Трубы, предназначенные для водоснабжения или отопления, требуют качественной теплоизоляции, особенно если речь идет о наружных системах. Изоляция способствует сокращению тепловых потерь и расходов, направленных на нагревание теплоносителя. Также изолирующая оболочка препятствует быстрому износу трубопровода, защищает его от механических повреждений и появления коррозийных образований.
Если необходима усиленная защита магистрали теплоснабжения, используют трубы в оцинкованной оболочке
Что такое трубы в изоляции оцинкованные?
Труба в изоляционной оболочке представляет собой следующую конструкцию: одна труба, сделанная, как правило, из простой «черной» стали, оборачивается слоем утеплителя, а затем помещается в оболочку большего диаметра. В качестве утеплителя применяется пенополиуретан (ППУ-оболочка), а внешняя стальная труба покрывается слоем оцинковки. Также существуют изделия, в которых внешняя оболочка представлена полиэтиленом: тогда в буквенном обозначении трубы ППУ будет присутствовать маркировка ПЭ, а не ОЦ.
Важно! Для конструкций в ПЭ оболочке существуют 2 категории: первая категория (1 тип) обозначает стандартную конфигурацию труб, вторая (2 тип) – усиленную.
ППУ является разновидностью пластмассы. Свойства пенополиуретановой изоляции превосходят по всем показателям остальные виды утеплителей (минеральная или базальтовая вата, другие полимерные материалы). Показатели износостойкости пенополиуретана гораздо выше, чем у остальных полимеров. Среди всех изоляционных материалов ППУ является наименее теплопроводным материалом.
Помимо изоляции, ППУ трубы имеют дополнительный встроенный кабель, дающий возможность удаленного контроля и своевременной диагностики проблемных участков магистрали. Дистанционный контроль – это удачная разработка для оптимизации обслуживания и увеличения эксплуатационного срока крупных тепловых и водопроводных сетей.
Для изготовления трубного изделия ППУ ОЦ одну трубу вставляют внутрь другой, а промежуток между ними затем заливают пенополиуретаном
Проводники располагаются параллельно прохождению оси изделия. Они проходят через центрирующие опорные устройства на оптимальном расстоянии 20 мм от поверхности оцинкованной трубы. Кабель обязательно должен проходить с натяжением. Электрическое сопротивление между внутренней трубой и проводником (как и между внешней оцинкованной оболочкой и проводником) должно составлять не менее 100 МОм.
Характеристики трубы ППУ оцинкованной и ПЭ
Технические характеристики оцинкованной теплоизолированных трубы и фасонных изделий для нее должны соответствовать требованиям, представленным в данной таблице.
Таблица 1
| Свойство оцинкованной трубы | Характеристика |
| Плотность среднего изоляционного слоя | Не менее 60 кг/м3 |
| Водопоглощение при нахождении в кипящей воде в теч. 90 мин. | 10% от общего объема |
| Прочность при 10% деформации посредством сжатия в радиальном направлении | Не менее 0,3 МПа |
| Теплопроводность при температуре +50 градусов (средняя рабочая) | Не более 0,033 |
| Показатель для ПЭ труб: прочность на сдвиг в направлении: по оси, при температуре 23 +/- 2 градуса 140 +/- 2 градуса |
0,12 МПа 0,08 МПа |
| Прочность на сдвиг в направлении: тангенциальном, при температуре 23 +/- 2 градуса 140 +/- 2 градуса |
0,2 МПа 0,13 МПа |
| Показатель радиальной ползучести теплоизоляционного слоя при испытательной температуре +140, в течение 100 ч 1000 ч |
2,5 мм 4,6 мм |
И ОЦ, и ПЭ ППУ трубы обладают повышенной влагостойкостью. Торцы пенополиуретановой изоляции могут также иметь гидроизоляционное покрытие. Сварные швы стальных изделий проходят обязательную проверку на герметичность.
Торцы труб ППУ могут иметь защитное покрытие, предотвращающее попадание влаги внутрь конструкции
Конструкция оцинкованной ППУ трубы предполагает, что с двух концов изделия внутренняя стальная часть должна оставаться открытой, без изоляционного материала. Длина отрезка свободного края должна составлять 150 мм для внутреннего диаметра со значением от ДУ 25 до ДУ 219 и 210 мм для ДУ 273-ДУ 1020.
Внешние полиэтиленовые оболочки имеют характеристики, представленные в таблице 2.
Таблица 2
| Свойство оболочек из полиэтилена | Описание характеристики |
| Номинальное удлинение при разрыве | Не менее 350% |
| Удлинение поверхности оболочки при прогреве на +110 градусов | Не более 3% |
| Стойкости при рабочей нагрузке на растяжение 4 МПа в водном растворе ПАВ (при температуре +80 градусов) | 2000 |
| Стойкость при рабочем давлении и температуре +80 градусов | 165 – при напряжении стенок 4,6 МПа
1000 – при напряжении стенок 4 МПа |
К визуальным качествам труб предъявляются такие требования:
- Поверхность гладкая.
- Допускаются: невыраженные продольные полосы и волны, не увеличивающие стенки трубы за пределы отклонений.
- Не допускаются: заусенцы на концах труб, пузыри, трещины, вкрапления инородных материалов на внутренней и наружной поверхностях.
Требования к трубам ППУ в оцинкованной оболочке
От качества используемых при производстве материалов зависит долговечность и бесперебойность работы трубопровода. Нормы для производства изделий в оцинкованной и в ПЭ изоляции регламентирует документ ГОСТ 30732-2006. Основные требования для заводов будут такими:
1. Для изоляции допустимо использование твердого пенополиуретана, соответствующего производственным стандартам ГОСТа. Между поверхностью внутренней трубы из черной стали и изоляционным пеноматериалом сцепление должно быть максимально плотным (гарантируется полная адгезия). Степень адгезии оценивается при испытаниях на сдвиг материала по оси: осевой сдвиг составляет не более 0,14 МПа при температуре в +23 градусов.
2. Трубы производятся из углеродистых или низколегированных марок стали наиболее высокого качества. Оптимальный вариант для изготовления – прямошовный или бесшовный метод.
Основой для ППУ изделия может быть сварная прямошовная труба
Важно! Внутренняя конструкция в обязательном порядке подвергается дробеструйной шлифовке и визуальному осмотру перед нанесением защитной оболочки.
3. Для труб в ПЭ оболочке допускается использование только черного полиэтилена. Применяется полимеры марки ПЭ 80 или ПЭ 100, выпускаемые согласно ГОСТу 18599-2001. Трубы с полиэтиленовой оболочкой также подвергаются проверке по показателям, изложенным в стандарте под номером 30732-2006, и при несоответствии им в продажу не допускаются.
4. Для наружной защиты труба ППУ ОЦ покрывается тонколистной сталью с толщиной стенки, не превышающей 1 см. На нее наносится оцинковка 1 класса (ГОСТ 52246-2004). ОЦ оболочка должна быть нанесена в условиях полной герметичности.
5. Пенополиуретан в торцовом участке изделия с изоляцией должен однородную, мелкозернистую фактуру. Если в слое изоляции присутствуют пустоты, размер которых превышает 1/3 от общей толщины ППУ, такое изделие должно быть отбраковано.
Размеры труб в ПЭ и ОЦ оболочке
Стандартные размеры труб с изоляцией в полиэтилене представлены в таблице 3.
Таблица 3
| Наружный d и минимально допустимая толщина стенки трубы из стали | Тип 1 | Тип 2 | ||||
| Номинальный наружный d | Толщина ППУ слоя | Номинальный наружный d | Толщина ППУ слоя | |||
| Показатель предельного отклонения
|
Расчетный | Показатель предельного отклонения
|
Расчетный
|
|||
| 32; 3 | 2,7 — 3,7 | 90 – 125 | 26 – 43,5 | – | – | – |
| 38; 3 | 3,2 — 3,7 | 110 – 125 | 33 – 40,5 | – | – | – |
| 45; 3 | 3,7 | 125 | 37 | –– | –– | –– |
| 57; 3 | 3,7 | 125 | 31 | 4,1 | 140 | 38 |
| 76; 3 | 4,1 | 140 | 29 | 4,7 | 160 | 39 |
| 89; 4 | 4,7 | 160 | 32,5 | 5,4 | 180 | 4,25 |
| 108; 4 | 5,4 | 180 | 33 | 7,4 | 200 | 43 |
| 159; 4 | 7,4 | 225 | 41 | 8,3 | 280 | 54,5 |
| 219; 4 | 9,8 | 250 | 42 | 10,4 | 355 | 55,5 |
| 273; 7 | 11,7 | 319 | 57 | 13,2 | 450 | 62 |
| 325; 7 | 13,2 | 400 | 55,5 | 14,6 | 500 | 81,5 |
| 426; 7 | 16,3 | 560 | 58,2 | 16,3 | 600 – 630 | 79,5 |
| 530; 7 | 20,4 | 710 | 72,6 | – | – | – |
| 720; 8 | 26,3 | 900 | 76 | – | – | – |
| 820; 9 | 29,2 | 1000 | 72,4 | 32,1 | 1100 | 122,5 |
| 920; 10 | 32,1 | 1100 | 74,4 | 35,1 | 1200 | 120,5 |
| 1220; 11 | 35,1 | 1425 | 79 | – | –– | – |
| 1420; 12 | 41,2 | 1600 | 90 | –– | –– | –– |
Изучить стандартные размеры труб в стальной оцинкованной оболочке можно в таблице 4.
Таблица 4
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Проводники изготавливаются из неизолированной гибкой меди ММ. Сечение у индикаторов составляет 1,5 мм2. При диаметре от 530 мм на конструкцию устанавливаются три контролирующих кабеля.
Трубы с изоляцией с диаметром до 426 мм (включительно) комплектуются двумя проводниками-индикаторами.
Полезный совет! Эффективность изоляции определяется толщиной слоя. В зависимости от этого изолирующие прослойки подразделяются на два типа: 1 ППУ (для районов, находящихся в умеренном климатическом поясе) и 2 ППУ (для местностей с холодными зимами).
Трубы ППУ ОЦ годятся для наземной прокладки на неподвижных опорах
Толщина изолирующего слоя может варьироваться в зависимости с индивидуальными пожеланиями заказчика. При этом толщины стенок внутренней трубы и оболочки должна оставаться одинаковыми.
Укладка конструкций с изолирующим материалом осуществляется следующими способами:
- надземный метод прокладки;
- бесканальный способ, при укладывании в грунт без рытья траншеи;
- с применением скользящих опор в туннелях или каналах;
- при реконструкции существующих теплосетей применяется прокладка песчаной «полушки» в местах с непроходными каналами.
Применение труб в изоляции ППУ ОЦ
В массовой продаже ППУ трубы появились за рубежом в семидесятых годах прошлого столетия, а на территории нынешнего СНГ – относительно недавно. Зарубежный опыт использования говорит о том, что данные конструкции могут совершенно безопасно применяться в большинстве отраслей промышленности и глобального энергоснабжения.
Главной сферой применения данных изделий стало строительство трубопроводов для тепловых магистралей. Трубы с ППУ изоляцией в оцинкованной или ПЭ оболочке часто применяются в качестве замены отработавших ресурс тепловых магистралей с повышенной аварийностью. Замена старых тепловых трасс на новые изолированные трубы – более экономичное мероприятие, чем постоянное обслуживание и ремонт вышедших из строя конструкций.
Также изолированные изделия успешно применяются для прокладки сетей холодного и теплого водоснабжения, газовых трубопроводов и нефтяных магистралей.
Преимущества и недостатки изделий с ППУ изоляцией
Как и любые изделия металлопроката, трубы в ППУ, покрытые оцинкованной оболочкой, обладают как достоинствами, так и существенными недостатками.
Подобные трубы успешно применяют не только при монтажа теплотрасс, но и для устройства нефте- и газопроводов
Плюсы изделий ППУ будут такими:
- Низкий коэффициент тепловой проводимости (потери тепла не превышают 1-2%), высокая плотность материала.
- Широкий диапазон эксплуатационных температур: от -170 градусов до +130 градусов.
- Эксплуатационный срок конструкции при условии постоянного контроля составляет от 25 до 35 лет.
- Как правило, изделия комплектуются необходимыми деталями для монтажа: отводами, тройниками, компенсаторами и арматурой.
- В сравнении с другими изолированными конструкциями (ППМ или АПБ) вес ППУ трубопроводов будет наименьшим.
- Удобная система мониторинга, экономия средств на ручной проверке и профилактике системы.
- Теплоизоляция безопасна для окружающей среды. При правильной схеме использования полимер не выделяет токсических веществ в грунт и не оказывает губительного воздействия на человеческий организм.
Минусы труб ППУ:
- Изоляционный слой ППУ является легковоспламеняющимся. Поэтому воздействие открытого огня на торцевые участки полимера не допускаются.
- Пенополиуретан, несмотря на прочность, не стоек против механических повреждений.
- «Черная» сталь в любом случае остается подверженной коррозии. В случае протечки изоляции этот процесс происходит быстро и незаметно.
- Существуют ограничения на использование данных изделий в теплосетях с высоким температурным графиком, работающих с температурами от +140 градусов до +170 градусов.
- Обязателен тщательный контроль за влажностью изоляционного слоя. При намокании изоляции необходима замена полного участка теплосети: отдельно ППУ заменить нельзя.
ППУ трубопроводы в оцинкованной или полиэтиленовой оболочке – это современные, экономически эффективные конструкции. При правильном монтаже и рабочих условиях аварийные ситуации в системах происходят крайне редко, а потери тепла при транспортировке сред являются незначительными.
