Пенополиуретан – ППУ является неплавкой термореактивной пластмассой, имеющей ярко выраженную ячеистую структуру и уникальные физико-химическими свойства, благодаря чему он обладает высочайшими эксплуатационными характеристиками. Проще говоря, это, по сути, вспененный пластик, который не подвергается гниению и разложению и отлично подходит в качестве утеплителя. Структура его такова, что всего лишь 3% объёма составляет твёрдый материал, который образует каркас. Всё остальное – это поры, которые заполнены фторхлорметаном, представляющим собой газ с низким коэффициентом теплопроводности.
Система ППУ является двухкомпонентной, и собственно сам вспененный пенополиуретан образуется в процессе реакции поликонденсации изоционатов с полиолами - после смешивания двух жидких частей: компонента "А" - "полиол", который успешно изготавливается многими отечественными предприятиями, и компонента "Б" - "полиизоцианат", который к большому сожалению в России не производится (из-за законодательных запретов), и завозится к нам исключительно из-за границы (преимущественно из Европы, Японии и Южной Кореи), что делает его цену нестабильной из-за большой волатильности курса рубля.
Этот материал пытались получить в тридцатые годы прошлого столетия в Америке. Однако впервые пенополиуретан появился в Германии в 1937 году. Он был синтезирован известным немецким химиком и промышленником Отто Байером (на фото), который также впервые и начал его производить в промышленных масштабах. ППУ быстро получил распространение в США, Канаде и западноевропейских странах в качестве теплоизоляции, применяемой в строительной отрасли. В нашей стране этот материал был не так распространён и до недавнего времени применялся лишь в военной промышленности, а также для решения каких-либо узких задач, к примеру, для теплоизоляции холодильных камер. Только последние пару десятков лет ППУ занял своё достойное место среди теплоизолирующих материалов.
Сравнительная теплоизоляционная характеристика строительных материалов:
Свойства ППУ впечатляют. Коэффициент теплопроводности этого материала составляет от 0.019 до 0.03 Вт/мК, что значительно ниже, чем у других термоизоляционных материалов, таких как минеральная вата, пенополистирол, керамзит. К примеру, для обеспечения определённого уровня теплоизоляции слой ППУ толщиной 50 мм эквивалентен слою минеральной ваты толщиной 90.
Сегодня ППУ-изоляция широко применяется для теплотрасс в качестве:
– теплоизолятора предварительно изолированных ППУ-трубопроводов, имеющих полиэтиленовую или оцинкованную защитную оболочку:
– изоляции стыков ППУ-трубопроводов при помощи смешивания двух компонентов непосредственно на объекте строительства и заполнения термоусаживающейся муфты или оцинкованного кожуха:
– для изготовления формованных ППУ-скорлуп – полностью готовых теплоизоляционных изделий для труб:
Следует отметить, что при простоте монтажных работ с использованием труб с ППУ, их доступной ценой, надёжностью и долговечностью и, как следствие, невысокой стоимостью эксплуатации получаемых теплотрасс, необходима надежная гидроизоляционная защита пенополиуретана.
Для предварительно изолированных ППУ-труб в заводской полиэтиленовой оболочке требуется качественная изоляция стыков с использованием термоусаживающихся муфт или лент. Если этим пренебречь, то ППУ-изоляция будет набирать влагу, и все теплозащитные свойства будут резко снижаться, а также начнутся коррозийные процессы на теле трубы, которые протекают очень стремительно при высоких температурах теплоносителя.
Для теплотрасс наружного пролегания применение ППУ-скорлуп с последующей гидроизоляцией термоусаживающимися изоляционными материалами позволяют с одной стороны предоставлять коммунальные услуги стабильно высокого качества, избегая лишних теплопотерь и ремонтов, а с другой – существенно экономить средства.
ППМ изоляция
Пенополимерминеральная изоляция – ППМ (ППМИ) представляет собой тепловую изоляцию на основе вспененного полимера и минерального наполнителя. Основные компоненты ППМ изоляции – это, как правило, пенополиуретан (ППУ) и введённый в него для придания механической прочности минеральный наполнитель, в качестве которого обычно выступает песок, зола или другие материалы.
Не так давно ППМ начал активно применяться в качестве теплоизоляционного материала при строительстве труб в ППМ изоляции. В целом изоляция ППМИ труб является совсем недорогим методом, о чем не скрывая заявляют производители стальных труб в ППМ изоляции. И с этим сложно поспорить. Стоимость изготовления и монтажа сравнительно мала, пенополимерминеральные трубы прокладывать значительно легче, чем, к примеру, ППУ-трубы в полиэтиленовой оболочке. При строительстве отсутствует необходимость монтажа системы ОДК, а затем контроля над ней. Нет нужды обучать персонал методикам дистанционной диагностики, оборудовать коверы системы ОДК, не надо прозванивать провода - закопал и забыл, о чем ещё можно мечтать эксплуатирующим теплотрассы муниципальным предприятиям? Выходит, что цена ППМ изоляции действительно низкая, однако рассмотрим сравнение технических характеристик ППМ и ППУ подробнее:
Для этого обратимся к результатам лабораторных испытаний, представленным компанией BASF на ежегодной международной конференции "Тепло России" в 2010 году в Санкт-Петербурге.
Снимки, выполненные при помощи электронного микроскопа с 63-кратным увеличением:
ППУ, заливочная плотность 80 кг/м3.
ППМ, заливочная плотность 260 кг/м3, доля песка по массе 41,3%.
Прочность ППУ и ППМ при сжатии:
Сравнение теплопроводности ППУ и ППМ:
Водопоглощение ППУ и ППМ:
Как видно из приведенных графиков – свойства и характеристики ППМ-изоляции сопоставимы со свойствами ППУ. Но! Все эти измерения проводились и проводятся в лабораториях при сухом теплоизоляционном материале, а что же происходит в реальности? На практике, производители ППУ-труб зачем-то защищают пенополиуретан надежной полиэтиленовой оболочкой, долго и тщательно изолируют ППУ-стыки проводя опрессовку и контроль каждого стыка, монтируют и отслеживают намокание ППУ через сложную систему ОДК. Зачем?
Всё дело в том, что и ППУ и ППМ при контакте с водой медленно, но верно набирают влагу, причем водопоглощение ППМ даже несколько выше (см.график). Влага распространяется по всему теплоизоляционному слою, достигая металла трубы, который при сверхвысокой температуре теплоносителя коррозирует и разрушается со стремительной скоростью. То же самое можно сказать о теплопроводности, которая у обоих материалов более-менее сопоставима при сухом материале:
График изменения теплопроводности при старении для сухого ППУ и ППМ:
Но если ППУ или ППМ намокнет – то коэффициент теплопроводности возрастает многократно. И вот, чтобы этого не случилось, производители ППУ-труб надежно защищают свои трубопроводы оболочкой, контролируют намокание системой ОДК и при первом же сигнале откапывают трубу и восстанавливают гидроизоляционную защиту.
Во время изготовления ППМ изоляции вместе с улучшением механических характеристик, ухудшаются теплоизоляционные свойства материала, увеличивается показатель водопоглощения всей конструкции (ведь гидроизоляционная защита отсутствует в принципе), а технические характеристики мокрой ППМ изоляции труб и отводов оставляют желать лучшего.
В реальности происходит вот что: изоляция ППМ труб быстро набирает влагу, активно впитывает её, следовательно, теплопроводность резко увеличивается, а когда вода достигает металла трубы, возникает стремительная коррозия, от которой уже никуда не деться, а высокая, до 150 градусов, температура теплоносителя выступает мощнейшим катализатором коррозионного процесса.
Получается, что трубы стальные в ППМ изоляции гораздо быстрее разрушаются под воздействием коррозии. Намокший теплоизоляционный материал сильно греется и, активно отдавая тепло, хорошо прогревает землю и топит снег на поверхности пролегания трубопроводов при бесканальной прокладке. Теплопотери превышают все мыслимые и немыслимые пределы, а коррозия при этом не знает границ.
Отдельно стоит взглянуть, как выглядит изоляция ППМ стыков, ведь как утверждают изготовители ППМ-труб – это одно из их главных преимуществ перед ППУ-трубопроводами в заводской оболочке. Подумать только, стоимость заделки стыка в 3 раза дешевле изоляции стыка ППУ-трубы. С этим сложно поспорить, вряд ли можно придумать что-то более дешевое:
Трубы ППУ и ППМИ что выбрать?
Выбор типа изоляции между пенополиуретановой (ППУ) и пенополимерминеральной (ППМ) - вопрос сложный.
Действительно, оба типа изоляции (с наружным гидроизоляционным слоем и безоболочная) рекомендованы СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети», но конечное решение принимается эксплуатирующей организацией исходя из современных данных о свойствах и опыте применения изоляций обоих типов. В обсуждении целесообразности использования того или иного типа изоляции, в первую очередь, должны участвовать представители эксплуатирующих организаций (главный инженер, начальник ПТО), а представители производителей - только как консультанты, готовые предоставить интересующую информацию для анализа.
Основные преимущества труб в ППУ изоляции представляем в таблице.
Показатели | Сравниваемые конструкции теплоизоляции | Преимущества ППУ | |
ППУ | ППМ | ||
Нормативный документ для производства изделия | ГОСТ 30732-2001 | ТУ | Изделие произведено в соответствии с требованиями ГОСТ |
Теплопроводность, Вт/мС, при t=50С | 0,033 По СНиП 41-03-2003 при расчете толщины теплоизоляции применяется коэфф-т увлажнения=1, тогда теплопроводность 0,033 | 0,047 (в сухом состоянии) По СНиП 41-03-2003 при расчете толщины теплоизоляции применяется к-т увлажнения=1,05, тогда теплопроводность 0,049 | Меньше на 0,016 Вт/мС – основной показатель теплоизоляционного материала |
Плотность, кг/м3 | 80-100 | 200-250 | Небольшая масса изолированных труб и фасонных частей, что обеспечивает простоту монтажа |
Термостойкость, °С | 150 | 150 | Выдерживает максимальный температурный график тепловых сетей 150-70°С |
Водопоглощение при полном погружении за 30 суток по массе, % | Водопоглощение конструкции отсутствует т.к. в качестве гидрозащитного покрытия используется полиэтиленовая труба | 7% Испарение влаги из теплоизолирующего слоя отнимает энергию теплоносителя; циклическая сезонная пропитка и выпаривание влаги разрушает ППМ слой. | Качественная гидроизоляция, работа которой контролируется на протяжении срока эксплуатации системой ОДК |
Наличие системы оперативного дистанционного контроля | есть | Невозможность установки системы диагностики из-за постоянного наличия влаги в ППМ слое | Возможность в любое время контроля над состоянием тепловой изоляции |
Наличие попутного дренажа | Не требуется по СНиП 41-02-2003 п. 12.3 | Необходимо устройство | |
Дополнительная наружная антикоррозийная защита | Не требуется по СНиП 41-02-2003 п. 13.5 | Необходимо устройство | Удешевление конструкции ППУ, по сравнению с ППМ |
Предел прочности при сжатии, МПа при изгибе, МПа | 0,4, что соответствует СНиП 41-03-2003, ГОСТ 30732-2001 0,4, что соответствует требованиям ГОСТ 30732-2001 | 1,2; 1,7Эти показатели должны быть высоки, т.к. слой ППМ должен выдерживать нагрузки, которые в ППУ конструкции приходятся на полиэтиленовую трубу-оболочку | Соответствует требованиям СНиП и ГОСТ |
Защита от механических повреждений | Гидрозащитная оболочка из полиэтилена является хорошей защитой от механических повреждений, изготавливается в заводских условиях и проходит ОТК | Такой защитой является корка из песка и пенополиуретана, которая в процессе производства получается неоднородной и разной толщины по длине трубы | Качественная защита предусмотрена конструкцией |
Адгезия к трубе, МПа | Не менее 0,12, что соответствует требованиям ГОСТ 30732-2001 | 0,4 и не должна быть меньше, т.к. в противном случае, при отрыве изоляции от рабочей трубы влага, находящаяся в теплоизоляционном слое будет проникать к поверхности рабочей трубы, вызывая ее коррозию | Соответствует требованиям ГОСТ |
Способ прокладки | Надземная, бесканальная | Бесканальная, надземная. При надземной прокладке требуется дополнительная защита от улитрофиолетовых лучей | |
Толщина изоляции, мм | По ГОСТ: | По ТУ: | При меньшей теплопровод-ности ППУ толщина изоляции по ГОСТ больше, чем у ППМ, что обеспечивает меньшие тепловые потери |
Дн 273мм | 57 | 43 | |
Дн 426мм | 58 | 44 | |
Дн 630мм | 72,5 | 60 | |
Срок службы | По ГОСТ не менее 25 лет. По опыту западных стран доказано, что срок службы около 35 лет | Предполагается 30 лет | Изоляция зарекомендовала себя 40 летним опытом эксплуатации в мире и 20 летним опытом в России |
Изоляция арматуры, тройников, тройниковых ответвлений | ГОСТ 30732-2001 предусматривает изоляцию всех фасонных частей, технологической мощности производителей хватает укомплектовать заказываемый теплопровод всеми необходимыми фасонными изделиями | Типовыми решениями не предусмотрена изоляция запорной арматуры. Многие производители не поставляют тройники и тройниковые ответвления, т.к. формы для их изготовления дороги, что ведет к удорожанию изготовления ответвлений в полевых условиях | Изоляция не только труб, но и всех фасонных частей трубопровода сводит тепловые потери трубопровода к минимуму |
Компанией «РегионСтрой» представлены высококачественные трубы в ППМ изоляции, купить которые можно на нашем сайте по самым выгодным ценам в Москве.
Характеристики
В процессе изготовления трубы формируются три изоляционных слоя ППМ. Первый (внутренний) слой наносится непосредственно на стенки теплоносителя. Толщина колеблется от 3 до 6 мм. Объемная масса – 400-500 кг/м³. Наличие этого слоя обеспечивает защиту трубы от образования ржавчины.
Второй слой имеет объемную массу от 70 до 80 кг/м³. Данное покрытие выполняет функцию теплоизоляции. Внешний слой толщиной 5-8 мм, объемной массой от 400 до 700 кг/м³ защищает трубопровод от механических повреждений и негативного воздействия окружающей среды.
Монтаж трубопровода с ППМ изоляцией производится с помощью заливки специальным материалом в месте соединений, что позволяет создать монолитную конструкцию всей системы. Данный способ помогает обеспечить надежность, прочность трубопровода без теплопотерь в местах стыков.
Преимущества
Трубы в ППМ изоляции отличаются такими особенностями, как:
- продолжительный срок эксплуатации (до 30 лет);
- минимальные теплопотери (до 3%);
- защита от попадания влаги на металл, что препятствует образованию влаги;
- ремонтопригодность;
- удобство транспортировки;
- экономичность монтажных работ, поскольку нет необходимости использовать лотки и железобетонные каналы.
У нас Вы найдете широкий ассортимент трубной продукции, фитинги, запорную арматуру и многое другое от ведущих отечественных и зарубежных производителей. В процессе изготовления трубы создаются три изоляционных слоя ППМ.
Чтобы заказать трубы в ППМ изоляции (прайс Вы найдете на нашем сайте) в компании «РегионСтрой» , заполните заявку на нашем сайте либо позвоните нам по телефону.
Пенополимерминеральная изоляция труб позволяет значительно повысить их эксплуатационные характеристики без значительного повышения стоимости монтажа. Трубы в ППМ-изоляции активно используются для прокладки внутриквартальных сетей водоснабжения и монтажа теплопроводов.
Рисунок 1 - Структура ППМ изоляции на трубопроводе
1 - стальная труба; 2 - ППМ изоляция
1 - стальной отвод; 2 - стальной патрубок; 3 - ППМ изоляция; - радиус отвода; - длина плеча отвода
1 - стальная труба; 2 - футляр; 3 - стальной упорный щит; 4 - ППМ изоляция; - длина неподвижной опоры
1 - стальной тройник; 2 - стальной патрубок; 3 - ППМ изоляция; - длина тройника; - высота тройника
1 - кран шаровый; 2 - стальной патрубок; 3 - ППМ изоляция; - длина шарового крана; - высота шарового крана
1 - корпус; 2 - хомут; 3 - стальная труба в ППМ изоляции; - длина хомутовой скользящей опоры; - высота хомутовой скользящей опоры; - ширина хомутовой скользящей опоры
1 - корпус; 2 - бугель; 3 - стальная труба в ППМ изоляции; - длина бугельной скользящей опоры; - высота бугельной скользящей опоры; - ширина бугельной скользящей опоры
Нормативы труб в ППМ-изоляции
Пенополимерминеральная изоляция введена в производство менее 20 лет назад. Новая технология получила сертификацию и нормативы производства только в 2003 году. На трубы в ППМ-изоляции действует СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети». Этот стандарт начал действовать с 1 сентября 2003 года. Порядок и условия производства изделий зафиксированы в ГОСТ Р 56227-2014.
Компания «СтальПро» выпускает трубы в ППМ-изоляции согласно действующим нормам. При поставке заказа на продукцию выдаются сертификаты соответствия, действует гарантия.
Характеристика производства труб в ППМ-изоляции
Утепление труб с помощью слоя вспененных полимеров, включающих минеральный наполнитель, трехслойное. Внутренняя поверхность изоляционного слоя защищает стальные трубы от коррозии. Толщина - 3–8 мм. Пенополиуретан препятствует потерям тепла, а интегральный поверхностный минерализованный слой создает защиту от воды. При этом изоляция способствует испарению влаги, если она все же проникла внутрь.
Толщину теплоизоляционного слоя рассчитывают в зависимости от условий эксплуатации труб, их размерных характеристик и назначения трубопровода. Вспененный понополиуретан имеет объемную массу 80–100 кг/м³, благодаря чему отлично удерживает тепло внутри системы.
Механо-гидрозащитный минеральный слой имеет толщину от 5–10 мм. Он выдерживает вес грунта при подземной прокладке труб и защищает систему от механических повреждений. Особенность слоя - усиление прочности с течением времени. При изготовлении и укладке трубы в ППМ-изоляции дороже стальных, но затраты окупаются в процессе эксплуатации.
Достоинства метода
Трубы в ППМ-изоляции производятся по зарубежной технологии. Компания «СтальПро» помогает сделать конструкционный расчет сети, при котором стоимость укладки и монтажа становится экономичнее вариантов с компенсаторами, отводами и тройниками. Трубы в ППМ-изоляции часто используются для прокладки бесканальных сетей. Плюсы технологии:
- Защита не разрушается из-за продольных сдвигов системы, благодаря чему места стыков не растрескиваются. Срок службы трубопровода увеличивается.
- Надежная теплоизоляция позволяет значительно экономить энергию при устройстве теплопроводов и теплоснабжения кварталов и производственных мощностей.
- Трубы в ППМ-изоляции ремонтопригодны. Повреждения заливаются пенополимерминеральной смесью и герметизируются. Это позволяет быстро закрывать стыки трубы при укладке системы.
- Для изогнутых участков трубопровода и герметизации стыков покрытие делают на заводе методом отливки скорлуп. Это позволяет экономить время и трудозатраты на монтаж системы.
- ППМ-изоляция делает возможной укладку труб на глубину не более 1,5 м. Минимальная глубина - 40 см. При укладке на поверхности требуется дополнительная защита от ультрафиолета.
Купить трубы в ППМ-изоляции с доставкой
Купить трубы в ППМ-изоляции можно в компании «СтальПро» мелкооптовой или оптовой партией любого размера. Трубы производятся на заказ или поставляются со склада готовой продукции. Кроме этого, завод компании выпускает металлопрокат, профнастил, различные виды труб и фитингов, арматуры и все комплектующие для прокладки трубопроводов. Доставка возможна в любую точку страны от Калининграда до Владивостока собственным автопарком компании или силами транспортных компаний. Возможен заказ конструкторского расчета систем, резки и рубки металла, сварочных и других работ.
На страницах профильных журналов и конференциях продолжается дискуссия о двух применяемых в настоящее время технологиях прокладки тепловых сетей с использованием трубопроводов в заводской пенополиуретановой (ППУ) изоляции с защитной оболочкой и пенополимерминеральной (ППМ) изоляции. В ряде статей и на Интернет-сайтах производителей приводятся аргументы о предпочтительности ППМ изоляции, обладающей всеми положительными качествами ППУ изоляции, но имеющей ряд технологических особенностей. Хотелось бы продолжить дискуссию и проанализировать опубликованные данные.
Основу как ППУ изоляции, так и ППМ изоляции составляет пенополиуретан. В той и другой изоляции пена образует 3 слоя: внешний и внутренний корковые с большей плотностью, чем средний – теплоизоляционный. Разница – в количестве пены и разнице слоев по плотности. ППМ изоляция состоит на 90% из пены повышенной плотности и около 10% - наполнителя (по объему).
Основные достоинства ППМ, как это описывают его сторонники, – высокая механическая прочность, хорошие теплоизоляционные свойства (сопоставимый с ППУ коэффициент теплопроводности), паропроницаемость и низкое водопоглощение . ППМ изоляция, имея более высокую механическую прочность, в тоже время менее стойка к повреждениям, чем ППУ в полиэтиленовой (ПЭ) оболочке, что отмечается в статье , при этом делается вывод об одинаковой защищенности обоих типов изоляции от повреждений. И как подтверждение этого в технических условиях изготовителей требования к осторожному обращению с трубами ППМ аналогичны требованиям для труб ППУ. В руководящем документе завода «Пенополимер» 012.РД-001.000 этот раздел практически повторяет соответствующие разделы руководств производителей труб в ППУ изоляции.
Сравнение ППУ и ППМ по теплоизоляционным свойствам однозначно не в пользу ППМ. По данным для ППУ коэффициент теплопроводности составляет 0.024-0.033 Вт/мК, а для ППМ– 0.044. В ТУ изготовителей указываются величины 0.043-0.047. В статье – 0.041. Сошлемся на статью , приведя рисунок, описывающий структуру ППМ (рис.1). Как мы видим, значение 0.041 относится только к внутреннему теплоизоляционному слою. Но тепловые потери будут определяться также внутренним и внешним корковыми слоями, т. е. суммарной тепловой изоляцией. Для определения коэффициента теплопроводности корковых слоев обратимся к опубликованным данным. В статье приводятся данные о теплоизоляционных свойствах ППМ при различной плотности. Учитывая влияние корковых слоев (внутренний толщиной 12мм с λ=0.045 и наружный толщиной 8мм с λ=0.07 – все данные взяты из статьи ), интегральный коэффициент для изоляции толщиной 50 мм составит не менее 0.044 Вт/мК. Если взять λ для среднего слоя по , то интегральное значение составит 0.048. Это означает, что для одинаковой толщины тепловые потери ППМ изоляции в 1.5 раза больше, чем в ППУ. Как правильно указано в , тепловые потери определяются не только коэффициентом теплопроводности, но и толщиной изоляции.В случае ППМ для получения одинаковых тепловых потерь необходимо пропорционально увеличивать толщину изоляции. Однако, если посмотреть на толщины изоляции, указанные в ТУ заводов –изготовителей ППМ, то лишь на диаметрах труб, меньших 100мм, есть превышение толщины ППМ на 15-30% перед толщиной изоляции ППУ по ГОСТ 30732-2006, а начиная с диаметра 273мм, толщина ППМ меньше толщины ППУ в среднем на 15%. Соответственно и тепловые потери в ППМ на средних и больших диаметрах будут значительно выше.
Следующее важное преимущество ППМ в изложении его сторонников – паропроницаемость и низкое водопоглощение . В статье отмечается, что «Водопоглощение при одних и тех же условиях у ППМ в 20 раз меньше, чем у ППУ. При таких значениях водопоглощения наличие гидроизоляционного слоя не требуется - вся конструкция целиком защищает материал изоляции и наружную поверхность трубы от проникновения влаги». Низкое водопоглощение нормируется в большинстве ТУ на ППМ на уровне не более 1.5% по массе или 0.5% по объему. Испытания на водопоглощение производились путем погружения образцов в воду на 24 часа при 20 °С. Паропроницаемость этой изоляции связывается с возможностью высыхания увлажненной ППМ изоляции . Вопрос о высыхании в свое время был исследован в работе . Эксперименты проводились в установке (см. рис.2, взятый из работы ). Образцы ППМ плотностью 300 кг/куб.м, предварительно увлажненные до 12%, затем помещались в установку, где производился нагрев торцов образцов при Т=70-90 °С (левых на рисунке), а противоположные торцы были обращены в климатическую камеру с температурой 25 °С. Через 6 суток достигалось снижение влажности до 1-3%. Результаты понятные, снижение влажности в образцах достигалось за счет диффузии водяных паров через объем образцов в климатическую камеру. Но условия, смоделированные в экспериментах, не имеют ничего общего с работой бесканальной тепловой сети во влажном грунте. Если влажность грунта выше влажности изоляции, то, как будет происходить процесс высыхания? К этому можно добавить, что разводящие (вторичные) сети с мая по сентябрь отключены. То, что высыхание ППМ не происходит, подтверждает и информация, приведенная в статьях . В статье приведена влажность образцов, взятых при обследовании теплосети д89мм, находившейся в эксплуатации 6 лет в г. Рязань, - 3.1%. В статье приводятся данные по массовой влажности образцов ППМ, взятые из актов осмотра распределитель-ных сетей в ППМ изоляции в Санкт-Петербурге – влажность среднего слоя составила 4.7% через 4 года эксплуатации, внешнего слоя – 11.5%, прилегающего к стальной трубе слоя – 3% при влагосодержании грунта 18%. Судя по этим результатам, гипотеза о высыхании изоляции в случае бесканальной прокладки ППМ не подтвердилась. Вообще, сам термин паропроницаемость относится к переносу водяных паров через теплоизо-ляционный материал за счет градиента концентрации (от большей к меньшей). Как может осуществляться этот перенос влаги из ППМ изоляции с меньшей концентрацией в грунт с большей влажностью, непонятно. Если сравнивать водопоглощение ППУ и ППМ, то ввиду похожей структуры (доля закрытых ячеек около 90%), эти величины должны быть сравнимы. Для сопоставления водопоглощения ППУ и ППМ по методике, указанной в ТУ на ППМ, нами были проведены соответствующие испытания образцов ППУ изоляции и получены величины водопоглощения 0.5- 1.1% (по объему) для плотности ППУ 110-75 кг/куб.м. В образцах ППМ, взятых из работающих теплотрасс , указывают на низкую влажность изоляции вблизи стальной трубы -3% по массе и менее. Для иллюстрации того факта, что ППУ имеет сравнимое водопоглощение, можно сослаться на работу шведских ученых , которые для эксперимента на одной из теплотрасс д150/280 закопали 2 участка ППУ изоляции длиной по 1м без внешней оболочки (см. рис.3). После 4-х лет эксплуатации трассы в условиях высоких грунтовых вод (частый подъем воды выше уровня труб), влажность образцов, взятых около стальной трубы, не превысила 2% по массе. Мы видим, что свойство водопоглощения обоих видов изоляции имеет аналогичные величины и при отсутствии гидрозащитной оболочки имеет место постепенное увлажнение изоляции при бесканальной прокладке. Увлажнение ППМ изоляции с учетом срока службы (25-30 лет) приводит к росту коэффициента теплопро-водности и, соответственно, тепловых потерь. Учет этого фактора по методике МДС 41-7.2004 дает увеличение коэффициента теплопроводности для ППМ в конце срока службы на 16% по сравнению с начальной величиной. Очевидно, преимущества ППМ изоляции, связанные с паропроницаемостью и низким водопоглощением, сохранением теплоизолирующих свойств, очень сильно преувеличены.
В связи с намоканием ППМ изоляции необходимо обратить внимание на следующий аспект этой проблемы. При изоляции стыков на трубах в ППМ уязвимыми местами с точки зрения проникновения влаги к стальной трубе являются границы заводской изоляции и изоляции стыков. В ранее упомянутых шведских экспериментах с ППУ изоляцией было показано , что эта граница часто служит каналом быстрого переноса влаги к стальной трубе. Заливка стыков на трассе с ППМ изоляцией не может обеспечить необходимую монолитность и водонепроницаемость этой границы, а, значит, в этих местах влага может проникать к несущей трубе. В случае труб в ППУ изоляции проверка герметичности установки муфт при изоляции стыков является обязательным требованием в соответствии с п.4.22 ГОСТ 30732-2006.
К достоинствам ППМ изоляции относят простоту монтажа и ремонтопригодность. Если обратиться к РД завода «Пенополимер», набор работ и условия монтажа практичес-ки одинаковые для ППМ и ППУ изоляции за некоторым исключением. Монтаж стыковых соединений представляется более сложным и с большими ограничениями, чем на трубах с ППУ изоляцией - при температуре ниже +15° следует прогреть опалубку до 40°С, смешивание 3-х компонентов ручной дрелью занимает время, большее чем перемешивание двух компонентов ППУ. Удаление ППМ изоляции на торцах труб (как указано в инструкции завода «Пенополимер») представляется трудоемкой задачей ввиду прочности ППМ и не упрощает изоляцию стыковых соединений. При сравнении ППМ и ППУ часто указывается более высокая ремонтопригодность ППМ – замена 0.5м изоляции ППМ вместо замены целой трубы 10м в ППУ изоляции. На практике имеющийся опыт строительства тепловых сетей в ППУ изоляции показывает, что ремонт повреждений определяется характером и размерами повреждений и может носить как косметический характер (ремонт малых повреждений оболочки и изоляции), так и предусматривать замену изоляции протяженных участков в случае ее намокания или обширных повреждений. В любом случае ремонта критерий объема – это удаление поврежденной (намокшей) изоляции и восстановление целостности оболочки с обеспечением параметров, требуемых нормативными документами.
К одному из «достоинств» труб в ППМ изоляции его сторонники относят отсутствие системы дистанционного контроля. В статье приводится интересная аргументация – «наличие систем контроля – это не достоинство труб ППУ, а необходимость из-за герметичности внешней оболочки». А в трубах с ППМ «влага из изоляции удаляется задолго до разрушения материала и контроль за увлажнением не требуется». Как происходит «высыхание» изоляции, мы уже выше рассматривали – практика подтвердила, что увлажнение ППМ имеет место, но оно происходит бесконтрольно. Влага из грунта, сетевая вода из возможных дефектов в стальных трубах и сварных швах проникают в изоляцию, ухудшают ее теплоизоляционные свойства и могут со временем вызывать коррозию несущей трубы и серьезные утечки. Опыт показал, что именно бесконтрольность работы тепловых сетей при традиционных типах изоляции приводит к многочисленным авариям с тяжелыми последствиями и к серьезным экономическим потерям, в т.ч. и на трубопроводах в армопенобетоне, предыдущем аналоге ППМ изоляции. В трубах в ППУ изоляции появление даже малых утечек из трубы может быть обнаружено и выполнен ремонт на ранней стадии. Применяемая в трубах с ППУ изоляцией система контроля основана на простых физических принципах (измерение электрического сопротивления между сигнальным проводником и стальной трубой) и использует приборы широкого применения, в ее работе несложно разобраться любому специалисту КиПа. Стоимость системы не превышает единиц процентов от стоимости изолированных трубопроводов. В России в настоящее время накоплен значительный опыт эксплуатации систем контроля . Именно эта система резко повышает надежность эксплуатации тепловых сетей, своевременно сигнализируя о появлении повреждений, особенно при использовании в варианте с диспетчеризацией. Благодаря наличию системы контроля эксплуатирующая организация имеет также информацию о качестве труб, их монтажа и изоляции стыков, чего нет в ППМ изоляции. Реальная статистика, полученная при 15-летней эксплуатации магистральных сетей Москвы в ППУ изоляции с системой контроля, свидетельствует о снижении повреждаемости стального трубопровода более, чем в 20 раз по сравнению с канальной прокладкой того же срока службы .
Часто к преимуществам труб в ППМ изоляции относят их меньшую стоимость по сравнению с ППУ. При этом не говорится о том, что для получения необходимой плотности требуется в 2 раза больше компонентов пены, чем для ППУ изоляции. Учитывая, что доля ПЭ оболочки в стоимости материалов менее 50%, нетрудно понять, что ППМ изоляция не может быть дешевле ППУ. В сделан вывод о практически одинаковой стоимости строительства теплосетей для обоих видов изоляции. Необходимо отметить, что эти оценки сделаны для толщин ППМ изоляции, которые имеют большие тепловые потери по сравнению с ППУ изоляцией и потребуют больших эксплуатационных расходов.
При выборе того или иного типа изоляции теплоснабжающая компания, исходя из целей обеспечения надежности и экономичности теплоснабжения, должна ориентировать-ся на такие критерии, как теплоизоляционные показатели и их изменение в процессе эксплуатации, появление повреждений трубопровода и изоляции и их своевременное обнаружение и устранение. Вышеприведенный анализ показывает, что с этих точек зрения трубы в ППМ изоляции трудно рассматривать как эффективную и перспективную технологию, которая может обеспечить реальное энергосбережение и надежность эксплуатации тепловых сетей, особенно в случае бесканальной прокладки.
Список литературы
1. Умеркин Г.Х. Конструкция теплопроводов в пенополимерминеральной изоляции. Новости теплоснабжения №4 (апрель) 2001 г., с.18-19.
2. Мишин М.Е. Трубы в ППМ изоляции – современный способ строительства тепловых сетей. Новости теплоснабжения №3(март) 2010 г., с.34-37.
3. Силаев Д.А. ППУ и ППМ изоляции. Взгляд с другой стороны. Новости теплоснабжения №7(июль) 2009 г., с.32-36.
4. Новиков И.Е.Особенности прокладки трубопроводов тепловых сетей в России – сегодняшние тенденции в повышении надежности теплоснабжения. - Новости теплоснабжения №6 (июнь) 2011 г., с.42-45.
5. Мишина А.М., Кулешов А.С., Силаев Д.А. Теплоизоляционные свойства пенополимерминеральной изоляции. - Новости теплоснабжения №6 (июнь) 2008 г., с.45.
6.Умеркин Г.Х. Исследование процессов высыхания пенополимерминеральной теплогидроизоляции. Новости теплоснабжения №11(ноябрь) 2005 г., с.45-46.
7.Sallberg S.-E., Nilsson S., Bergstrom G. Leakage ways for ground-water in PUR-foam.10th Intern.Simposium on District Heating and Cooling 3-5 Sept.2006, Hannover, Germany.
8. Методика оценки влияния влажности на эффективность тепловой изоляции оборудования и трубопроводов. МДС 41-7.2004.
9. Кашинский В.И., Липовских В.М., Ротмистров Я.Г. Опыт эксплуатации трубопроводов в пенополиуретановой изоляции в ОАО «Московская теплосетевая компания» Теплоэнергетика, №7 2007, с.28-30.
10. Поляков В.А. Трубопроводы с ППУ: надежно и экономично. - Коммунальный комплекс России, №3-4 (57-58) 2009, с.56-58.
Рис.1.Конструкция ППМ изоляции (статья Мишина).
Рис.2. Схема разрезной неизотермической колонки.
1- Нагреватель (70-90 °С); 2 – образец ППМ; 3 - климатическая камера (25°С); 4 - теплоизоляционный слой; 5 - металлический лист.