19 декабря 2018, среда

Справочно-информационный центр

Обзор материалов для изоляции трубопроводов

Грамотная теплоизоляция труб для теплопаропроводов не только решает вопросы экономии ресурсов энергосбережения, но также является гарантией безопасности населения и экологической защиты. Поэтому к выбору теплоизоляционного материала следует подходить с особой ответственностью, учитывая степерь теплопроводности, стойкость к воздействиям внешней среды, уровень защищенности от коррозии, долговечность и другие критерии.

Исследования экспертов в области строительства и реконструкции теплотрасс показали, что теплоизоляционные материалы на основе минеральных и базальтовых ват, покрытых оцинкованными лентами и листами, или с защитным покрытием из асбесто-цементных составов, наименее предпочтительны для использования. Монтируемые на теплопровод в виде матов и скорлуп, они не обеспечивают необходимый уровень тепло- и влагоизоляции. При длительной эксплуатации негативная среда воздействует на них разрушающе, и сам трубопровод своим большим весом провоцирует механические повреждения.

Если применение этих материалов представляется единственной возможностью, рекомендуется под теплоизоляционный слой дополнительно наносить антикоррозийное покрытие.

Вышеупомянутые материалы неудобны также из-за невозможности реализации подземной бесканальной прокладки, низкого технического уровня решения задачи, приводящего к большим технологическим затратам и увеличенным срокам выполнения работ.

Надежность гарантируют трубы с нанесением теплоизоляции в заводских условиях, хотя их цена существенно выше. Но долговечность и стабильная работа влечет за собой значительное снижение издержек при строительно-монтажных работах.

В настоящее время в России и за рубежом широкое и эффективное применение находят материалы, сравнительные характеристики которых представлены в таблице:

Показатели

Пенополимерминеральная изоляция (ППМ)

Армопенобетон

Фенольный поропласт

Пенополиуретановая изоляция (ППУ)

Плотность, кг/м 3

80-100

250-500

100

80-100

Предел прочности, МПа:

1,2

0,8

0,2

0,3

Адгезия к трубе, МПа

0,4

0,1

0,12

0,12

Водопоглощение при 20 С по массе в % за 30 суток

1,5

150

600

8

Скорость коррозии мм/год: без анодн. поляризации / с анодной поляризацией

0,03 / 0,06

0,35 / 0,65

0,37 / 0,50

0,05 / 0,10

рН среды (исходной)

7,00

10,00

5,00

7,00

Теплопроводность, Вт/м°С при максимальной темпе­ратуре эксплуатации

0,047

0,13

0,04

0,028 -0,04

Термостойкость С

150

180

150

130

Обработка труб под изоляцию

не тре­буется

ОБЯЗАТЕЛЬНА

Антикоррозионное покры­тие на трубе под изоляцию

не тре­буется

ТРЕБУЕТСЯ

не тре­буется

Защита изоляции от меха­нических повреждений

не тре­буется

ОБЯЗАТЕЛЬНА

Срок службы, лет

30

15

15

25

Вывод: суммарный анализ всех критериев показал, чтонаиболее предпочтительным является применение пенополиуретановой (ППУ) и пенополимерминеральной (ПММ) теплоизоляции.

Рассмотрим свойства этих материалов более подробно.

Пенополиуретановая изоляция.

Принцип действия ППУ-изоляции заключается в следующем. На стальную трубу наносится слой пенополиуретана, представляющий собой полимерную ячеистую конструкцию с высоким сорбционным увлажнением. Поэтому необходима сплошная полиэтиленовая труба, которая будет защищать материал от влаги. Таким образом, предварительная изоляция в виде пенополиуретана состоит собственно из стальной трубы, слоя теплоизоляции и внешней оболочки из плотного полиэтилена.

Так как проблема увлажнения материала достаточно серьезно, рекомендуется установить постоянный контроль. Для этого в слое теплоизоляции устанавливают провода системы оперативно-дистанционного контроля (ОДК). По изменению электрического сопротивления между ними и стальной трубой можно контролировать степень увлажнённости материала теплоизоляции, отслеживать места повреждений и принимать своевременные меры.

Преимущества

Недостатки

1. Лучшие теплоизоляционные свойсва - самая низкая теплопроводность из представленных материалов ( 0,028-0,04 Вт/м.град.)

2. Длительный расчётный срок службы.

3. Отсутствие необходимости нанесения антикоррозионного покрытия на стальную трубу под изоляцию.

4. Низкие показатели по скорости коррозии и водопоглощению.

5. Большой опыт применения в стране и за рубежом.

7. Гарантийный срок обслуживания до 5 лет.

8. Наличие системы оперативно-дистанционного контроля (ОДК).

1. Термостойкость изоляции не превышает 130оС (допустима только кратковременная работа при 150оС), что условиях российского климата может привести к повреждениям при больших тепловых нагрузках.

2. Высокая стоимость изделия и монтажных работ.

3. Низкая прочность, слабая стойкость изоляции к механическим воздействиям.

4. Низкая адгезия к стальной трубе, особенно, по сравнению с другими теплоизоляционными материалами.

5. Высокий уровень сорбционного увлажнения, приводящий к коррозийному воздействию на металл трубы. Как следствие – дополнительные затраты на гидрозащиту.

6. Высокие требования к технологической дисциплине при производстве работ и необходимость высококвалифицированных работников при монтаже трубопровода, особенно, при монтажных работах по заделке стыков изоляции трубопровода.

7. Необходимость постоянного оперативно-дистанционного контроля из-за резкого снижения изоляционных свойств материала при попадании влаги.

8. Полная паронепроницаемость конструкции и невозможность удаления влаги в случае повреждения гидрозащитной оболочки.

Пенополимерминеральная изоляция.

Основой ППМ-изоляции служат органоминеральные композиции, включающие различные вариации химических веществ и минеральных наполнителей с учётом местных сырьевых возможностей. Наиболее распространенным наполнителем является кварцевый песок.

Особенности ППМ-изоляции

  • паропроницаемость (в случае намокания теплоизоляционного слоя, влага, нагреваясь от работающего теплопровода, превращается в пар, который вытесняется из изоляционного слоя;
  • отсутствие внешней гидрозащитной оболочки.

ППМ-изоляция представляет собой монолитную тепло- и гидроизоляционную конструкцию с переменной по сечению плотностью. За один цикл формования ППМ-изоляции в заводских условиях на трубе образуются одновременно три слоя:

  • внутренний - антикоррозионный слой толщиной 3-8 мм, с высокой адгезией плотно прилегающий к трубе с объёмной массой 400-600 кг/м3;
  • средний - теплоизоляционный слой, толщина которого определяется в соответствии с тепловыми расчётами, с объёмной массой 80-100 кг/м3;
  • наружный - механо-гидрозащитный слой толщиной 5-10 мм с объёмной массой 400-600 кг/м3.

Преимущества

    1. Высокая термостойкость (до 150° С)
    2. Высокая механическая прочность, долговечность и надёжность в эксплуатации.
    3. Сохранение свойств и целостности при длительной эксплуатации в различных гидрогеологических условиях.
    4. Отличные адгезионные свойства полностью герметизируют металл трубы и не требуют нанесения антикоррозионной защиты.
    5. Не требуется дополнительного гидроизоляционного покрытия изоляции.
    6. Залитый в полевых условиях стык теплоизоляции не уступает по свойствам и качеству теплоизоляции нанесённой в заводских условиях
    7. Суммарная стоимость теплопровода для труб небольшого диаметра вдвое, а для больших диаметров в полтора раза ниже, чем для трубопроводов с ППУ изоляцией.
    8. ППМ изоляция позволяет проводить ремонтные работы по восстановлению изоляционного слоя в месте повреждения без замены трубы.

Таким образом, проведённый анализ и выбор на его основе лучших теплоизоляционных конструкций позволяет рекомендовать при строительстве, реконструкции и капитальном ремонте тепловых сетей для использования в качестве теплоизоляционных конструкций трубы и элементы трубопроводов в ППУ- и ППМ изоляции.

Следует отметить, что на сегодняшний день объём применения ППМ-изоляции меньше по сравнению с объемом применения ППУ-изоляйии. Но стоит обратить внимание на ряд свойств, по которым ППУ-изоляция уступает ППМ-изоляции.

Мероприятия

Декабрь
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1 2
3 4 5 6 7 8 9
10 11 12 13 14 15 16
17 18 19 20 21 22 23
24 25 26 27 28 29 30
31