Труба в ппу изоляции

Развитие технологии утепления труб

Для теплоизоляции труб в системах отопления и водопровода было разработано множество методик, но не все из них позволяют добиться желаемого результата. А недостаточная эффективность таких систем, используемых при обустройстве как промышленных, так и бытовых коммуникаций, приводит к значительным потерям тепловой энергии, а также к промерзанию некачественно утепленных труб в холодное время года.

Острая необходимость эффективной теплоизоляции трубопроводных систем привела к тому, что была разработана технология, предполагающая использование предизолированных пенополиуретаном труб. Такая технология благодаря своей высокой эффективности сегодня начинает приобретать все большую популярность как у потребителей, так и у поставщиков тепловой энергии.

Конструкция трубы с ППУ-озоляцией

Пенополиуретан уже достаточно давно используется в качестве материала для защиты водопроводных сетей от промерзания и для снижения теплопотерь в системах отопления. Изначально такой материал выпускался в виде теплоизоляционных плит, которые фиксировались на трубах. Эта технология утепления не только требовала дополнительных трудозатрат, но и предполагала наличие определенных знаний и опыта для выполнения таких работ. Использование инновационной пенополиуретановой теплоизоляции, которая выпускается в форме своеобразной скорлупы, позволяет легко и без значительных трудозатрат утеплять с ее помощью уже эксплуатируемые трубопроводные системы.

Скорлупа ППУ выпускается в виде прямых сегментов определенного размера, а также в форме углов

Первые варианты такой скорлупы представляли собой утепляющий цилиндр, изготовленный с прорезью или из двух половинок, который легко фиксируются на трубе при помощи соединения «гребень-паз» или за счет других элементов. Такая скорлупа является достаточно универсальным элементом утепления систем отопления и водоснабжения, она эффективно работает в широком диапазоне температур (от –180 до +130 градусов Цельсия). Важным является и то, что ее монтаж не требует специального оборудования и не вызывает больших проблем.

Дальнейшим этапом развития технологий утепления труб стал выпуск изделий, которые уже на этапе их производства помещаются в изоляционную оболочку из пенополиуретана. Такие трубы, применяемые в системах водо- и теплоснабжения, уже качественно утеплены и готовы к использованию, их требуется только правильно смонтировать, следуя рекомендациям производителя.

Сравнение оболочки ППУ с другими разновидностями теплоизоляции

Среди достоинств труб с ППУ-изоляцией можно выделить следующие.

• Из-за того, что монтаж отдельной изолирующей оболочки не всегда можно качественно выполнить в полевых условиях, использование изделий с уже имеющейся на них скорлупой, смонтированной в производственных условиях, является более оптимальным вариантом.
• Изоляционный слой, нанесенный на такие трубы, отличается полной герметичностью, что обеспечивает надежную защиту от коррозии. Стальные трубы, покрытые такой изоляцией, не разрушаются со временем под действием окислительных процессов, а оцинкованные служат еще дольше.
• Использование труб с ППУ-изоляцией – экономически более выгодный вариант, так как технологические процессы по изготовлению такой продукции и нанесению изолирующего слоя выполняются на одном производственном предприятии.
• Трубы, на которые нанесен полиэтилен (ПЭ) или пенополиуретан, можно укладывать непосредственно в грунт, поскольку такое защитное покрытие спокойно переносит воздействие агрессивных сред.
• Благодаря ППУ-изоляции срок службы систем водо- и теплоснабжения, изготовленных из стальных труб, значительно увеличивается, а также улучшаются их эксплуатационные характеристики.
• Монтаж трубопроводов, для обустройства которых используются такие трубы, выполняется значительно проще и оперативнее.

Преимущества использования

Трубопроводы в пенополиуретановой изоляции имеют множество преимуществ и на сегодняшний день являются лидерами среди теплоизоляционных материалов по следующим причинам:

1. Простота монтажа.
2. Экономия тепловой энергии.
3. Повышенный срок работы коммуникационных систем.
4. Возможность прокладки трубопровода в любом месте.
5. Устойчивость ППУ изоляции для труб к действию агрессивных веществ.
6. Долговечность. Изделия рассчитаны на эксплуатацию в течение 30 лет и более, так как защитная оболочка и изоляционный слой защищают стальную трубу от воздействия внешней среды, в результате чего коррозия сильно замедляется.
7. Доступность. Соотношение цены и качества изделий с ППУ защитой делает их применение экономически выгодным, к тому же на рынке представлен большой выбор данных изделий — большинство крупных металлургических предприятий выпускают столь востребованный продукт.

Процессы при вспенивании и смешивании компонентов ППУ

Во время смешивания компонентов полиизоционата и полиола в смесительном отсеке заливочной машины происходит формирование мелкодисперсной эмульсии. Повышение температуры и нарастание вязкости смеси объясняется экзотермической реакцией, протекающей в ней. Когда температура достигает значений больше 25-28 градусов, начинается интенсивное вспенивание композиции и газообразование, которое фиксируют как время старта при изоляции труб.

Оболочки для труб изготавливают методом экструзии, но их стенки намного тоньше, чем у обычных труб, поэтому при заливке пены нужно строго соблюдать технологию

ЧИТАТЬ ТАКЖЕ: Как выпрямить ПНД трубу из бухты или после деформации

Процесс газообразования стабилизируется ростом вязкости пенополиуретановой смеси и наличием кремнийорганического пеностабилизатора в ней. Возможно также дополнительное нарастание пузырьков благодаря реакциям полиизоцианата и влаги воздуха. Химические процессы ведут к возникновению полимерной структуры (трехмерной). Начало ее образования фиксируют в качестве времени гелеобразования.

Для этого трубы в теплоизоляции выдерживаются на стеллажах. В это время в полимерной матрице есть много непрореагировавших групп. Дальнейшую полимеризацию характеризует время потери липкости поверхностью ППУ и время заполнения им пространства между оболочкой и трубой. Через несколько часов завершаются химические процессы, через несколько суток – механические релаксационные.

Оборудование для создания ППУ изоляции для труб

Линии по производству предлагаются как в виде укомплектованного изделия, так и отдельными рабочими узлами. Практикуется вариант, когда заказчик приобретает у компании набор чертежей для самостоятельного производства отдельных производственных участков. Комплектации производственных линий зависят от требований к мощности и площади цеха. Стандартное оборудование – это:

• рольганг стальных труб;
• цепной конвейер;
• рольганг полимерных изделий;
• рольганг готовых стальных труб;
• заливочные машины;
• заливочные столы;
• камеры для разогрева заготовк;
• кантователь готовых трубных конструкций;
• кантователь полиэтиленовых труб-оболочек;
• стол для сборки;
• гидростанция;
• накопитель.

Одним из важнейших элементов производственной линии является машина для заливки пенополиуретана, работающая в условиях повышенного давления. Заливочные машины позволяют создавать трубы всех диаметров, указанных в соответствующем ГОСТе. Некоторые машины комплектуются программируемыми контроллерами. Такое оборудование имеет до 60 различных режимов заливки.

Завод по производству ППУ труб должен иметь оборудование для работы с разными типами внешних оболочек

Также специальное оборудование потребуется для оцинковки внешней оболочки. Для изготовления пластиковых труб-оболочек понадобится нарезное и сварочное оборудования для работ с полимерными материалами.

Оборудование, работающее по технологии изоляции труб ППУ, имеет стандартную комплектацию:

• две емкости для смешивания компонентов;
• насос для закачки;
• гидростанция с мощностью в 3 кВт;
• электрический шкаф с автоматизированной системой управления;
• аппарат инжекции пенополиуретана.

Машины для заливки пенополиуретана имеют различия по производительности. От этого показателя, соответственно, будет зависеть стоимость станка. Для того, чтобы сделать правильный выбор, при покупке следует ориентироваться на планируемый диаметр выпускаемых изделий. Необходимо рассчитать количество впрыскиваемого ежеминутно пенополиуретана, и исхояд из этого показателя определять производительность станка. Например, диаметр трубопровода при диаметре внутренней трубы в 426 мм составит 560 мм. Для заполнения такого количества пространства потребуется 87 кг изоляционного материала. Значит, производительность машины для заливки требуется с показателем 96 кг в минуту.

При покупке сетей оборудования для труб в изоляции следует учитывать то, что в обязательном порядке потребуется монтаж, пуско-накладочные мероприятия и затраты средств на обучение рабочего персонала.

Все, что необходимо для организации изготовления ППУ труб, — это подробное изучение тонкостей производственного процесса и положений, освещенных в ГОСТ, СНиП и СП по трубам в изолированных материалах. Оборудование для заливки или напыления ППУ слоя (или скорлуп) выбирается в соответствии с индивидуальными требованиями к производительности.

Трубы ППУ ОЦ

ППУ (пенополиуретан) — газонаполненная пластмасса (пенопласт) бывает двух типов: жесткая и эластичная.

При создании труб ППУ ОЦ используют жесткую разновидность, так как у нее низкий коэффициент теплопроводности.

Изготовление труб ППУ ОЦ происходит в заводских условиях. Сначала изготавливается металлическая труба и помещается во внешнюю оболочку из оцинкованной стали, что снижает коэффициент водопроницаемости до минимума и увеличивает срок службы трубы.

Внешняя оболочка защищает утеплитель от механических воздействий, огня и влаги. В промежуток между стальной трубой и внешней оболочкой заливается пенополиуретан. После застывания утеплителя получается готовая продукция.

По сути, изделие – «труба в трубе», и пространство между оболочками заполнено утеплителем.

После изготовления трубы проходят ряд проверок на соответствие стандартам качества:

1. Полная проверка сварных швов на герметичность, если не был использован бесшовный метод производства.
2. Испытания на соответствие осевого сдвига материала.
3. Соответствие материалов к ГОСТ: толщина утеплителя, степень шлифовки труб, диаметр изделия должны соответствовать нормам.

Свойства и характеристики

Характеристики готовой продукции регулируются государственными нормативами. При этом каждый элемент трубы ППУ ОЦ должен соответствовать ГОСТ.

Оцинкованная оболочка – влагостойкая, что расширяет сферу применения изделия. В сочетании с низкой теплопроводностью трубы ППУ ОЦ становятся лучшим вариантом для наружного водо и теплоснабжения.

Характеристики готового изделия должны соответствовать приведенной ниже таблице:

Свойства	Мера	Показатель
Плотность слоя изоляции	Кг/м3 (килограмм/метр кубический)	Минимум 60
Плотность при 10% сжатии по радиальной оси	МПа (мегапаскаль)	От 0,3
Теплопроводность при температуре 50°С	Вт/м*K (ватт/метр*Кельвин)	Не более 0,033
Прочность на сдвиг при (23±2)°С Прочность на сдвиг при (140±2)°С	МПа (мегапаскаль)	Минимум 0,2 Минимум 0,13
Показатель радиальной ползучести теплоизоляции с максимальной температурой (140±2)°С	Мм (миллиметров), в течение 100 часов Мм (миллиметров), в пределах 1000 часов	До 2,5 До 4,6
Водопоглощение в кипятке в период 90 минут	% по объему	Максимум 10%

Трубы ППУ ОЦ сокращают тепловые потери до 1–2%, что является отличным показателем, превосходящим другие виды утепления. Себестоимость при производстве довольно высока, но характеристики и долговечность позволяют материалу окупиться.

Пенополиуретан легко воспламеняется при контакте с открытым огнем, в соответствии с ГОСТ 30244 относится к сильно горючей группе Г4.

Трубы ППУ ОЦ не токсичны и не наносят вреда здоровью и окружающей среде, но пенополиуретан при горении может выделять чрезвычайно токсичные примеси. Впрочем, оцинкованная внешняя оболочка — надежное средство защиты от открытого огня.

Также трубы комплектуются проводниками-индикаторами из меди с сечением 1,5 мм2. Данные индикаторы позволяют отслеживать состояние коммуникаций дистанционно и находить проблемные места с высокой точностью.

Преимущества оборудования

1. Многолетний опыт и профессионализм специалистов компании. Работа на российских и зарубежных рынках с 1989 года.
2. Гибкая ценовая политика и система скидок.
3. Короткие сроки поставки и наладки оборудования.
4. Многочисленные дипломы и сертификация всей выпускаемой продукции.
5. Предприятие – лидер российского рынка и поставщик для многочисленных зарубежных партнеров.

Заключение

Приобретая технику для заливки ППУ, каждый владелец собственного производства должен просчитать его мощности и необходимость в закупке подобного оборудования. Также следует точно знать объемы предполагаемых работ по заливке пенополиуретана.

Особенно тщательный расчет необходимо составить при реализации изделий с пенополиуретановой заливкой, наличие заинтересованных покупателей, потребности рынка, транспортно-заготовительные расходы. Тогда все затраты быстро окупятся и принесут достойную прибыль владельцу предприятия.

Как осуществляется монтаж скорлупы ППУ

Монтаж изоляции очень прост и не требует особых навыков. В первую очередь, необходимо купить скорлупу, соответствующую диаметру трубы, которую необходимо изолировать (d скорлупы на 1-2 мм больше, чем d трубы).

1. Для труб малого диаметра выпускаются цельные скорлупы с боковым разрезом.
2. Если длина трубы менее 1 м (стандартный размер скорлупы), лишний отрезок можно отрезать обычным строительным или канцелярским ножом.
3. Через разрез на ППУ изделии изолируемая труба помещается внутрь цилиндра.
4. Края можно скрепить строительным или супер-клеем, зафиксировать скобами или хомутом, обмотать тонкой проволокой и даже скотчем (обычный или двусторонний). При необходимости герметичного соединения используются специальные ленты и соединительные замки.
5. Если длина трубы составляет более 1 м, используется несколько отрезков скорлупы, которые также фиксируются между собой в местах стыка.
6. При работе с трубой большого диаметра используется ППУ скорлупа, состоящая из нескольких (обычно двух) сегментов.
7. Фиксируются сегменты с помощью клея, хомутов, проволоки и т.д. Также существуют скорлупы с пазовым соединением, такое крепление считается более надежным.

По окончанию монтажа можно сразу же начинать эксплуатацию трубопровода, если только не требуется время для высыхания клея.

Технологии непрерывного нанесения ППУ изоляции труб

На сегодняшний день существует целый ряд технологий нанесения пенополиуретановой теплоизоляции (изоляции ППУ), в т.ч. на трубную продукцию (труба ППУ). Особое место среди них занимают технологии непрерывного нанесения.

Непрерывное нанесение ППУ изоляции на трубы включает в себя два этапа (две стадии). Первая — это стадия нанесения вспененной композиции на несущую трубу. Вторая – это создание внешней оболочки (если речь идет о трубе-оболочке из полиэтилена, она создается с помощью экструдеров, а если о защитной оболочке из оцинкованного штрипса – навивается) на поверхности сформированного слоя ППУ.

Организация непрерывного производства такого вида изделий, как труба ППУ, предъявляет особые требования, в частности, к реакционной способности композиции (смеси полиолов и изоцианата), графику изменения вязкости в процессе полимеризации и скорости отверждения. Эти параметры регулируются путем изменения состава (химической модификации) полимерной композиции.

Технологии непрерывного нанесения трубной изоляции ППУ обеспечивают резкое увеличение производительности и снижение конечной себестоимости продукции (если речь идет о производстве больших объемов труб ППУ одного вида и типоразмера), в т.ч. за счет уменьшения переполнения и толщины слоя ППУ. В то же время, перенастройка технологического процесса – например, переход на трубы другого диаметра требует значительных усилий, финансовых затрат (капиталовложений) и затрат времени. Это обстоятельство делает технологии непрерывного производства менее мобильным по сравнению с традиционными.

Существуют две базовые технологии непрерывного нанесения изоляции ППУ: литье и напыление.

Использование первой технологии изоляции труб ППУ (метод литья) предполагает нанесение реакционной смеси внутрь своеобразного «пакета» из полиэтиленовой пленки. Внутри «пакета» также располагается изолируемая несущая труба. Полученная «сборка» проходит через термосекцию круглого сечения, где поддерживается необходимая температура. Здесь происходит расширение и отверждение пены; слой ППУ приобретает заданную форму и механические свойства. После этого на поверхность экструдируется полиэтиленовая оболочка, и готовая труба ППУ нарезается на отрезки заданной длины.

Данная технология идеально подходит для производства гибких полимерных труб, поставляемых в бухтах, т.к. не налагает ограничений на длину трубы. В то же время, она может использоваться только для производства труб ППУ, имеющих малый или средний диаметр. Данное ограничение связно со скоростью отверждения слоя ППУ.

При применении второй технологии (напыления) композиция напыляется на быстро вращающуюся несущую трубу. Преимущество ее заключается в формировании очень однородного слоя ППУ, что позволяет сократить расход материалов, а также в возможности нанесения нескольких слоев ППУ, т.е. получения изоляции практически любой толщины. Использование технологии непрерывного напыления предпочтительно для производства труб ППУ большого диаметра.

Размеры и условные обозначения

Производство труб с пенополиуретаном

Производство качественных труб должно осуществляться только на заводе и по госту, из материалов высшего качества и при организации контроля на всех этапах производства. Изделия, выполненные кустарным способом, не будут соответствовать принятым нормам, а их эксплуатационные характеристики не позволят в полной мере извлечь необходимый результат.

Чтобы ориентироваться в терминологии, приведём расшифровку обозначений:

• Ст, t — труба из стали;
• S — толщина стальной стенки;
• d — диаметр трубы;
• n — тип ППУ;
• D — диаметр трубы с оболочкой и изоляцией;
• ПЭ — полиэтиленовая плёнка;
• ОЦ — оцинковка;
• ВГП — труба для проводки воды и газа;
• СОДК — система для оперативно – дистанционного контролирования.

Важно. Необходимо, чтобы толщина трубы и сопутствующих деталей была абсолютно равной

Толщина трубы соответсвует деталям

Данные обозначения следует знать при заказе труб у завода-производителя. Нужные размеры и количество закупаемого товара согласовываются с поставщиками в соответствии с проектом. Диаметр изолированной трубы и толщина стали напрямую зависят от региона прокладывания трубопроводов.

Приведём пример обозначения стальной трубы с диаметром 76 мм, толщиной 3 мм со 2 типом изоляции в оболочке из оцинковки: Ст 76*3-2-ППУ-ОЦ ГОСТ 30732-2006.

Способ установки термоусаживаемой муфты

При этом необходимо иметь следующий инвентарь и материалы:

• муфту из пенополиуретана;трубопровод определенного диаметра;стыковые соединения труб из ППУ;газовая горелка для сварки;мыльный раствор для испытаний герметичности;ППУ в жидком виде;пробка испытательная.

Первым делом на один край трубы необходимо натянуть муфту. После стыковки труб муфта нужно передвинуть так, чтобы линия соединения расположилась по центру муфты.

Сняв с нее защитный слой, посредством газовой горелки разогреть ее до образования полной усадки. Показателем усадки является преобразование муфты в бочкоподобную форму. С целью проверки муфты на герметичность, необходимо в предусмотренное отверстие вставить испытательную пробку, прокачать воздухом под давлением 0,5 атм.

Для полноценной проверки муфты на герметичность следует повторить испытания через 5 мин. Если давление константа, значит, усадка муфты произошла полностью. При снижении давления за это время возникает необходимость в проверке качества усадки муфты по краям, с помощью мыльного раствора.

Для ликвидации некачественного прилегания муфты необходимо ее установить более плотно.

После правильной установки муфты необходимо извлечь испытательную пробку и образовавшееся отверстие заполнить жидким ППУ-ом. Эта смесь после вспенивания должна принять твердую форму. Далее, все отверстия изнутри нужно заделать полиэтиленовыми пробками и приварить их к муфте, что позволит создать качественную гидроизоляцию, а также тепловую изоляцию соединенных труб.

Такой сварной способ с использованием муфт обеспечивает надежное противостояние соединений труб из ППУ перед экстремальными условиями окружающей среды – порывами ветра, ливнями, снегопадами, сильными морозами и перед механическими воздействиями.

С целью изготовления ППУ в жидкой фазе применяют специальный полиол в комбинировании с полиизоцианатом, которые являются составляющими специального пенопакета.При соединении этих компонентов образуется жидкая смесь, которая после вспенивания и увеличения в объеме впоследствии затвердевает.

Пенопакеты для заливки ППУ с целью изоляции соединений применяют потому, что они облегчают работу строителей при изолировании стыков, а именно уходит необходимость в разведении специального раствора и его небезопасном распределении по разным емкостям посредством леек. В результате этого процесс изоляции протекает быстро, качество уплотнений становится выше, а наличие вредных факторов ниже.В случае отсутствия возможности произвести заливку ППУ для изоляции стыка труб можно использовать скорлупу из пенополиуретана. Также применение такой скорлупы допускается и при частичном ремонте гидроизоляции соединений.

Скорлупа из ППУ имеет продолжительный срок службы, а ее прочностные качества и жесткая структура не дает образовываться даже малейшим сдвигам тепловой изоляции.Одной из главных задач, определяющих качество трубопровода из труб с ППУ-изоляцией, является правильный монтаж стыков. В продажу такие изделия поступают с неизолированными отрезками с двух сторон, что необходимо для простоты соединения. Если все работы проведены грамотно, то трубопровод будет надежно защищен от агрессивного влияния окружающей среды и будет демонстрировать максимальный срок эксплуатации.От качества заделки стыков труб в ППУ зависит работа всей магистрали

Технические и эксплуатационные характеристики

ППУ бывает жестким и мягким. Мягкий вспененный пенополиуретан – поролон – не обладает особой прочностью, зато обладает гибкостью и мягкостью. Сфера его применения поэтому ограничена в основном бытовым использованием: мебель, игрушки, одежда, гибки и т.д.

ППУ имеет хорошую адгезию к практически к любым материалам, после нанесения и застывания пены он очень прочно сцепляется с основой, независимо от того, это пластик, бетон, кирпич, металл, стекло, древесина, ОСП или любой другой материал. При обработке поверхности жидким ППУ не нужен дополнительный крепеж.

Изолирующий пенополиуретан принимает любую форму и прекрасно заполняет объем любой сложности – поэтому ее так любят использовать в труднодоступных местах. Обработка поверхностей пеной создает сплошной легкий и теплый слой утеплителя без щелей, стыков и мостиков холода от крепежа.

Пенополиуретан может эксплуатироваться в диапазоне температур от -200 до +200°С.

Пенистый легкий материал легко перевозить и монтировать, он очень незначительно утяжеляет конструкции, может работать в грунте и во влажных условиях. При промышленном применении его привозят на стройплощадку в виде двух компонентов.

Кроме того, твердый ППУ не впитывает и не проводит воду и служит отличным гидроизолятором, он стоек к гниению, инертен к большинству кислот, щелочей и солей.

ППУ относится к трудновоспламеняющимся, трудносгораемым и самозатухающим материалам.

Единственный серьезный недостаток ППУ как утеплителя – нестойкость к ультрафиолетовому излучению. Поэтому при использовании под открытыми солнечными лучами слой утеплителя следует закрывать кожухом или штукатуркой/шпатлевкой и покраской, или непрозрачными материалами.