Пределы долговечности


09.11.2007

В начале 1970-х гг. страны Западной Европы, где велика доля централизованного теплоснабжения (Дания, Финляндия, Швеция), перешли с минеральной ваты на новый тип изоляции трубопроводов – конструкции, изолированные в заводских условиях жестким пенополиуретаном (ППУ). Спустя 20 лет этот метод был освоен и в России.

По требованиям европейского стандарта EN 253 срок службы предварительно изолированных труб должен быть не менее 30 лет при условии постоянной эксплуатации системы с температурой +120°С. В системе, где температура менее +95°С, срок службы практически не ограничен.

Предварительно изолированные трубы используются при строительстве сетей теплоснабжения, горячего водоснабжения, технологических трубопроводов, нефтепроводов. Они представляют собой конструкцию типа «сэндвич», состоящую из «внутренней» стальной трубы, слоя теплоизоляции и, если это ППУ, внешней оцинкованной оболочки или оболочки из полиэтилена высокой плотности в зависимости от наземного или подземного способа прокладки трассы.
Полиэтиленовая труба нужна, потому что полимерной ячеистой конструкции с высоким сорбционным увлажнением, которую представляет собой труба с ППУ, требуется надежная гидрозащитная оболочка.
Применение теплоизоляции из жесткого пенополиуретана и других современных материалов взамен минеральной ваты позволяет снизить потери тепла при его транспортировке от производителя к потребителю с 30–40% до 2–4%.
Годовая экономия топлива при этом достигает 20–25%, а срок окупаемости капиталовложений в зависимости от диаметра и длины теплотрассы, мощности котельной, режима ее работы и других условий не превышает 1,5–3,5 лет.
В Западной Европе, например, сокращение потерь на 25% позволило уменьшить количество отпускаемого тепла. Полимерный слой дает возможность прокладывать трубопроводы в болотистой местности и насыщенной грунтовыми водами.
Отказаться от традиционных матов и скорлуп из минеральных и базальтовых ват, покрытых оцинкованными лентами или асбоцементным составом, в которые одевали трубы при монтаже и реконструкции теплотрасс, пришлось не только из-за теплопотерь. Названные материалы не защищены от увлажнения в процессе эксплуатации, что снижает их теплоизолирующие свойства.
На трубу, кроме того, надо обязательно наносить антикоррозионное покрытие. При этой технологии нельзя вести бесканальную прокладку. Словом, низкий технический уровень решения задачи теплоснабжения, множество технологических операций в ходе прокладки теплотрасс, высокая трудоемкость работ, растянутые сроки их завершения создали предпосылки для перехода на новую технологию, которая повсеместно освоена в Европе.

Единственный минус применения полимерных материалов в качестве изоляции – их высокая стоимость. Но если учесть длительный срок эксплуатации трасс, окажется: предизолированные на заводе трубы выгоднее, несмотря на более дорогую цену изделий.
Хотя бы потому, что обеспечивают надежную и долговременную работу теплопровода и существенно уменьшают издержки на строительно-монтажные работы.
По требованиям европейского стандарта EN 253 срок службы предварительно изолированных труб должен быть не менее 30 лет при условии постоянной эксплуатации системы с температурой +120°С. В системе, где температура менее +95°С, срок службы практически не ограничен.
В России и за рубежом достаточно широко применяются различные типы теплоизоляционных конструкций: армопенобетон, фенольный поропласт, пенополиуретановая изоляция (ППУ), пенополимерминеральная изоляция (ППМ). Сравнительный анализ их свойств привел к выводу о том, что предпочтительным является изоляция стальных труб пенополиуретановой (ППУ) и пенополимерминеральной (ПММ) оболочкой.

Развивая производство

Технологии предизоляции появились на постсоветском пространстве более 10 лет назад. Их рынок заложили зарубежные фирмы. Потом заимствованные оборудование, материалы, компоненты были оперативно освоены российскими компаниями. В итоге в Москве, Петербурге, на Урале, в Поволжье, других регионах новые или реконструированные заводы приступили к выпуску предизолированных труб. Признаться, с разным успехом, несмотря на очевидные преимущества метода. Потребителей не всегда устраивают качество и цена изделий.
Специалисты считают, методу предизоляции сложно найти альтернативу. Способ применения на объекте пенополиуретановых сегментов (полуцилиндров или, как их называют в обиходе, скорлуп) не конкурент. Начальная цена такого вида изоляции несколько ниже. Однако, если учесть затраты ручного труда при монтаже сегментов, затраты на гидроизоляцию теплотрассы, на неизбежные в этом случае периодические ремонты изоляции, то преимущества предварительно изолированных труб станут очевидны.

Минский завод «СарматТермоИнжиниринг» так представляет физико-механические свойства ППУ. Самая низкая из известных теплоизоляторов теплопроводность( 0,028–0,04 Вт/м.град.), долговечность, рабочая температура эксплуатации до 130°С, устойчивость к воздействию влаги, высокая адгезия ППУ с поверхностью трубы, высокая механическая прочность, инертность к щелочным и кислотным средам, нетоксичность.
В Тольятти Самарской обл. на заводе ЗАО «Евровент» (торговая марка «TEPLO-ПAЙП») отработана технология изоляции труб длиной 12 м и диаметром от 57/125 мм до 426/560 мм и элементов трубопровода – отводов, опор, сильфонных компенсаторов.
Изоляция наносится методом заливки «труба в трубе». Жидкие компоненты ППУ впрыскиваются в пространство между стальной трубой и надетой на нее сплошной полиэтиленовой оболочкой, где затем отвердевают. В результате получается жесткая конструкция, обеспечивающая нормативные механические и теплофизические характеристики. Трубы комплектуются системой ОДК (оперативного дистанционного контроля увлажненности).
Теплопроводность ППУ в 2,5 раза меньше, чем у армопенобетона, и на 15% меньше, чем у сухой минеральной ваты.
Специалисты Вологодского ООО «Иммид», производители таких же труб в ППУ с гидрозащитой из полиэтилена, подчеркивают, что выпуск изделий должен проходить в соответствии с отраслевыми стандартами и техническими условиями, где в деталях прописаны все этапы техпроцесса. Это особенно важно для линий газопровода, где надежность является первым условием.
НП «Российское теплоснабжение» провело анализ продукции ряда предприятий московского региона, отметив высокий уровень качества продукции – ЗАО «Мосфлоулайн» и «Мостеплосетьэнергоремонт» ОАО МОСЭНЕРГО (предизолированные трубы в ППУ-изоляции); ООО НПП «Пенополимер» (г. Коломна) – трубы в ППМ-изоляции; ЗАО «АНД Газтрубпласт» (г. Москва) – пластиковые трубы из сшитого полиэтилена с ППУ-изоляцией и ЗАО НПО «Стройполимер» (до стальной трубы 325 мм и полиэтиленовой оболочки 450 мм).
При этом, несмотря на то, что большинство предприятий используют ППУ, эксперты отметили, что у теплоснабжающих организаций меньше претензий к трубам в пенополимерминеральной изоляции. Не только в связи с меньшим объемом применения, но и из-за более высоких эксплуатационных качеств труб в ППМ-изоляции. Кстати, по информации «Екатеринбургэнерго», все внутриквартальные сети в столице Урала в настоящее время перекладываются из таких труб.

О том, каковы отличительные особенности предизолированных труб в ППМ, нам рассказал зам. коммерческого директора ООО «НПП Пенополимер» Петр Михайлович Головко.
– Во-первых, в отличие от других, европейских, технологий, это исключительно российская разработка. Пенополимерминеральная (первое название полимербетонная) изоляция была изобретена учеными института ВНИПИэнергопром еще в середине 1970-х гг. С ними мы и продолжаем работать. Занимаемся научно-техническими разработками в области экструзивного вспенивания. В феврале будущего года планируем запуск линии экструдированного пенополистирола с плотностью 18 кг/м3.
Хотя у ППМ коэффициент теплопроводности чуть больше, чем у ППУ (0,044 Вт/м.град.), зато не требуется полиэтиленовой оболочки. Это безоболочная пенополимеризация, потому что технология позволяет получить корковый слой, который не боится не только влаги, но и механических повреждений, защищает трубу от внешней среды. Дело в том, что за один цикл формования ППМ-изоляции в заводских условиях на трубе образуются одновременно три слоя: внутренний антикоррозионный толщиной 3–8 мм, с высокой адгезией плотно прилегающий к трубе; средний теплоизоляционный, толщина которого определяется в соответствии с тепловыми расчетами; и наружный механо-гидрозащитный слой толщиной 5–10 мм.

ППМ-изоляция изготавливается из органоминеральных композиций, включающих различные вариации химических веществ и минеральных наполнителей. У нас в качестве наполнителя применяется мелкозернистый кварцевый песок. Процесс полимеризации занимает всего 30–40 мин.
Особенностями ППМ-изоляции является паропроницаемость (при случайном намокании изоляции теплопровода влага под нагревом превращается в пар и вытесняется из изоляционного слоя) и отсутствие внешней гидрозащитной полиэтиленовой оболочки. ППМ-изоляция на стальной трубе – это монолитная тепло- и гидроизоляционная конструкция, не требующая контролирующей увлажнение системы СОДК.
У труб с ППМ-изоляцией широкая область применения. Это инженерные сети (горячее водо- и теплоснабжение, насыщенный пар), фреонопроводы на хладокомбинатах, технологические линии подогретой нефти.
В перспективе мы намерены увеличить термостойкость изоляции, чтобы она держала не только насыщенный, но и перегретый пар.

Подготовил Виктор Малков

Количество показов: 634


^ Наверх