管道的保温性能检测方法

管道的保温性能检测方法
1.1 管道保温结构表观导热系数λ
50和保温层材料导热系数λ
i
1.1.1 试样制备
1.1.1.1 试样应从保温管道产品中间、距离管端大于或等于500 mm、垂直于管道轴线截取。

当测试管段的工作钢管直径小于500 mm时，其长度宜为3 m；当工作钢管直径大于或等于500 mm时，其长度不应小于5 m。

型式试验时，作导热系数测试的管道试样应采用生产4周～6周以后的管道。

1.1.1.2 在管道试样两端距端头大于或等于0.5 m处，应按GB/T 10296的要求，在保温结构上垂直于管道轴线直至工作钢管切割出宽度不大于4 mm的隔热缝，并在缝中填充绝热性能好的纤维棉，阻隔轴向传热。

1.1.1.3在测试管段中间按不同的测试精度要求，选择1个～3个垂直于管段轴线的并列测试截面，两个测试截面的间距应为100 mm～200 mm。

测试截面个数按测试精度要求选取，测试精度要求高时，测试截面增至3个。

选择并列多个测试截面时，管段上的测试参数取多个截面测试结果的平均值。

在每个测试截面上，沿外护管表面的环向布置温度和热流传感器。

当工作钢管直径小于或等于500 mm时，分别在每一个截面的顶部、沿环向45°处和225°处各布置温度和热流传感器；当工作钢管直径大于500 mm时，则在每一个截面上沿环向均布8个温度和热流传感器。

1.1.1.4 测试段长度的测量精度为±1.0 mm；外护管的平均外直径和工作钢管的外直径测量精度均为±0.5 mm；外护管厚度的测量精度为±0.1 mm。

1.1.2 测试步骤
1.1.
2.1 设定工作钢管内的温度为（80±10）℃，温度控制精度应小于或等于±0.5℃。

1.1.
2.2 管道外护管处于室内环境中，试验室内封闭环境的温度控制为（23±2）℃，试验过程中温度变化不得超过±1℃，室内空气平静、无扰动。

1.1.
2.3 试验运行至少4 h后，观察测试系统传热是否达到稳态。

连续3次间隔0.5 h的观测值不超过该3次的平均值，而且不表现为单向增减的趋势，则认为已达到稳态，采集并记录测试数据。

工作钢管和外护管表面的温度测量精度为±0.1℃；外护管表面的热流测量精度在4 % 以内。

计算测试截面上热流、温度的算术平均值和各截面的平均值。

1.1.3 导热系数计算
1.1.3.1 表观导热系数λ50的确定应符合下列规定：
a ）管道保温结构在平均工作温度为50℃时的表观导热系数λ50应按公式（14）进行计算：
)(2ln
,50W S W
av l t t D D q -⨯⨯⨯=πλ ……………………………… （14） 式中：
λ50——管道保温结构的表观导热系数，单位为瓦每米开尔文[W/(m ⋅K ）] ； q l ，av ——单位长度平均线热流密度，单位为瓦每米（W/m ）；
t ——保温结构内表面温度，单位为开尔文（K ）；
t W ——保温结构外表面温度，单位为开尔文（K ）；
D S ——保温结构内径，单位为米（m ）；
D W ——保温结构外径（外护管外径），单位为米（m ）。

b ）管道保温结构的平均表观导热系数，是在（80±10）℃范围内选取3个不同的工作钢管运行温度进行测试，由测得的数据按线性回归的方法计算求得。

对于型式试验，要测定3个不同管径、不同管道温度下的平均值来确定其表观导热系数λ50。

导热系数值要圆整到0.001 W/(m·K)。

1.1.3.2 保温层材料导热系数λi 的确定应符合下列规定：
a ）计算管道保温结构中保温层材料的导热系数λi ，应加上外护管热阻的修正项，预先测定外护管的壁厚，计算外护管内径，计及外护管材料的导热系数（高密度聚乙烯的导热系数值宜为0.40 W/(m·K)）。

工作钢管的热阻可忽略不计。

b ）保温层材料导热系数λi 按公式（15）进行计算： ⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛--⨯⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=C W c av l W S C i D D q t t D D ln 1)(2ln .λπλ …………………（15） 式中：
λi ——保温层材料导热系数，单位为瓦每米开尔文[W/（m·K ）]；
λC ——外护管材料导热系数，单位为瓦每米开尔文[W/（m·K ）]； D C ——外护管内径，单位为米（m ）。

1.1.4 试验设备
1.1.4.1加热热源：能对工作钢管内提供温度不低于200℃的加热介质，温度控制精度应小于或等于±0.5℃；
1.1.4.2 实验室环境条件可调，环境空气温度控制精度应小于或等于±1℃，空气相对湿度变化应小于或等于±5 %，环境风速应小于或等于0.5 m/s。

1.2 人工加速老化处理后管道的保温性能
1.2.1 管道老化处理
1.2.1.1 老化处理前的管道试样制备同1.1.1。

1.2.1.2 老化处理之前，试样管道两端应进行充分密封，以防止气体渗透、扩散。

1.2.1.3 老化处理步骤：设定管道工作钢管内的介质温度为（90±1）℃，温度控制精度应小于或等于±0.5℃。

管道外护管处于室内环境中，室内温度控制为（23±2）℃，试验过程中温度变化不得超过±1℃。

试验室应确保密闭，防止气体扩散、渗透，以保证保温材料泡孔中的气体成分不发生明显变化。

连续运行150天。