Теплогидроизоляционные материалы

На протяжении ряда десятилетий вопросы снабжения тепловой энергией решались на основе создания и развития систем централизованного теплоснабжения. И одной из главных проблем нормального функционирования этих систем является их низкая надежность и как следствие недостаточная экономичность.

Наиболее уязвимое звено - водяные тепловые сети, так как их повреждаемость очень высотка. В результате практически вся экономия топлива, полученная за счет комбинированного производства электрической и тепловой энергии на ТЭЦ, теряется при транспортировке. Следовательно, нужно отказаться от традиционных прокладок с применением дешевых теплозиоляционных материалов (минеральной ваты и т.п.) и перейти на новые конструкторские решения, предусматривающие использование труб с ППУ изоляцией, что позволит существенно снизить повреждаемость водяных тепловых сетей, сократить потери тепла в них и значительно увеличит срок службы сетей.

Предизолированные трубы из полиуретана, получаемые по технологии "труба в трубе", появились в Западной Европе еще в 60-х годах нашего столетия. С тех пор они заняли ведущую позицию на современном рынке теплоизолированных труб. Преимущества пенополиуретановой изоляции (ППУ) доказаны более чем 26-летним опытом эксплуатации в Дании, Швеции, Финляндии, Германии, и 8-летним опытом эксплуатации в Санкт-Петербурге. Основное достоинство таких труб - это экономичность из использования по сравнению с другими системами. Такой эффект достигается благодаря относительно небольшой стоимости установки системы, низкой стоимости технического обслуживания из-за хороших показателей прочности и надежности системы, а высокие теплозиоляционные показатели труб обеспечивают снижение эксплуатационных расходов.

ППУ обеспечивает заводскую теплогидроизоляцию всез элементов тепловой сети (комплект), а также абсолютную гирозащиту и как следствие отсутствие наружной коррозии трубопроводов (в том числе и электрохимической). ППУ, по зарубежным данным (Министерство энергетики Дании, тепловые сети г. Хельсинки, Немецкая ассоциация теплоснабжения, Технологический институт г. Лундоса, Швеция), гарантирует снижение аварийности тепловых сетей с 1,12 для армопенобетона (АПБ) в Санкт-Петербурге до 0,01-0,047 на 1 км трубопровода в Европе. В 1995 году "ВНИПИЭнергопром" (г. Москва) разработал по заказу "Корпорации ТВЭЛ" "Альбом типовых решений прокладки трубопроводов в пенополиуретановой изоляции 313.ТС.002-000.00" (для проектировщиков).

В том же году "Корпорация ТВЭЛ" совместно с АОЗТ "Ленгазтеплострой" и НП "ТЭК СПб" разработала технологические карты на строительство тепловых сетей в ППУ изоляции (для строителей).

В апреле 1998 года были произведены вскрытия тепловых сетей в ППУ изоляции в Невском и Петродворцовом районах, построенные в 1989 и 1993 годах. Эти работы показали, что изоляция находится в хорошем состоянии, наружная коррозия труб отсутствует.

Следует отметить, что до 90-х годов теплопроводы с ППУ изоляцией почти не использовались. Из построенных в 1987 году 3700 км бесканальных тепловых сетей большая часть была уложена с битумоперлитовой изоляцией (1600 км), меньше с битумовермикулитовой (650 км) и битумокерамзитовой (500 км), в том числе 30% протяженности возводимых теплопроводов (углы поворота, П-образные компенсаторы), за исключением сетей с битумокерамзитовой изоляцией, проложены в непроходных каналах.

Выяснилось, что независимо от типа конструкции и способа прокладки имел место ряд общих конструктивно-технологических и организационных недостатков: низкий уровень надежности и долговечности тепловых сетей, отсутствие надежных противокоррозионных и теплогидроизолированных покрытий, несовершенные конструкции стыков, неподвижных опор и других узлов. Несмотря на ряд преимуществ, подтверждаемых отечественным и зарубежным опытом, бесканальная прокладка тепловых сетей составляла лишь 10% от общего объема подземных прокладок.

Применение бесканальных тепловых сетей приводит в среднем к экономии на 1 км двухтрубных сетей 300 м 3 железобетона, около 20 т металла, к сокращению на 15-50% капитальных вложений и на 30-50% трудовых затрат по сравнению с применением тепловых сетей в непроходных каналах.

В настоящее время находят применение следующие конструкции бесканальных тепловых сетей: "труба в трубе" с теплоизоляцией из пенополиуретана, заливаемого в пространство между стальной трубой и прочной полиэтиленовой оболочкой; с теплоизоляционными оболочками, получаемыми заливкой в форму пенопластов или полимербетонов, с последующей гидроизоляцией пенопластов полимерными покрытиями, наносимыми методом экструзии или пленкой ПВХ-Л.

В 1998 году было решено бесканальный способ считать основным направлением дальнейшего развития строительства тепловых сетей как обеспечивающим значительную экономию материальных, топливно-энергетических и трудовых ресурсов. Совершенствование и развитие бесканальных тепловых сетей следовало направить по пути создания прогрессивных конструкций теплопроводов и монтажных соединений; применения термостойких полимерных тепло- и гидроизоляционных материалов, предотвращающих повреждение стальных труб от коррозии и теплопроводов от воздействия внешних нагрузок.

Нужно добавить, что проблема обеспечения энергией весьма актуальна в Беларуси, так как здесь очень сложное положение с энергоресурсами, функционирует большое количество систем централизованного теплоснабжения и развита теплофикация. Для перехода на новые технологии требуется существенное повышение культуры проектирования и строительства тепловых сетей.

В 1995 году была выполнена проверка теплосетей в Тюменской области. Системы труб в этом районе состоят из стальной несущей трубы в изоляции из пенополиуретана и водонепроницаемой оболочки, изготовленной из высокоплотного полиэтилена. Все компоненты системы труб для теплосетей, такие как прямые трубы, изгибы, разветвления, компенсаторы, якоря, задвижки и т.д., являются неотъемлемой частью системы, все они изолированы и соединены вместе изолированными на месте стыками, стыки на месте прокладки изолируются после сварки стальной трубы в пенополиуретановых скорлупах или пеной, защищаются водонепроницаемыми рукавами, посаженными или приваренными к обсадной трубе из высокопрочного полиэтилена.

Эта система труб обычно оборудована системой обнаружения утечек, в общих чертах существующей в форме одного или двух неизолированных медных проводов, залитых пеной в полиуретане между стальной несущей трубой и полиэтиленовой обсадной трубой. С помощью проводов возможно определить влагу в изолированной пене, образующуюся в результате повреждения обсадной или несущей трубы. Это позволяет быстро принять меры по предотвращению коррозии стальной трубы. Место повреждения может быть локализировано после обнаружения его с помощью детектора обнаружения неисправности, используя датчик отражения импульса. Повреждение может быть обнаружено очень точно, в зависимости от длины секции, система поделена на участки по обнаружению утечек. Для точного обнаружения повреждения необходимым условием являются тщательные замеры труб.