)生發(fā)泡反應(yīng)形成泡沬保溫材料,特別適合現(xiàn)場(chǎng)模具成型。但是,由于聚合反應(yīng)發(fā)生在施工現(xiàn)場(chǎng),故泡沬質(zhì)量不僅受原料質(zhì)量的影響,而且在很大程度上受施工環(huán)境溫度、黑白料比例、保溫層厚度、施工設(shè)備和施工人員的技術(shù)水平等因素的影響。為了得到高性能的泡沬制品和理想的發(fā)方率必須嚴(yán)格控制施工環(huán)境溫度,發(fā)泡反應(yīng)的最適宜溫度為20-25℃,請(qǐng)您盡量在此溫度范圍內(nèi)施工。嚴(yán)格控制黑白料比例,黑料比白料普通料為1比1,高溫料一般為1.5-2比1。

耐溫性能  普通料形成和制品耐溫120℃,高溫料形成的制品耐溫160℃,高于160℃的保溫工程,應(yīng)采用復(fù)合保溫層。

阻燃性能  阻燃的含義是離火自熄,并非不燃。目前,阻燃聚氨酯泡沬氧指數(shù)最高只能達(dá)到30%,要求氧指數(shù)高于30%的保溫工程,請(qǐng)您選用其他保溫材料或采用復(fù)合保溫層。

    質(zhì)量穩(wěn)定性   組合聚醚保質(zhì)期為3個(gè)月,若在三個(gè)月內(nèi)因氣溫變化使發(fā)泡速度太慢或太快,而無(wú)法施工時(shí)應(yīng)增加相應(yīng)的助劑重新調(diào)整。

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十二、聚氨酯保溫施工中常見問(wèn)題及解決辦法

起發(fā)速度慢  此現(xiàn)象一般出現(xiàn)在秋冬季節(jié)或早晨施工,因?yàn)闅鉁赝蝗唤档突驓鉁氐退隆h(huán)境溫度、黑料溫度升高即可解決。一般將黑料溫度升至30-60℃,環(huán)境溫度升至20-30℃即可。

起發(fā)速度快  此現(xiàn)象一般出現(xiàn)在春夏季節(jié)或中午施工,因?yàn)闅鉁赝蝗簧呤職鉁靥隆?蓪⒑诹嫌美渌鰠s或夜間放在室外自然冷卻,避免太陽(yáng)直曬。

泡沫強(qiáng)度較小且泡沬較軟  此現(xiàn)象由黑白料比例失調(diào)引起,適當(dāng)增大黑料比例即可(1:1—1.05)注意不在使黑料比例太大,否則,會(huì)使泡沬變脆,亦影響泡沬性能。

澆注施工中起發(fā)慢、結(jié)皮厚、發(fā)方率低  此現(xiàn)象是因外護(hù)管(HDPE)或管道溫度太低、傳熱太快引起。可將外護(hù)管或管道外加熱至15-25℃,加快起發(fā),減少結(jié)皮,提高發(fā)放率。

投料量的計(jì)算 投料量通常可用以下公式估算:投料量(公斤)=制品密度(公斤/立方米)×模具體積(立方米)。在澆注施工中實(shí)際投料量要比計(jì)算投料量多10-20%,然后再根據(jù)充滿程度適當(dāng)調(diào)整。

泡沬收縮  導(dǎo)致收縮的原因十分復(fù)雜。主要有以下三個(gè)方面:①密度太低;②白料比例大;③固化時(shí)間太長(zhǎng)、熟化溫度太低。視不同情況采取以下辦法解決:⑴澆注機(jī)密度(自由泡)小于24kg/m3,噴涂料密度(自由泡)小于22kg/m3容易導(dǎo)致收縮,因此不能為追求發(fā)方率而盲目降低泡沬密度;⑵使白料、黑料比為1: 1-1.05;

阻燃性能不理想  影響阻燃性能的因素很多,除配料時(shí)阻燃劑性能影響颶,泡沬密度、施工方法、試驗(yàn)樣品大小等對(duì)阻燃性能均有影響。一般就來(lái),泡沬密度小,單位體積阻燃劑含量低,阻燃性能就差。噴涂施工工藝,由于高壓空氣參于發(fā)泡,破壞了泡孔結(jié)構(gòu),阻燃性能也會(huì)變差。試樣塊的尺寸大小明顯影響離火自熄時(shí)間,一般而言,試樣塊越小,離火自熄時(shí)間越長(zhǎng),這并不意味著阻燃性能變差。正因?yàn)槿绱耍枞?/span>

性能的檢測(cè)試驗(yàn)有如下要求:⑴樣品為自由發(fā)泡泡沬體;⑵樣品塊密度在35-40kg/m3,⑶樣品尺寸為20×20×250長(zhǎng)方塊。符合以上三個(gè)條件的檢測(cè)樣塊離火30秒內(nèi)自熄視為符合GB8333-87國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。施工現(xiàn)場(chǎng)通常采用簡(jiǎn)單方法試驗(yàn),即:大塊自由泡,點(diǎn)燃平面,若在3秒內(nèi)能自熄,可認(rèn)為符合GB8333-87標(biāo)準(zhǔn)。任意切片或用手掰開點(diǎn)燃的測(cè)試方法是不科學(xué)的,點(diǎn)燃制品判斷阻燃性能也不妥當(dāng)。

抗壓強(qiáng)度小  聚氨酯泡沬抗壓強(qiáng)度和泡沬密度有關(guān)。密度越大,

發(fā)方率低  影響發(fā)方率的因素很多,主要有:①發(fā)泡劑用量(由泡沬密度衡量);②施工溫度;③施工過(guò)程中損耗情況等。發(fā)泡劑用量影響自由發(fā)泡密度,在澆鑄施工中盡量減少浪費(fèi),并且盡量創(chuàng)造15-25℃的溫度環(huán)境。


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