Предизолированные трубы: лучшее решение для современных теплосетей. Предизолированные теплотрассы: в чем преимущества? Трубы стальные предизолированные для бесканальной
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 - 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.
Для сооружения тепловых сетей используются предизолированные трубы и детали
согласно каталогам фирм-изготовителей.
Материал стальной трубы должен соответствовать требованиям Правил устройства и
безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды, утвержденных
Министерством по чрезвычайным ситуациям и Министерством труда Республики Беларусь
(3.1.1 и 3.1.2).
Изменение направления трассы трубопровода тепловой сети выполняется при помощи
предизолированных отводов с углом 15, 30, 45, 60, 75, 90° заводского изготовления.
Повороты трассы на угол 15° и менее осуществляются методом подрезки отдельных
участков трубопровода на угол не более 5°.
Арматура- предизолированные шаровые краны (клапаны).
Компенсация температурных удлинений трубопроводов осуществляется за счет
применения L, Z, U-систем, одноразовых компенсаторов, предварительного нагрева
трубопровода при монтаже.
Соединение стальных трубопроводов разных диаметров выполняется сваркой с
использованием типовых переходов.
Соединение стыков наружных полиэтиленовых труб выполняется при помощи
специальной оболочки, надеваемой на трубопровод, выполненной из полиэтилена низкого
давления марок 273-79, 273-80, 273-81 по ГОСТ 16338 или полиэтилена высокого давления
Герметизация стыковых соединений выполняется при помощи термоусадочной тесьмы
или термоусадочного бандажа.
Для теплоизоляции стыковых соединений применяется пенополиуретан ППУ-317М (ТУ
6355-55-221-1472), состоящий из компонента А 317М/1 по ТУ 6.55.221.14.71 и компонентаБ
(полиизоцианат) по ТУ 113.03.38-106.
5.10
Для выполнения тепловой и гидравлической изоляции на концах трубопровода
применяется специальная концевая насадка, компоненты пенополиуретана, а также
термоусадочная тесьма или рукав.
Транспортировка и складирование предизолированных элементов
При транспортировке, погрузке и разгрузке предизолированных труб и их элементов
необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы не повредить наружную
полиэтиленовую трубу-оболочку.
Погрузочно-разгрузочные операции необходимо производить с использованием мягких
широких строп и строп с концевыми захватами. Нельзя применять в качестве строп стальные
тросы, шнуры и т.п., вызывающие деформацию поверхности полиэтиленовых труб. Бросать
трубы запрещается.
Транспортировка труб автотранспортом и погрузочно-разгрузочные работы
допускаются при температуре наружного воздуха до минус 20 °С. Трубы следует хранить в
штабелях на ровной площадке, оборудованной лежнями, расположенными с шагом 2 м.
Высота штабеля не должна превышать 1 м. Штабели должны располагаться под навесом,
защищающим трубы от воздействия солнечных лучей и атмосферных осадков.
Длительность хранения предизолированных изделий должна оговариваться их
изготовителем.
5.15
Жидкие компоненты пенополиуретана следует хранить в отапливаемых помещениях
при температуре от 15 до 30 °С.
Земляные и вспомогательные работы
Земляные, вспомогательные и подготовительные работы следует выполнять согласно
требованиям СНБ 5.01.01 и СНиП 3.05.03.
Глубина траншеи определяется проектом согласно продольному профилю на основании
допустимых глубин заложения трубопроводов с учетом выравнивающей песчаной подсыпки
толщиной не менее 100 мм. Плотность засыпанного грунта после трамбовки должна
находиться в пределах от 1700 до 1800 кг/м"
Минимальная ширина подошвы траншеи зависит от величины соответствующих
диаметров труб и регламентированных расстояний по горизонтали между трубами и стенкой
траншеи. Расстояние от трубы до стенки траншеи должно быть не менее 100 мм. Расстояние
между трубами, мм, принимается для труб диаметром:
от 250 до 780 мм - 250;
более 900 мм - 350.
В местах выполнения соединений предизолированных элементов траншею необходимо
расширить и углубить, исходя из удобства выполнения работ.
Дно должно быть ровным и выполнено с уклоном в соответствии с проектом.
Допуск на неровность дна не должен превышать 3 см на длине 1 м.
6.1
Тепловые сети из предизолированных труб монтируются с соблюдением требований
надзора со стороны представителей проектной организации и заказчика.Работы должны выполняться при благоприятных погодных условиях. Сварку трубследует выполнять при температуре не ниже О °С, а изоляцию и герметизацию соединений- не ниже 10 °С. При атмосферных осадках герметизацию соединений необходимо выполнять под укрытием (шатром из пленки, брезента и т.д.).
Укладка трубопровода
6.2 Предизолированный трубопровод следует укладывать на выравнивающий слой пескатолщиной не менее 10 см.
Опускание в траншею предизолированных труб наружным диаметром до 160 мм допускается выполнять вручную или при помощи лебедки (крана). При этом необходимо соблюдать меры предосторожности, чтобы не повредить трубу-оболочку.
Предизолированные трубы, содержащие устройства сигнализации обнаружения
неисправностей изоляции трубопровода, должны укладываться так, чтобы контрольные
провода находились вверху трубы.
Трубопровод следует укладывать с уклоном не менее 2 % 0 .
6.5 Сварка стыков и отводов предизолированных трубопроводов выполняется
непосредственно в траншее. В некоторых случаях допускается сварка трубопровода над
траншеей, что оговаривается проектом.
В этом случае предизолированные трубы необходимо уложить на деревянные подкладки сечением 100x100 мм, которые располагают с шагом от 2 до 3 м.
Перед укладкой предизолированных труб и элементов в траншею необходимо на концы
труб надеть временные заглушки.
Все соединения стальных труб и их элементов следует выполнять электросваркой.
Допускается газовая сварка для труб диаметром до 50 мм.
Сварные работы при соединении предизолированных труб следует выполнять согласно
требованиям действующих нормативных документов.
Во время газовой сварки необходимо применять защитные экраны для предохраненияизоляции и трубы-оболочки от действия пламени горелки.
Перед началом сварки концы стальных труб должны быть тщательно очищены от
антикоррозийного масла при помощи активных обезжиривателей, без растворителей, а также
от пенополиуретана, т.к. при его горении выделяются токсичные газы.
После выполнения сварных соединений и испытания трубопроводов на герметичность
приступают к выполнению устройства системы аварийной сигнализации.
Если требуется укоротить предизолированную трубу, необходимо выполнить
следующие операции:
отмерить заданный отрезок и отметить место разреза;
отмерить от места разреза на оставшейся трубе 200 мм и отметить круговой линией;
чтобы не повредить провода сигнализации;
Удалить отрезанный участок полиэтиленовой трубы-оболочки;
удалить пенополиуретановую изоляцию в зоне снятия трубы-оболочки при помощи
ножа или других режущих средств осторожно, чтобы не повредить провода
сигнализации;
тщательно очистить поверхность стальной трубы, чтобы во время сварки не допустить
сжигания остатков пенополиуретана, выделяющего токсичные газы;
Монтаж стыковых соединений
6.13
На песчаном основании укладываются деревянные подкладки, расстояние между
которыми должно быть не более 3,0 м. Обеспечивается соосность свариваемых труб.
Перед началом соединения на один из концов трубы надевается соединительная муфта. Если
используются термоусаживающие кольца, то необходимо надеть и их.
После контроля соосности выполняется сварка труб.
Если монтируются трубы с сигнальными проводами, необходимо, чтобы провода были вверху в положении "без 10 минут 14 часов".
При монтаже перехода требуются две муфты различного диаметра, которые предварительно надеваются на концы свариваемых труб. При монтаже термоусаживающего уплотнения необходимо провести следующие мероприятия:
закончить при необходимости монтаж аварийной сигнализации;
протянуть сигнальные провода через термоусаживающее уплотнение, а если есть
необходимость - соединить сигнальные провода между собой;
очистить стальную трубу при помощи металлической щетки от ржавчины;
очистить наружную полиэтиленовую трубу от посторонних предметов и зачистить;
подогреть стальную и полиэтиленовую трубы до 60 °С;
После проверки муфты на герметичность в отверстие муфты заливаются компоненты
пенополиуретана. После затвердения пены отверстие герметизируется пробкой.
Система аварийной сигнализации
6.14
Для контроля за состоянием (увлажнением) теплоизоляционного слоя трубопровода
монтируется система аварийной сигнализации.
Система состоит из двух медных проводов (далее - провода) площадью сечения 1,5 мм 2 , вмонтированных в пенополиуретановую изоляцию на расстоянии от 15 до 20 мм от стальной трубы в положении "без 10 минут 14 часов".
Монтаж стыковых соединений
Заделка конца трубопровода
6.26 Перед заделкой конца трубопровода необходимо закрыть отверстие стальной трубы.
После положительных результатов испытаний на герметичность на конец трубопровода
надеть конечную муфту таким образом, чтобы между дном муфты и концом стальной трубы
толщина термоизоляции была 5 см для труб диаметром до 200 мм и 7,5 см для труб
диаметром более 250 мм.
Для гидравлической изоляции конца предизолированного трубопровода применяют термоусадочные рукава.
Засыпка трубопроводов грунтом
6.27 Засыпка начинается с песчаной обсыпки.
Песчаную обсыпку следует выполнять двумя слоями. Первый слой - засыпать пространство между трубопроводами, а также между трубопроводом и стеной траншеи, и затем слой уплотнить. Второй слой уложить горизонтально, не менее чем на 10 см выше трубопровода и уплотнить.
После выполнения песчаной обсыпки оставшуюся часть траншеи засыпать грунтом, прежде выбранным из траншеи (удалив из него крупные камни и твердые глыбы) и уплотнить его механическим способом.
Особые требования
В случае прокладки предизолированных трубопроводов в местах, подвергающихся
динамическим нагрузкам (превышающим 5,0 т/ось), а также при прикрывающем слое менее
50 см, в местах, предусмотренных проектом, на высоте не менее 30 см над поверхностью
трубопровода необходимо уложить железобетонную плиту, или трубопровод проложить в
защитных трубах или железобетонных каналах.
Тепловую сеть обозначить предупреждающей лентой, уложенной на расстоянии 30 см
над трубопроводом.
7.1 Испытания и промывка теплопроводов производится в соответствии с требованиями
СНиП 3.05.03 и "Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и
горячей воды", изд. 1994 г.
Теплопроводы должны подвергаться предварительному и окончательному испытаниям на прочность и герметичность.
Предварительное испытание трубопроводов следует производить отдельными участками по мере окончания монтажно-сварочных работ до установки оборудования пусковых, сильфонных компенсаторов, запорной арматуры, но после того, как сваренный участок теплопровода уложен и концы испытываемого участка заварены заглушками. Использование запорной арматуры для отключения испытываемого участка не допускается.
О результатах проведения испытаний и проведения промывки составляются акты.
Приемку трубопроводов в эксплуатацию необходимо производить в соответствии с
требованиями СНБ 1.03.04, учитывая указания СНиП 3.05.03.
Заказчик и генеральный подрядчик представляют приемочной комиссии, кроме
оговоренных СНиП 3.05.03 документов, дополнительно:
паспорта заводов-изготовителей на оборудование и сертификаты на трубопроводы;
акты о проведении растяжки компенсаторов и предварительного нагрева участков
теплопроводов;
7.5 В эксплуатирующей организации должны обязательно храниться сведения об участках теплосети, проложенных с предварительным нагревом теплопроводов.
8 Требования безопасности при производстве работ
При производстве работ необходимо соблюдать требования СНиП Ш-4-80*.
К работам по устройству тепловых сетей из труб с теплоизоляцией из
пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке допускаются лица, достигшие 18 лет,
прошедшие медицинское освидетельствование, специальное обучение, вводный инструктаж
и инструктаж на рабочем месте по технике безопасности.
8.3 При загорании теплоизоляции труб, фасонных изделий, деталей и элементов следует
использовать обычные средства пожаротушения; при пожаре в закрытом помещении следует
пользоваться противогазами марки БКФ.
При сушке или сварке концов стальных труб, свободных от теплоизоляции, торцы теплоизоляции следует защищать жестяными разъемными экранами толщиной от 0,8 до 1 мм для предупреждения возгорания от пламени пропановой горелки, искр электродуговой сварки.
При термоусадке полиэтиленовых муфт и манжет пламенем пропановой горелки
необходимо следить за нагревом муфт, манжет и полиэтиленовых оболочек труб, не
допуская пережогов полиэтилена или его возгорания.
Отходы пенополиуретана и полиэтилена при резке изолированных труб и
освобождении стальных труб от изоляции должны быть сразу после окончания рабочей
операции собраны и складированы в специально отведенном на стройплощадке месте на
расстоянии не менее 2-х метров от теплоизолированных труб и деталей.
Теплоизоляция труб и деталей (вспененный пенополиуретан и полиэтилен) не
взрывоопасна, при обычных условиях не выделяет в окружающую среду токсичных веществ
и не оказывает при непосредственном контакте вредного влияния на организм человека. Обращение с ней не требует особых мер предосторожности (класс опасности 4 по ГОСТ 12.1.007).
(приготовление смеси пенополиуретана, заливка смеси в стык) должны производиться с применением специальных средств защиты (костюм хлопчатобумажный, спецобувь,
перчатки резиновые, рукавицы хлопчатобумажные, очки защитные).
При заливке пенополиуретаном стыков трубопроводов, прокладываемых в проходных каналах (тоннелях), необходимо пользоваться респиратором типа РУ-60М.
8.8 На месте заливки стыков пенополиуретаном должны находиться средства для дегазации применяемых веществ (10 % раствор аммиака, 5 % раствор соляной кислоты), а также аптечка с медикаментами (1,3 % раствор поваренной соли, 5 % раствор борной кислоты, 2 % раствор питьевой соды, раствор йода, бинт, вата, жгут). Необходимо помнить, что компонент "Б" смеси пенополиуретана (полиизоцианат) относится к ядовитым веществам.
9 Охрана окружающей среды
При прокладке тепловых сетей должны соблюдаться требования СНиП 3.05.03 по
охране окружающей среды.
Не допускается без получения в установленном порядке разрешения производить
работы по строительству теплосети.
Промывку трубопроводов следует выполнять с повторным использованием воды.
Слив воды из трубопроводов после промывки (дезинфекции) производить в места,
предусмотренные ППР.
Территория после окончания работ по устройству тепловой сети должна быть
очищена от отходов строительно-монтажных работ и восстановлена в соответствии с
требованиями проекта.
Отходы теплоизоляции из пенополиуретана и полиэтилена следует собрать для
последующего их вывоза на завод для утилизации либо захоронения в разрешенных местах.
Применение трубопроводов предварительно изолированных с устройством системы контроля изоляции позволяет остановить процесс повреждения трубопроводов от наружной коррозии.Более того,несомненные преимущества предизолированных трубопроводов-в обеспечении меньших потерь тепла за счет пенополиуретановой изоляции,в сравнении с обычной канальной прокладкой потери тепла уменьшаются примерно в 3-3,8 раза.
Прокладка предизолированных трубопроводов,кроме того,обладает значительными преимуществами по сравнению с традиционной,она не требует применения железобетонных изделий и конструкций,имеет значительно меньшую глубину заложения трубопроводов и сокращает сроки строительства в 3-4 раза.
Готовые предизолированные трубопроводы и фасонные изделия изготавливаются СКТБ «Сармат» согласно ТУ РБ 14739482.130-97.
Предизолированные трубы и детали выполняются из трубы стальной с теплоизоляционным покрытием из индустриального пенополиуретана (бесфреонового и озононеразрушаемого) с гидрозащитным покрытием из полиэтилена или оцинкованной жести.
Изоляция выполнена из жесткого пенополиуретана.Коэффициент теплопроводности-не более 0.033 Вт\мК.
Общая плотность-80 кг\м 3 .
Сопротивление на сжатие-не менее 0.3Мпа.
Сопротивление на срез-(0.15-0.4)Мпа.
Труба-оболочка выполнена из полиэтилена.Коэффициент теплопроводности-не более 0.43Вт\мК.
Плотность-950кг\м.
Срок службы-50 лет.
Трубы полиэтиленовые выполненные без шва,устойчивы к удару,коррозии,а также к действию ультрафиолетовых лучей.Для воздушной прокладки имеется оболочка из оцинкованной жести в виде спиральносвернутой трубы ТУ РБ 00012262-166-9.
Трубы ИЗОПРОФЛЕКС 0,6 МПа
КАСАФЛЕКС
Трубы ИЗОПРОФЛЕКС 75А 1,0 МПа
Трубы стальные в ППУ изоляции
Трубы стальные в ВУС изоляции
Трубы ИЗОПРОФЛЕКС Квадрига и Тандем
Конвекторы
Стальные панельные радиаторы
Подвижные опоры по ГОСТ 14911-82, ОСТ 36-94-83
Подвижные опоры тепловых сетей серия 5.903-10-13 выпуск 8-95
Неподвижные опоры тепловых сетей серия 5.903-10-13 выпуск 7-95
Подвижные опоры серия 4.903-10 выпуск 5
Неподвижные опоры серия 4.903-10 выпуск 4
Экономическая составляющая применения труб для централизованного теплообеспечения в наших городах определяется качеством и долговечностью трубопроводов и теплоизоляции. В России все предизолированные трубы, которые выпускаются, можно поделить на два типа - полимерные трубы и стальные. Теплоизолирующий слой - пенополиуретан ППУ. Он обладает структурой мелкоячеистой с замкнутыми порами. Достоинства ППУ - низкая теплопроводность и маленькое поглощение влаги. Слабая сторона - горючесть.
Основные виды предварительно изолированных труб, которые используются для тепловых сетей:
1. Стальные трубы в изоляции ППУ . Теплоизолированные трубы выпускаются согласно ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой». Трубы стальные в ППУ эксплуатируются при давлении до 1,6 МПа и температуре теплоносителя - до 1400 градусов (возможно повышение температуры не более, чем до 1500 градусов). Диаметр стальных труб - до 1420 мм. Защитная оболочка теплоизолированных труб изготавливается из ПЭ (для прокладки бесканальной), а также из стали оцинкованной (для прокладки надземной). Качество выпускаемой продукции определяется не только качеством стальных труб и её оболочки, но и технологией изготовления изоляции из ППУ.
Приоритет в использовании стальных предварительно изолированных труб обусловлен большим ассортиментом типоразмера, высокой термостойкостью, возможностью применения при высоком давлении, наличием в строительных и эксплутационных компаниях высококвалифицированных кадров. Самым главным недостатком стальных труб является низкая коррозионная стойкость. Применение проводников-индикаторов в системе оперативного дистанционного контроля (СОДК) необходимо при борьбе с коррозией. Их располагают в ППУ. Использование СОДК предоставляет возможность обнаружить участок с излишней влажностью изоляции, что способствует оперативному выполнению работ по ремонту теплоизолированных труб. Срок эксплуатации (согласно ГОСТ 30732-2006) предварительно изолированного трубопровода из стали (не меньше 30 лет) возможен только при очень качественном монтаже данного трубопровода, который соответствует всем нормативам по водоподготовке и при обязательном наличии СОДК. Одна и основных причин раннего износа стальных труб в ППУ - это намокание теплоизолятора, вследствие плохой герметичности внешней изоляции, при некачественном выполнении работ по изоляции стыков. Ещё одной причиной износа является технологический брак при проведении сварочных работ труб в ПЭ оболочках.
2. Полимерные трубы "Изопрофлекс" - это трубы из сшитого полиэтилена (РЕХ) в ППУ изоляции. Эти теплоизолированные трубы обладают хорошей гибкостью (радиус изгиба - приблизительно 1 м) и теплостойкостью до 95°С. Максимальное давление рабочее - до 1,0 МПа. Возможность использования длинномерных отрезков позволяет быстро произвести монтаж. Главные положительные особенности труб "Изопрофлекс" - гибкость, высокая химическая стойкость. Это дает возможность исключить СОДК. Но есть и недостатки - это большая толщина стенки трубы а, значит и, высокая стоимость. Эксплуатировать пластиковые трубопроводы дешевле, чем стальные. Нет необходимости в проведении ремонтных работ, вызванных коррозией, как у стальных труб. Отсутствуют затраты на обслуживание систем ОДК.
Очень часто при создании систем водоснабжения или транспортировки различного рода промышленных жидкостей встает вопрос о защите трубопроводов.
Защищать их нужно от механических повреждений, атмосферных воздействий, но в первую очередь защита нужна от воздействия холода. Как бы то ни было, именно слишком низкая температура на улице самым серьезным образом сказывается на состоянии труб, а также их носителя.
Теплоизолированные трубы же выполняют свои функции при любой температуре воздуха, что выгодно отличает их от обычных. Осознав популярность теплоизоляции трубопроводов, разработчики решили пойти дальше и создали так называемые предизолированные образцы.
Что это такое и какими они бывают? Мы вас просветим в этом вопросе.
Cодержание статьи
Чем отличаются простые трубы?
Обычная труба для транспортировки определенного рода веществ, какая она? Скорее всего, трубой называют стальной или пластиковый продолговатый отрезок пустотелого цилиндра.
Труба может иметь стенки разной толщины, определенный диаметр, может даже изгибаться. Стенки бывают как очень тонкими, для бытового применения, так и довольно толстыми, вплоть до 10-15 мм или даже больше.
В последнем случае речь идет о линиях высокого давления, монтируемых на промышленных предприятиях, где нужно иметь возможность перегонять по системам коммуникаций носители под огромным давлением и температурой.
Какой бы толстой стенка трубы не была, она все равно не сможет защитить ее внутренности от промерзания. Металл очень хорошо проводит тепло, равно как и пластик, хотя у последнего показатель теплопроводности все-таки немного ниже.
При нулевой температуре труба без защиты еще может функционировать должным образом, а вот при -10 уже нет. Носитель либо полностью замерзнет, либо начнет медленно откладываться на стенках. Рано или поздно все это скажется на функционировании системы, полностью ее заблокировав.
Вот почему так необходима. Без нее любой трубопровод, проложенный по улице, во время зимы попросту замерзнет. Исключением не будут и системы теплого водоснабжения или отопления.
Даже если труба отопления и не замерзнет вследствие конфликта высоких и низких температур появится расхождение в температуре носителя на входе и выходе из магистрали.
Довольно внушительную часть тепловой энергии носитель потеряет безвозмездно, что тоже не очень хорошо. Ведь КПД снижается, а ресурсов на его искусственное повышение придется тратить в разы больше.
Альтернативный вариант
Защитить трубы отопления или водоснабжения достаточно легко. Нужно всего лишь продумать систему их теплоизоляции. Материалы используются из той же линейки, что и сырье для изолирования несущих конструкций дома.
Чаще всего применяют:
- минеральную вату;
- пенополистирол;
- пеноизол;
- вспененный полиэтилен.
Каждый вариант хорош по-своему. Но все они, так или иначе, предполагают дополнительную обработку трубы, на что уходит время и деньги. Этот процесс можно упростить.
В отличие от несущих конструкций дома, которые кстати, в последнее время тоже стали производить предизолированными, трубы предварительно обрабатывать очень легко.
Ведь все образцы унифицированы, производители знают, на какие модели ориентироваться и что конкретно нужно покупателю, а потому и действуют по ключевым направлениям.
Так и появились предварительно изолированные трубы – то есть те, которые обработали теплоизоляцией еще на стадии производства на заводе.
Технология и конструкция
Чаще всего предварительно теплоизолированные трубы производят больших размеров. Это объясняется тем, что бытовые трубопроводы прокладывают преимущественно внутри зданий либо под землей.
То есть доступа к воздуху у них нет, а значит, нет и опасности промерзания. Если же какой-то участок все же проложен по поверхности, то вследствие малой протяжности, его изолировать для хозяина труда не составит.
В то время как в промышленности все линии трубопроводов стараются держать на поверхности, чтобы в случае необходимости иметь доступ к любому их участку.
Это в свою очередь порождает необходимость качественно защищать трубы от воздействия низких температур, а значит автоматически повышает спрос на промышленные предизолированные трубы.
Конструкция их очень проста. По сути, мы имеем обычную трубу с коаксиальной оболочкой. То есть внешняя оболочка насаживается на внутреннее, цельное тело трубы. Насаживаются они при совпадении осей, то есть оси не пересекаются и держатся параллельно друг к другу.
Промежуток между телом трубы и ее защитной оболочкой заполняется теплоизолятором. В самом начале пользовались разными материалами, сейчас же предпочтение отдают пеноизолу.
Вот и получается, что теплоизолированные изделия являют собой аналоги обычных, только в двухслойном защитном кожухе. Первый его слой функционирует непосредственно как теплоизоляция, а второй как дополнительная механическая защита.
В качестве внешней оболочки пользуются:
- жестяной сталью;
- пластиком (в том числе гофрированным).
Свойства пеноизола
Пеноизол производители предварительно утепленных труб выбрали не просто так. Он обладает массой полезных свойств, но в то же время имеет и недостатки.
Из полезных свойств выделяют:
- Низкую теплопроводность.
- Высокую прочность.
- Эффективность.
- Низкий вес.
- Паропроницаемость.
- Нулевую реакцию на влагу.
- Отсутствие коррозии.
- Долговечность.
Прекрасный материал, не правда ли? Он обладает всеми теми свойствами, что необходимы для качественного утеплителя. Проблема здесь состоит только в том, что пеноизол наносится в виде готовой пены.
Процесс во многом схож с нанесением монтажной пены, только в куда больших масштабах.
А это, скажем прямо, не всегда удобно. Для нормального взаимодействия потребуется дорогостоящее оборудование, ингредиенты для замешивания состава, а также кое-какой опыт, так как пеноизол имеет свойство усаживаться, причем неравномерно, в зависимости от многих факторов.
Для самостоятельного применения, да еще и на трубах, такой вариант неприемлем. Результат получится бесформенным, неэстетичным, да и времени на сам процесс уйдет масса.
Другое дело – обработка на заводе, где все этапы автоматизированы и просчитаны до секунды. Здесь предизолированные пеноизолом трубы стали настоящим прорывом.
Их легко производить (нужно всего-то собрать коаксиальную основу и заполнить промежуток между оболочкой и защитным кожухом) они крайне эффективны и довольно дешевы (цена падает из-за унификации и ускорения производства).
На выходе же получаются трубы с едва ли не лучшим , дополнительной механической защитой и хорошей стоимостью.
Отметим, что на рынке можно встретить и трубы, изолированные без пеноизола. К примеру, обработанные пенопластом, гибкие модели с оболочкой заполненной вспененным полиэтиленом и т.д.
Но они почти всегда уступают вышеописанным образцам по всем показателям, в том числе и экономическим, а потому такой популярности не сыскали.
Виды предизолированных труб
Существует две основные разновидности предизолированных труб. Встречаются трубы:
- жесткие;
- гибкие.
Жесткие трубы – стандартный вариант. Имеется внутренний отрезок трубы определенного диаметра, обработанный слоем из пеноизола. Толщина слоя зависит от задач, что ставятся перед конкретной системой.
В холодных регионах он может равняться 10 и более сантиметрам, а в более теплых вполне хватит изоляции толщиной в пределах 5 см.
Наружный защитный слой выполнен из жестяной стали, в редких случаях нержавейки. Такие изделия прекрасно подходят для сборки магистральных систем водоснабжения, напорных промышленных трубопроводов, центральных разводок и т.д.
Гибкие вариации выпускают по схожей технологии, только вместо наружной оболочки из металла делается гофрированный пластиковый каркас. Его нельзя назвать исключительно гибким, да и пеноизол внутри гнуть не так-то легко, но все же некоторая степень свободы допускается.
Отрезок можно проложить по небольшому радиусу, при желании загнуть и перекрутить так, как вам хочется. Даже если утеплитель внутри и повредится, никаких существенных последствий на функционировании системы водоснабжения вы не ощутите.
Соединение предизолированных труб (видео)
Дополнительные вариации
Предизолированные трубы выпускают преимущественно едиными и монолитными. Но так бывает не всегда. Для более узких задач производят и модели с комбинированной разводкой.
То есть у них внутри кожуха может находиться не один крупный отрезок, а несколько. Конечно, они намного тоньше, и не столь эффективны, но зато хорошо изолированы и укреплены. Какие-либо повреждения или промерзание подобной конструкции не грозит.
Вариант с несколькими мелкими трубами интересен тем, что так можно прокладывать целые кластеры коммуникаций, при этом формируя компактную, эстетичную и крайне удобную систему.
Единственный ее минус – необходимость вскрывать кожух в случае прорыва одной из труб. Да и более того, понять, что же и где конкретно прорвалось тоже не так просто.
Также любой уважающий себя производитель предварительно изолированных труб занимается изготовлением защищенных фитинов, что подходили бы к их продукции. Самые частые варианты это – , четверные разводки, угловые фитинги, запорные элементы и т.д.
Журнал "Новости теплоснабжения", № 3, (19), март, 2002, С.25 - 31, www.ntsn.ru
к.т.н. В.Е. Бухин, старший научный сотрудник, НПО «Стройполимер»
Россия является страной с высоким уровнем централизованного теплоснабжения (до 80%). Страну пронизывают около 280 тыс. км тепловых сетей (в двухтрубном исчислении) с диаметрами труб от 57 до 1400 мм, десятую часть которых составляют магистральные, остальные – распределительные теплосети.
Преобладающим способом прокладки тепловых сетей в Российской Федерации является прокладка в непроходных каналах с минераловатной теплоизоляцией (80%). Бесканальная прокладка, выполняемая из конструкций заводского изготовления с использованием изоляции из армопенобетона и битумосодержащих масс (битумоперлит, битумовермикулит, битумокерамзит), составляет 10% общей протяженности тепловых сетей.
Из-за увлажнения применяемых материалов в процессе эксплуатации теплозащитные свойства теплоизоляционных конструкций резко снижаются, что приводит к потерям тепла, в 2-3 раза превышающим нормативные.
Общие потери тепла в системах централизованного теплоснабжения составляют около 20% от отпускаемого тепла (78 млн т условного топлива в год), что в 2 раза превышает аналогичный показатель передовых стран Западной Европы.
Системы централизованного теплоснабжения в Российской Федерации обеспечивают в настоящее время теплопотребление в объеме 2171 млн Гкал в год, что примерно соответствует годовому теплопотреблению всех стран Западной Европы и почти в 10 раз превышает теплопотребление, обеспечиваемое системами централизованного теплоснабжения в этих странах. Являясь пионером в области централизованного теплоснабжения и обладая самой крупной в мире системой тепловых сетей, Россия существенно отстала от передовых зарубежных стран в техническом уровне - в использовании современных материалов и технологий при прокладке теплопроводов.
Около 90% экономии топлива, полученной за счет комбинированных методов выработки тепла, «теряется» в тепловых сетях. Долговечность тепловых сетей в 1,5-2 раза ниже, чем за рубежом, и не превышает 12-15 лет. Не лучше обстоят дела в системе горячего водоснабжения.
Объемы планового ремонта и реконструкции тепловых сетей по Российской Федерации составляют в настоящее время 10-15% от общей потребности, но из-за экономических проблем фактически выполняется не более 4-6%.
Наиболее эффективным решением поставленных выше проблем является широкое внедрение в практику строительства тепловых сетей трубопроводов с пенополиуретановой теплоизоляцией типа «труба в трубе».
Эта идея не нова. В газете «Вечерняя Москва» от 10 декабря 1963 г. сообщалось, что институтом «Мосинжпроект» были проведены опытные работы по использованию полиэтиленовых труб и вспененных полимерных материалов для изоляции подземных тепловых сетей. Однако в те годы это направление не получило широкого распространения.
Учитывая расширяющееся применение в России предварительно изолированных труб в системах централизованного теплоснабжения и большой интерес, проявляемый к этой проблеме специалистами проектных, строительных и эксплуатационных организаций, в настоящей статье рассмотрены основные положения новой технологии.
Применяемые теплоизоляционные материалы должны обладать высокими теплоизоляционными свойствами (коэффициент теплопроводности материала не должен превышать 0,06 Вт/(м. °С)) долговечностью (стойкостью к действию воды, химической и биологической агрессии), морозостойкостью, механической прочностью и экологической безопасностью, т.е. быть безопасными для жизни и здоровья людей и окружающей природной среды. Пенополиуретан наиболее полно отвечает этим требованиям.
Пенополиуретановая теплоизоляция обычно наносится на трубы в заводских условиях, а места стыков теплоизолируются на месте строительства, после сварки и испытания трубопровода. Схема трубы с теплоизоляцией из пенополиуретана и защитной оболочкой из полиэтиленовой трубы приведена на рис. 1.
Например, в Западной Европе такие конструкции успешно применяются с середины 60-х годов и нормализованы Европейским стандартом EN 253:1994, а также EN 448, EN 488 и EN 489. Они обеспечивают следующие преимущества перед существующими конструкциями:
· повышение долговечности (ресурс трубопроводов) в 2-3 раза;
· снижение тепловых потерь в 2-3 раза;
· снижение эксплуатационных расходов в 9 раза (удельная повреждаемость снижается в 10 раз);
· снижение капитальных затрат в строительстве в 1,3 раза;
· наличие системы оперативного дистанционного контроля за увлажнением теплоизоляции.
Предварительно изолированные трубы успешно используются для строительства:
· сетей теплоснабжения;
· систем горячего водоснабжения;
· технологических трубопроводов;
· нефтепроводов.
Сами трубы изготавливаются из различных материалов в зависимости от условий эксплуатации. В настоящее время для строительства теплотрасс наиболее широко используются стальные трубы, основные физико-химические показатели которых приведены в табл.1.
Таблица 1. Основные физико-механические показатели стали трубопроводов
Для изготовления изолированных труб используют стальные трубы наружными диаметрами 57 – 1020 мм, длиной до 12 м, соответствующие ГОСТ 550, ГОСТ 8731, ГОСТ 8733, ГОСТ 10705, ГОСТ 20295, требованиям действующих нормативных документов на тепловые сети и «Правилам устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды».
Стальные отводы, тройники, переходы и другие детали должны соответствовать требованиям ГОСТ 17375, ГОСТ 17376 и ГОСТ 17378.
Чтобы избежать коррозии труб, необходимо использовать обработанную воду. Обработка воды зависит от местных условий, но рекомендуется соблюдать следующие требования:
· отсутствие свободного кислорода;
Стандартная длина труб 6,0-12,0 м, но технология позволяет наносить теплоизоляцию на трубы любой длины и изготовленные из других материалов (см., например, журнал «Трубопроводы и экология» 1997, №1, с. 5 о трубах из полипропилена PPR с теплоизоляцией для горячего водоснабжения).
В России предварительно изолированные стальные трубы с теплоизоляцией из пенополиуретана и полиэтиленовой гидроизолирующей оболочкой применяются с 1993 г. Выпуск их организован на нескольких предприятиях (ЗАО «МосФлоулайн», Москва; АОЗТ «Корпорация ТВЭЛ»,. Санкт-Петербург; ОАО НПО «Стройполимер», Москва; ЗАО «Теплоизолстрой», Мытищи; 000 Завод теплоизолированных труб «Александра», Нижний Новгород; ЗАО «Сибпромкомплект», Тюмень и др.), объединенных в Ассоциацию производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией.
Технические требования к изолированным трубам и деталям трубопровода нормализованы в ГОСТ 30732-2001 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке», введенном в действие с 1 июля 2001 г. постановлением Госстроя России от 12.03.2001 №19.
Стандарт на трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке составлен с учетом следующих европейских стандартов, разработанных Европейским Комитетом по Стандартизации (CEN):
EN 253-1994. Трубопроводы сварные, предварительно изолированные для подземных систем горячего водоснабжения – Система трубопроводов, состоящая из стального магистрального трубопровода с полиуретановой теплоизоляцией и наружной оболочки из полиэтилена;
EN 448-1994. Трубопроводы сварные, предварительно изолированные для подземных систем горячего водоснабжения – Сборная арматура из стальных разводящих труб с полиуретановой теплоизоляцией и наружной оболочкой из полиэтилена.
В новом стандарте, объединившем технические условия российских производителей, значения показателей, касающиеся кажущейся плотности, прочности при сжатии при 10% деформации, теплопроводности, водопоглощения, объемной доли закрытых пор соответствуют указанным в европейских нормах. Кроме того, требования к пенополиуретану с точки зрения требований безопасности и охраны окружающей среды также соответствуют требованиям европейских норм: класс опасности, категория взрывоопасное™ производства, группа горючести пенополиуретана, требования по утилизации отходов, образующихся при производстве труб, их вывозу и захоронению.
Стандарт распространяется на стальные трубы и фасонные изделия с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке (далее – изолированные трубы и изделия), предназначенные для подземной бесканальной прокладки тепловых сетей с расчетными параметрами теплоносителя: рабочим давлением до 1,6 МПа и температурой до 130 °С (допускается кратковременное повышение температуры до 150 °С).
