非金屬UPVC保溫外護彩殼在工藝管道保溫中的適用性分析

摘" 要：該文旨在分析硬聚氯乙烯（UPVC）保溫外護彩殼在工藝管道保溫中的適用性，探討其作為新型保溫外護材料的優(yōu)勢與潛在問題。該文綜合評估UPVC彩殼的物理性質(zhì)、耐溫性能、化學穩(wěn)定性以及機械強度等，同時討論UPVC彩殼在實際項目中的應用情況，并通過與傳統(tǒng)金屬外護材料對比，突顯其在成本效益上的優(yōu)勢，并形成一份UPVC彩殼在工藝管道保溫外護中的施工工藝方案。

關(guān)鍵詞：非金屬UPVC保溫外護彩殼；保溫技術(shù)；適用性分析；工藝管道；金屬外護材料

中圖分類號：TQ325" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2025）03-0169-04

Abstract： The purpose of this paper is to analyze the applicability of rigid polyvinyl chloride （UPVC） insulation and exterior protection colored shell in process pipeline insulation， and to discuss its advantages and potential problems as a new insulation and exterior protection material. This paper comprehensively evaluates the physical properties， temperature resistance， chemical stability and mechanical strength of UPVC color shells， and discusses the application of UPVC color shells in actual projects. Through comparison with traditional metal external protection materials， it highlights its cost-effectiveness advantages and forms a construction process plan for UPVC color shells in thermal insulation and external protection of process pipelines.

Keywords： non-metallic UPVC insulation and exterior protection color shell; insulation technology; applicability analysis; process pipeline; metal exterior protection material

UPVC彩殼以其優(yōu)異的抗腐蝕性、耐酸堿性、電絕緣性、良好的保溫隔熱性能以及安裝簡便、色彩豐富等特點，在各種工業(yè)領(lǐng)域中的應用逐漸增多，而在工藝領(lǐng)域，由于行業(yè)的特殊性，對保溫相關(guān)材料的性能要求較嚴苛，目前沒有應用先例。因此，系統(tǒng)地分析UPVC彩殼在工藝管道保溫中的適用性具有重要的理論和實際意義。

本文介紹UPVC保溫外護彩殼的材料特性，基于此分析其在工藝管道保溫中的適用性。研究內(nèi)容包括UPVC材料的物理性質(zhì)、耐溫性能評估、化學穩(wěn)定性分析和機械強度檢驗等。同時，通過與傳統(tǒng)保溫材料的對比分析其成本效益。研究方法包括實驗測試、案例研究和數(shù)據(jù)分析等，旨在為UPVC保溫外護彩殼在堿渣工藝領(lǐng)域的應用提供全面的評估和科學的決策依據(jù)。

1" UPVC保溫外護彩殼材料概述

1.1" UPVC材料的基本特性

硬聚氯乙烯（UPVC），是一種新型的外護層材料，由氯乙烯單體經(jīng)過聚合反應制成，不含增塑劑的塑料管材，如圖1所示，與其他外護層材料相比，UPVC抗腐蝕性好，抗踩踏性好，成本低。具有制作成本低，擁有良好的抗老化性，使用壽命長，抗拉強度低，耐溫性差，當保溫材料出現(xiàn)下沉現(xiàn)象時，會影響到UPVC外護層的平整度等優(yōu)缺點。

1.2" UPVC保溫外護彩殼的生產(chǎn)工藝

UPVC保溫外護彩殼的生產(chǎn)包括擠出成型、壓延成型工藝。在擠出過程中，UPVC粉末在高溫下熔化并通過模具擠出形成所需形狀的殼體，具有均勻的厚度和光滑的表面。壓延法則是通過將熔融狀態(tài)的UPVC經(jīng)過一系列滾輪壓制成片材，隨后切割成相應尺寸。2種方法均能生產(chǎn)出滿足特定要求的UPVC保溫外護產(chǎn)品。

1.3" UPVC彩殼材料的物理性質(zhì)和耐化學品性能分析

通過對UPVC彩殼樣品試驗，總結(jié)見表1和表2。

綜上，UPVC彩殼屬于難燃材料，具有優(yōu)異的抗腐蝕、耐酸堿、阻燃隔熱，無電解、腐蝕風險等特性，具有較高的回彈性，良好的抗拉伸、抗沖擊和抗壓縮能力。這些特性使得UPVC彩殼成為保護管道保溫層免受物理損害的有效材料。

1.4" UPVC彩殼的應用現(xiàn)狀及工程案例

UPVC保溫外護彩殼由于其耐久性和美觀性，在建筑行業(yè)的水管和暖通空調(diào)系統(tǒng)中得到了廣泛應用。在工業(yè)領(lǐng)域中，已用于化工廠、制藥廠、數(shù)據(jù)中心等工程的管道保溫。為深入了解UPVC彩殼在實際工程中的應用效果，本文對多個采用UPVC彩殼的工程進行實地考察，如圖2—圖4所示。涵蓋了不同地理位置、不同氣候條件以及不同運行年限的工程項目。當前，國內(nèi)鮮有20年以上的實際應用案例，對其實際使用壽命和長期性能表現(xiàn)缺乏實際參考，但初步應用結(jié)果表明UPVC彩殼具備替代傳統(tǒng)金屬外殼的潛力。

2" UPVC保溫外護彩殼在工藝管道保溫中的適用性分析

2.1" 工藝管道保溫的特點

工藝管道保溫特點：①工藝站設(shè)計壽命普遍在40～60年，設(shè)計壽命長；保溫結(jié)構(gòu)類型多。②工藝管道系統(tǒng)繁多，管道元件分永久性和可拆卸保溫2種，可拆卸保溫結(jié)構(gòu)包括雙壁可拆卸保溫罩和單壁可拆卸保溫罩。③保溫外殼需滿足特殊運行環(huán)境下的防腐要求。堿渣處理工藝廠房根據(jù)區(qū)域不同，溫度在40～45 ℃之間，管道和設(shè)備允許的表面溫度為50 ℃。

2.2" 傳統(tǒng)保溫外殼與UPVC彩殼的對比評估

堿渣處理工藝廠房的管道保溫外殼材料采用UPVC彩殼和鋁板進行對比評估，見表3。

綜上，UPVC彩殼在安裝便利性、耐化學品、成本效益和識別度等方面具有優(yōu)勢，而鋁皮保溫外殼在機械強度和防火阻燃方面更勝一籌。需要根據(jù)具體的應用場景、環(huán)境條件、防火等級等因素綜合考慮。

3" UPVC彩殼與鋁板外殼的經(jīng)濟性分析

管道保溫外護工程成本主要體現(xiàn)在原材料價格和人工成本，通過市場調(diào)研，同厚度UPVC彩殼單價約為鋁板的60%，相同條件下施工周期約為鋁板施工周期的1/3，因UPVC彩殼可采購成品管件，管道無需現(xiàn)場制作彎頭三通等，且質(zhì)輕易切割安裝方便，技術(shù)難度低，平均人工工資方面約為鋁板外護的70%，總結(jié)見表4。

根據(jù)表4可得出UPVC彩殼外護人工成本約為鋁板外護的23%，減少用工成本約77%，且其材料成本減少40%，極大地降低了材料成本和用工成本，節(jié)約了工期。長期來看，UPVC彩殼維護成本不高于鋁皮。

4" UPVC彩殼的施工工藝

4.1" 準備材料

1）螺紋釘：帶有螺紋，安裝不用工具，直接用手按入即可，便捷，可拆卸，外殼可以重復使用，便于檢修。

2）PVC膠水黏接：系統(tǒng)封閉，適合有高潔凈度要求的環(huán)境。

3）專用雙面膠帶：外觀美觀，可結(jié)合跳點膠水，更加牢固。

4.2" 安裝步驟

1）管道直管和管件（彎頭、三通、管帽等）：專業(yè)UPVC基材成型保溫外殼已經(jīng)預留了30～50 mm的搭接。

若選擇膠水安裝，將PVC膠水沿著搭接外層的內(nèi)壁，離外邊緣3～5 mm順著長度方向使用導管或小針管涂，形成一條直線，注意膠水用量，不要斷線，然后對齊合攏搭接，約15 s即可。施工時將保溫外殼對齊，注意接縫的搭接方向，使效果美觀，同時避免積塵或沖洗時進水。

若選擇雙面膠帶安裝，將專用膠帶沿著搭接外層的內(nèi)壁，離外邊緣1～2 mm順著長度方向均勻貼布，形成一條直線，包上管道，對齊合攏時撕去雙面膠帶的外層紙用力均勻按實，然后用膠水跳點，以更加密合且牢固。

兩節(jié)外護應使用膠水黏接。保熱管道需要考慮熱脹冷縮，直管包覆保溫層時不可太緊，同時順管道方向需要每隔一定長度（例如每30 m），兩節(jié)直管外護搭不使用膠水黏接，僅搭接50 mm左右，留出伸縮余地。

2）直管和管件的安裝順序：先安裝管件，再安裝直管，使搭接線整齊。

3）管帽（封堵，堵頭）：安裝管帽或封堵時，將管帽從中間剪開但在邊緣不剪斷以便調(diào)節(jié)大小，依據(jù)管道外徑大小剪成圓，同時將管帽邊緣搭接地方分剪成花瓣，內(nèi)折一下，纏上雙面膠帶，然后安裝在需要的直管內(nèi)壁。

4）變徑（大小頭）：變徑外保護，可用一段成型直管，兩邊各加一個管帽實現(xiàn)變徑。做大小頭時，將管帽從中間剪開，但在邊緣不剪斷以便調(diào)節(jié)大小，依據(jù)管道大小頭外徑剪成圓以及小頭的內(nèi)圓，再將管帽邊緣搭接地方分剪成花瓣，稍向內(nèi)折，纏上雙面膠帶，然后安裝在需要地方。

5）法蘭（活接頭）：法蘭外保護，可用一段成型直管，兩邊各加一個管帽來實現(xiàn)，細節(jié)同“變徑”安裝。

6）超大規(guī)格90°、45°彎頭現(xiàn)場制作；90°彎頭可以用蝦腰管制作法制作，45°彎頭可以用直管相切法或者蝦腰管制作法制作。基本原理類同金屬鈑金，專業(yè)鈑金工可以指導。

7）閥門、三通：標準的閥門及三通，可選用成型的閥門及三通保溫外殼。

4.3" 特殊安裝法

1）直管相切法：將兩段直管對截成45°，直接安裝對接，接縫可以用白色硅膠（建議用陶康寧白色防霉硅膠，酸性）填充，或膠水黏合。適用于任何度數(shù)的彎頭安裝。

2）蝦腰管制作法：根據(jù)彎頭度數(shù)將直管放樣成3～5段。此類做法與鋁皮制作蝦腰管方法一樣。

5" 存在問題與改進建議

雖然UPVC保溫外護彩殼在多個方面表現(xiàn)出色，但案例分析也揭示了一些共同的問題和挑戰(zhàn)。這些問題包括在高溫情況下的性能下降、長期紫外線（UV）暴露后的材料老化問題。針對這些問題，本節(jié)提出一些改進建議：優(yōu)化材料配方以提高耐溫性、添加UV穩(wěn)定劑以延長材料使用壽命等。通過這些改進措施，可以進一步提升UPVC保溫外護彩殼在工藝管道保溫中的適用性和可靠性。

6" 結(jié)論與展望

6.1" 研究結(jié)論

本文通過分析UPVC保溫外護彩殼在工藝管道保溫的適用性，表明UPVC材料因其出色的耐酸堿、抗腐蝕性以及良好的尺寸穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)設(shè)計適應性，在堿渣工藝廠房管道保溫中具有顯著優(yōu)勢。施工便利性和低維護需求進一步增加了UPVC彩殼的吸引力。UPVC彩殼與傳統(tǒng)金屬外護相比安裝和維護成本大幅度降低，是一個經(jīng)濟合理的選擇。

6.2" 研究限制與未來方向

盡管本研究提供了深入的見解，但存在一些限制。首先，案例研究的數(shù)量有限，可能無法完全代表所有可能的應用情景。其次，長期性能的數(shù)據(jù)仍然相對稀缺，特別是關(guān)于UPVC彩殼在極端環(huán)境下耐久性的長期數(shù)據(jù)。未來將擴大案例研究的范圍、收集更多長期性能數(shù)據(jù)以及開展專門針對UPVC材料改良的研發(fā)工作。此外，探索成本效益更高的制造和施工技術(shù)也將是重要的研究領(lǐng)域。通過這些努力，可以進一步提高UPVC保溫外護彩殼在堿渣工藝廠房管道保溫中的適用性。

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