在現(xiàn)代社會(huì)，無(wú)論哪個(gè)行業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用保溫管、聚氨酯保溫管等，它們現(xiàn)在都是保溫管的材料。聚氨酯保溫管是以高功能聚醚多元醇復(fù)合材料和聚甲基多苯基多異氰酸酯為原料，經(jīng)化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡而成。聚氨酯保溫管具有容重輕、強(qiáng)度高、隔熱、隔音、阻燃、耐寒、耐腐蝕、不吸水、施工簡(jiǎn)單快捷等優(yōu)良特性，是防水堵漏、密封等不可缺少的材料。但從熱力學(xué)的角度來(lái)看，聚氨酯管材總會(huì)有一定程度的損壞。這些損害是如何發(fā)生的？

1、預(yù)制聚氨酯保溫管的良好保溫材料應(yīng)具有低導(dǎo)熱率；遇潮不劣化，耐熱性好，不腐蝕金屬，重量輕，空隙多；具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，受到外力不會(huì)損壞；具有加工方便、成本低等特點(diǎn)。常用的保溫材料有：膨脹珍珠巖及其制品、玻璃棉及其制品、巖棉制品、微孔硅酸鈣、硅酸鋁纖維制品、泡沫塑料、泡沫石棉等。管壁屬于主應(yīng)力。當(dāng)周向應(yīng)力過(guò)大時(shí)，聚氨酯管壁會(huì)出現(xiàn)無(wú)限塑性流動(dòng)，導(dǎo)致管材爆裂。對(duì)于塑性流動(dòng)，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)力極限分析。由于內(nèi)壓周向應(yīng)力是聚氨酯保溫材料薄膜的應(yīng)力，所以應(yīng)控制內(nèi)壓周向應(yīng)力不大于基本許用應(yīng)力，在城市熱網(wǎng)的情況下，內(nèi)壓周向應(yīng)力應(yīng)力不應(yīng)大于基本許用應(yīng)力。由于內(nèi)壓的周向應(yīng)力遠(yuǎn)小于其極限值，這種失效模式一般不會(huì)發(fā)生。

2、循環(huán)塑性變形，管內(nèi)的循環(huán)塑性變形是由位移和受力共同引起的，而在直埋熱管中，溫度起決定性作用。預(yù)制聚氨酯保溫管的良好保溫材料應(yīng)具有較低的導(dǎo)熱率；遇潮不劣化，耐熱性好，不腐蝕金屬，重量輕，空隙多；具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，受到外力不會(huì)損壞；具有加工方便、成本低等特點(diǎn)。常用的保溫材料有：膨脹珍珠巖及其制品、玻璃棉及其制品、巖棉制品、微孔硅酸鈣、硅酸鋁纖維制品、泡沫塑料、泡沫石棉等。當(dāng)溫度變化較大，熱膨脹變形不能完全釋放時(shí)，管壁會(huì)因軸向壓應(yīng)力而產(chǎn)生軸向壓塑性變形在加熱過(guò)程中。然而，管壁的軸向拉伸塑性變形是由冷卻過(guò)程中的軸向拉伸應(yīng)力引起的，即發(fā)生軸向循環(huán)塑性損傷。在循環(huán)塑性破壞的情況下，應(yīng)對(duì)主次應(yīng)力進(jìn)行穩(wěn)定性分析，控制主次應(yīng)力的組合應(yīng)力范圍不超過(guò)基本許用應(yīng)力的3倍。這樣可以保證當(dāng)熱膨脹變形不能釋放，循環(huán)溫差大，工作壓力大，大口徑管子不能釋放時(shí)，處于穩(wěn)定狀態(tài)的管子容易產(chǎn)生循環(huán)塑性變形。在直埋管的設(shè)計(jì)中，應(yīng)防止聚氨酯保溫管的圓形塑性變形。

3、低周疲勞失效和應(yīng)力集中通常發(fā)生在管子的彎頭、坡口、尺寸頭和折角處。在溫度變化期間，應(yīng)力集中出現(xiàn)在不連續(xù)管道結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的峰值應(yīng)力處。這會(huì)對(duì)聚氨酯管造成疲勞破壞。由于疲勞分析中溫度變化頻率較低，因此疲勞分析應(yīng)在峰值應(yīng)力范圍內(nèi)進(jìn)行。根據(jù)城市熱網(wǎng)溫度變化規(guī)律，直埋熱網(wǎng)的主要失效模式為基本許用應(yīng)力、彎頭、三通、尺寸封頭和彎角疲勞失效。其峰值應(yīng)力控制范圍不超過(guò)6倍。

其實(shí)這些只是聚氨酯管材的一些失效因素，還有一些因素，比如高周疲勞失效、全局不穩(wěn)定性、局部不穩(wěn)定性等等，希望大家能夠理解清楚。