При монтаже теплопроводных магистралей для транспортировки горячих жидкостей, пара в промышленной и коммунальной сферах, всегда актуальна тепловая изоляция трубопроводов от внешней среды. В промышленной отрасли широкое применение нашли стальные трубопроводы с тепловой защитой из пенополиуретанового утеплителя (ППУ), снаружи которых используется для защиты полиэтиленовая или оцинкованная изоляция труб.
Изделия с ППУ изоляцией и наружным покрытием являются основным видом труб с готовой защитной оболочкой, изготавливаемых на промышленных предприятиях. Нормативным актом, устанавливающим конструктивное исполнение труб и фасонных элементов (отводы, тройники, переходники), размерные параметры, условия эксплуатации полиуретановых труб, является ГОСТ 30732-2006, которым руководствуются при изготовлении и монтаже ППУ магистралей.
В быту оцинкованную изоляцию используют в качестве оболочек – открытых цилиндрических элементов различной формы, в которые помещают тепловой изолятор для дымоходных труб
Рис.1 Использование труб ППУ для отопления и горячего водоснабжения
Что из себя представляет цинковая трубная оболочка
Использование ППУ изоляции на трубах необходимо для защиты от двух негативных факторов: влияния внешней среды и физических нагрузок, приводящих к сдавливанию утеплителя и соответственно понижающих его теплоизоляционные свойства.
Также использование наружной оболочки является важной частью технологического процесса, при котором жидкая пенополиуретановая смесь заливается в пространство между проводящей рабочую среду внутренней стальной трубой и наружной, формирующей слой утеплителя необходимой толщины и формы.
Наружную защитную оболочку изготавливают из полиэтилена или стали, для защиты которой от коррозии применяют цинкование.
Для производства наружной теплоизолирующей оцинкованной трубы используют тонкостенную сталь толщиной до 1 мм, при изготовлении трубный прокат опускают в ванну с горячим цинком (метод горячего цинкования) – таким образом получают двухстороннюю защитную антикоррозионную оболочку. В производстве используется цинк марок Ц0 и Ц1 по ГОСТ 3640-94, в ванну добавляют алюминий, свинец (плавят с маркой цинка Ц2).
Для повышения прочности внешняя труба выпускается с ребрами жесткости, часто в оболочку встраивают медный провод, необходимый для контроля целостности трубопровода, изоляционного покрытия и его внешней оболочки.
Рис. 2 Марки проката для изготовления покрытия труб ППУ оцинкованной сталью
Пенополиуретан, из которого сделана термозащитная оболочка, встречается в быту в виде поролона, из него состоит монтажная пена, повсеместно используемая в строительной отрасли. Компонент получают из соединения двух продуктов химической переработки нефти – полиола и полиизоцианата, при добавлении в смесь небольшого количества воды образуется диоксид углерода СО2, и его интенсивное выделение вызывает вспенивание.
Где применяется изоляция для труб оцинкованная
Область применения оцинкованных труб ППУ для транспортировки жидких, газообразных и сыпучих материалов регламентирована ГОСТ 30732-2006, устанавливающим следующие параметры транспортируемой среды:
- Рабочее давление в системах водо- и пароподачи – не больше 16 бар. (атм.).
- Номинальная температура носителя – до +140º С, температуру проходящей жидкости допускается повышать до +150º С, если теплосеть функционирует в режиме +70 – +150º С, установленном для наружных температур ниже -35º С в Европейской части России, в Сибири и на Дальнем Востоке.
Трубопровод ППУ с оцинкованной изоляцией – изделие, предназначенное для поверхностной укладки тепловых коммуникаций, при подземном размещении его протягивают в проходах каналов и туннелей, основные сферы его применения:
- Нефтяная и газодобывающая отрасли. Трубопроводы с пенополиуретановым покрытием в оболочке используют для наземной укладки нефтяных и газовых магистралей, в климате Крайнего Севера утепление предотвращает чрезмерное охлаждение нефтепродуктов и газа, снижающего их подвижность.
Рис. 3 Скорлупа ППУ с покрытием – конструкция трубы по ГОСТ 30732-2006
Статья по теме:
Все для теплоизоляции труб – материалы, применение, технология монтажа. На нашем сайте есть отдельная статья подробно рассказывающая про все виды теплоизоляционных материалов, применяемые внутри дома или на улице. Почитайте, возможно будет интересно.
- Химическая и пищевая промышленность. В процессе химического и пищевого производства через утепленный трубопровод в емкости и резервуары подают разогретые до высоких температур компоненты, являющиеся частью технологического процесса, при этом сокращение тепловых потерь снижает себестоимость производства.
- Коммунальная сфера. Трубы ППУ являются основным видом труб для горячего водоснабжения и систем отопления зданий, их применение позволяет защитить трубопровод от охлаждения и соответственно сэкономить значительные теплоресурсы на подогрев воды.
- Бытовое хозяйство. В быту очень редко используют заводские трубы с готовым утеплением ППУ и оцинкованной оболочкой для подачи горячей воды – они должны располагаться снаружи на поверхности, что неприемлемо на индивидуальных земельных участках. Один из вариантов использования – установка в качестве готового утеплителя дымоходов.
Также из оцинкованной стали изготавливают раздвижные и сборные изоляционные кожухи различного вида с замковыми элементами, устанавливаемые по принципу скорлупы, их области применения:
- Внутридомовые инженерные системы – трубопроводы горячего и холодного водоснабжения, отопления, вентиляционные шахты.
- Изоляция дымоходов печей и каминов от окружающей среды и в местах прохода через потолочные и стеновые перегородки, крышу.
- Прокладка тепловых трасс в закрытых подземных туннелях и коллекторах.
- Изоляция открытых частей машин и механизмов с высокой температурой от соприкосновения для предотвращения ожогов.
Рис. 4 Размерные параметры ППУ труб и изоляционных стальных оболочек
Достоинства и недостатки труб ППУ с оцинкованной изоляцией
Выпускаемые промышленностью трубы с ППУ изоляцией имеют следующие отличительные особенности и параметры:
- Технология изготовления ППУ изоляции состоит во вспенивании материала, после его застывания образуется мелкоячеистая структура с содержанием газа около 95%. Благодаря этому, ППУ отличается легким весом и низкой теплопроводностью. Из всего класса пенопластов – изделий из вспененных синтетических материалов, ППУ обладает наименьшей теплопроводностью в 0,02 Вт./м.*К., что в 2 раза ниже, чем у пенопласта.
- Пенополиуретановая изоляция имеет легкий вес, ее средняя плотность составляет около 50 кг. на метр кубический, что сопоставимо с экструдированным пенополистиролом (Пеноплексом) и в 2 раза выше по сравнению с пенопластом.
Рис. 5 Механические свойства оцинкованной стали
- Утеплитель ППУ не впитывает воду, его водопоглощение не превышает 1%, материал обладает низкой паропроницаемостью и отличной адгезией ко всем стройматериалам.
- ППУ боится ультрафиолета, поэтому используется в закрытых от дневного света конструкциях.
- Диапазон температур, при которых материал не изменяет своих характеристик, составляет -150 – +150º С.
- Пенополиуретан относится к умеренно горючим самозатухающим материалам, продолжительность горения которых менее 30 секунд (класс горючести Г2), температура дымовых газов не превышает значение в 235º С.
- Срок службы защитного слоя ППУ составляет 30 – 50 лет, аналогичную долговечность имеет и стальное антикоррозионное покрытие оболочки труб.
- Пенополиуретан относится к химически нейтральным компонентам, не взаимодействует с большинством агрессивных химических веществ, разлагается при воздействии насыщенных растворов кислот (азотная, серная, соляная).
- Пенополиуретан экологически безопасен, не выделяет вредных веществ в обычном состоянии.
- Материал имеет высокую сопротивляемость биологическому воздействию (грибок, плесень), не повреждается грызунами.
- При повреждении ремонт и изоляция проводятся без демонтажа дефектного участка, что выгодно отличает оцинкованные изделия от ППУ с полиэтиленовой оболочкой.
Рис. 6 Применение защитных кожухов для труб из оцинкованной стали
Оцинкованная изоляция труб – разновидности
В производстве труб ППУ используют следующую технологию:
- Несущую трубу из стали просушивают и очищают от грязи, окалины и ржавого налета, одевают на нее кольцевые опоры из пластика.
- Продевают сквозь отверстия опор медный проводник по всей протяженности заготовки.
- Заталкивают трубу на центраторах в цинковую оболочку.
- Вставляют заглушки на торцы, подогревают поверхность и производят заливку жидкого ППУ в межтрубное пространство.
- После технического контроля качества и маркировки трубу отправляют в складское помещение на хранение.
Трубы с ППУ теплоизоляцией выпускают диаметром от 32 до 1420 мм (ГОСТ 30732-2006) их длина для диаметра трубы до 219 мм лежит в диапазоне 8 – 12 м, при диаметрах более 273 мм длина составляет 10 – 12 м.
Для повышения срока эксплуатации изделий изоляция для труб оцинкованная дополнительно покрывается снаружи лакокрасочными, полимерными и гидроизоляционными составами (праймер битумный), возобновляемыми в процессе эксплуатации.
Рис. 7 Фасонные соединители по ГОСТ 30732-2006
Статья по теме:
Скользящая опора для трубопроводов — применение, виды, размеры. При прокладке магистральных стальных трубопроводов применяются специальные скользящие опоры на роликах. Про виды, конструкции, сферы применения, можно прочитать в отдельной статье.
Длина покрытия труб должна равняться полиуретановому слою с запасом по 50 мм по краям, полиуретановые торцы труб и фасонных деталей покрывают битумно-резиновой или иной гидроизоляцией. При поставке труб размером до 426 мм они должны иметь два диагонально расположенных медных провода СОДК площадью сечения 1,5² мм, если диаметр превышает 530 мм, применяют три провода на 3, 9 и 12 часов.
Для соединения участков магистрали, изменения ее направления и устройства ответвлений, используют широкий ряд фасонных изделий в виде отводов, переходов, тройников с прямым и параллельным отводом, S – образных фасонных элементов, заглушек и концевых элементов. Фасонные детали могут иметь встроенные запорные вентили и задвижки, срок их службы составляет не меньше 30 лет.
Рис. 8 Фасонные элементы для стыковки при прокладке трубопроводов
Монтаж оцинкованной защиты ППУ
Монтаж труб производится при помощи сварки, для заделки стыков используют пенополиуретановую смесь, которую заливают в пустое пространство, применяя опалубку из оцинкованного листа. Для подсоединения оцинкованных трубопроводов используется двухкомпонентный состав ППУ, манжета укрытия из сегмента цинковой оболочки и битумно-резиновая адгезивная лента, работы проводят в следующей последовательности:
- После проверки и освидетельствования качества сварного шва готовят рабочее место для обеспечения свободного доступа работника к стыку, сооружают временное укрытие от атмосферных осадков, температура воздуха не должна опускаться ниже -25º С.
- Очищают, промывают и просушивают поверхность цинковой оболочки, трубу чистят от грязи, краски, следов окалины и ржавчины жесткой щеткой до металлического блеска, обезжиривают внутреннюю поверхность кожуха и оцинкованную оболочку в зоне контакта растворителем марки № 646.
- Удаляют гидроизоляцию с торцов труб на глубину 15 – 20 мм, при намокании снимают слой до появления сухой поверхности.
- Соединяют или спаривают вместе проводники системы оперативного дистанционного контроля (СОДК) переходников и труб.
- Вырезают две полоски адгезивных лент длиной окружности труб с запасом 50 мм, прогревают трубные торцы газовой горелкой до 80 – 90º С и наклеивают на поверхность полоски, которые слегка оплавляются при контакте с металлом.
- Таким же способом приклеивают полоску к продольной поверхности металлического кожуха после разогрева места контакта газовой горелкой.
- Устанавливают защитный кожух на поверхность труб внахлест с таким расчетом, чтобы один край шел сверху вниз, фиксируют его по краям затяжными ремнями.
- Газовыми горелками производят прогрев поверхности кожуха по краям и в месте продольного соединения, постепенно затягивая ремни, процедуру продолжают до тех пор, пока стальной кожух не станет плотно облегать места состыковки и на краях не появится выдавленная адгезия. Для стравливания воздуха и заливки в верхней части сверлят отверстие диаметром около 10 мм.
- При помощи шуруповерта и саморезов соединяют края кожуха по всей длине и по окружности с шагом 100 – 250 мм, от краев отступают расстояние 10 -15 мм.
Рис. 9 Адгезивная лента, которая устанавливается на стыках трубопровода из ППУ - Заливку стыка проводят при его температуре 20 – 25º С, если температура окружающей среды ниже -10º С, кожух нагревают горелкой в диапазоне от 20 до 40º С, сверху по краям манжеты сверлят два дренажных отверстия диаметром 3 мм.
- Компоненты ППУ смешивают при температуре 18 – 25º С в количестве, необходимом для покрытия данного объема, сначала выливают содержимое емкости с составом А и добавляют нормированное количество В, перемешивают в течение 20 – 30 секунд до получения однородного состава с применением электродрели и смесительной насадки.
- Заливают состав через верхнее 10 мм отверстие металлического кожуха, и закрывают вход предварительно вырезанный металлической пластиной небольшого размера (140х50 мм).
- Появление пены в дренажных отверстиях сигнализирует о полном заполнении объема, по истечении 20 – 30 минут снимают крышку и удаляют из нее излишки ППУ, сверху от полиуретана очищают дренажные 3 мм каналы.
- Разогревают кожух в зоне заливного отверстия до температуры 80 – 90º С, прикладывают к нему адгезивную ленту и затем крышку, прижимают накладку стяжным ремнем и фиксируют по углам четырьмя саморезами (заклепками).
- Кусками ленты 40х40 закрывают дренажные 3 мм наружные отводы по краям, прикладывая их к предварительно нагретой газовой горелкой поверхности, после чего отверстия закрывают заглушками с использованием саморезов или заклепок.
Рис. 10 Оцинкованная изоляция труб пример монтажа на стыках
Изоляция труб кожухами из оцинкованной стали
Оцинкованная изоляция предназначена для защиты инженерных сетей от температурных воздействий окружающей среды, ударных воздействий и образования конденсата, снижения теплопотерь. При использовании оцинкованных кожухов защищаемые коммуникации имеют эстетичный внешний, к тому же увеличивается срок их службы. Изготавливаемые из оцинковки кожухи имеют стандартную толщину около 0,55 мм., срок их службы зависит от внешних условий и в среднем составляет 30 лет.
При изготовлении составных цилиндрических обечаек довольно часто используют различные виды зиговки – обработке на специальном станке кромок и поверхности изделия. При зиговании краев цилиндрических заготовок получают расширенный патрубок – это позволяет вставлять трубы друг в друга при монтаже протяженной изоляции, а также повысить прочность изделий в продольном сечении. При другом распространенном виде зигования по краям делают загиб, позволяющий получить прочное замковое соединение продольных кромок или поперечных торцов.
Рис. 11 Оцинкованные фасонные изделия для покрытия изоляции на трубопроводах
Кожухи изготавливают под стандартный размер труб, для продольного соединения делают напуск в 30 – 50 мм. или изгибают края таким образом, чтобы получить замковое соединение, в котором они надежно фиксируются путем защелкивания.
Обычно фасованные изделия изготавливаются частными фирмами и индивидуальными предпринимателями методом прессования или холодной штамповки, основные их виды: тройники, отводы, переходные муфты, конусы, под заказ может быть изготовлен кожух любой формы и размера.
Формованные изделия используют на утеплителях типа скорлупа из пенопласта, пеноплекса, пенополиуретана, с их помощью удобно удерживать на поверхности труб термостойкую стекловату, которую широко используют при утеплении печных труб и внутридомовых линий горячего водоснабжения.
Кадры для фото взяты из видео-ролика по монтажу цилиндров ХОТПАЙП.
Рис. 12 Монтаж кожухов с утеплителем на трубопроводе
При установке оцинкованной изоляции из обечаек соединение производят с помощью замков и саморезов, вкручиваемых в заранее подготовленные отверстия.
