Рассмотрим конструктивные особенности, технологию производства, преимущества и области применения.
Конструкция предизолированной трубы
Конструкция изделия состоит из стальной трубы, слоя пенополиуретана (далее ППУ) и гидрозащитной оболочки. Трубы оснащают системой оперативного дистанционного контроля (СОДК): система, предназначенная для контроля состояния теплоизоляционного слоя ППУ предварительно изолированных трубопроводов и обнаружения участков с повышенной влажностью изоляции. Гидрозащитная оболочка производится из полиэтилена или оцинкованной стали.
Технология производства
Существует пять способов производства предизолированных труб:
- заливка сверху
- заливка снизу
- заливка по центру
- заливка обратным ходом
- заливка с протяжкой
Заливка сверху (рис. 1).
Рисунок 1
На первом этапе стальная труба подвергается дробеметной, щеточной или дробеструйной обработке. Такая обработка очищает металл от ржавчины и делает поверхность шероховатой, что усиливает адгезию ППУ с трубой и сводит риск отслоения к минимуму. Далее трубу подогревают до 30оС. Надевают на неё центрирующие опоры, в которые вставляют проводник индикатор системы дистанционного контроля, затем следует гидрозащитная оболочка и фланцы на края. Во фланцах делают специальные отверстия для заливки трубы и выхода воздуха.
На втором этапе трубу устанавливают под нужным углом от 1 до 15 градусов, на специальном столе для заливки. Через отверстие в верхнем фланце подают смесь полиольного и изоцианатного компонентов. Под действием силы тяжести смесь стекает вниз по трубе, скорость стекания зависит от угла, на который поднята труба. С началом расширения пены труба заполняется от центра к концам. Технологические отверстия закрывают, трубу выдерживают время, необходимое для полимеризации изолирующего слоя. Затем фланцы снимают, труба готова.
Заливка снизу (рис.2).
Необходимое количество смеси подается через технологическое отверстие в нижнем фланце, пена начинает расширяться, заполняя трубу. Вымещаемый воздух выходит в отверстие на верхней крышке, которое закрывают, когда пена достигнет его.
Рисунок 2
Плюс метода в простоте. Минус в том, что пена проходит всю длину трубы, расход компонентов больше. Плотность ППУ различная вверху и внизу трубы.
Заливка по центру
Трубу кладут горизонтально и вводят смесь компонентов в отверстие по центру трубы, как показано на рис.3. Путь пены уменьшается до половины трубы, но появляется риск захвата воздуха, который удаляется через отверстия в боковых фланцах.
Рисунок 3
Заливка обратным ходом.
Трубу устанавливают горизонтально. В этом методе используют заливочную машину, у которой смесительная головка расположена на конце штока (рис.4). Шток вводят, располагая головку в дальнем конце трубы. Начинается заливка пены, и шток непрерывно выдвигается, равномерно распределяя пену по длине трубы. Размер смесительной головки для прохода в межтрубное пространство должен быть минимальным. Это ограничивает использование метода для труб малого диаметра.
Рисунок 4
Заливка с протяжкой.
Труба устанавливают горизонтально. Наносят пену на бумажную мембрану и протягивают в межтрубном пространстве. Свойства ППУ при этом, будут одинаковы по всей длине. Метод позволяет заполнять длинные и узкие трубы. Минус - мембрана остается внутри трубы, негативно влияя на адгезию.
Рисунок 5
Характеристика труб
Наружный диаметр стальных труб от 32 до 1420 мм. Длина стальных труб для диаметров не более 219 мм от 8 до 12 м, диаметром 273 мм и выше - от 10 до 12 м.
Предизолированные трубы обязательно проходят контроль ОТК. Проверяют плотность пены, коэффициент теплопроводности, плотность при сжатии, водопоглощение, прочность на сдвиг и радиальную ползучесть теплоизоляции. В разрезе ППУ должен иметь однородную замкнутую мелкоячеистую структуру. Пустоты (каверны) размером более 1/3 толщины теплоизоляционного слоя не допускаются.
Требования к пенополиуретану в соответствии с ГОСТ 30732-2006, представлены в таблице.
Показатель | Характеристика |
Плотность*, кг/м, не менее | 60 |
Прочность при сжатии при 10%-ной деформации в радиальном направлении, МПа, не менее | 0,3 |
Водопоглощение при кипячении в течение 90 мин, % по объему, не более | 10 |
Прочность на сдвиг в осевом направлении, МПа, не менее, при температуре (для труб с ПЭ оболочкой): | |
(23±2) °С | 0,12 |
(140±2) °С** | 0,08 |
Теплопроводность при средней температуре 50 °С, Вт/м°С, не более | 0,033 |
Прочность на сдвиг в тангенциальном направлении, МПа, не менее, при температуре | |
(23±2) °С | 0,2 |
(140±2) °С | 0,13 |
Радиальная ползучесть теплоизоляции при температуре испытания 140 °С, мм, не более, в течение**: | |
100 ч | 2,5 |
1000 ч | 4,6 |
* Плотность среднего слоя изоляции. |
Гидрозащитная оболочка также проходит необходимый контроль.
Условия хранения и транспортировки готовых труб
Механические повреждения, продольный изгиб, деформации, загрязнения не допускаются. Запрещается сбрасывание, скатывание, соударение труб, волочение по земле. Перевозку труб осуществляют железнодорожным, водным, либо автомобильным транспортом в соответствии с правилами перевозки грузов, обеспечивающими сохранность изоляции и исключающими возникновение продольного прогиба. Погрузочно-разгрузочные работы осуществляют в интервале температур, указанных для проведения строительно-монтажных работ, но не ниже:
- -18 °С - для труб с полиэтиленовой оболочкой;
- -50 °С - для труб со стальной защитной оболочкой.
Область применения
Трубы предизолированные ППУ используют для подземной прокладки тепловых сетей (в полиэтиленовой оболочке – бесканальным способом, в оболочке из оцинкованной стали – в проходных каналах и туннелях) и наземной прокладки тепловых сетей (для труб с покрытием из оцинкованной стали). По согласованию с проектной организацией, допускается применение изолированных труб в полиэтиленовой оболочке в непроходных каналах.
Достоинства труб, предизолированных ППУ:
- коэффициент теплопроводности ППУ от 0,025 до 0,033 Вт/(м•K) сводит теплопотери трубы к минимуму;
- изоляция ППУ не имеет швов и зазоров;
- срок эксплуатации с сохранением заявленных свойств - 30 лет;
- водонепроницаемость;
- стальная труба надежно защищена слоем ППУ от коррозии, агрессивных сред, грибков, плесени и микроорганизмов;
- возможность использования при температурах до 150оС;
- ППУ относится к слабогорючим веществам, поэтому гореть такие трубы будут только при наличии источника пламени;
- простота в обслуживании;
- плотность жесткого ППУ от 60 кг/м3 обеспечивает устойчивость изделия к механическому воздействию.
Использование предизолированных позволяют снизить потери тепла в 2-2,5 раза, в сравнении со старыми моделями трубопроводов, передавать тепло на дальние расстояния без потерь, а также снизить капитальные, эксплуатационные и ремонтные категории затрат.
Ростовская полиуретановая компания предлагает 4 вида систем компонентов жесткого пенополиуретана для производства предизолированных труб по ГОСТ 30732-2006:
РПК Т-150 (30) | Применяется для изготовления труб малых диаметров (до 133 мм) и фасонных изделий. |
РПК Т-150 (40) | Применяется для изготовления труб средних диаметров (от 159 до 630 мм). |
РПК Т-150 (60) | Применяется для изготовления труб больших диаметров (от 720 мм). |
РПК Т-100Н (40) | Применяется для изготовления труб нефте- и газопроводов. |