Ппм (пенополимерминеральная) изоляция для трубопроводов

Назначение изоляции ППУ и сферы ее применения

Сфера применения пенополиуретанов:

• Утепление стен, кровель, оконных проемов, пола во всех областях промышленного и гражданского строительства.
• При изготовлении сэндвич-панелей для строительства быстровозводимых зданий.
• В производстве всевозможного холодильного оборудования; стационарных холодильников и холодных складов, авто- и железнодорожных рефрижераторов.
• Для изготовления декоративных элементов в производстве мебели, для деталей отделки зданий, осветительной техники.
• Для деталей отделки салонов в автомобилестроении.
• В вагоностроении исамолетостроении – как шумо- и теплоизолирующий материал.
• Для утепления всевозможных трубопроводов.
• Для утепления труднодоступных мест в строительстве, прокладке коммуникаций.
• Для производства утепленных тканей, синтетических кож.
• Благодаря вибростойкости жесткие ППУ применяют в электротехнике, радиоэлектронике.
• Мягкий ППУ (поролон) широко применяют в быту — наполнитель для мебели, губки, мочалки, упаковочные материалы.

Какие трубы необходимо изолировать?

Итак, какие же трубы нуждаются в изоляции и почему.

• Теплосети. В теплоизоляционном слое нуждаются отопительные магистрали, в случае если трубы прокладываются на улице, в неотапливаемых помещениях, а также внутри строительных конструкций в стенах или полу. Помимо снижения теплопотерь, теплосети также нуждаются в защите от механических повреждений из-за систематических покушений грызунов в холодное время года.
• Водопровод. Изоляция водопроводных труб необходима для защиты от воздействия низких температур, образования конденсата и для повышения коррозиеустойчивости. 
• Канализация. Использование изоляционных материалов рекомендуется для труб, находящихся близко к поверхности (углубленность менее, чем на полметра), а также для участков с поворотами и недостаточным уклоном. Теплоизоляционный слой также сокращает вероятность возникновения заторов.
• Нефтепроводы, нефтепродуктопроводы и газопроводы. Утечка горючих нефтепродуктов и газа может послужить причиной очень опасных экологических и техногенных катастроф. Именно поэтому трубопроводы, транспортирующие эти вещества нуждаются в особом внимании и обязательно должны подвергаться дополнительной изоляции.
• Промышленные и другие трубопроводы. В зависимости от характера транспортируемых веществ и заявленных требований к их транспортировке, промышленные и другие различные виды трубопроводов могут быть защищены изоляционным слоем, который будет направлен на компенсацию теплопотерь, способствовать энергосбережению и обеспечению возможности проведения технологических процессов, защиту от коррозии и др.

Применение

Изоляция из сшитых образцов полиэтилена используется в производстве одножильного и трехжильного кабеля, применяемых как в однолинейной, так и в групповой прокладке на открытых местах, в кабельных конструкциях, под землей. Толщина изоляции варьируется от 3,4 до 35 мм при сечении кабеля от 35-ти до 3000 мм2 и протекании тока напряжением до 550 кВ.

В зависимости от качества дополнительных оболочек медный и алюминиевожильный кабель в СПЭ-изоляции может использоваться:

• В полиэтиленовой (П) оболочке – для прокладки в помещениях и в воздухе,
• В усиленной оболочке из полиэтилена (Пу) – для прокладки на сложных участках на поверхности земли,
• В оболочке из ПВХ (В, ВГ) – для прокладки одиночной линии в местах, где исключены его механические повреждения (помещение и сухой грунт),
• С защитой из ПВХ пониженной горючести (Внг, ВГнг) – для групповой прокладки,
• С дополнительной герметизацией (г, 2г) – для прокладки в сырых местах, в земле с наличием грунтовых вод,
• Бронированные металлической проволокой или лентой (Б) – в местах с вероятностью механических повреждений.

Трубы в пенополиуретановой оболочке

Вообще, трубы в ППУ (предизолированные трубы) выполнены с тепловой изоляцией из пенополиуретана и внешней оболочкой из металла (оцинкованной стали) или толстого полиэтилена. Данный вид труб получил широкое распространение практически по всей территории России благодаря своим уникальным свойствам и качествам.

Производство труб в ППУ

Итак, трубы подразделяются по типу внешней оболочки:

• Трубы в ППУ с оцинкованной оболочкой – предназначены для изготовления трубопроводов, прокладываемых над землей (так называемых «воздушных» трубопроводов);
• Трубы в ППУ с полиэтиленовой оболочкой (для подземных трубопроводов).

Трубы в ППУ разного диаметра и в любых количествах

Также, трубы в ППУ подразделяются по толщине пенополиуретанового слоя:

• 1-ый тип – для территорий с умеренным климатом (Центральная Россия, Юг, Поволжье и Санкт-Петербург включительно);
• 2-ой тип – предназначен для возведения теплотрасс и трубопроводов в северных регионах и Сибири.

Как показала практика, способ теплоизоляции «труба в трубе» доказал свою эффективность как при наружной, так и при подземной прокладке.

Все изделия производятся на нескольких заводах страны по ГОСТ 30732-2006, что в свою очередь позволяет обеспечить высокое качество и надежность продукции. Помимо качества, вы в кратчайшие сроки можете получить любые объемы труб готовых к монтажу.

Что примечательно, при процессе полимеризации пенополиуретана с трубой достигается достаточно высокий уровень адгезии, что само по себе обеспечивает конструкции дополнительную прочность. Также, такие трубы отличаются повышенной долговечностью – даже в самых суровых условиях, срок их эксплуатации составляет не менее 25 лет!

Системы ОДК

Системы ОДК – надежный помощник в любых условиях

На сегодняшний день только трубы с ППУ возможно оснастить системой контроля по увлажнению теплоизоляции. При помощи данного оборудования, теплоизоляция труб ППУ будет находится под неусыпным контролем автоматизированной системы. В случае неисправности или внезапной аварии (появление дефектов в наружной гидроизоляции, дефект сварных швов и т.п.) вы сразу же получите об этом оповещение.

Полиэтилен

Полиэтилен – надежная защита трубопровода

Оболочка из полиэтилена, которую получают путем экструзии полиэтилена высокой плотности, отлично защищает теплоизолированный трубопровод при подземной прокладке от вредных воздействий грунта и воды.

Теперь рассмотрим основные преимущества, которые мы получаем, используя трубы с ППУ:

• Максимальные теплопотери не выше 2%;
• Большие сроки эксплуатации (25-30 лет);
• Коэффициент теплопроводности составляет 0,025-0,032 Вт/м К;
• Максимальные показатели температуры начиная от -80°С и заканчивая +130°С;
• Плотность утеплителя может достигать 30-200 кг/м³;
• При бесканальной прокладке трубопровода, затраты на монтаж труб с ППУ значительно ниже, нежели с использованием стандартных материалов;
• Гораздо меньшие сроки строительства трубопровода;
• Сокращение расходов на ремонтно-восстановительные работы примерно в 2-3 раза;
• Применяется система ОДК (система дистанционного контроля о состоянии трубопровода).

Для тех, кто еще сомневается в надежности данного трубопровода, приведем некоторые факты: под изоляцию ППУ используются трубы: бесшовные, изготовленные по ГОСТ 8732, 8734; электросварные по ГОСТ 10704, 10705; водогазопроводные трубы, изготовленные по ВГП ГОСТ 3262 – согласно с представленным заказчиком проектом теплосети.

Это интересно: Упаковочная стальная лента — применение, характеристики, производство

Производство труб с предварительной ППМ изоляцией

Основой для производства являются стальные горячекатаные трубы. Максимальный диаметр, изолируемой трубы достигает 1200 мм, а минимальный 57 мм. Внешняя металлическая поверхность тщательно зачищается с применением термического обжига.

Рекомендуем ознакомиться: Правила теплоизоляции для труб отопления — как выбрать материал, рассчитать толщину и смонтировать

Для формирования теплоизолирующей конструкции стальную трубу помещают в цилиндрический разборный футляр при условии совпадения их центральных продольных осей.

После этого в пространство между трубой и футляром заливается полимерминеральный материал в жидком состоянии. Залитая масса расширяется, давит на наружные поверхности и уплотняется. Средний слой при этом остается пористым.

Утепление и защита сварных стыков выполняется непосредственно на строительной площадке после проведения гидравлических испытаний. Для этого применяются специальные разъемные цилиндрические формы. Их устанавливают между концевых участков теплоизоляции и через специальные отверстия заливают полимерный раствор.

После застывания вспененного раствора на трубопроводе образуется сплошное монолитное покрытие без стыков.

Пенополимерминеральная изоляция стальных труб

В 70-х годах прошлого века сотрудники советского института «ВНИПИ ЭнергоПром» разработали новый вид предизолированных труб, отводов и фитинговых соединений – трубы в пенополимерминеральной изоляции (далее ППМИ трубы).

ППМИ трубы применяют при сооружении трубопроводов для транспортировки жидкостей и газов с рабочей температурой до 150°C и расчетном давлении до 2,5 МПа. Пенополимерминеральная теплоизоляция — это слой жёсткого пенополиуретана с минеральными добавками в виде мелких фракций кварцевого песка. Минеральные добавки придают высокую прочность пенополиуретану. Благодаря этому ППМИ трубы устойчивы к механическим воздействиям и не требуют дополнительной защиты внешними оболочкам.

Три типа прокладки ППМИ трубопроводов

в климатических зонах с расчетными температурами до — 40°C:

• Подземная без каналов непосредственно в грунт;
• Подземная в лотки каналов;
• Наземная.

Достоинства ППМИ труб:

• низкий коэффициент водопоглощения ППМ изоляции – не более 0,5%;
• эксплуатационный срок более 30 лет;
• высокая прочность на сжатие теплоизоляционного слоя -1,2 МПа;
• термостойкость до 150°С,
• простота монтажа и ремонта теплотрассы;
• паропроницаемость ППМ изоляции;
• не требуют наличия СОДК (системы контроля увлажнения изоляции) согласно нормам СНиП41-02-2003.

Недостатки:

• большой вес труб с ППМ изоляцией увеличивает затраты на транспортировку. Установка теплоизоляции производится со спецтехникой;
• тепловые потери в такой системе будут большими по сравнению с предизолированными трубами в пенополиуретановой оболочке;
• ППМ изоляция не является полностью герметичной. Для защиты трубопровода от коррозии необходимо наносить антикоррозийные покрытия.

ППМИ трубы изготавливают согласно ГОСТ Р 56227-2014

На трубах и фасонных изделиях с ППМ изоляцией не допускается:

• отбитость и притупленность углов, наличие сколов длиной или глубиной более 5 мм;
• поверхностные трещины, видимые на глаз;
• искривления поверхности более 10 мм;
• царапины глубиной более 5 мм;
• отслаивание ППМ изоляции от поверхности покрываемого изделия.

В разрезе теплоизоляционный слой должен иметь мелкоячеистую структуру. Пустоты (каверны) более 10 мм не допускаются. Физико-механические и теплофизические свойства ППМ изоляции согласно ГОСТ указаны в таблице 1.

Таблица 1. Физико-механические и теплофизические свойства ППМ изоляции.

Коэффициент теплопроводности ППМ изоляции на трубе, определяемый по методу трубы при средней температуре 50°С должен быть не более 0,041 Вт/м·°С, при средней температуре 90°С — не более 0,050 Вт/м·°С.Этапы производства труб в ППМ изоляции Процесс изготовления трубы в ППМ изоляции состоит из следующих этапов:

1. Сушка кварцевого песка.
2. Очистка стальной трубы: поверхность должна быть сухой, очищенной от масла, жира, ржавчины, окалины и пыли до степени очистки 4 и выше в соответствии с ГОСТ 9.402.
3. Размещение стальной трубы в пресс-форме. Температура трубы и пресс-формы не ниже 20°С.
4. Смазка пресс-формы антиадгезионными составами.
5. Смешение компонентов для пенополиуретана и кварцевого песка в расчетных соотношениях исходя их диаметра стальной трубы и слоя изоляции; заливка смеси внутрь пресс-формы.
6. Выдержка трубы в пресс-форме до затвердевания пенополиуретана.
7. Выгрузка трубы из пресс-формы.
8. Контроль качества готовой трубы.

Применение труб в ППМ изоляции позволяет снизить теплопотери на магистрали, сократить затраты на капитальных ремонт и эксплуатацию трубопровода, увеличить срок эксплуатации тепловых сетей.

Ростовская полиуретановая компания предлагает систему компонентов для производства пенополимерминеральной изоляции РПК Т-ППМИ.

Трубы ППМИ

Виды труб в ППУ

В ППУ-трубе неизменной остается сама металлическая труба и пенополиуретановая пена. Толщина стенки стальной трубы в тепловых сетях может быть от 3мм до 12мм. Толщина пены от 26 мм до 90 мм. Толщина оболочки из полиэтилена (черная) от 3 мм до 40 мм, оцинкованной (серая) от 0,55 мм до 1 мм. Все зависит от диаметра основной стальной трубы. Различаются трубы в ППУ типом защитного покрытия. Кроме того, есть отдельная разновидность с греющим кабелем, который дает возможность транспортировать жидкость в условиях минусовой температуры окружающей среды. Трубы в ППУ имеют специальную маркировку, в зависимости от особенностей:

• ПЭ — полиэтиленовый кожух;
• ОЦ — кожух из оцинкованной стали;
• ПЭ-У (или ПЭ-Б) — полиэтиленовая оболочка усилена накладными кольцами-бандажами.
• СОДК – (система оперативного дистанционного контроля) добавляется после обозначения кожуха, означает что в изоляции (пене) проходят два медных провода, которые позволяют подключить к теплотрассе специальные приборы (мегаомметр и рефлектометр), и узнать, есть ли вода в изоляции и в каком именно месте произошло намокание, чтобы не перекапывать и не вскрывать всю теплотрассу, а устранять проблему локально.

Виды труб в ППУ

Где применяются трубы в ППУ?

Их широко используют для обустройства отопительных систем централизованного и локального теплоснабжения, а также систем водоснабжения холодной и горячей водой. Востребованность обусловлена улучшенными эксплуатационными характеристиками. По сравнению с иными подобными изделиями они имеют следующие преимущества:

Высокие теплоизоляционные свойства. У используемого в качестве утеплителя пенополиуретана теплопроводность не превышает 0,030 Вт/м*К. Это самый низкий показатель среди всех материалов, которые могут применяться для утепления трубопроводов. Поэтому теплопотери снижаются до 1-2%. Для сравнения, в старых трубопроводах теплопотери достигают 25-30%.

NB: В старых тепловых сетях в качестве утеплителя использовали армопенобетон, в качестве гирозащитного покрытия – рубероид. Сверху укладывали металлическую сетку и штукатурили.

Долговечность. Слой изоляции и внешний кожух исключают воздействие факторов внешней среды на металл. То есть, они являются антикоррозийной защитой и защитой от механических повреждений, благодаря чему срок службы изделий достигает 30 и более лет;

NB: Оболочка трубы в ППУ при наружной прокладке (по земле) защищает пену от дождя, снега, града, а при подземной прокладке от грунтовых вод и блуждающих токов, которые если доберутся до тела стальной трубы, станут причиной электрокоррозии. Толщина полиэтиленовой оболочки толще чем оцинкованной во много раз, ведь она к тому же принимает на себя давление грунта. Помимо всех перечисленных напастей, труба в земле не лежит неподвижно, а постоянно движется вследствие линейного температурного расширения металла, и в течение времени извивается как змея. Полиэтиленовая оболочка защищает теплоизоляционный слой от всего вышеперечисленного.

Дистанционная диагностика. Наличие системы ОДК дает возможность своевременно обнаруживать дефекты и, тем самым, предотвращать возникновение серьезных аварийных ситуаций;

NB: СОДК – система оперативного дистанционного контроля. Представляет из себя два медных провода которые находятся в середине теплоизоляционного слоя трубы в ППУ. Если в изоляцию попадает вода то происходит замыкание контакта между проводом и телом стальной трубы. При подключении мегаомметра прибор покажет замыкание и станет ясно, что на данном участке трубопровода в изоляции вода. Для того чтобы более точно определить место намокания используют импульсный рефлектометр. Этим прибором измеряют волновое спротивление пенополиуретана. С помощью него можно составить рефлектограмму тепловой сети протяженностью более тысячи метров и определить место дефекта с точностью менее одного метра.

Будущее тепловых сетей выглядит следующим образом: к каждой тепловой сети подключен стационарный рефлектометр, который с помощью GPS модема передает сигнал в режиме онлайн на пульт оператору. Как только происходит намокание изоляции на каком-либо участке — у оператора загорается лампочка на пульте, и он тут же отправляет ремонтую бригаду на трассу, сообщая им конкретный участок намокания.

В России в 2021 году России такие системы уже начали тестировать и постепенно внедрять.

Быстрый монтаж. Бесканальная прокладка позволяет уменьшить объем земляных работ и обойтись без устройства дренажных сетей. Эти факторы не только сокращают сроки монтажа, но и снижают стоимость прокладки трубопровода.

Особенности монтажа трубопроводов с тепловой изоляцией из ПММ

Бесканальная прокладка тепловых сетей предусматривает отсутствие защитных железобетонных конструкции по линии трубопроводов. По сути, теплотрассу просто закапывают в грунт, причем на глубину выше точки промерзания, что значительно сокращает объемы земляных работ.

В местах размещения запорной арматуры, сальниковых компенсаторов и неподвижных опор устраиваются железобетонные тепловые камеры. Монтаж подвижных (скользящих) опор при данной технологии не требуется.

При канальной и надземной технологии прокладки тепловой сети под трубопроводы должны быть установлены скользящие опоры каткового типа с опорной площадкой в виде полуцилиндра.

Перед началом монтажа на дно траншеи насыпается песчаная подушка. После укладки линии, проведения гидравлических испытаний и утепления сварных швов, труба должна быть засыпана песком с обеих сторон и сверху. Толщина слоя засыпки не менее 100 мм.

Производство трубных изделий

Оболочка из пенополимерминеральной изоляции является монолитной и в процессе производства накладывается на трубу. Для труб с размерами сечения от 57 до 820 мм используются оболочки с толщиной от 32 до 88 мм. Адгезийные свойства этого полимерного материала создают надёжную теплоизоляцию для теплосетей.

При производстве этих труб образуются три слоя изоляции, которые обладают различными свойствами. Показатели плотности этих слоёв также являются разными. Такая конструкция позволяет справляться с тяжёлыми рабочими условиями.

Технология производства труб позволяет эксплуатировать их в тяжелых условиях, например. в регионах с суровым климатом

Рассмотрим этапы производства, покрытой пенополимерминеральной изоляцией, трубы:

1. Вначале подготавливают вспененный полимер и добавку из золы, песка или шлака.
2. Далее готовят стальную трубу или фасонные детали, на которые будет наноситься теплоизоляция.
3. На третьем этапе производится заливка пенополимерминеральной массы в заготовку, где находится отцентрованная стальная труба.
4. После того, как ППМ труба готова — её тестируют на качество.

Заливка ППМ массы в форму происходит поэтапно. В первую очередь необходимо определить и вымерять процентное соотношение отдельных составляющих изоляционного материала. На расчёт влияют разные факторы — толщина изоляционного слоя, размеры сечения труб и т. д. После определённых расчётов происходит дозировка отдельных компонентов композита и их объединение. Полученную массу доставляют в форму. В ней располагается отцентрованная труба. После того, как пенополимерминеральная масса застывает — снимается форма и готовая деталь направляется на тестирование. Весь производственный процесс занимает не более одного часа.

Цена на ППМ трубы колеблется в зависимости от их размеров, толщины и плотности теплоизоляционного материала. Кроме этого, известные производители выпускают трубы дороже, но и качество таких изделий является более высоким. Стоимость на изоляционный материал рассчитывается исходя из его толщины, диаметра трубы и метража. Цена на 1 метр пенополимерминеральной теплоизоляции варьируется от 550 до 9500 рублей.

ППМ трубы являются очень эффективными и используются для различных теплосетей, а также водопроводов, транспортирующих к потребителям горячую воду. Стоимость на эти изделия варьируется и зависит от конструктивных особенностей труб и пенополимерминеральной изоляции. При желании можно неплохо сэкономить на прокладке магистрали с такой изоляцией. Кроме этого, ППМ коммуникация не нуждается в профилактических осмотрах и обладает довольно высоким эксплуатационным сроком, сохраняя свои теплоудерживающие свойства независимо от периода службы. Прокладка таких коммуникаций может осуществляться как открытым, так и закрытым способом. Гидрофобность и отличные показатели прочности позволили им широко распространиться и занять на рынке изоляционных материалов одну из лидирующих позиций.

ОТВОДЫ В ППМИ

Сферы применения

Современные компании, занимающиеся прокладкой теплосетей, оценили высокую эффективность данного вида продукции. Сейчас многие трубопроводы выполнены с применением данной технологии. Это позволило повысить рентабельность предприятий, работающих в сфере теплоэнергетики, благодаря снижению энергопотерь. С учётом роста тарифов и средней стоимости ремонта магистралей, ППМ изоляция стала универсальным и выгодным решением. Также такие трубы применяют нефтегазовые компании и многочисленные предприятия в химической отрасли.

Специалисты рекомендуют при прокладке надземной части магистрали наносить акриловые и кремнийорганические краски для дополнительной защиты от разрушительного воздействия солнечных лучей. Также для этой цели используют УФ-абсорбер.

Конструкция трубы ППУ

Стандартное изделие состоит из трех слоев:

1. Основная рабочая труба, которую изготавливают из высокопрочной стали, отвечает всем стандартам ГОСТа.
2. Пенополиуретановая изоляция — высокотехнологичный синтетический материал защищает трубу от влаги (гигроскопичность), не позволяет скапливаться на стенах труб загрязнений, увеличивает срок эксплуатации и сохраняет тепло в сравнении с использующейся для изоляции в трубах предыдущего поколения стекловаты.
3. Оболочка -слой изоляции может быть защищен оцинковкой или полиэтиленом. Вид оболочки определяется по маркировке на изделии.

Рекомендуем ознакомиться: Назначение и основные виды шаровых кранов ПНД для труб

В современных видах труб иногда присутствует дополнительный элемент – сигнальный провод системы оперативного дистанционного контроля – ОДК. Представляет собой металлический провод, проходящий в слое пенополиуретана по всей протяженности трубы.

ОДК в онлайн режиме считывает полную информацию о состоянии трубопровода и наличии тех или иных дефектов: порывах рабочей трубы, защитного покрытия, участков стыка, либо самого провода ОДК.