Трубы в ППУ изоляции, виды, характеристики, использование
Потери тепла – просторная проблема, знакомая каждому, которая сопровождается растратой энергетических ресурсов, тепла, финансов. Подобных потерь достаточно, чтобы подумать и принять эффектные меры для их устранения. На данное время разработано и очень хорошо используется много технологий по сбережению тепла с применением материалов для утепления.
Трубы в ППУ изоляции — новый материал для устройства теплотрасс, водомерных узлов и других магистралей
Что такое ППУ изоляция?
Пенополиуретановая изоляция труб (ППУ) собой представляет двухслойное покрытие, которое состоит из пенообразного пластикового утеплителя – искусственного латекса (его пластичная модификация именуется поролон), покрывающего трубу и внешней оболочки из полимерного этилена большой плотности (ПНД) в качестве защиты. Имеются варианты в 3 слоя, два корковых из полимерного этилена и между ними искусственный латекс. Покрытие не имеет продольных швов и стыков. Результативность такой изоляции признана во всем мире и является самым подходящим способов избежать потери тепла трубопровода. Ее главные задачи: сохранение целостности трубы (защита от коррозийных процессов, повреждений) и уменьшение показателя теплопроводимости. Показатель теплопроводимости изоляции меняется в пределах 0,025 – 0,032 Вт/(м·К) (минвата – 0,070 Вт/(м·К), вата на основе стекловолокна – 0,050 Вт/(м·К)).
Главная составная часть изоляционного покрытия – искусственный латекс. Это пластмасса, полученная из продуктов нефтехимической промышленности на 80-95% которая состоит из газа, заполняющего мелкоячеистую структуру. Остальной объем пластика занимают стены изолированных один от одного ячеек, которые составляют жёсткий каркас пены. Конкретно такой состав искусственного латекса широко используем в процессе строительства благодаря собственным особенностям:
- отсутствие теплопроводимости;
- высокая адгезия к разным типам поверхностей;
- довольно легок, упрочняет трубу не утяжеляя ее;
- температура работы от -180 о С до 200 о С, железная труба в ППУ изоляции может использоваться в условиях от -85 о С до 140 о С;
- температура носителя тепла 130 о С – 150 о С;
- целость покрытия без стыков и швов при напылении;
- отличные изолирующие качества, воду не пропускает, поглощение влаги 1% в день от начального объема;
- устойчивость к агрессивной обстановке кислот, спиртов, нефтепродуктов, химическим парам и эфирам;
- шумоизоляция;
- отсутствие слёживания, коррозии, гниения, заражения грибком. ППУ изоляция в десятки раз уменьшает процесс коррозии системы из металла;
- пониженный показатель горючести за счёт фосфоросодержащих и галогеновых наполнителей, имеет 3 группы: С – самозатухание, ТВ – трудновоспламеняемые, ТС – трудносгораемые;
- чист экологически, менее опасен после того как застынет, поэтому во время распыления немалое количество частиц сосредотачивается в воздухе. Выделение угарного газа начинается при нагреве до 600 о С;
- эксплуатационный период 30+ лет.
Пенополиуретановый изолирующий слой находится в середине между рабочей трубой и внешним покрытием с защитным эффектом
Производство труб в ППУ изоляции
Предприятия, которые специализируются на производстве труб благодаря установке заливочной лини по изготовлению ППУ оболочек предоставляют полный цикл производимой продукции, уменьшая ее стоимость изготовления. Изготовление сопровождается четким соблюдением ГОСТа, контролем всех стадий производства. Сам процесс заливки выполняется быстро и экономично, труба в изоляции выходит литой цельной системой. Прослойка пенополиуретана не подразумевает применения немалого количества начального вещества. Для этого пропорционально сбалансированные жидкие составляющие (полиол и полиизоциант) поступают под давлением в пустоту между трубой и наружной корковой ПНД оболочкой. Там элементы становятся твердыми, образовывая изоляционный слой. При этом происходит полное сцепление контактирующих материалов.
Поверхность трубы из стали перед этим отделывается дробеструем, потом внешне оборудуется по всей длине несколькими центрирующими опорными кольцами из полимерного этилена и кабелем дистанционного контроля герметичности (ОДК), на торцы трубы ставятся особые заглушки. В одной ППУ оболочке может находится от 1 до 6 труб (многотрубные инженерные системы).
Защитное ПНД покрытие приспособлено для укладывания трубопровода в почву на глубину от двух метров до восьми метров. Наружную (воздушную) магистраль покрывают слоем стали оцинкованной. По толщине ППУ изоляции они могут быть 2-ух типов: вид 1 – классическая (умеренные широты) и вид 2 – сильная (широты с морозным климатом).
ППУ и ППМ изоляция
На основе жёсткого искусственного латекса также делают пенополимерминеральную теплоизоляцию (ППМ) несколько изменив состав прибавлением мелкодисперсных минеральных наполнителей (песок, зола). В конце концов получается крепкое покрытие с характеристиками полимербетона и ППУ, у которого существенно снижен расход входящих элементов и цена при увеличении механических, тепловых параметров.
ППМ изоляция — не дорогой, однако не менее эффектный материал, чем ППУ
Делают ППМ изоляцию также в 3 слоя, все-таки все слои сделаны из гомогенного состава различной плотности. Первый слой снаружи высокой прочности 10-15 мм плотностью 400-600 кг/м 3 дает возможность сберегать целость всей изоляции, стоек к повреждениям которые созданы механическим путем, нагрузкам и воду не пропускает. Второй более пористый слой может быть самой разной толщины, зависимо от критериев потери тепла, плотностью 80-200 кг/м 3 . 3-ий 5-10 мм, плотностью 300-400 кг/м 3 примыкает к трубе, хорошо защищая ее от коррозийных процессов.
Изолированные трубы ППУ ППМ при работе в качестве тепло магистралей показали сравнительные характеристики, предоставленные в таблице.
Таблица 1
| ППМ | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,025 – 0,032 | Температура носителя тепла, о С | 150 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 60 | Крепость при сжатии, МПа | 1,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,35 – 1,5 | Поглощение воды, % | 0,5 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| 0,12 | Глубина повреждения при нанесении удара энергетикой в 14 Дж по наружному слою (помятость, царапина), мм | 2,5 – 2,8 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| >30 |
 Трубы в ППУ изоляции оснащаются системой ОДК, которая позволяет контролировать влажность изолирующего слоя Наличие протечек в трубопроводе из-за дефектов стенок, шва трубы сильно снижает теплоизоляционные свойства ППМ, в то время как установленная в пенополиуретановой оболочке система контроля герметичности (электропроводность меняется за счет превышения уровня влажности изоляции) позволяет выявить малейшую утечку и провести ремонт, предотвратив тем самым дальнейшие аварийные ситуации.
В сравнении с ППУ, ППМ изоляция обладает такими качествами как простота ремонтных и монтажных работ. Поврежденный участок трубы ремонтируется без применения фасонных частей, стыки заполняются изолирующими компонентами, которые можно приготовить прямо на месте ремонта. Все работы проводятся, не удаляя трубу целиком, что существенно сокращает затраты. Главным преимуществом ППМ является его прочность. Корковый слой не содержит пустот и раковин, выдерживает нагрузки, повреждения, значительно увеличивая долговечность трубопровода. При воздушной укладке требуется защита от ультрафиолетового излучения путем нанесения светлой отражающей краски. Сортамент труб в ППУ изоляцииИзолированные части магистрали ППУ и фасонные изделия сделали процесс строительства тепловых сетей более практичным, существенно сократили сроки и бюджет монтажа. Сам трубопровод, пропускающий теплоноситель, может быть выполнен из различных материалов с применением различных технологий производства. Разнообразие включает стальные электросварные или бесшовные трубы, а так же пластиковые ПНД жесткие или гибкие изделия с широким размерным выбором.
 Теплоизолированные пенополиуретаном трубы выпускаются в разных диаметрах и с разной толщиной стенки Стальные трубы для тепловых сетей – самый испытанный и распространенный материал. Для подземных коммуникаций выпускают ППУ изолированные трубопроводы специальной конструкции, состоящей из:
С увеличением диаметра рабочей трубы, количество индикаторных проводов может возрастать от 1 до 3. Для надземных сетей та же конструкция покрывается оцинкованной сталью вместо полиэтилена, а кабель ОДК можно исключать ввиду открытого доступа для осмотра и ремонтных работ. Трубопровод надежен, отличается высокой прочностью, выдерживает температуру жидкости 150 о С при давлении 1.65 МПа, в нормальных условиях при надлежащем контроле эксплуатируется 30 лет. Длина стальной составляющей обычно составляет 8-12 м (наружный O 32-219 мм), 10-12 м (наружный O 219-1420 мм). Длина оголенных концов трубы составляет 150 мм (наружный O 32-315 мм), 250 мм (наружный O 400-1420 мм). Размеры стальных труб (бесшовных, электросварных), изолированных ППУ в полиэтиленовой оболочке (ПЭ), представлены в таице №2. Таблица 2
Размеры стальных труб (бесшовных, электросварных), изолированных ППУ в оцинкованной оболочке (ОЦ), указаны в таблице №3. Таблица 3
Слой ППУ может производиться различной толщины по требованиям заказчика, исходя из показателей расчета тепловых потерь при определенных условиях укладки трубопровода. Согласно ГОСТ, для транспортировки воды, газа, нефтепродуктов применимы не только бесшовные, но и трубы электросварные в ППУ изоляции: электросварные прямошовные и электросварные спиралешовные.
 Согласно ГОСТу, основой для труб ППУ могут служить и бесшовные, и сварные изделия Не так давно стала применяться стальная гибкая труба в ППУ изоляции. Ее используют для бесканальной грунтовой укладки в качестве тепловых сетей, холодного и горячего водопроводов. Особенно удобно использовать такие экземпляры в непроходных каналах, местах плотной застройки, где нужно огибать препятствия, к тому же длина (от 55 м до 720 м в зависимости от диаметра) предполагает монтаж с минимальным количеством стыков без применения сварки, стационарных опор и устройств компенсирования тепловых перемещений. Затраты времени и труда земельных и монтажных работ уменьшаются в 5 раз. Применяется укладка методом горизонтально-направленного бурения, позволяющая сохранять дорожное полотно. Соединение выполняется с помощью фитингов. Несмотря на свою податливость, стальные гибкие трубопроводы в ППУ зарекомендовали себя надежным, прочным материалом с устойчивыми характеристиками, абсолютно не подверженным коррозии. В состав данной конструкции входят: напорная гофрированная гибкая труба из нержавеющей стали, слой пенополиуретана, корковая гофрированная полиэтиленовая оболочка. Возможно дополнение греющим кабелем и системой ОДК. Диаметр напорной трубы от 54 мм до 163 мм, толщина стенки от 0,5 мм до 1 мм. Диаметр с теплоизоляцией от 115 мм до 226 мм. Радиус изгиба от 1 м до 2, 2 м. Работает гибкая труба в ППУ с жидкими средами температурой 120 о С — 150 о С и давлением 1,6 МПа. Труба в ППУ изоляции с греющим кабелемЕсть еще один фактор, возникающий в зимний период, который учитывается при изготовлении труб ППУ. Жидкие вещества, проходящие по трубам, меняют свои свойства при снижении температуры, так, например, вода при нулевой отметке градусника замерзает, а нефтепродукты приобретают вязкость. Чтобы обеспечить их нормальную проходимость следует поддерживать определенный температурный режим. Это предотвращает поломку насосного оборудования и разрыв трубы ледяными заторами. Так же есть необходимость перед пуском жидкости нагреть стенки рабочего трубопровода, чтобы они не остужали содержимое.
 Трубы с ППУ изоляцией могут дополнительно оснащаться греющим кабелем Все эти задачи решаются оснащением конструкции изолированного трубопровода греющим кабелем, работа которого заключается в поверхностном нагревании (скин-эффект). Переменный ток высокой частоты проходит по поверхности сечения нагревателя (стальная труба-канал O 50 мм, толщина стенки 2 мм с изолированным медным кабелем внутри) вызывая его интенсивное вырабатывание тепла. На конце изделия кабель соединяется со стальным каналом. Проводя переменный ток, нагревание осуществляется только во внутреннем (1 мм) слое стального канала, без нагревания кабеля. Поверхность канала снаружи имеет нулевой потенциал и полностью безопасна. Крепится она к поверхности основной трубы. Количество проводников зависит от площади нагревания. Рабочие показатели установки с греющим кабелем:
Установка терморегулятора сократит электропотребление нагревающей системы, сделает ее экономичней. На основании показателей термодатчика, установленного на поверхности трубы в самом охлаждаемом участке, термостат поддержит необходимую температуру. Утепленный трубопровод с греющим кабелем можно укладывать локально, тем самым обогревать отдельные участки сетей, подземным, надземным способами, а так же под водой. Труба в ППУ изоляции, усиленная бандажомДля укладки утепленного трубопровода под землю бесканальным способом в местах, где требуются дополнительные меры по обеспечению защиты, устойчивости, герметичности и сохранности рабочей трубы (автомобильные и ж/д переезды) применяют специальные футляры и бандажи, которые крепятся снаружи по всей длине ППУ оболочки. Бандаж представляет собой пластиковые ПЭ кольца-оболочки толщиной 5-43 мм, увеличивающие прочность утеплительной конструкции, при этом обеспечивая свободный доступ во время ремонтных работ. Усиленная бандажом ППУ изоляция обеспечена:
 Для прокладки в грунте и прочих сложных условиях используются трубы с усиленной изоляцией Пластиковые трубы в ППУИспользование пластмассовых материалов для сооружения тепловых сетей и утепленных трубопроводов других предназначений на наших просторах началось сравнительно недавно. Их широкое распространение и многолетний опыт применения в европейских странах вызвали доверие. Полимерные трубы изолированные ППУ приспособлены для устройства систем горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, пожаротушения, технологических, газо и нефтепроводов в условиях сурового климата и затопления территорий с укладкой выше уровня грунтового промерзания, что значительно сокращает сроки и стоимость сооружения коммуникаций. В конструкцию теплоизолированного пластмассового изделия входит:
Характеристики трубы ПНД в ППУ изоляции:
 Трубы из полимеров также выпускаются с теплоизолирующим слоем ППУ Теплопроводность полиэтилена составляет 0,36 Вт/(м·К), стали 58 Вт/(м·К). Труба ПЭ по сути без дополнительной изоляции имеет теплосберегающие свойства. Пластиковые трубопроводы так же могут оснащаться греющим кабелем с саморегулировкой. К рабочей ПНД трубе крепится канал, куда закладывается термокабель, подключаемый к электропитанию через выключатель. Полимерные составляющие кабеля создают эффект параллельного снижения сопротивления и температуры, при этом увеличивается движение тока (в полтора раза превышающего номинал) и соответственно выработка тепла. С повышением температуры получается обратный эффект, затем следует стабилизация процесса и трубопровод обогревается постоянным теплом, выделяемым греющим кабелем. Данная система не перегревается и не перегорает. Длина кабеля не должна превышать 75 м от одного источника питания.
Полимерные трубы ППУ бесшовные, их конструкция монолитна, монтаж надежен, укладка, нарезка просты и удобны. Есть ограничение по температуре и диаметру (диаметр теплового несущего трубопровода свыше 160 мм должен быть стальным). Сортамент утепленных пластиковых трубных изделий стремительно расширяется. Среди наиболее востребованных материалов одно или многотрубные ППУ изолированные трубопроводы из полиэтилена гибкие и жесткие. Длина составляет 5-6 м, гибкие трубы поставляются в бухтах от 10 м до 400 м длиной. Размеры ПНД (полиэтилен низкого давления) труб, изолированных ППУ в оцинкованной оболочке (ОЦ), указаны в таблице №4.
 Пластиковые трубы бесшовные, они отличаются прочностью и долговечностью Таблица 4
|
