Проблемы теплогидроизоляции теплотрасс и инженерных сетей предприятий

Сегодня в Беларуси едва ли кого-то надо убеждать в эффективности технологий изоляции теплотрасс и инженерных сетей предприятий с применением пенополиуретана. В республике созданы и работают по меньшей мере три производства предварительно теплоизолированных пенополиуретаном труб (ПИ-труб), продукция которых применяется в энергетическом строительстве и коммунальном секторе в достаточно больших объемах. Высокая эффективность и ценовые преимущества указанных технологий признаны как специалистами, так и руководителями соответствующих государственных министерств и ведомств. Последними неоднократно издавались предписания об обязательном применении ПИ-труб при прокладке трубопроводов.

Одно из последних предписаний за подписью заместителя министра архитектуры и строительства Республики Беларусь А. Ничкасова вышло в августе 2001 года. Письмо от 27.08.2001 г. № 06-1/09-6404 "О расширении объемов применения предизолированных пенополиуретаном труб" гласит: "СНиП 2.04.07-86 предусматривает преимущественно бесканальную прокладку тепловых сетей с применением теплогидроизолированных теплопроводов с полиуретановой изоляцией. В целях повышения эффективности и расширения объемов применения пенополиуретанов Минстройархитектуры устанавливает, что применение другого типа теплопроводов производится при представлении органам госэкспертизы соответствующих технико-экономических обоснований".

С требованием к подведомственным организациям увеличить применение ПИ-труб в 2002 году выступило и Министерство жилищно-коммунального хозяйства.

Столь жесткие требования обусловлены колоссальными потерями тепла в жилищно-коммунальном и энергетическом секторах, значительная часть которых приходится именно на теплотрассы. По оценкам специалистов, только в Минске в настоящее время нуждается в срочной замене и ремонте 1400 км трубопроводов, эксплуатируемых более 25 нормативных лет. Заменить их на обычные неизолированные - значило бы в очередной раз отложить решение острейшей проблемы на неопределенный срок. Тем более что отечественной строительной отраслью досконально отработаны эффективные, а главное - экономически выгодные решения этой проблемы. В данной статье речь пойдет о решениях, предлагаемых минским предприятием "Сармат".

Изоляция трубопроводов в заводских условиях

Трубы, предварительно изолированные в заводских условиях (или просто ПИ-трубы), применяются при строительстве новых либо капитальном ремонте существующих трубопроводов систем отопления, горячего и холодного водоснабжения, а на предприятиях - при строительстве пароконденсатопроводов, трубопроводов химводоочистки, мазутопроводов и других низкотемпературных трубопроводов. ПИ-трубы представляют собой трехслойную систему "труба в трубе": внутренняя труба для теплоносителя, изготовленная из металла (чаще всего стали) либо других материалов, например, стеклопластика; теплоизоляционное покрытие из пенополиуретана; и внешняя защитная оболочка - полиэтиленовая (для подземной бесканальной прокладки) либо из оцинкованной жести (для надземной прокладки).

Внутренняя труба

В качестве внутренней трубы могут использоваться (в зависимости от типа и температуры теплоносителя) как металлические трубы, так и трубы, изготовленные из термопластичных материалов - полипропилена, полиэтилена или стеклопластика.

В большинстве случаев при производстве ПИ-труб "Сармат" использует цельнотянутые или прямошовные стальные трубы диаметром D y=20-1000 мм, изготовленные из сталей различных марок согласно проекту.

Для систем отопления, горячего и холодного водоснабжения с температурой теплоносителя до 90 оС могут применяться полипропиленовые и полиэтиленовые трубы. Преимущества таких труб, выпускаемых диаметром D y=15-70 мм (по спецзаказу - до 100 мм), заключаются в простоте монтажа, стойкости к замерзанию и "зарастанию" солевыми отложениями, относительно низкой стоимости.

Весьма универсальными по применению являются стеклопластиковые трубы (D y=20-300 мм), используемые как для систем хозяйственного водоснабжения и отопления с температурой теплоносителя до +120°С (трубопроводы горячего и холодного водоснабжения, напорной и самотечной канализации и т.д.), так и для промышленных нужд (например, для транспортировки жидких пищевых продуктов, вентиляции и т.д.). Особый интерес стеклопластиковые трубы могут представлять для промышленных производств с агрессивными средами (с давлением до 25 кгс/см 2 и температурой теплоносителя до 120°С). По сравнению с металлическими и пластиковыми трубами стеклопластиковые обладают чрезвычайно высокой коррозийной стойкостью, надежностью и долговечностью (гарантия 30 (!) лет), не "зарастают" отложениями и обладают малым гидравлическим сопротивлением.

Изоляция

Теплоизоляционный слой в ПИ-трубах с температурой теплоносителя до 150°С выполняется из жесткого пенополиуретана (ППУ). При более высоких температурах теплоносителя (до 1000°С) используются минераловатные утеплители (см. ниже) либо комбинированный тип изоляции - полуцилиндры из минеральной ваты и ППУ.

Основные свойства ППУ отвечают требованиям Европейского стандарта Е № 253 и отечественных строительных норм: коэффициент теплопроводности - не более 0,033 Вт/м°К, общая плотность - 80 кг/м 3, кажущаяся - 60 кг/м 3. Механические свойства слоя из ППУ следующие: сопротивление на сжатие - не менее 0,30 МПа, сопротивление на срез - 0,13-0,40 МПа. Срок службы изоляционного слоя, выполненного из жесткого ППУ, составляет не менее 30 лет, что подтверждено результатами испытаний лаборатории г.Ганновера (ФРГ) № 848.0852 от 27.09.1999 г.

Внешняя защитная оболочка

Для бесканальной прокладки трубопроводов в грунте внешняя защитная оболочка ПИ-труб изготавливается из полиэтилена высокой плотности (950 кг/м), имеющего высокую прочность при растяжении и коэффициент теплопроводности не более 0,43 Вт/м°К. Полиэтиленовые трубы выполняются без шва, устойчивы к механическим повреждениям и коррозии, действию ультрафиолетовых лучей. В случае надземной (воздушной) прокладки трубопровода оболочка изготавливается из оцинкованной стали толщиной 0,6-1,0 мм со спиральнозавальцованным замком.

Контрольно-сигнализирующая система

Одно из неоспоримых преимуществ трубопроводов из ПИ-труб - возможность оборудования их системами обнаружения разрывов и аварий на трассах. Эти системы представляют собой два медных провода, вмонтированные в слой изоляции из ППУ в процессе производства предизолированной трубы, которые подключаются к контрольным приборам. Поставляемые "Сарматом" системы обнаружения утечек (CWA 6000, Brandes и др.) обеспечивают постоянный контроль уровня влажности изоляции в тепловых сетях: при его повышении на контрольные приборы, а затем на центральный пост подается соответствующий сигнал. Такие системы позволяют быстро и безошибочно определить место аварии и оперативно ее устранить.

Фасонные изделия

Любая теплотрасса, а тем более смонтированная с применением ПИ-труб, представляет собой достаточно сложную систему, включающую в себя множество фасонных элементов - отводы, тройники, шаровые краны, компенсаторы. Эти элементы также могут быть каналом потерь тепла и поэтому, как и трубы, требуют изоляции. "Сармат" производит и комплектует трассы заказчика всеми необходимыми фасонными изделиями. В 2001 году предприятием впервые в Беларуси освоено производство предизолированных сильфонных компенсаторов, более прогрессивных и дешевых при монтаже по сравнению с традиционными П- и Г-образными компенсаторами, а также предизолированных шаровых кранов.

Изоляция трубопроводов в полевых условиях с применением полуцилиндров из ППУ

Наряду со строительством новых теплотрасс с эффективной теплоизоляцией чрезвычайно острой и актуальной проблемой является капитальный ремонт существующих теплотрасс. В 90 % случаев такой ремонт требует замены пришедшего в негодность изоляционного слоя без замены самих труб. В предыдущие годы изоляция большей части теплотрасс в Беларуси, как и во всем бывшем СССР, осуществлялась с применением дешевой минеральной ваты отечественного производства либо импортной стекловаты, главный недостаток которых - высокая гигроскопичность (впитываемость влаги), в силу чего теплоизолирующие свойства указанных материалов через короткое время резко снижаются и менять изоляцию приходится уже через 2-5 лет.

(Следует отметить, что в последние годы в ходе реконструкции теплотрасс стали применять импортные материалы из минеральной ваты на основе базальтового волокна, теплоизоляционные характеристики и долговечность которых неизмеримо выше (см. ниже). К сожалению, нередкое несоблюдение технологии укладки изоляции из этих материалов и неэффективная гидроизоляция существенно снижают их достоинства).

Наиболее эффективным решением этой проблемы является представляемая "Сарматом" технология изоляции существующих теплотрасс и инженерных сетей предприятий с применением готовых скорлуп (полуцилиндров) из пенополиуретана, изготовленных в заводских условиях. Наряду с гидроизоляционным защитным покрытием (которое может быть различным в зависимости от условий проведения работ и требований заказчика) такая система представляет собой аналог предизолированной трубы, изготовленной в заводских условиях, и, как и последняя, обеспечивает надежную изоляцию при температуре теплоносителя до 150°С (при спецзаказе - до 700°С), отличается высокой долговечностью и простотой монтажа.

Долговечность изоляции из пенополиуретановых скорлуп составляет не менее 25-30 лет. Тепловые потери не превышают 3 %, причем этот показатель не снижается с течением времени, поскольку жесткий пенополиуретан, из которого отливаются скорлупы, представляет собой однородный материал с закрытыми порами, не впитывает влагу, не разлагается под действием влаги и не оседает с течением времени. Наружное покрытие (термоусаживающая полиэтиленовая пленка либо покрытие из полимерцементных материалов, армированное стеклосеткой) обеспечивает надежное крепление скорлуп к изолируемой трубе, служит дополнительной защитой для изоляционного слоя от влаги и механических повреждений.

Простота данной технологии позволяет выполнять работы без специальной подготовки. В принципе, заказчик в состоянии и собственными силами выполнить эту работу, приобретя, к примеру, у "Сармата" комплект материалов. В настоящее время "Сармат" является единственным в Беларуси производителем скорлуп ППУ для изоляции труб D y=20-400 мм, поставляющим их в комплекте с покровными материалами и выполняющим теплогидроизоляционные работы на объекте.

Изоляция трубопроводов в полевых условиях с применением минераловатных материалов

В ряде случаев, однако, более рациональное (а порой и единственно возможное) решение при изоляции трубопроводов - применение эффективных минераловатных материалов на основе базальтового волокна. Это справедливо прежде всего для случаев, когда изолируемая поверхность имеет высокую температуру. Так, при температурах 300-1000 оС указанные материалы в силу своей негорючести практически не имеют альтернативы. Это, в частности, относится к эффективным утеплителям из базальтового волокна, выпускаемым крупнейшим мировым производителем данной продукции концерном "Rockwool" (Дания) и представляемым в Беларуси предприятием "Сармат". Для сравнения: стекловата полностью разрушается при температуре 750°С.

Важно и то, что материалы Rockwool не разрушаются под воздействием перепадов температур теплоносителя и окружающего воздуха и не меняют своих первичных свойств в течение всего периода эксплуатации. Их долговечность практически не ограничена, превышая даже срок службы изолируемой трубы.

Во-вторых, минераловатные материалы чрезвычайно удобны при изоляции трубопроводов внутри помещений, особенно если трубы расположены в труднодоступных местах и имеют сложную конфигурацию - множество изгибов, отводов, шаровых кранов и т.п. Специально для этих случаев концерном "Rockwool" выпускается широкая гамма изделий из базальтового волокна - эластичные цилиндры с повышенной устойчивостью к деформации, маты со специальными покрытиями. Помимо трубопроводов диаметром от 15 мм и более они применяются и для изоляции технологического оборудования практически любой формы и размеров как в помещениях, так и на открытом воздухе.

Важно отметить, что в материалах Rockwool устранен главный недостаток, который присущ аналогичным изделиям отечественных производителей теплоизоляционных материалов, - их высокая гигроскопичность. Благодаря пропитке изделий Rockwool специальными гидрофобными составами показатель водопоглощения по массе у них на порядок ниже, а сорбционная влажность (впитывание влаги из воздуха) не превышает 0,4-1,5 %. Это обеспечивает неизменность теплоизоляционных характеристик утеплителей Rockwool на протяжении всего периода эксплуатации.

Справка.Производство ПИ-труб, созданное "Сарматом" в 1996 году, стало первым в республике производством подобного рода. Оборудование, смонтированное в 1996 году, позволяет производить трубы диаметром D y=20-600 мм и фасонные изделия к ним. В настоящее время завершается монтаж более мощной заливочной установки, которая позволит выпускать ПИ-трубы диаметром до 1000 мм включительно. В 2000-2001 гг. "Сарматом" впервые в республике освоено производство полуцилиндров (скорлуп) из жесткого пенополиуретана для изоляции проложенных трубопроводов D y=20-400 мм, а также предизолированных сильфонных компенсаторов и шаровых кранов D y=32-1000 мм.

Объемы производства "Сармата" возросли с 400 погонных метров ПИ-труб в 1996 году до 20 000 п.м в 2000-м. Основными потребителями продукции "Сармата" являются предприятия коммунальной сферы, концерна "Белэнерго", Белорусской железной дороги, промышленные предприятия и строительные организации. География поставок "Сармата" охватывает практически всю территорию республики: Брест, Витебск, Гродно, Заславль, Молодечно, Волковыск, Дрибин. В настоящее время осуществляются поставки продукции предприятия для заказчиков Гродно, Гомеля и ряда других районов республики.Александр ПАТУТИН


Строительство и недвижимость. Статья была опубликована в номере 10 за 2002 год в рубрике изоляция

©1995-2022 Строительство и недвижимость