Studujeme vlastnosti předizolovaných trubek. Předizolované potrubí Předizolované potrubí
Ekonomická proveditelnost centralizovaného zásobování teplem velkých ruských měst je do značné míry určena trvanlivostí potrubí a kvalitou jejich tepelné izolace. Světové i domácí zkušenosti posledních desetiletí ukazují, že řešení problémů tepelných sítí je možné pouze při použití předizolovaných (v továrně) potrubí. V Rusku lze vyrobené předizolované trubky rozdělit do dvou tříd - kov a polymer. Tepelným izolantem je polyuretanová pěna (PPU), která má strukturu jemné síťoviny s uzavřenými póry. Výhody - nízká tepelná vodivost a nízká nasákavost. Nevýhody - omezená teplotní odolnost (maximálně - do 1500C), hořlavost. Níže jsou uvedeny hlavní typy předizolovaných trubek používaných pro externí topné sítě.
Vlnité nerezové trubky v izolaci z polyuretanové pěny typ "Casaflex" jsou vyráběny v souladu s TU 4937-023-40270293-2005, maximální průměr (podle vnějšího rozměru zvlnění) je 143 mm. Ochranný plášť je polyetylenová vlnitá trubka. Provozní vlastnosti (maximální tlak, teplota chladicí kapaliny a životnost) jsou podobné jako u běžné ocelové trubky v izolaci z polyuretanové pěny. Výhody - flexibilita potrubí (proto se vyrábí v dlouhých délkách - návinech), vysoká rychlost montáže, nevyžaduje teplotní kompenzátory. Nevýhody - vysoká cena (řádově dražší než klasická ocel) a vysoká citlivost na kvalitu úpravy vody. SODK je povinný, protože smáčení izolace (v případě porušení hydroochranného pláště) může vést k rychlé korozi tenkostěnného tlakového potrubí.
Polymerové trubky v izolaci z polyuretanové pěny pro vnější topné sítě mohou být vyrobeny ze všech typů plastů, které splňují pátou třídu provozu (vysokoteplotní vytápění s ohřívači) v souladu s GOST R 52-134 - 2003 „Trubky vyrobené z termoplastů a jejich tvarovky pro zásobování vodou a topné systémy. Všeobecné technické podmínky“ a hygienické a epidemiologické normy. Takové polymerní materiály zahrnují polypropylen, zesíťovaný polyethylen (PEX), polybuten, chlorovaný polyvinylchlorid, tepelně odolný polyethylen (PERT), kompozitní polymerní materiály. Ale ve skutečnosti se v Rusku předizolované potrubí s tlakovým potrubím vyrábí pouze ze zesítěného polyethylenu a sklo-čedičových plastů.
Trubky ze síťovaného polyetylenu (PEX) v izolaci z polyuretanové pěny mají dobrou pružnost (poloměr otáčení - cca 1 m) a dostatečnou tepelnou odolnost (až 950C). Maximální pracovní tlak je do 1 MPa. Dlouhé sekce ve formě cívek umožňují rychlou instalaci topného potrubí. Dlouhé trubky (ze zahraničních surovin) jsou vyráběny v Ruské federaci pod těmito obchodními značkami: "Isopex" - do průměru 110 mm (Specifikace "ISOPEX trubky" ze síťovaného polyethylenu s tepelnou izolací z polyuretanu pěna a vodotěsný povlak "TU 5768-007-27519262 -02"), "Isoproflex" - s průměrem do 160 mm (Specifikace "Trubky Isoproflex a Isoproflex-A ze síťovaného polyethylenu s tepelnou izolací z polyuretanové pěny ve vlnitém polyethylenovém plášti" TU 2248-021-40270293-2005) a "Armaflex" (odpovídá GOST R 52-134-2003) - do průměru 110 mm. Trubky z PEX jsou podrobně zvažovány autory v předchozí publikaci. S velkým počtem pozitivních vlastností této třídy trubek (z nichž hlavními jsou flexibilita a vysoká chemická odolnost, což umožňuje vyloučit SODK), existují také významné nevýhody - prudký pokles pevnosti s rostoucí teplotou, významný tloušťka stěny trubky a v důsledku toho vysoká cena. Při výpočtu provozu potrubí PEX podle GOST R 52-134-2003 pro třídu provozu 5 je nutné přísně dodržet následující teplotně-časový rozvrh provozu: provozní teploty: 200C - 14 let, 600C - 25 let , 800C - 10 let, maximální teplota 900C - 1 rok, havarijní teplota 1000C - 100 hodin, pro celkovou životnost potrubí rovných 50 let. Při jiném teplotně-časovém režimu musí být životnost potrubí vypočtena podle teplotního harmonogramu organizace zásobování teplem a pravidla horníka (mezinárodní norma ISO 13760 "Hornické pravidlo. Metoda akumulovaného poškození").
Trubky ze sklo-čedičového plastu (SBP) v izolaci z polyuretanové pěny. Sklolaminátové trubky byly poprvé použity na konci 50. let ve Spojených státech. V 70. letech se v USA a západní Evropě staly běžným řešením problému koroze potrubí. V současné době jsou sklolaminátové trubky široce používány v ropném a petrochemickém průmyslu, v tepelné energetice a ve veřejných službách.
Oblasti použití předizolovaného potrubí.
Ocelové a plastové trubky mají své vlastní aplikace. Pro pokládku hlavních sítí velkého průměru s teplotou chladicí kapaliny až 150ºС lze samozřejmě použít pouze ocelové trubky. Při maximální teplotě chladicí kapaliny 95ºС je výhodnější stavět a provozovat polymerní potrubí kvůli jejich vysoké odolnosti proti korozi. Níže je uveden diagram nákladů na potrubí (průměrné pro různé výrobce) z různých materiálů v izolaci PPU v závislosti na průměru tlakového potrubí.
Je třeba poznamenat, že vysoké náklady na ohebné dlouhé trubky jsou výrazně kompenzovány vysokými náklady na armatury pro měřené trubky (ocelové nebo BSP) a dobou instalace. Z tohoto důvodu mohou být konečné odhadované náklady na stavební a instalační práce pro výstavbu potrubí malých průměrů s četnými závity při použití dlouhých trubek PEX minimální /3/. Autoři tohoto článku dohlíželi na realizaci projektu pokládky potrubí z PEX o průměru tlakové trubky 75 mm a délce 1400 m. Minimalizace předpokládaných nákladů byla dosažena použitím dlouhých úseků (průměrná délka je cca 100 m). metrů) a vyloučení teplotních kompenzátorů a armatur při projíždění všech zatáček trasy . Čistá doba instalace potrubí nebyla delší než dva pracovní dny.
Sklo-čedič-plastové trubky mají v porovnání s PEX nejlepší tepelnou odolnost. Při 95ºС může potrubí SBP udržet tlak 1,6 MPa po dobu nejméně 50 let. Instalace potrubí od SBP se provádí prakticky z obdobných prvků (potrubí a tvarovek) pro ocelovou izolaci v PPU, s výjimkou SODK a teplotních kompenzátorů. Nižší náklady na stavbu a montáž sklo-čedič-plastových trubek je dosaženo díky vyloučení svářečských prací a použití zvedacího zařízení, jednoduchosti, spolehlivosti a vysoké rychlosti montáže.
Provoz plastových potrubí je řádově levnější než potrubí ocelových, protože nedochází k žádným opravám způsobeným destrukcí korozí a jsou vyloučeny náklady na údržbu provozních systémů dálkového monitorování a elektrochemické ochrany.
Rusko má nejvyšší úroveň dálkového vytápění (asi 80 %). Celková délka tepelných sítí ve dvoutrubkových termínech s průměry potrubí od 57 do 1400 mm je cca 260 tisíc km. Převládající způsob uložení topných sítí je v neprůchozích kanálech s izolací z minerální vlny.
Bezkanálová pokládka z prefabrikovaných konstrukcí s použitím izolace z pancéřového betonu a asfaltových hmot (bitumen perlit, bitumen vermikulit, bitumen keramzit) tvoří 10 % z celkové délky tepelných sítí. Asi 90 % úspor paliva získaných kombinovanou výrobou tepla se ztrácí v tepelných sítích.
Životnost tepelných sítí je jeden a půl až dvakrát nižší než v zahraničí a nepřesahuje 12-15 let. Nejúčinnějším řešením problémů je plošné zavedení do praxe budování tepelných sítí potrubí s tepelnou izolací z polyuretanové pěny typu „potrubí v potrubí“. Myšlenka není nová. V 60. letech 20. století byly v SSSR provedeny experimentální práce na použití polyetylenových trubek a pěnových polymerních materiálů pro izolaci podzemních tepelných sítí. Ale pak tento směr nebyl široce používán kvůli omezené výrobě a vysokým nákladům na použité polymerní materiály.
Technické požadavky na tepelnou izolaci
Použité materiály musí mít vysoké tepelně izolační vlastnosti (tepelná vodivost materiálu by neměla překročit 0,06 W/(m⋅°C), trvanlivost (odolnost vůči vodě, chemické a biologické agresi), mrazuvzdornost a mechanickou pevnost, požární a environmentální bezpečnost.plně splňuje tyto požadavky polyuretanová pěna.
Tepelná izolace z polyuretanové pěny je obvykle aplikována na potrubí ve výrobě a spoje jsou tepelně izolovány na staveništi po svařování a testování potrubí. V západní Evropě se takové konstrukce používají od poloviny 60. let a splňují evropské normy EN 253:1994, stejně jako EN 448, EN 488 a EN 489.
Poskytují následující výhody oproti stávajícím konstrukcím: dvojnásobně až trojnásobně zvyšují trvanlivost (zdroje) potrubí; dvojnásobné až trojnásobné snížení tepelných ztrát; snížení provozních nákladů na polovinu (specifické poškození se sníží 10krát); snížení investičních nákladů ve výstavbě dvakrát až třikrát; přítomnost systému provozního dálkového ovládání vlhčení tepelné izolace.
Předizolované potrubí se vyrábí z různých materiálů v závislosti na provozních podmínkách. Pro stavbu topných rozvodů se nejvíce používají ocelové trubky.
Soulad předizolovaného potrubí s vládními normami
Pro výrobu izolovaných trubek se používají ocelové trubky s vnějším průměrem 57-1020 mm, délky až 12 m, což odpovídá GOST 550, 8731, 8733, 10705, 20295, požadavkům současných regulačních dokumentů pro topné sítě a Pravidla pro projektování a bezpečný provoz parovodů a horkovodů. Ocelové ohyby, T-kusy, přechody a další díly musí splňovat požadavky GOST 17375, 17376 a 17378.
Hlavním důvodem širokého použití ocelových trubek je jejich relativně nízká cena, snadné zpracování v kombinaci s vysokou pevností a možností použití tradičního svařování jako způsobu spojování trubek. Aby se zabránilo korozi potrubí, musí být použita upravená voda. Úprava vody závisí na místních podmínkách, ale obecně se doporučují následující požadavky:
- pH = 9,5-10;
- nedostatek volného kyslíku;
- celkový obsah soli 3000 mg/l.
Standardní délka potrubí je 6-12 m, ale technologie umožňuje aplikovat tepelnou izolaci na potrubí libovolné délky i z jiných materiálů. Technické požadavky na izolované trubky a potrubní části jsou stanoveny v GOST 30732-2001 „Ocelové trubky a tvarovky s tepelnou izolací z polyuretanové pěny v polyethylenovém plášti“, která vstoupila v platnost 1.7.01.
Norma platí pro ocelové trubky a tvarovky s tepelnou izolací z polyuretanové pěny v polyetylénovém plášti, určené pro podzemní bezkanálové uložení tepelných sítí s těmito konstrukčními parametry chladiva: provozní tlak do 1,6 MPa a teplota do 130 °C (krátkodobé zvýšení teploty až na 150 °C). GOST 30732-2001 je sestaven s ohledem na evropské normy:
- EN 253-1994 Svařované trubky, předizolované pro podzemní systémy teplé vody. Potrubní systém sestávající z ocelového hlavního potrubí s polyuretanovou tepelnou izolací a vnějším pláštěm z polyetylenu“;
- EN 448-1994 Svařované trubky, předizolované, pro podzemní systémy teplé vody. Prefabrikované tvarovky z ocelových rozvodných trubek s polyuretanovou tepelnou izolací a vnějším pláštěm z polyetylenu.
Typ a rozměr
Pro zajištění maximální účinnosti (náklady na izolaci / tepelné ztráty) jsou stanoveny určité průměry vnější izolace potrubí z polyuretanové pěny pro různé klimatické oblasti. Trubky a tvarovky mohou být se dvěma typy tloušťky izolace: typ 1 - standardní, typ 2 - zesílený. Ochranné kryty jsou vyrobeny ve formě tenkostěnných trubek z vysokohustotního polyetylenu.
Jsou určeny pro potrubí umístěná přímo v zemi, zajišťující jejich vodotěsnost a mechanickou ochranu (tab. 2). Pro potrubí umístěná nad zemí se používá ochranný plášť z pozinkované oceli s tloušťkou zinkového povlaku minimálně 70 mikronů. Velikosti tvarovek (kromě průměrů ocelové trubky a pláště polyetylenové trubky) jsou doporučené a jsou určeny konstrukčním rozhodnutím.
Rozhodnutí o návrhu jsou obvykle založena na doporučeních výrobce. Některé společnosti například doprovázejí své výrobky projektovým a konstrukčním manuálem „Factory Insulated Steel Piping“. Tloušťka stěny potrubí a tvarovek se stanoví výpočtem a zaokrouhlí se nahoru na doporučené tloušťky, které jsou uvedeny v příloze normy.
Pro výrobu hydroizolačních trubek se používá vysokohustotní polyethylen jakosti 273-79, 273-80 a 273-81, klasifikovaný jako PE63. Evropské firmy také používají polyethylen PE80, který má vyšší minimální pevnost v tahu a odolnost proti šíření trhlin. Pevná polyuretanová pěna používaná pro tepelnou izolaci je vyrobena z vysokomolekulárních alkoholů - polyolu a isokyanátu.
Pěna je homogenní hmota s průměrnou velikostí pórů 0,5 mm. Životnost tepelné izolace potrubí a tvarovek musí být minimálně 25 let. Polyuretanová pěna nemá škodlivý vliv na životní prostředí a poskytuje kvalitní izolaci při teplotách do 130 °C.
Montážní praxe
Izolaci částí potrubí se svařovanými spoji nebo opravu izolace lze provést podle jednoho z následujících schémat:
- Montáž izolačních podložek z tuhé polyuretanové pěny s další aplikací hydroizolačního materiálu.
- Montáž polyetylenových spojek s výplní z polyuretanové pěny do dutiny spojky.
Pro hydroizolaci spojů se široce používají tepelně smrštitelné polyethylenové pláště, které se vyznačují nízkou cenou a snadnou instalací. K izolaci spojů tepelně izolovaného potrubí s ochranným pláštěm z pozinkované oceli se používají speciální ocelové spojky. Používají se na rovných úsecích potrubí, na ohybech a odbočkách pro trubky s vnějším průměrem pláště 63-450 mm, jakož i pro navrtávání, kdy je odbočka instalována bez přerušení přívodu.
Technologie montáže spojek je jednoduchá a vyžaduje minimum nářadí. Spoj se skládá ze dvou částí upevněných speciálními kužely nebo šrouby. Těsnicí hmota, umístěná mezi vnějším pláštěm trubky a spojkou, činí spoj vodotěsný. Tepelná izolace je vyrobena pomocí pěnových obalů, snadno se s nimi manipuluje a poskytují přesné dávkování a rovnoměrnost polyuretanové pěny při lití.
Pro izolaci a opravy spojů potrubí o průměrech 90-1300 mm se používají bandážové spojky z polyetylenu s vloženou elektrospirálou. Bandážové spojky se vyrábí ve třech typech a liší se způsobem upevnění na vnějším plášti při svařování. Malé obvazové spojky se používají pro trubky s vnějším průměrem pláště 90-200 mm. Bandážové spojky střední velikosti se používají pro průměry 225-800 mm.
Pro vnější plášť o průměru 800-1200 mm se používají obvazové spojky skládající se ze dvou částí. Všechny spojky jsou dodávány se všemi potřebnými součástmi. Při svařování jsou spojky malých rozměrů přitlačovány k polyetylenovému plášti trubky mechanickými svorkami a spojky středních a velkých rozměrů jsou přitlačovány pneumatickými svorkami. Ve všech případech je svařovací proces prováděn automaticky a řízen speciálním svařovacím počítačem.
Pro zajištění optimální přilnavosti mezi ocelovou trubkou a pěnovou izolací jsou všechny ocelové trubky předem otryskány. Vnější plášť je vyroben z vysokohustotního polyethylenu a jeho vnitřní povrch je upraven korónou, aby se dosáhlo optimální přilnavosti mezi polyethylenem a pěnovou izolací.
Životnost předizolovaného potrubí v systémech CZT závisí na procesu stárnutí samotného potrubí, včetně případné koroze ocelového potrubí, tepelné odolnosti izolačního materiálu z polyuretanové pěny a polyetylénového pláště. Mezi další kritické faktory patří změny pevnostních charakteristik výše uvedených materiálů v průběhu dlouhého období, vliv teplot a tlaků a také deformační podmínky v potrubním systému. Koroze ocelové trubky závisí na tom, jak pevně je systém utěsněn před vniknutím vody zvenčí, protože vnitřní korozi pracovní ocelové trubky lze jen stěží pozorovat v systémech provozovaných na upravenou vodu.
Nezbytnou podmínkou je proto dodržení těsnosti spojů trubky a pláště. Napětí a deformace závisí na provozních podmínkách, teplotních podmínkách a tlaku, dále na technologii uložení potrubí a stavu okolní zeminy. Vzhledem k tomu, že právě vlastnosti materiálu (izolace z polyuretanové pěny a plášť z polyetylénu) mají rozhodující vliv na životnost předizolovaného potrubí v systémech CZT, vlastnosti dvou vlastností polyuretanové pěny, a to: tepelný odpor a pevnost v tlaku , byly zváženy.
Teplotní odolnost
Dle požadavků evropské normy EN 253 musí být životnost předizolovaného potrubí minimálně 30 let za předpokladu trvalého provozu systému s topným médiem 120 °C. V systému, kde je teplota nižší než 95 °C, může být životnost prakticky neomezená. Během testů se teplota přívodní vody pohybovala mezi 100-115°C a teplota byla udržována na 115°C během tří nejchladnějších zimních měsíců.
Za předpokladu, že maximální teplota přívodní vody je 110°C po zbytek roku, bude mít systém celkovou životnost 75 let, což je v souladu s EN 253. Životnost 75 let neznamená, že potrubí nemusí být vůbec opravovány. To znamená, že se očekává, že si izolační materiál z polyuretanové pěny zachová své pevnostní charakteristiky po specifikovanou dobu.
Při návrhu systému CZT se počítá s určitým počtem zatěžovacích cyklů - kolísání teplot z provozních teplot na teploty zeminy a zpět na provozní teploty za 30 let, čehož se využívá při výpočtu únavových charakteristik. V Rusku je životnost tepelné izolace vyrobené z polyuretanové pěny stanovena podle GOST R 30732, dodatek D - metoda integrálního posouzení životnosti izolace tepelných sítí z polyuretanové pěny s proměnným teplotním grafem chladicí kapaliny.
Počet zatěžovacích cyklů zůstává zachován, i když si izolační materiál z polyuretanové pěny dále zachovává své vlastnosti.
Pevnost v tlaku
Pevnost v tlaku izolačního materiálu z polyuretanové pěny je omezená a určuje podmínky pro maximální hloubku uložení potrubí a technologii uložení potrubí pro systémy CZT. Bylo zjištěno, že při dlouhodobém vystavení teplotě 140 °C klesá pevnost v tlaku polyuretanové pěny o hustotě 75 kg/m3 během 15 měsíců na nulu.
Při teplotách nad 125°C zůstane pevnost v tlaku stejná jako u nové polyuretanové pěny po přibližně dvou letech používání. Omezená pevnost izolačního materiálu v tlaku omezuje maximální hloubku uložení potrubí v systémech CZT, zejména v případech, kdy je požadována změna směru trasy potrubí. Ke snížení zemního tlaku při vodorovném pohybu potrubí je třeba alternativně použít jiná opatření.
Obchodní případy
Údaje v tabulce. 5 a 6 poskytují představu o ekonomické efektivitě použití různých typů tepelné izolace. Výhody izolace PPU jsou viditelné, což potvrzují dlouholeté zkušenosti s provozem tepelných sítí v Rusku i zahraničí. Projektování tepelných sítí se provádí na základě aktuálních norem s využitím „Standardních řešení uložení potrubí v izolaci z polyuretanové pěny“, „Technologické mapy pro stavebníky“ zpracované ve VNIPI-energoprom a metodických doporučení výrobců.
Metody návrhu a výpočtu se neliší od tradičního bezkanálového pokládání. Maximálně byly využity stávající standardní stavební konstrukce. Drenáž je možné odmítnout nebo přejít na její odlehčené typy.
Časopis "Novinky o zásobování teplem", č. 3, (19), březen 2002, str. 25 - 31, www.ntsn.ru
Ph.D. V.E. Bukhin, vedoucí výzkumný pracovník, NPO Stroypolimer
Rusko je zemí s vysokou úrovní dálkového vytápění (až 80 %). V zemi je protkáno asi 280 tisíc km tepelných sítí (ve dvoutrubkovém vyjádření) s průměry potrubí od 57 do 1400 mm, z toho desetinu tvoří rozvody, zbytek jsou rozvodné tepelné sítě.
Převládající způsob pokládky topných sítí v Ruské federaci je pokládka v neprůchozích kanálech s izolací z minerální vlny (80%). Bezkanálová pokládka z prefabrikovaných konstrukcí za použití izolace z pancéřového betonu a asfaltových hmot (bitumen perlit, bitumen vermikulit, bitumen keramzit) tvoří 10 % celkové délky tepelných sítí.
V důsledku navlhčení materiálů používaných během provozu jsou tepelně stínící vlastnosti tepelně izolačních konstrukcí prudce sníženy, což vede k tepelným ztrátám, které jsou 2-3krát vyšší než normativní.
Celková tepelná ztráta v systémech CZT je cca 20 % dodaného tepla (78 mil. tun standardního paliva ročně), což je 2x více než ve vyspělých zemích západní Evropy.
Systémy dálkového vytápění v Ruské federaci v současné době generují 2 171 milionů Gcal ročně spotřeby tepla, což je zhruba ekvivalent roční spotřeby tepla ve všech západoevropských zemích a je téměř 10krát vyšší než spotřeba tepla poskytovaná systémy dálkového vytápění v těchto zemích. Jako průkopník v oblasti dálkového vytápění a vlastnící největší systém tepelných sítí na světě Rusko výrazně zaostává za vyspělým zahraničím v technické úrovni - v použití moderních materiálů a technologií pro pokládku teplovodů.
Přibližně 90 % úspor paliva dosažených metodami kombinované výroby tepla se „ztratí“ v tepelných sítích. Trvanlivost tepelných sítí je 1,5-2krát nižší než v zahraničí a nepřesahuje 12-15 let. O nic lepší není situace v systému zásobování teplou vodou.
Objem plánovaných oprav a rekonstrukcí tepelných sítí v Ruské federaci v současnosti činí 10-15 % z celkové potřeby, ale z důvodu ekonomických problémů se reálně neprovádí více než 4-6 %.
Nejúčinnějším řešením výše uvedených problémů je plošné zavedení do praxe budování tepelných sítí potrubí s tepelnou izolací z polyuretanové pěny typu "pipe in pipe".
Tato myšlenka není nová. Noviny Vechernyaya Moskva z 10. prosince 1963 uvedly, že institut Mosinzhproekt provedl experimentální práce na použití polyetylenových trubek a pěnových polymerních materiálů pro izolaci sítí podzemního vytápění. V těchto letech však tento směr nebyl široce používán.
Vzhledem k rostoucímu používání předizolovaných potrubí v systémech dálkového vytápění v Rusku a velkému zájmu o tento problém ze strany odborníků z projekčních, stavebních a provozních organizací pojednává tento článek o hlavních ustanoveních nové technologie.
Použité tepelně-izolační materiály musí mít vysoké tepelně-izolační vlastnosti (tepelná vodivost materiálu by neměla překročit 0,06 W / (m.°C)), trvanlivost (odolnost vůči vodě, chemické a biologické agresi), mrazuvzdornost, mechanická pevnost a ekologická bezpečnost, tj. být bezpečný pro život a zdraví lidí a přírodní prostředí. Tyto požadavky plně splňuje polyuretanová pěna.
Tepelná izolace z polyuretanové pěny je obvykle aplikována na potrubí ve výrobě a spoje jsou tepelně izolovány na staveništi po svařování a testování potrubí. Schéma potrubí s tepelnou izolací z polyuretanové pěny a ochranným pláštěm z polyetylenové trubky je na obr. jeden.
Například v západní Evropě se takové konstrukce úspěšně používají od poloviny 60. let a jsou normalizovány evropskou normou EN 253:1994, stejně jako EN 448, EN 488 a EN 489. Oproti stávajícím konstrukcím poskytují následující výhody: :
· zvýšení trvanlivosti (zdroj potrubí) 2-3krát;
snížení tepelných ztrát 2-3krát;
· 9násobné snížení provozních nákladů (měrné poškození je sníženo 10násobně);
· snížení investičních výdajů ve stavebnictví 1,3x;
· Dostupnost systému provozního dálkového sledování vlhnutí tepelné izolace.
Předizolované trubky byly úspěšně použity pro stavbu:
· sítě zásobování teplem;
systémy zásobování teplou vodou;
· technologické potrubí;
ropovody.
Samotné trubky jsou vyrobeny z různých materiálů v závislosti na provozních podmínkách. V současné době se pro výstavbu topných rozvodů nejvíce používají ocelové trubky, jejichž hlavní fyzikální a chemické ukazatele jsou uvedeny v tabulce 1.
Stůl 1. Hlavní fyzikální a mechanické ukazatele potrubní oceli
Pro výrobu izolovaných trubek se používají ocelové trubky s vnějším průměrem 57 - 1020 mm, do délky 12 m, což odpovídá GOST 550, GOST 8731, GOST 8733, GOST 10705, GOST 20295, požadavkům současných regulačních dokumentů pro tepelných sítí a „Pravidla pro projektování a bezpečný provoz potrubí páry a horké vody.
Ocelové ohyby, T-kusy, přechody a další díly musí splňovat požadavky GOST 17375, GOST 17376 a GOST 17378.
Aby se zabránilo korozi potrubí, musí být použita upravená voda. Úprava vody závisí na místních podmínkách, ale doporučují se následující požadavky:
nedostatek volného kyslíku
Standardní délka trubek je 6,0-12,0 m, ale technologie umožňuje aplikovat tepelnou izolaci na trubky libovolné délky i z jiných materiálů (viz např. časopis „Pipelines and Ecology“ 1997, č. 1, s. 5 o potrubí z polypropylenu PPR s tepelnou izolací pro teplou vodu).
V Rusku se od roku 1993 používají předizolované ocelové trubky s tepelnou izolací z polyuretanové pěny a polyetylenovým hydroizolačním pláštěm. Jejich uvolnění je organizováno v několika podnicích (CJSC MosFlowline, Moskva; CJSC TVEL Corporation, St. Petersburg; OJSC NPO Stroypolymer , Moskva; CJSC "Teploizolstroy", Mytishchi; 000 závod na výrobu tepelně izolovaných trubek "Alexandra", Nižnij Novgorod; CJSC "Sibpromkomplekt", Tyumen atd.), Sdružený ve Sdružení výrobců a spotřebitelů potrubí s průmyslovou polymerní izolací.
Technické požadavky na izolované trubky a potrubní části jsou standardizovány v GOST 30732-2001 „Ocelové trubky a tvarovky s tepelnou izolací z polyuretanové pěny v polyetylénovém plášti“, které vstoupilo v platnost 1. července 2001 vyhláškou ruského Gosstroy ze dne 12. března 2001 č. 19.
Norma pro ocelové trubky a tvarovky s tepelnou izolací z polyuretanové pěny v polyetylénovém plášti je vypracována s ohledem na následující evropské normy vypracované Evropským výborem pro normalizaci (CEN):
EN 253-1994. Svařované potrubí, předizolované pro podzemní teplovodní systémy - Potrubní systém skládající se z ocelového hlavního potrubí s polyuretanovou tepelnou izolací a vnějším pláštěm z polyetylenu;
EN 448-1994. Svařované potrubí, předizolované pro podzemní teplovodní systémy - Prefabrikované tvarovky z ocelových rozvodných trubek s polyuretanovou tepelnou izolací a vnějším pláštěm z polyetylenu.
V nové normě, která kombinuje technické specifikace ruských výrobců, hodnoty ukazatelů týkajících se zdánlivé hustoty, pevnosti v tlaku při 10% deformaci, tepelné vodivosti, absorpce vody, objemového podílu uzavřených pórů odpovídají hodnotám uvedeným v evropských normách. . Požadavky na polyuretanovou pěnu z hlediska bezpečnosti a ochrany životního prostředí navíc odpovídají i požadavkům evropských norem: třída nebezpečnosti, kategorie výbušnosti výroby, skupina hořlavosti polyuretanové pěny, požadavky na likvidaci odpadů vznikajících při výrobě trubek , jejich odstranění a likvidaci.
Norma platí pro ocelové trubky a tvarovky s tepelnou izolací z polyuretanové pěny v polyetylénovém plášti (dále jen izolované trubky a výrobky) určené pro podzemní bezkanálové uložení tepelných sítí s návrhovými parametry chladiva: provozní tlak do 1,6 MPa a teplota do 130 °C (je povoleno krátkodobé zvýšení teploty do 150 °C).
Přidat do záložek
Předizolované topné vedení: jaké jsou výhody?
Předizolované trubky jsou speciálním typem výrobku, který se používá při pokládce velkých topných rozvodů a topných systémů. Jedinečné vlastnosti těchto výrobků jsou dány nejen materiály, ale také přítomností technického kontrolního systému, který se u potrubí jiných typů nepoužívá.
Schéma potrubí
1 - tlaková vlnitá trubka z nerezové oceli; 2 - vodiče-indikátory (při výrobě potrubí systémem ODK); 3 - tepelná izolace z polyuretanové pěny;
4 - vlnitý ochranný plášť vyrobený z polyethylenu.
Při pokládce takových tras se výrazně snižují tepelné ztráty, dosahují hodnoty až 2 %, což bylo dříve považováno za nemožné i při použití topidel. Předizolované potrubí jsou již plně hotové výrobky, které nevyžadují další práci při instalaci, což výrazně snižuje veškeré náklady na instalaci a další údržbu.
Vlastnosti předizolovaného potrubí
Předizolované potrubí je speciální systém, který je určen pro pokládku topných rozvodů. Takové trubky mají četné výhody a vlastnosti, hlavní věcí je, že trubka se skládá z několika vrstev, z nichž každá má své vlastní vlastnosti.
Takže část trubek, která je určena pro podzemní pokládku, je vyrobena z oceli a polyuretanového pláště, mezi který je položena tepelně izolační vrstva, ale u trubek nadzemního systému je vnější plášť vyroben z pozinkovaného plechu. , který účinně chrání trasu před korozí, nepříznivými povětrnostními vlivy a dalšími vlivy.
Specifika výroby
Předizolované ocelové výrobky jsou určeny pro pokládku topných rozvodů, potrubí v ocelovém nebo polyetylenovém plášti se pokládá bezkanálovým podzemním způsobem a v pozinkovaných průchozích kanálech nebo tunelech nad zemí.
Samotné trubky jsou „sendvičovou“ konstrukcí, skládající se z následujících vrstev: tlaková ocelová vnitřní trubka, speciální signální drát SODK (technická kontrola), tepelně izolační vrstva (obvykle z pěnového polyuretanu), ochranný plášť. Ukazuje se speciální potrubí, které se skládá ze dvou samostatných potrubí s tepelnou izolací, která se nachází mezi nimi.
Právě vlastnosti výroby zajišťují odolnost potrubí vůči korozi, což je velmi důležité pro základní prvky jakéhokoli topného potrubí.
Před zahájením izolace je trubka podrobena speciální úpravě v tryskacím stroji. To dodává povrchu mírnou drsnost, která zlepšuje přilnavost tepelně izolační vrstvy k jádru vnitřní trubky.
Polyetylenový plášť je také na vnitřní straně podroben koronové úpravě, která zaručuje vynikající přilnavost mezi izolací a trubkou. Všechny takto předupravené trubky získávají své jedinečné vlastnosti, které umožňují jejich použití v nejnepříznivějších podmínkách.
Technická kontrola kvality
Dnes se nabízí izolované potrubí, které může mít pláště z různých materiálů. Nejčastěji se jedná o pláště z polyetylenu a pozinkované oceli, které mohou být vhodné pro pokládku podzemních i nadzemních tras.
Plášť vyrobený z takových materiálů poskytuje ochranu proti mechanickému poškození, vlhkosti a korozi. Navíc je zabráněno difúzi polyuretanu, který je hlavním materiálem pro výrobu samotné trubky.
Pájené spoje potrubí.
Nejčastěji se pro výrobu izolačního pláště používá vysokohustotní polyethylen, který je považován za nejúčinnější pro podzemní pokládku. Samotný polyetylen je tepelně a světelně stabilizovaný, jeho barva je černá, vyrábí se přísně v souladu s GOST 16330, ale v některých případech lze použít GOST 18599.
Používá se na izolaci a polyuretanovou pěnu, která je vynikající pro ocelové trubky.
Veškeré předizolované potrubí podléhá povinné technické kontrole, která nám umožňuje garantovat kvalitu výrobku. Během laboratorních testů jsou takové vlastnosti potrubí určeny jako:
- hustota;
- pevnost v tlaku při 10 procentech deformace;
- objemový podíl všech uzavřených pórů;
- absorpce vody během varu;
- pevnost ve smyku;
- tepelná vodivost.
Svarové spoje jsou 100% kontrolovány moderní ultrazvukovou zkušební metodou, která je povinným požadavkem před realizací.
Výhody použití
Schéma montáže dílů předizolovaného flexibilního potrubního systému.
Všechny předizolované ocelové výrobky se liší od ostatních pro pokládku topných rozvodů následujícími výhodami:
- On-line systém dálkového ovládání umožňuje výrazně zvýšit pevnost a spolehlivost takového potrubí a snížit veškeré náklady na opravy položených topných rozvodů.
- Životnost je cca 30 let, zatímco jednoduché neizolované potrubí vydrží jen 10-15 let. To snižuje náklady na výměnu nepoužitelných potrubí, údržbu trasy a opravy.
- Taková trubka snižuje tepelné ztráty při používání na 2%, i když při pokládání neizolovaných potrubí jsou takové ztráty poměrně významné - od 25%.
- Ocelové izolované koleje se pokládají mnohem snadněji a rychleji než obvykle, doba výstavby se zkrátí asi dvakrát až třikrát, protože není třeba upravovat kanály a studny, což způsobuje snížení všech nákladů.
- Všechny ocelové trubky nevyžadují dodatečný antikorozní nátěr, protože již mají všechny potřebné vlastnosti. To umožňuje mnohonásobně snížit náklady na pokládku.
- Tepelná odolnost trubek je do 150 stupňů.
Můžeme vyvodit následující závěry: všechna předizolovaná potrubí jsou mnohem výhodnější pro instalaci topných rozvodů, protože jsou modernější a levnější. Jejich životnost je dvojnásobná a o stejnou částku se snižují náklady na údržbu a opravy. Jedním slovem je to zisková a slibná možnost.
Při montáži dopravních sítí pro různé účely, například topných komunikací nebo potrubí určených pro destilaci ropy a plynu, se donedávna používaly hlavně obyčejné ocelové trubky. Výrobky tohoto typu se s jejich prací většinou stále dobře vyrovnávají. Takové trubky však mají ještě jednu poměrně závažnou nevýhodu. Bez ohledu na tloušťku jejich stěn nedokážou v zimě ochránit destilovanou tekutinu před chladem.
Důsledkem zamrznutí vody nebo chladicí kapaliny v potrubí je obvykle porucha tohoto potrubí. V komunálních ocelových sítích jsou přitom v chladném období mimo jiné pozorovány i značné tepelné ztráty, což značně prodražuje jejich provoz.
Co jsou PPU trubky
Aby se zabránilo zamrznutí kapalin přepravovaných po dálnicích, jsou tyto při montáži sítě na ulici buď položeny velmi hluboko pod zemí, nebo dodatečně izolovány pomocí speciálních materiálů. Obě metody jsou pracné a technologicky složité. Proto jsou v poslední době stále populárnější trubky speciální konstrukce - předizolované.
Výrobky tohoto typu jsou již ve fázi výroby izolovány moderním izolantem s velmi nízkým stupněm tepelné vodivosti - polyuretanovou pěnou. Tyto trubky jsou dražší než klasické. Dálnice z nich sestavené však mohou v budoucnu sloužit bez nutnosti oprav desítky let.
Návrh PPU potrubí
Navenek jsou takové výrobky velmi podobné známým sendvičovým komínům. To znamená, že se skládají ze tří hlavních vrstev:
samotná ocelová trubka, přes kterou bude v budoucnu čerpána kapalina;
vrstva polyuretanové pěny;
vnější ochranný plášť.
V takových potrubích procházejí vrstvou polyuretanové pěny speciální signální kabely. Díky jejich přítomnosti je vždy možné s vysokou přesností určit místo nehody na dálnici a rychle provést opravy.
Jaké technické vlastnosti mohou mít
Dnes se na trh dodávají předizolované trubky v širokém sortimentu. Tyto produkty se mohou lišit v:
průměr
tloušťka stěny;
tloušťka izolační vrstvy;
počet položených signálních kabelů atd.
Náklady na výrobky této odrůdy přímo závisí na jejich průměru a tloušťce izolační vrstvy. Podle posledně uvedeného ukazatele se trubky PPU vybírají s přihlédnutím ke klimatu regionu, ve kterém má být síť sestavena, a také k její hloubce. V teplých oblastech se potrubí obvykle montuje s tloušťkou izolační vrstvy 5 cm, v severních oblastech se používá potrubí s izolační vrstvou 10 cm a více.
V izolační vrstvě takových výrobků lze v závislosti na průměru položit dva nebo tři signální kabely.
normy GOST
Předizolované potrubí se u nás vyrábí s přísným dodržováním požadavků GOST. Izolace použitá při výrobě takových výrobků musí v každém případě splňovat následující požadavky:
absorpce vody podle objemu - 10%;
elasticita v tlaku - ne méně než 0,3 MPa (deformace ve všech směrech - až 10%);
hustota - až 60 kg / m 3.
Při zahřátí na 110 ° C by délka izolátoru PPU použitého při montáži potrubí neměla přesáhnout 3%.
Polyuretanová pěna pro izolaci potrubí může být vyrobena různými technologiemi. Nejčastěji se však takový materiál vyrábí na bázi oxidu uhličitého a freonu. Ve většině případů se při výrobě PPU trubek používá polyuretanová pěna takových osvědčených značek jako Dow, Izolan, Huntsman, Elostokam.
Typy podle návrhu
V současné době jsou na trhu dva hlavní typy předizolovaných trubek:
Výrobky první odrůdy jsou vyrobeny z obyčejné nebo pozinkované oceli s izolací z polyuretanové pěny. Venku jsou takové trubky opláštěny plechy z tvrdé oceli nebo nerezové oceli.
Flexibilní produkty tohoto typu se vyrábějí podobnou technologií. Takové trubky však nejsou pokryty pláštěm z oceli, ale z vlnitého plastu. Takové produkty se samozřejmě přílišnou flexibilitou neliší. Koneckonců, polyuretanová pěna - samotný materiál je poměrně tuhý a není příliš elastický. Při instalaci je však stále možné mírně ohýbat trubky této odrůdy.
Při výrobě plastových plášťů předizolovaných trubek jsou samozřejmě také bezpodmínečně dodržovány GOST. K jejich montáži se obvykle používá nejkvalitnější světelně stabilizovaný materiál.
Někdy mohou být ochranné pláště s izolační vrstvou dodávány odděleně od samotných trubek. V tomto případě jsou před instalací během montáže předběžně zkontrolovány na těsnost a poté jsou potaženy antikorozní směsí.
Jak se nanáší izolační vrstva na potrubí PPU?
Takové výrobky vyrábí mnoho domácích továren. Předizolované trubky dodávají na ruský trh samozřejmě i zahraniční firmy.
Soudě podle recenzí není kvalita domácích výrobků tohoto typu dnes za nižší cenu prakticky v žádném případě horší než dovážené. Například jednoduše vynikající recenze od spotřebitelů si vysloužily takové výrobky vyrobené Novosibirským závodem na předizolované potrubí, Orlovský závod na izolaci potrubí, závod Stroyizolatsiya (Seversk) atd.
V každém případě při výrobě takových výrobků odborníci mimo jiné bezpodmínečně dbají na to, aby adheze mezi polyuretanovou pěnou a ocelovou trubkou byla co nejsilnější. Aby izolace po oceli neklouzala a držela ji co nejbezpečněji, před aplikací se základna pečlivě očistí, aby se vytvořil hrubý povrch a zároveň se odstranila rez.
Při vypěňování samotné polyuretanové pěny je nutné přesně dodržet stanovený tepelný režim. Je také možné zlepšit adhezi mezi vnitřní skořepinou pěnovým plnivem ošetřením posledně jmenovaného výbojem.
Aby izolant, který ještě neztuhl, nevytékal, je na konec trubky připevněna speciální kovová zátka. Po vytvrdnutí materiálu se tento prvek z předizolované PPU trubky odstraní. Takové výrobky se prodávají s nekrytým koncem vrstvy polyuretanové pěny.
Rozsah použití
Nejrozšířenější PPU trubky jsou v současnosti samozřejmě především v průmyslu. Tyto výrobky se při montáži používají hlavně:
ropovody;
plynovody;
parovody.
Velmi často se předizolované potrubí používá i pro topné sítě určené k čerpání ohřátých kapalin. Taková komunikace se obvykle montuje v hot shopech podniků různých specializací.
V poslední době si předizolované potrubí začalo získávat obrovskou popularitu mezi veřejnými službami. Organizace tohoto zaměření používají tyto produkty při pokládce centralizovaných topných systémů a vodovodních potrubí ve městech a obcích. Použití takových potrubí v tomto případě může výrazně zlepšit kvalitu veřejné služby.
Hlavní výhody
Předizolované trubky pro topné rozvody, vodovodní potrubí, ropovody atd., respektive pro montáž, se u nás tedy používají poměrně často. Co ale vysvětluje takovou oblibu moderních produktů tohoto typu?
Mezi nepochybné výhody PPU trubek ve srovnání s konvenčními patří:
schopnost instalovat jakékoli komunikace v co nejkratším čase as minimálními náklady na pracovní sílu;
snížení tepelných ztrát (obvykle ze 40 % na 2 %);
výrazné zvýšení účinnosti potrubí;
zvýšení životnosti sítí 2-5krát;
snížení nákladů na opravy potrubí.
Vzhledem k přítomnosti ochranného pláště se takové linky prakticky nebojí vystavení agresivnímu prostředí. Je povoleno pokládat potrubí PPU bez uzemnění a předběžného drenážního uspořádání. Polyuretanová pěna se mimo jiné liší tím, že nepropouští vlhkost. V důsledku toho jsou ocelové trubky izolované tímto materiálem mnohem méně náchylné ke korozi.
Nedostatky
Pro potrubí PPU prakticky neexistují žádné mínusy. Snad jedinou nevýhodou těchto produktů je jejich poměrně vysoká cena. Toto mínus je však více než kompenzováno dlouhou životností sítě PPU a absencí potřeby jejich častých oprav.
Montážní vlastnosti
PPU trubky jsou proto vyrobeny z vysoce kvalitní oceli. V důsledku toho se jejich instalace provádí pomocí svařování. Samozřejmostí je pokládka předizolovaného potrubí při montáži různých druhů průmyslových a inženýrských sítí speciální technologií. Polyuretanová pěna je materiál, který bohužel nesnáší příliš vysoké teploty. Proto jsou při svařování takových trubek povinné speciální ochranné clony.
Po spojení segmentů musí řemeslníci, kteří sestavují řadu PPU, zkontrolovat kvalitu provedených švů. Po úplném vychladnutí kovu na spojích se na trubky nanášejí mimo jiné speciální spojky. Charakteristickým rysem takových konstrukčních prvků linek PPU je, že jsou vyrobeny z teplem smrštitelného materiálu. Po ochlazení se taková spojka zmenší a těsně přiléhá ke svaru, čímž je zajištěna úplná těsnost. Při použití dokovacích prvků tohoto typu zůstává na spojích trubek malá dutina, do které se následně nalije montážní pěna nebo polyuretanová pěna.
Výše popsaná technologie se používá jak při montáži velkých průmyslových dálnic, tak i malých domácích inženýrských komunikačních sítí.
