Коммунальные сети и предизолированные трубы ППУ

Предизолированные трубы для тепловых сетей

Трубы в предизоляции для тепловых сетей

Экономическая целесообразность централизованного теплоснабжения крупных российских городов в значительной мере определяется долговечностью трубопроводов и качеством их теплоизоляции. Мировой и отечественный опыт последних десятилетий показывает, что решение проблем тепловых сетей возможно только при использовании предварительно изолированных (в заводских условиях) труб. В России выпускаемые предизолированные трубы можно разделить на два класса – металлические и полимерные. Теплоизолятором служит пенополиуретан (ППУ), обладающий мелкоячеистой структурой с замкнутыми порами. Преимущества ППУ – низкая теплопроводность и малое влагопоглощение. Недостатки – ограниченная температурная стойкость (максимум – до 1500С), горючесть. Ниже рассмотрены основные виды предизолированных труб, используемых для внешних тепловых сетей.

Гофрированные трубы из нержавеющей стали в ППУ изоляции типа «Касафлекс» выпускаются согласно ТУ 4937-023-40270293-2005, максимальный диаметр (по внешнему размеру гофра) – 143 мм. Защитная оболочка – полиэтиленовая гофрированная труба. Эксплуатационные характеристики (максимальные давление, температура теплоносителя и срок эксплуатации) аналогичны обычной стальной трубе в ППУ изоляции. Преимущества – гибкость трубы (поэтому выпускается в длинномерных отрезках – бухтах), высокая скорость монтажа, не требует температурных компенсаторов. Недостатки – высокая стоимость (на порядок дороже обычной стальной) и высокая чувствительность к качеству водоподготовки. Обязательна СОДК, т.к. намокание изоляции (при нарушении гидрозащитной оболочки) может привести к быстрой коррозии тонкостенной напорной трубы.

Полимерные трубы в ППУ изоляции для внешних тепловых сетей могут производиться из всех видов пластмасс, удовлетворяющих пятому классу эксплуатации (высокотемпературное отопление отопительными приборами) согласно ГОСТ Р 52-134 – 2003 «Трубы напорные из термопластов и соединительные детали к ним для систем водоснабжения и отопления. Общие технические условия» и санитарно-эпидемиологическим нормативам. К таким полимерным материалам относятся полипропилен, сшитый полиэтилен (РЕХ), полибутен, хлорированный поливинилхлорид, теплостойкий полиэтилен (PERT), композиционные полимерные материалы. Но фактически в России производятся предизолированные трубы с напорной трубой только из сшитого полиэтилена и стекло-базальтопластика.

Трубы из сшитого полиэтилена (РЕХ) в ППУ изоляции обладают хорошей гибкостью (радиус поворота – порядка 1 м) и достаточной теплостойкостью (до 950С). Максимальное рабочее давление – до 1 МПа. Длинномерные отрезки в виде бухт позволяют производить быстрый монтаж теплотрассы. В Российской Федерации производят длинномерные трубы (из зарубежного сырья) под следующими торговыми марками: «Изопекс» – диаметром до 110 мм (Технические условия «Трубы «ИЗОПЭКС» из сшитого полиэтилена с тепловой изоляцией из пенополиуретана и гидрозащитным покрытием» ТУ 5768-007-27519262-02»), «Изопрофлекс» – диаметром до 160 мм (Технические условия «Трубы «Изопрофлекс» и «Изопрофлекс-А» из сшитого полиэтилена с теплоизоляцией из пенополиуретана в гофрированной полиэтиленовой оболочке» ТУ 2248-021-40270293-2005) и «Армафлекс» (соответствует ГОСТ Р 52-134-2003) – диаметром до 110 мм. Трубы из РЕХ подробно рассмотрены авторами в предыдущей публикации. При большом количестве положительных свойств данного класса труб (главные из которых – гибкость и высокая химическая стойкость, что позволяет исключить СОДК) есть и существенные недостатки – резкое падение прочности с повышением температуры, значительная толщина стенки трубы и, соответственно, высокая стоимость. При расчете эксплуатации трубопровода из РЕХ по ГОСТ Р 52-134-2003 для класса эксплуатации 5 необходимо строго придерживаться следующего температурно-временного графика эксплуатации: рабочие температуры: 200С – 14 лет, 600С – 25 лет, 800С – 10 лет, максимальная температура 900С – 1 год, аварийная температура 1000С – 100 часов, для суммарного срока эксплуатации трубопровода равному 50 лет. При ином температурно-временном режиме срок службы трубопровода необходимо рассчитывать согласно температурного графика теплоснабжающей организации и правилу Майнера (Международный стандарт ИСО 13760 «Правило Майнера. Метод накопленных повреждений»).

Трубы из стекло-базальтопластика (СБП) в ППУ изоляции. Стеклопластиковые трубы были впервые использованы в конце 50-х годов 20 века в США. В 70-х годах в США и странах Западной Европы они стали обычным решением проблемы коррозии трубопроводов. В настоящее время стеклопластиковые трубы широко используются в нефтяной и нефтехимической отрасли, в теплоэнергетике, коммунальном хозяйстве.

Области использования предизолированных труб.

Стальные и пластиковые трубы имеют свои области применения. Конечно, только стальные трубы могут быть использованы для прокладки магистральных сетей большого диаметра с температурой теплоносителя до 150ºС. При максимальной температуре теплоносителя 95ºС выгоднее строить и эксплуатировать полимерные трубопроводы в связи с их высокой коррозионной стойкостью. Ниже приведена диаграмма стоимости труб (усредненная по различным производителям) из различных материалов в ППУ изоляции в зависимости от диаметра напорной трубы.

Следует отметить, что высокая стоимость гибких длинномерных труб существенно компенсируется дороговизной фасонных изделий для мерных труб (стальных или из БСП) и временем проведения монтажных работ. По этой причине итоговая сметная стоимость СМР по строительству трубопроводов небольших диаметров с многочисленными поворотами может оказаться минимальной при использовании именно длинномерных труб из РЕХ /3/. Авторы настоящей статьи курировали реализацию проекта прокладки трубопровода из РЕХ диаметром напорной трубы 75 мм и длиной 1400 м. Минимизация сметных расходов была достигнута за счет использования длинномерных отрезков (средняя длина – около 100 метров) и исключения температурных компенсаторов и фасонных изделий при прохождении всех поворотов трассы. Чистое время монтажа трубопровода составило не более двух рабочих дней.

Стекло-базальтопластиковые трубы имеют лучшую теплостойкость относительно РЕХ. При 95ºС труба из СБП может держать давление 1,6 МПа не менее 50 лет. Монтаж трубопровода из СБП осуществляется практически из аналогичных элементов (труб и фасонных изделий) для стального в ППУ изоляции за исключением СОДК и температурных компенсаторов. Меньшая стоимость СМР стекло-базальтопластиковых труб достигается за счет исключения сварочных работ и применения грузоподъемной техники, простоты, надежности и высокой скорости монтажа.
Эксплуатация пластиковых трубопроводов на порядок дешевле стальных, т.к. отсутствуют ремонтные работы, вызванные коррозионной деструкцией последних, и исключаются затраты на обслуживание систем оперативного дистанционного контроля и электрохимической защиты.

Предизолированные трубы: лучшее решение для современных теплосетей

Качественные комплектующие и трубы предизолированные для теплосетей – гарантия длительной эксплуатации коммуникаций в любой климатической зоне. Сама технология выпуска этой продукции и квалифицированный монтаж с соблюдением технологии обеспечивает безупречную работу теплосети на долгий срок без потребности в ремонте.

Предизолированные трубы — незаменимые изделия для прокладки теплотрасс

В чем отличие предизолированных труб от прочих?

Тем, кто знаком с системой «сэндвич» для дымоходов, труба предизолированная с ППУ покажется «родственным» изделием. Тот же цилиндр в более широкой заготовке, но промежуток между ними заполнен не минеральной или базальтовой ватой, а вспененным и запеченным синтетическим наполнителем. На данный момент такая разработка считается наиболее высокотехнологичным достижением в данной отрасли.

Такой способ утепления труб для тепловых сетей на практике подтверждает свою эффективность и надежность – высокий КПД трубопровода при сроке эксплуатации не менее 25 лет. Предизолированное изделие способна выдерживать кратковременные амплитудные скачки теплоносителя при рекордно низкой температуре внешней среды в зимний период. Специфическая форма изделия с внутренней изоляцией используется не только для горячей воды, но и для транспортировки других жидких и газообразных сред.

Основная труба – стальная, внешний слой не всегда сплошной металлический с оцинковкой, особенно когда в этом нет надобности. Пенополиуретановая прослойка может быть защищена гибкой оболочкой, обвивающей пористый наполнитель в виде спирали. Каждый слой многослойных изделий изготавливается по особой технологии, снабженной системой спецконтроля влажности изолирующего слоя и вероятных дефектов в сегменте магистрали.

Труба «в трубе» выглядит не как сборка, а как цельное изделие, благодаря плотному сцеплению теплоизолирующего наполнителя. Предварительно изолированные изделия рекомендованы для использования практичной укладки в системах теплосети. Внешний слой рассчитан на защиту ППУ от намокания, а также обеспечивает противодействие внешним воздействиям.

Предизолированные трубы по конструкции схожи с сендвич-дымоходами, но внешняя оболочка может быть из полиэтилена

Составляющие предварительно изолированных труб

Труба в ППУ изоляции выпускается из таких компонентов:

1. Стержневая основа или функциональная стальная труба. Выпуск сертифицированных изделий осуществляется по ГОСТ:

2. Внутренний термоизоляционный слой выпускается из пенополиуретанового сырья от ведущих производителей. Из отечественной продукции на высокотехнологичный уровень вышли производства «Изолан», «Дау», «Элостокам» и «Хантсмен», чья продукция не уступает импортным системам. Их готовые наполнители имеют длительный гарантийный срок эксплуатации при максимальной внешней и внутренней нагрузке, даже гидроударе или кратковременном повышении температуры до 150°C.

3. Внешняя оболочка или защитный кожух призван защищать слой ППУ от повреждений и проникновения влаги. Отсутствие доступа влаги извне обеспечивает сохранность всех слоев предизолированных труб — от коррозии стержневой основы и крошения полиуретана. Полиэтиленовая оболочка выпускается по ГОСТ 16330 из термо-свето-стабилизированного сырья высокой плотности черного цвета. Возможно использование оболочки другого типа – по другим стандартам.

Наиболее востребованные предизолированные стальные трубы (ППУ-ПЭ ГОСТ 30732):

Внешняя оболочка предохраняет трубы от вредного воздействия окружающей среды и способствует увеличению срока эксплуатации теплотрассы

Требования к качеству изделий

Все процессы выпуска труб с ППУ тщательно контролируются на соответствие нормам стандартизации. Например, вспенивание и отвердение пенополиуретана – быстрый процесс, где недопустимы отклонения от норм. Буквально через секунды сырьё обретает завершающий вид и готов к использованию. Есть ППУ разной плотности и жесткости – в пределах 1 кг/м³. Его изолированные пористые ячейки тоже имеют разные размеры – до 1 мм в диаметре.

Требования по теплоизоляционному наполнителю:

  • водопоглощение ППУ по объему – в пределах 10% (испытывается при 1,5 часовом кипячении);
  • плотность – в пределах 60 кг/м³;
  • упругость на сжатие – от 0,3 МПа (в пределах 10% деформации во всех направлениях);
  • изменение длины изделия после прогревания до 110°C должно быть минимальным – до 3%.
Читайте также:  Преимущество штукатурки для кухни

Обязательное тестирование по основным качественным показателям проходят не только сами предизолированные трубы, но и все комплектующие. Перед реализацией их проверяют лабораторным способом на плотность, величину закрытых пор и теплопроводность.

Это интересно! Пена в изоляционном слое внешне напоминает желтоватый кондитерский крем после взбивания. Но эта однородная паста имеет плотную мелкоячеистую структуру, которая не оседает, не слипается. Торцы ППУ изоляции не имеют защитного слоя, и очевидно, что термозащита составляет не более 1/3 общей толщины изделия.

Одна из характеристик предизолированных труб с пенополиуретаном — сцепление внешнего и внутреннего слоев. Для этого должны выполняться технологические нормы:

  • зачистка поверхности стальной трубы от ржавчины, с обязательным образованием шероховатости, с которой у вспененного ППУ лучше адгезия;
  • поддержка заданного температурного режима для равномерного вспенивания сырья;
  • обработка внутренней оболочки разрядом для большего сцепления с пенным наполнителем.

Для труб в теплоизоляции также существуют ГОСТы, согласно которым они производятся

Благодаря полученным свойствам, предварительно изолированные трубы используют при сооружении магистральных нефте-, газо- и паропроводов. А также широко используют в теплосетях для горячего водоснабжения и в различных технических трубопроводах – в цехах на горячем производстве.

Важно! ППУ производился несколькими способами, но на сегодня закрепилась практика – брать за основу углекислый газ и фреона 141b (F-141b). Эта смесь опасна, поэтому используется только в промышленном способом, из-за взрывоопасности вероятности возгорания. Но вспенивающие реактивы дают максимальный эффект при получении необходимого содержимого в межтрубном пространстве. Все нормы регулируются единой стандартизацией – ГОСТ 30732-2001.

Преимущества предизолированных труб с ППУ

Положительных качеств и подобных изделий немало.

  1. Монтаж коммуникаций в сжатые сроки с минимальными трудозатратами.
  2. Снижение теплопотерь до минимума (2% против 40%).
  3. Повышение КПД теплотрассы до максимально возможных показателей.
  4. Повышение сроков эксплуатации коммуникаций в 3-5 раз (относительно старой технологии).
  5. Возможность снижения затрать на частый капитальный ремонт, благодаря минимизации разрывов предизолированных труб и их сочленений.
  6. Работа системы дистанционного контроля (ОДК).
  7. Нет необходимости в заземлении и обустройстве дренажной системы.
  8. Защита труб от коррозии и других внешних негативных факторов.
  9. Трубы в ППУ менее подвержены разрушению от химреактивов и агрессивной среды.
  10. Безопасность ППУ для экологии.
  11. Максимальное сохранение температуры транспортируемого вещества, благодаря отсутствию «мостиков холода».
  12. Минимальная теплопроводность при небольшом слое теплоизоляции.

Монтаж предизолированных труб осуществляется с минимальными затратами времени и средств

Технология изготовления предизолированных труб

Хорошо налаженный процесс предполагает залив пенообразующего сырья в просвет между внешней оболочкой и стальной трубой. Технология продумана таким образом, чтобы производство изделий для теплоцентралей выполнялось при минимуме операций.

Пена ППУ с минимальной теплопроводностью заливается поверх стальной трубы, которая закреплена тельфером на специальном монтажном столе. Центраторы и СОДК контролируют процесс формовки изделий. Изделие электролебедкой помещают во внешнюю оболочку. Конвейер смещает изделие в термокамеру – для дальнейшей термостатики.

Тепловентиляторы прогревают горячей струей воздуха внутреннюю поверхность трубы до 350°C – горячая основа для заливки пенополиуретана готова. Специальное устройство вращает трубу на поворотной оси. С двух сторон торцы изделие снабжают заглушками с небольшими дренажными просветами для воздуха вывода проволоки.

Винтами крепят заглушки, чтобы предупредить отток не застывшего сырья из пространства между трубами. Заливочная машинка регулируется на пульте управления, где выставляют основные параметры заливки. Они зависят от типа сырья, длины и формы труб. Лейку для впрыскивания ППУ заливочной машины подводят к отверстию трубы и производят быстрый ввод смеси. Дальнейшая цель – отвердение термоизоляционного слоя в межтрубном пространстве.

Далее изделия переводятся на участок контроля и лабораторной проверки качества. Сертифицированные изделия сортируют, маркируют и упаковывают. По завершении процесса гидроизоляции на торцах труб для тепловых сетей их штабелируют на стеллажах – до 5-6 изделий.

Обратите внимание! В Европе основные требования к предварительной изоляции из ППУ для прокладки подземных коммуникаций регулировались европейским стандартом – EN253. Он отражался и в сопроводительной документации.

В РФ производители предизолированных изделий, технологи и разработчики выработали единый российский стандарт – ГОСТ 30732-2001. Стандартизация вступила в законную силу 01.07.2001 года. В нормативном документе отражены требования к изделиям ППУ изоляции и комплектующим к предизолированным трубам. Эксплуатация предизолированных изделий в коммуникациях предполагает учет теплопроводности газов. Этот показатель растет по мере повышения температуры. Однако этот показатель не способен существенно повлиять на сами трубы и изолирующий слой пенополиуретана.

Проблемы роста производства труб в ППУ-изоляции

Совокупная мощность российских предприятий по выпуску труб в пенополиуретановой изоляции составляет около 10 тыс. км в год, однако их загруженность не превышает 60%.

Эксперты считают, что развитие отрасли тормозят недофинансирование и сокращение программ строительства и реконструкции тепловых сетей, хотя энергоэффективность перспективных технологий намного превышает традиционные материалы.

Потенциал рынка

По данным НО «Ассоциация производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией» (АППТИПИ), в настоящее время в отдельных регионах России до 70% трубопроводов тепловых сетей превысили срок безаварийной службы, более 30% находится в аварийном состоянии и нуждается в немедленной замене.

Ежегодные утечки и неучтенные расходы воды в системах теплоснабжения составляют в среднем по России 15–20% от объема подачи воды. Теплопотери доходят до 30 % и оцениваются в 81–83 млн тонн условного топлива.

В этой связи большое внимание в строительных и эксплуатирующих организациях теплоэнергетики уделяется качеству и долговечности трубопроводов, в том числе предизолированным трубам с пенополиуретановой (ППУ) изоляцией, значительно снижающей теплопотери. За последние несколько лет они получили широкое применение при ремонте, замене и строительстве магистральных теплотрасс как в ЖКХ, так и на промышленных объектах.

В частности, в АО «Теплосети Санкт-Петербурга» трубы с ППУ-изоляцией являются единственным материалом для реконструкции теплопроводов. В 2011–2016 годах для прокладки новых теплотрасс использованы более 200 км предизолированных труб.

Мощности простаивают

За прошедшие несколько лет в стране была создана целая отрасль по производству предизолированных труб для тепловых сетей: по данным АППТИПИ, в настоящее время в 35 регионах насчитывается более 90 предприятий, выпускающих трубы в ППУ-изоляции.Их количество продолжает расти, особенно в Поволжском, Уральском и Сибирском округах: инвесторы принимали решение о создании и развитии предприятий на фоне растущего спроса в 2013–2014 годах. Однако по итогам 2015 года отрасль показала существенный спад – в среднем до 15%, что уже привело к уходу с рынка части предприятий. В частности, сокращение спроса и ужесточение конкурентности привели к тому, что в СЗФО из 12 заводов работают всего четыре.

К 2016 году общая годовая мощность производственных площадок отрасли составляла около 10 тыс. км как магистральных, так и разводящих трубопроводов (от 1420 мм до 57 мм и ниже) в полиэтиленовой или в оцинкованной оболочке. На предприятиях также налажен выпуск фасонных изделий, отводов, тройников и др.

Как отмечают эксперты, из-за недостатка инвестиций в модернизацию тепловых сетей мощности предприятий сегодня используется в среднем на 30–60%.

Стандарты качества

Начальник Управления сервиса и технического сопровождения ООО «Группа ПОЛИПЛАСТИК», директор Ассоциации сварщиков полимерных материалов Елена Зайцева обращает также внимание на проблемы с отраслевой нормативно-правовой базой.

«В области профессиональных стандартов приняты четыре документа, которые устанавливают требования к специалистам по монтажу тепловых сетей, но ни в одном из них не отражена специфика работы с предизолированными трубами», – поясняет она.

В целом, по мнению эксперта, отечественная нормативная база, которая регламентирует строительство и эксплуатацию тепловых сетей, а также разработку и создание материалов и конструкций для них, зачастую создает среди специалистов путаницу. Сегодня эти документы формируют разные министерства и ведомства вплоть до МЧС, и у каждого из них есть свои «правила игры». Так, в качестве сводов правил (СП) добровольного применения практически одновременно предложены два СП с одним названием «Тепловые сети»: СП 124.13330.2011 (разработчик – Минстрой) и СП 74.13330.2011 (разработчик – Минэнерго).

Всего в сфере теплоснабжения до сих пор было разработано и актуализировано 139 СП, а в течение 2017 года должно быть пересмотрено более 150 СП, разработано более 180 СП и более 20 строительных норм нового поколения – отраслевому сообществу производителей предизолированных труб еще не поздно подключиться к работе над этими документами, чтобы не оказаться вне игры, напоминает Елена Зайцева.

Определенные надежды производителей в нормировании отрасли связаны с работой нового технического комитета по стандартизации «Строительные материалы (изделия) и конструкции», который создавался при участии Росстандарта и был окончательно сформирован месяц назад. В рамках деятельности нового ТК планируется разработать национальные и (или) межгосударственные стандарты в сегменте теплотехники, теплоизоляционных и других материалов.

«Ассоциация инициировала в новом ТК создание секции по теплоизоляции и создала план работы на следующий год», – отмечает исполнительный директор АППТИПИ Лидия Трошина.

Особенности национальной эксплуатации

В отличие от европейских производителей труб с ППУ-изоляцией, отечественные поставщики несут основные издержки по их продвижению. Заводы, сделавшие ставку на качество продукции, в наибольшей степени заинтересованы в грамотной эксплуатации трубопроводов, поясняют на одном из ведущих предприятий отрасли ООО «СМИТ-Ярцево».

Однако найти организации, которые умели бы качественно и надежно монтировать трубопроводы из предизолированных конструкций, сложно, поэтому аварийные ситуации, строительные и восстановительные работы зачастую переносятся на заводы, что существенно повышает затраты изготовителей.

Читайте также:  Советы по выбору идеальной кухни на заказ

«Несмотря на повышение качества материалов и все преимущества технологии, которая показала свою эффективность в схожих по климату скандинавских странах, в российских региональных эксплуатирующих организациях сложилось негативное отношение к трубам с ППУ-изоляцией, – комментирует ситуацию Ирина Данелия, начальник проектно-технической службы ГИП ООО «СМИТ-Ярцево». – А грубые ошибки при монтаже, отсутствие должного опыта при строительстве и содержании предизолированных трубопроводов настолько снижают их эксплуатационный ресурс, что могут поставить под угрозу весь отраслевой бизнес».

Основные проблемы связаны с нарушением целостности теплоизоляционной оболочки при транспортировке и хранении труб, применении некачественных соединительных муфт и инструментов – все это чревато наружными коррозионными повреждениями, которые появляются уже через 2–4 года эксплуатации и сводят на нет теплоизоляционные преимущества пенополиуретана.

В итоге теплоснабжающие предприятия, получив первый опыт применения труб в ППУ-изоляции, отказываются от их применения в дальнейшем.

Поставщики труб отмечают также, что в регионах трубопроводы из экономии прокладывают без системы оперативного дистанционного контроля (ОДК), тем более что при проведении заказчиком тендера на поставку товаров для государственных и муниципальных нужд основным критерием выбора поставщика остается цена.

Преодолеть эти проблемы предлагается комплексно, за счет ряда неотложных организационных и научно-исследовательских мероприятий – от формирования сети обучающих центров для строительно-монтажных организаций до дополнительных исследований термостойкости пенополиуретанового утеплителя и создания общей системы мониторинга аварийных ситуаций и их статистики.

Коммунальные сети и предизолированные трубы ППУ

Производственный цех группы компаний “СнабСтройИнвест” расположеный в г.Арамиль изготавливает высококачественные предварительно теплоизолированные трубы и фасонные изделия для теплосетей и нефтегазопроводов. Трубы предварительно теплоизолированые изготавливаються в полиэтиленовой оболочке (ППУ-ПЭ – для подземной бесканальной прокладки трубопроводов) и в витой оцинкованной оболочке (ППУ-Оц – надземной прокладки трубопроводов) и пенопоулеритановые трубопроводы.

Современные трубы в ППУ прочны, это достигается за счет точного следования технологии производства. Внешнюю поверхность трубы подвергается предварительной обработке, в том числе различным видам очистки. Грамотно подбирается пенополиуретановый состав, а при ее вспенивании соблюдается требуемый температурный режим. Кроме того, большое внимание уделяется тому, как обработана ППУ изоляция изнутри.

Следует отметить, что трубы в изоляции ППУ имеют существенные преимущества перед остальными видами такой продукции. Стальные трубы предизолированные в изоляцию ППУ обладают минимальной теплопроводностью, малой толщиной ППУ изоляции, что позволяет достигнуть высоких тепло- и энергосберегающих параметров. Практически все трубы в ППУ изоляции выделяются своей долговечностью. Срок их эксплуатации может превышать 30 лет без потери свойств.

Кроме того, ППУ теплоизоляция хорошо переносит температурный эксплуатационный режим до 140С. Она не боится влаги, имеет хорошую адгезию с металлом, устойчива к механическим воздействиям и не чувствительна к химически активной среде. Не токсичен для природы и безопасен для человека. Важно и то, что изоляции труб ППУ представляет собой монолитное покрытие, не имеющее шовных соединений.

Специалисты свидетельствуют, что прокладка трубы в ППУ изоляции приносит ощутимую экономическую выгоду. При выполнение работ по монтажу предизолированных труб в ППУ изоляции снижается на треть стартовая цена монтажных работ, а при эксплуатации происходит значительное уменьшение теплопотерь. Изоляция трубопроводов в ППУ не мешает состыковывать их с общим трубопроводом. В этом случае используется сварка. Чтобы улучшить тепловое сопротивление на стыках, применяется термоусаживающая муфта . Таким образом, использование в современных коммунальных сетях и трубопроводах изоляции труб ППУ имеет высокий экономический, энергетический эффект.

Трубы ППУ и фасонные изделия представляют собой трехслойную монолитную конструкцию, которая состоит из нескольких слоев. Трубы ППУ включают в себя стальную трубу , теплоизолирующий слой из пенополиуретана (ППУ) и защитную оболочку из полиэтилена (ПЭ) для подземной бесканальной прокладки или оцинкованной спирально-замковой стали (ОЦ) для воздушной прокладки. Трубы ППУ изоляции широко применяются для сетей отопления, горячего и холодного водоснабжения, нефтегазопроводов.

Применение труб ППУ позволяет:

  • Увеличить срок службы трубопроводов до 30 лет (ППУ изоляция труб – это это экономично и надежно).
  • Снизить тепловые потери в 10 раз до 2% (без изоляции труб ППУ – старые типы трубопроводов 20 – 40%)
  • В 9-10 раз снизить годовые затраты по эксплуатации теплосетей (ППУ изоляция – это выгодно).
  • Снизить время прокладки (монтажа) трубопроводов.
  • Наличие системы оперативно-дистанционного контроля (ОДК) позволяет установить и устранить возникшие дефекты и, как следствие, предотвращать аварии, типичные для тепловых сетей других конструкций.

Стальная труба и изоляция ППУ защищены от влаги оболочкой из тонкостенной полиэтиленовой трубы. При надземной прокладке применяется оболочка трубы ППУ из оцинкованной стали. Места стыков труб изолируются готовыми пенополиуретановыми скорлупами, покрываемые затем термоусаживающей пленкой.

Отличительная особенность предизолированных стальных труб в ППУ изоляции – возможность бесканальной прокладки и снижение за счет этого капитальных затрат на 20-30% снижение потерь теплоты в 3-4 раза ниже нормативных, длительный срок службы до 30 лет.

Предизолированные трубы

Для нормального функционирования любого трубопровода необходима защита от механических повреждений и негативного воздействия окружающей среды, чаще всего от низких температур. По статистике причиной большинства аварий является холод. Теплоизоляция из минеральной или базальтовой ваты обеспечивает достаточно надежную защиту. Но ее монтаж и обслуживание связаны с большими трудозатратами. Поэтому были разработаны предварительно изолированные трубы с синтетическим теплозащитным слоем.

В чем отличие предизолированных труб от других

Эти изделия похожи на дымоходы, выполненные по технологии «сэндвич». В общем виде предизолированные конструкции выглядят как один или несколько цилиндров, помещенных в оболочку большего диаметра. Пространство между ними залито синтетическим наполнителем. Чаще всего используется пенополиуретан (ППУ).

Центральная труба изготавливается из стали, но есть разновидности с одной или несколькими из пластика. Для защиты пенополиуретановой прослойки от намокания и механических повреждений применяется металлическая оцинкованная лента или полиэтилен. Внутри находится специальный провод, позволяющий контролировать состояние системы и оперативно выявлять возникающие дефекты. За счет применения специальных технологий обеспечивается прочное соединение слоев между собой. В итоге получается цельное изделие, а не набор элементов.

Преимущества предизолированных труб с ППУ

Благодаря высоким эксплуатационным характеристикам эти изделия начали теснить другие виды. Рост популярности обеспечивается следующими достоинствами:

  1. Благодаря простоте укладки и отсутствию необходимости устройства колодцев сроки монтажа и трудозатраты сокращаются в 2-3 раза.
  2. Потери тепла снижены до 2 %. У обычных труб они доходят до 40 %.
  3. Увеличен в 3-5 раз срок службы по сравнению со старыми технологиями.
  4. Высокая надежность предизолированных изделий и их соединений снижает затраты на ремонт.
  5. Встроенный дистанционный контроль позволяет своевременно выявлять неисправности.
  6. Не нужно заземление и дренаж.
  7. Надежная защита от коррозии и негативных воздействий.

Технология и конструкция

Чтобы обеспечить высокую прочность соединения трубы с теплоизолирующим слоем, ее поверхность подвергается дробеметной обработке. Помимо удаления ржавчины и грязи, это позволяет получить шероховатую текстуру. С этой же целью защитная оболочка с внутренней стороны обрабатывается коронарным разрядом.

Затем трубу кладут на монтажный стол, контролируя ее положение центраторами и СОДК. После чего с помощью лебедки перемещают внутрь внешней оболочки и по конвейеру отправляют в термокамеру. Горячим воздухом, подаваемым вентилятором, труба нагревается до 350 ⁰C. Для равномерного распределения температуры ее заставляют вращаться. С обоих концов устанавливаются заглушки с отверстиями для выхода воздуха. Их закрепляют винтами, чтобы жидкий состав не просачивался из пространства между труб.

Параметры формирования теплоизолирующего слоя устанавливаются на пульте заливочной машины. Их значения зависят от вида сырья, длины и формы изделия. Жидкий ППУ быстро впрыскивается с помощью лейки. После его отвердения конструкция отправляется на проверку качества. По окончании сертификации трубы маркируются, упаковываются.

Свойства пеноизола

По внешнему виду он похож на пенопласт, но обладает совершенно другими качествами. По основным характеристикам практически не уступает ППУ, но стоит дешевле и технология создания теплоизолирующего слоя проще, так как не требуется нагрев. Состав готовят из карбамидной смолы, пенообразователя, отвердителя, воды. После вспенивания сжатым воздухом его под давлением заливают в пространство между трубами.

Пеноизол часто используется в производстве предизолированных изделий, так как обладает массой достоинств:

  1. Высокой прочностью. По нему можно ходить, не создавая повреждений.
  2. Малым весом.
  3. Низкой теплопроводностью.
  4. Хорошей паропроницаемостью, поэтому на нем не образуется плесень.
  5. Сохранением формы и качества при намокании и последующем высыхании.
  6. Длительным сроком эксплуатации – от 70 лет.

Иногда встречаются трубы, утепленные пенопластом, гибкие разновидности, покрытые вспененным полиэтиленом, и прочие. Однако они по всем параметрам уступают рассматриваемым типам, а стоят дороже, поэтому широкого распространения не получили.

Виды предизолированных труб

Производители выпускают три модификации. Предварительно изолированные изделия бывают:

  1. Жесткие. Стандартный вариант, у которого толщина теплозащитного слоя зависит от условий применения. Для северных регионов его делают от 10 см, в теплых районах – до 5 см. Защитный слой изготавливается из металлической ленты, иногда используется нержавейка. Трубы этого вида применяются для монтажа магистральных и высоконапорных коммуникаций в промышленности, стояков в высотных зданиях.
  2. Гибкие. Изделия отличаются от предыдущего вида тем, что вместо металлической ленты для выполнения защитного слоя применяется гофрированный пластик. Это позволяет прокладывать стальные плети с небольшим радиусом. Гибкие пластиковые трубы допускается гнуть под нужным углом и даже выкручивать. Если утеплительный слой будет поврежден, это существенно не повлияет на функционирование системы. Они выпускаются в бухтах длиной до 100 м.
  3. С комбинированной разводкой. У этих разновидностей под общим теплоизоляционным слоем размещено несколько полимерных труб. В такой конструкции они надежно защищены от замерзания и механических повреждений. Объединение нескольких труб позволяет монтировать компактные разветвленные системы со значительной экономией утеплителя. Но в случае повреждения одной из них нужно снимать защитный слой со всех. И сначала придется повозиться с определением места порыва.
Читайте также:  Мебель для ванной комнаты на заказ — гарантия соответствия размерам

Солидные производители к своим предизолированным трубам выпускают полный ассортимент защищенных соединительных элементов.

Сферы использования

Изделия применяются для монтажа канализаций, водопроводных и отопительных сетей. Благодаря хорошей защищенности их часто используют для транспортировки газа и нефтепродуктов. В период капитального ремонта теплосетей ими заменяются старые трубы.

Внутренний монтаж выполняется пластиковыми разновидностями, если температура воды не превышает 95 ⁰C. Воздушные трассы, магистральные коммуникации большого диаметра и сети с температурой теплоносителя до 150 ⁰C монтируются из стальных видов. Бесканальным подземным методом могут прокладываться оба типа.

Гибкие длинномерные изделия из пластика стоят дороже, чем стальные разновидности. Однако строительство из них трубопровода малого диаметра с большим количеством поворотов обойдется дешевле. Это объясняется тем, что при монтаже не потребуются дорогостоящие фитинги и компенсаторы. За счет ускорения установки сокращаются трудозатраты, отпадает надобность в ремонтных работах, вызванных коррозией.

Особенности монтажа

Для изменения направления прокладки от 15 до 90⁰ используются предизолированные отводы. Если угол поворота меньше 15⁰, производится подрезка трубы в нескольких местах не более 5⁰ в каждом. Компенсация температурного расширения выполняется L, Z, U-элементами или предварительным нагревом труб во время прокладки.

При соединении или резке элементов электро- и газосваркой торцы теплоизоляции и защитного слоя должны защищаться экранами от попадания искр и пламени. Стыки герметизируют муфтами с термоусадочными кольцами, предварительно одетыми на трубопровод. В их полость заливается монтажная смесь или пенополиуретан. Сверху место соединения закрывается специальной оболочкой из полиэтилена. Сварку допускается производить при температуре не менее 0 ⁰C, а герметизацию – не ниже 10 ⁰C. Во время дождя работа осуществляется под навесом.

При укладке коммуникации в траншее на ее дно насыпается песчаная подушка толщиной 10 см. Провода сигнализации должны находиться сверху. При глубине траншеи меньше 0,5 м ее накрывают бетонными плитами. После завершения монтажа и испытания на наличие протечек производится гидравлическая изоляция конца трубопровода термоусадочным рукавом.

Нормативы ГОСТ

Предизолированные изделия и комплектующие для них должны проходить проверку на соответствие стандартам. В зависимости от марки материала трубы изготавливаются по ГОСТ:

Основные характеристики утеплителя ППУ по ГОСТ 16330:

  • после отвердения размер его пор должен быть в интервале от 0,2 до 1 мм;
  • тепловое расширение при нагреве до 110 ⁰C не должно быть меньше 3 %;
  • водопоглощение может составлять не больше 10 % от объема после 90 минут кипячения;
  • предел плотности – 60 кг/м³;
  • упругость при сжатии – от 0,3 МПа, но не выше 10 % деформирования по любому направлению.

Для других видов утеплителя может применяться ГОСТ 18599. За рубежом производство ППУ изоляции регулируется европейским стандартом EN253. Эта информация должна указываться в сопроводительных документах.

Качественные защитные оболочки из полиэтилена по ГОСТ 16330 выдерживают растяжение на 350 % при разрыве. Стойкость при температуре 80 ⁰C и стабильном давлении – 165 (если первоначальное напряжение 4,6 МПа), а при 4 МПа – не меньше 1000. Устойчивость к равномерным нагрузкам на растяжение величиной 4 МПА при 80 ⁰C в растворе поверхностно-активных веществ – не менее 2000. Указанные значения действительны для термосветостабилизированного полиэтилена темной окраски. Изготовление из иных материалов нормируется другими стандартами.

Требования, предъявляемые к предизоляционным изделиям российского производства, указаны в ГОСТ 30732-2001. В их маркировку включены следующие обозначения:

  • наименование: труба, отвод и прочее;
  • вид материала: Ст.;
  • наружный диаметр;
  • толщина стенки;
  • тип изоляции: стандартная – 1, усиленная – 2;
  • сокращенное название теплоизоляционного слоя: пенополиуретан – ППУ;
  • материал защитной оболочки: полиэтилен – ПЭ, оцинкованная стальная лента – ОЦ;
  • номер регламентирующего документа.

Маркировкой Труба Ст. 76×3,5-2-ППУ-ПЭ ГОСТ 30732-2001 обозначается стальное изделие с внешним размером 76 мм, толщиной стенки 3,5 мм, усиленной ППУ изоляцией в оболочке из полиэтилена.

Заключение

Поскольку у предизолированных труб из-за небрежной доставки могут деформироваться внешние слои, их нужно перевозить на автомобилях с удлиненным прицепом. Использование неприспособленного транспорта приводит к повреждению теплоизоляционного слоя. На дно кузова рекомендуется положить деревянные бруски и принять меры по защите труб от раскатывания. Перевозка при температуре воздуха ниже 18 ⁰C запрещена. Подъем и опускание должны производиться специальными траверзами с мягкими полотенцами. Применение тросов и цепей исключается.

Предварительно изолированные (предизолированные) трубы

Самым эффективным материалом, обеспечивающим защиту магистралей от воздействия отрицательных температур и коррозии, считаются предварительно изолированные (предизолированные) трубы. Их конструкция представляет собой многослойную структуру, причем каждый слой выполняет свои функциональные задачи. Производство таких труб в заводских условиях дает возможность достигнуть высокого качества изделия, что существенно увеличивает срок эксплуатации любой магистрали.

Технология изготовления труб с предварительной изоляцией

Трубы предизолированные ППУ состоят из следующих конструктивных слоев:

Трубы стальные предизолированные

  • Стальная прямошовная сварная труба, обеспечивающая основные эксплуатационные характеристики трубопровода. Магистрали из данного материала могут использоваться при прокладке сетей отопления, водоснабжения, в том числе и горячего, нефте- и газопроводов. Рабочее давление транспортируемых жидкостей или газов может достигать 16 атмосфер и более.
  • В качестве наружной оболочки еще не так давно использовалась исключительно оцинкованная тонколистовая сталь, которая обеспечивает защиту системы от воздействия внешних факторов, вызывающих коррозийные процессы. В последнее время предизолированные трубы для тепловых сетей производятся с применением внешней оболочки из полиэтилена низкого давления (ПНД). Этот материал отличается небольшим удельным весом, он устойчив к воздействию различных агрессивных сред, не поддается коррозии и гниению. Благодаря этому трубы с таким покрытием могут использоваться для прокладки подземных и наземных магистралей различного назначения.
  • Между внутренней и внешней трубой закачивают пенополиуретан, считающийся одним из самых эффективных теплоизоляторов. Его применение позволяет снизить практически на четверть тепловые потери в сетях отопления и горячего водоснабжения. Кроме того, ППУ надежно защищает магистраль от воздействия отрицательных температур даже при наземной укладке.

Производство труб с предизоляцией

Производство предизолированных труб осуществляется на современных автоматизированных линиях при контроле качества и соблюдения технологии на каждом из этапов:

Производство предизолированных труб

  • Стальные трубы проходят дробеструйную обработку, которая обеспечивает удаление окалины, ржавчины и придает поверхности определенную рельефность. Благодаря этой шероховатости обеспечивается лучшее сцепление вспененного полиуретана и стали.
  • Стальная заготовка помещается в полиэтиленовый футляр и фиксируется так, чтобы обеспечить одинаковую толщину утеплителя по всему сечению конструкции. Длина наружной ПНД оболочке несколько меньше чем размер трубы, не закрываются оба торца изделия на 15-20 см. Это делается для обеспечения сварки трубопровода.
  • Полученную заготовку заполняют пенополиуретаном и оставляют до полного затвердевания утеплителя.

Для прокладки трубопроводов в особо сложных климатических условиях используют предизолированные трубы с греющим кабелем, который обеспечивает активную защиту магистрали от перемерзания. Навивка кабеля осуществляется сразу после подготовки стальной трубы после дробеструйной обработки.

Преимущества труб с предизоляцией ППУ

Специалисты в первую очередь выделяют следующие преимущества таких труб:

  • Средний срок эксплуатации достигает 30 лет.
  • Существенно снижаются эксплуатационные расходы на ремонт и обслуживание магистрали.
  • Предизолированные трубопроводы позволяют минимизировать потери тепловой энергии при транспортировке различных жидкостей.
  • Высокая устойчивость к воздействию агрессивных веществ, входящих в состав грунтовых вод.
  • Возможность отказаться от дополнительной гидроизоляционной обработки магистрали, что позволяет снизить себестоимость выполнения работ по монтажу.
  • Укладка труб такого типа осуществляется бригадой сварщиков, применение специального оборудования не требуется.

Именно эти эксплуатационные качества и стали причиной увеличения объема прокладки предизолированных труб при устройстве городских коммуникационных сетей различного назначения.

Монтаж труб с предварительной изоляцией

К сожалению еще можно встретить ситуацию, при которой стальная предизолированная труба в местах соединения утепляется традиционными материалами (стекловата, минеральные утеплители). Назвать рациональным такой подход к монтажу нельзя.

Установка труб с предварительной изоляцией

Получить высокую качественную изоляцию магистрали можно только при выполнении сборки трубопровода с применением термоусадочных муфт из ПНД. Благодаря их использованию появляется возможность получить практически монолитную тепло- и гидроизоляцию всего трубопровода.

Монтаж предизолированных труб по данной технологии выполняется следующим образом:

  • Термоусадочная муфта, представляющая собой отрезок трубы ПНД соответствующего диаметра, одевается на одну из соединяемых труб. При этом она должна быть отодвинута не менее чем на 50 см от края трубы.
  • После того как выполнена установка стыкуемых труб (соосность, сварочный зазор между торцами) выполняют сварочные работы. При монтаже теплотрасс и водопроводных коммуникаций применяется электрическая или газовая сварка. По завершению работ необходимо убедиться в качестве сварного соединения и дать стыку остыть.
  • Термоусадочная муфта перемещается в рабочее положение (она должна полностью перекрывать неутепленные края двух соединенных труб).
  • Муфта подвергается нагреву пламенем сварочной газовой горелки, при этом необходимо греть от середины к краям элемента. Нельзя перегревать и прожигать поверхность муфты.
  • Под воздействием температуры муфта сжимается и плотно охватывает слой изоляции трубы.
  • Завершающим этапом является заполнение муфты вспененным полиуретнаном.

Применение стальных труб с предизоляцией ППУ и термоусадочных муфт считается наиболее рациональной и перспективной для прокладки магистральных трубопроводов различного назначения.

Ссылка на основную публикацию