Применение труб ппм, особенности производства, правила установки. М.Е. Мишин, Трубы в ППМ изоляции - современный способ строительства тепловых сетей

Пенополиуретан – ППУ является неплавкой термореактивной пластмассой, имеющей ярко выраженную ячеистую структуру и уникальные физико-химическими свойства, благодаря чему он обладает высочайшими эксплуатационными характеристиками. Проще говоря, это, по сути, вспененный пластик, который не подвергается гниению и разложению и отлично подходит в качестве утеплителя. Структура его такова, что всего лишь 3% объёма составляет твёрдый материал, который образует каркас. Всё остальное – это поры, которые заполнены фторхлорметаном, представляющим собой газ с низким коэффициентом теплопроводности.

Система ППУ является двухкомпонентной, и собственно сам вспененный пенополиуретан образуется в процессе реакции поликонденсации изоционатов с полиолами - после смешивания двух жидких частей: компонента "А" - "полиол", который успешно изготавливается многими отечественными предприятиями, и компонента "Б" - "полиизоцианат", который к большому сожалению в России не производится (из-за законодательных запретов), и завозится к нам исключительно из-за границы (преимущественно из Европы, Японии и Южной Кореи), что делает его цену нестабильной из-за большой волатильности курса рубля.

Этот материал пытались получить в тридцатые годы прошлого столетия в Америке. Однако впервые пенополиуретан появился в Германии в 1937 году. Он был синтезирован известным немецким химиком и промышленником Отто Байером (на фото), который также впервые и начал его производить в промышленных масштабах. ППУ быстро получил распространение в США, Канаде и западноевропейских странах в качестве теплоизоляции, применяемой в строительной отрасли. В нашей стране этот материал был не так распространён и до недавнего времени применялся лишь в военной промышленности, а также для решения каких-либо узких задач, к примеру, для теплоизоляции холодильных камер. Только последние пару десятков лет ППУ занял своё достойное место среди теплоизолирующих материалов.

Сравнительная теплоизоляционная характеристика строительных материалов:

Свойства ППУ впечатляют. Коэффициент теплопроводности этого материала составляет от 0.019 до 0.03 Вт/мК, что значительно ниже, чем у других термоизоляционных материалов, таких как минеральная вата, пенополистирол, керамзит. К примеру, для обеспечения определённого уровня теплоизоляции слой ППУ толщиной 50 мм эквивалентен слою минеральной ваты толщиной 90.

Сегодня ППУ-изоляция широко применяется для теплотрасс в качестве:

– теплоизолятора предварительно изолированных ППУ-трубопроводов, имеющих полиэтиленовую или оцинкованную защитную оболочку:

– изоляции стыков ППУ-трубопроводов при помощи смешивания двух компонентов непосредственно на объекте строительства и заполнения термоусаживающейся муфты или оцинкованного кожуха:

– для изготовления формованных ППУ-скорлуп – полностью готовых теплоизоляционных изделий для труб:

Следует отметить, что при простоте монтажных работ с использованием труб с ППУ, их доступной ценой, надёжностью и долговечностью и, как следствие, невысокой стоимостью эксплуатации получаемых теплотрасс, необходима надежная гидроизоляционная защита пенополиуретана.

Для предварительно изолированных ППУ-труб в заводской полиэтиленовой оболочке требуется качественная изоляция стыков с использованием термоусаживающихся муфт или лент. Если этим пренебречь, то ППУ-изоляция будет набирать влагу, и все теплозащитные свойства будут резко снижаться, а также начнутся коррозийные процессы на теле трубы, которые протекают очень стремительно при высоких температурах теплоносителя.

Для теплотрасс наружного пролегания применение ППУ-скорлуп с последующей гидроизоляцией термоусаживающимися изоляционными материалами позволяют с одной стороны предоставлять коммунальные услуги стабильно высокого качества, избегая лишних теплопотерь и ремонтов, а с другой – существенно экономить средства.

ППМ изоляция

Пенополимерминеральная изоляция – ППМ (ППМИ) представляет собой тепловую изоляцию на основе вспененного полимера и минерального наполнителя. Основные компоненты ППМ изоляции – это, как правило, пенополиуретан (ППУ) и введённый в него для придания механической прочности минеральный наполнитель, в качестве которого обычно выступает песок, зола или другие материалы.

Не так давно ППМ начал активно применяться в качестве теплоизоляционного материала при строительстве труб в ППМ изоляции. В целом изоляция ППМИ труб является совсем недорогим методом, о чем не скрывая заявляют производители стальных труб в ППМ изоляции. И с этим сложно поспорить. Стоимость изготовления и монтажа сравнительно мала, пенополимерминеральные трубы прокладывать значительно легче, чем, к примеру, ППУ-трубы в полиэтиленовой оболочке. При строительстве отсутствует необходимость монтажа системы ОДК, а затем контроля над ней. Нет нужды обучать персонал методикам дистанционной диагностики, оборудовать коверы системы ОДК, не надо прозванивать провода - закопал и забыл, о чем ещё можно мечтать эксплуатирующим теплотрассы муниципальным предприятиям? Выходит, что цена ППМ изоляции действительно низкая, однако рассмотрим сравнение технических характеристик ППМ и ППУ подробнее:

Для этого обратимся к результатам лабораторных испытаний, представленным компанией BASF на ежегодной международной конференции "Тепло России" в 2010 году в Санкт-Петербурге.

Снимки, выполненные при помощи электронного микроскопа с 63-кратным увеличением:

ППУ, заливочная плотность 80 кг/м3.

ППМ, заливочная плотность 260 кг/м3, доля песка по массе 41,3%.

Прочность ППУ и ППМ при сжатии:

Сравнение теплопроводности ППУ и ППМ:

Водопоглощение ППУ и ППМ:

Как видно из приведенных графиков – свойства и характеристики ППМ-изоляции сопоставимы со свойствами ППУ. Но! Все эти измерения проводились и проводятся в лабораториях при сухом теплоизоляционном материале, а что же происходит в реальности? На практике, производители ППУ-труб зачем-то защищают пенополиуретан надежной полиэтиленовой оболочкой, долго и тщательно изолируют ППУ-стыки проводя опрессовку и контроль каждого стыка, монтируют и отслеживают намокание ППУ через сложную систему ОДК. Зачем?

Всё дело в том, что и ППУ и ППМ при контакте с водой медленно, но верно набирают влагу, причем водопоглощение ППМ даже несколько выше (см.график). Влага распространяется по всему теплоизоляционному слою, достигая металла трубы, который при сверхвысокой температуре теплоносителя коррозирует и разрушается со стремительной скоростью. То же самое можно сказать о теплопроводности, которая у обоих материалов более-менее сопоставима при сухом материале:

График изменения теплопроводности при старении для сухого ППУ и ППМ:

Но если ППУ или ППМ намокнет – то коэффициент теплопроводности возрастает многократно. И вот, чтобы этого не случилось, производители ППУ-труб надежно защищают свои трубопроводы оболочкой, контролируют намокание системой ОДК и при первом же сигнале откапывают трубу и восстанавливают гидроизоляционную защиту.

Во время изготовления ППМ изоляции вместе с улучшением механических характеристик, ухудшаются теплоизоляционные свойства материала, увеличивается показатель водопоглощения всей конструкции (ведь гидроизоляционная защита отсутствует в принципе), а технические характеристики мокрой ППМ изоляции труб и отводов оставляют желать лучшего.

В реальности происходит вот что: изоляция ППМ труб быстро набирает влагу, активно впитывает её, следовательно, теплопроводность резко увеличивается, а когда вода достигает металла трубы, возникает стремительная коррозия, от которой уже никуда не деться, а высокая, до 150 градусов, температура теплоносителя выступает мощнейшим катализатором коррозионного процесса.

Получается, что трубы стальные в ППМ изоляции гораздо быстрее разрушаются под воздействием коррозии. Намокший теплоизоляционный материал сильно греется и, активно отдавая тепло, хорошо прогревает землю и топит снег на поверхности пролегания трубопроводов при бесканальной прокладке. Теплопотери превышают все мыслимые и немыслимые пределы, а коррозия при этом не знает границ.

Отдельно стоит взглянуть, как выглядит изоляция ППМ стыков, ведь как утверждают изготовители ППМ-труб – это одно из их главных преимуществ перед ППУ-трубопроводами в заводской оболочке. Подумать только, стоимость заделки стыка в 3 раза дешевле изоляции стыка ППУ-трубы. С этим сложно поспорить, вряд ли можно придумать что-то более дешевое:

Трубы ППУ и ППМИ что выбрать?

Выбор типа изоляции между пенополиуретановой (ППУ) и пенополимерминеральной (ППМ) - вопрос сложный.

Действительно, оба типа изоляции (с наружным гидроизоляционным слоем и безоболочная) рекомендованы СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети», но конечное решение принимается эксплуатирующей организацией исходя из современных данных о свойствах и опыте применения изоляций обоих типов. В обсуждении целесообразности использования того или иного типа изоляции, в первую очередь, должны участвовать представители эксплуатирующих организаций (главный инженер, начальник ПТО), а представители производителей - только как консультанты, готовые предоставить интересующую информацию для анализа.

Основные преимущества труб в ППУ изоляции представляем в таблице.

Показатели	Сравниваемые конструкции теплоизоляции		Преимущества ППУ
	ППУ	ППМ
Нормативный документ для производства изделия	ГОСТ 30732-2001	ТУ	Изделие произведено в соответствии с требованиями ГОСТ
Теплопроводность, Вт/мС, при t=50С	0,033 По СНиП 41-03-2003 при расчете толщины теплоизоляции применяется коэфф-т увлажнения=1, тогда теплопроводность 0,033	0,047 (в сухом состоянии) По СНиП 41-03-2003 при расчете толщины теплоизоляции применяется к-т увлажнения=1,05, тогда теплопроводность 0,049	Меньше на 0,016 Вт/мС – основной показатель теплоизоляционного материала
Плотность, кг/м3	80-100	200-250	Небольшая масса изолированных труб и фасонных частей, что обеспечивает простоту монтажа
Термостойкость, °С	150	150	Выдерживает максимальный температурный график тепловых сетей 150-70°С
Водопоглощение при полном погружении за 30 суток по массе, %	Водопоглощение конструкции отсутствует т.к. в качестве гидрозащитного покрытия используется полиэтиленовая труба	7% Испарение влаги из теплоизолирующего слоя отнимает энергию теплоносителя; циклическая сезонная пропитка и выпаривание влаги разрушает ППМ слой.	Качественная гидроизоляция, работа которой контролируется на протяжении срока эксплуатации системой ОДК
Наличие системы оперативного дистанционного контроля	есть	Невозможность установки системы диагностики из-за постоянного наличия влаги в ППМ слое	Возможность в любое время контроля над состоянием тепловой изоляции
Наличие попутного дренажа	Не требуется по СНиП 41-02-2003 п. 12.3	Необходимо устройство
Дополнительная наружная антикоррозийная защита	Не требуется по СНиП 41-02-2003 п. 13.5	Необходимо устройство	Удешевление конструкции ППУ, по сравнению с ППМ
Предел прочности при сжатии, МПа при изгибе, МПа	0,4, что соответствует СНиП 41-03-2003, ГОСТ 30732-2001 0,4, что соответствует требованиям ГОСТ 30732-2001	1,2; 1,7Эти показатели должны быть высоки, т.к. слой ППМ должен выдерживать нагрузки, которые в ППУ конструкции приходятся на полиэтиленовую трубу-оболочку	Соответствует требованиям СНиП и ГОСТ
Защита от механических повреждений	Гидрозащитная оболочка из полиэтилена является хорошей защитой от механических повреждений, изготавливается в заводских условиях и проходит ОТК	Такой защитой является корка из песка и пенополиуретана, которая в процессе производства получается неоднородной и разной толщины по длине трубы	Качественная защита предусмотрена конструкцией
Адгезия к трубе, МПа	Не менее 0,12, что соответствует требованиям ГОСТ 30732-2001	0,4 и не должна быть меньше, т.к. в противном случае, при отрыве изоляции от рабочей трубы влага, находящаяся в теплоизоляционном слое будет проникать к поверхности рабочей трубы, вызывая ее коррозию	Соответствует требованиям ГОСТ
Способ прокладки	Надземная, бесканальная	Бесканальная, надземная. При надземной прокладке требуется дополнительная защита от улитрофиолетовых лучей
Толщина изоляции, мм	По ГОСТ:	По ТУ:	При меньшей теплопровод-ности ППУ толщина изоляции по ГОСТ больше, чем у ППМ, что обеспечивает меньшие тепловые потери
Дн 273мм	57	43
Дн 426мм	58	44
Дн 630мм	72,5	60
Срок службы	По ГОСТ не менее 25 лет. По опыту западных стран доказано, что срок службы около 35 лет	Предполагается 30 лет	Изоляция зарекомендовала себя 40 летним опытом эксплуатации в мире и 20 летним опытом в России
Изоляция арматуры, тройников, тройниковых ответвлений	ГОСТ 30732-2001 предусматривает изоляцию всех фасонных частей, технологической мощности производителей хватает укомплектовать заказываемый теплопровод всеми необходимыми фасонными изделиями	Типовыми решениями не предусмотрена изоляция запорной арматуры. Многие производители не поставляют тройники и тройниковые ответвления, т.к. формы для их изготовления дороги, что ведет к удорожанию изготовления ответвлений в полевых условиях	Изоляция не только труб, но и всех фасонных частей трубопровода сводит тепловые потери трубопровода к минимуму

На страницах профильных журналов и конференциях продолжается дискуссия о двух применяемых в настоящее время технологиях прокладки тепловых сетей с использованием трубопроводов в заводской пенополиуретановой (ППУ) изоляции с защитной оболочкой и пенополимерминеральной (ППМ) изоляции. В ряде статей и на Интернет-сайтах производителей приводятся аргументы о предпочтительности ППМ изоляции, обладающей всеми положительными качествами ППУ изоляции, но имеющей ряд технологических особенностей. Хотелось бы продолжить дискуссию и проанализировать опубликованные данные.

Основу как ППУ изоляции, так и ППМ изоляции составляет пенополиуретан. В той и другой изоляции пена образует 3 слоя: внешний и внутренний корковые с большей плотностью, чем средний – теплоизоляционный. Разница – в количестве пены и разнице слоев по плотности. ППМ изоляция состоит на 90% из пены повышенной плотности и около 10% - наполнителя (по объему).

Основные достоинства ППМ, как это описывают его сторонники, – высокая механическая прочность, хорошие теплоизоляционные свойства (сопоставимый с ППУ коэффициент теплопроводности), паропроницаемость и низкое водопоглощение . ППМ изоляция, имея более высокую механическую прочность, в тоже время менее стойка к повреждениям, чем ППУ в полиэтиленовой (ПЭ) оболочке, что отмечается в статье , при этом делается вывод об одинаковой защищенности обоих типов изоляции от повреждений. И как подтверждение этого в технических условиях изготовителей требования к осторожному обращению с трубами ППМ аналогичны требованиям для труб ППУ. В руководящем документе завода «Пенополимер» 012.РД-001.000 этот раздел практически повторяет соответствующие разделы руководств производителей труб в ППУ изоляции.

Сравнение ППУ и ППМ по теплоизоляционным свойствам однозначно не в пользу ППМ. По данным для ППУ коэффициент теплопроводности составляет 0.024-0.033 Вт/мК, а для ППМ– 0.044. В ТУ изготовителей указываются величины 0.043-0.047. В статье – 0.041. Сошлемся на статью , приведя рисунок, описывающий структуру ППМ (рис.1). Как мы видим, значение 0.041 относится только к внутреннему теплоизоляционному слою. Но тепловые потери будут определяться также внутренним и внешним корковыми слоями, т. е. суммарной тепловой изоляцией. Для определения коэффициента теплопроводности корковых слоев обратимся к опубликованным данным. В статье приводятся данные о теплоизоляционных свойствах ППМ при различной плотности. Учитывая влияние корковых слоев (внутренний толщиной 12мм с λ=0.045 и наружный толщиной 8мм с λ=0.07 – все данные взяты из статьи ), интегральный коэффициент для изоляции толщиной 50 мм составит не менее 0.044 Вт/мК. Если взять λ для среднего слоя по , то интегральное значение составит 0.048. Это означает, что для одинаковой толщины тепловые потери ППМ изоляции в 1.5 раза больше, чем в ППУ. Как правильно указано в , тепловые потери определяются не только коэффициентом теплопроводности, но и толщиной изоляции.В случае ППМ для получения одинаковых тепловых потерь необходимо пропорционально увеличивать толщину изоляции. Однако, если посмотреть на толщины изоляции, указанные в ТУ заводов –изготовителей ППМ, то лишь на диаметрах труб, меньших 100мм, есть превышение толщины ППМ на 15-30% перед толщиной изоляции ППУ по ГОСТ 30732-2006, а начиная с диаметра 273мм, толщина ППМ меньше толщины ППУ в среднем на 15%. Соответственно и тепловые потери в ППМ на средних и больших диаметрах будут значительно выше.

Следующее важное преимущество ППМ в изложении его сторонников – паропроницаемость и низкое водопоглощение . В статье отмечается, что «Водопоглощение при одних и тех же условиях у ППМ в 20 раз меньше, чем у ППУ. При таких значениях водопоглощения наличие гидроизоляционного слоя не требуется - вся конструкция целиком защищает материал изоляции и наружную поверхность трубы от проникновения влаги». Низкое водопоглощение нормируется в большинстве ТУ на ППМ на уровне не более 1.5% по массе или 0.5% по объему. Испытания на водопоглощение производились путем погружения образцов в воду на 24 часа при 20 °С. Паропроницаемость этой изоляции связывается с возможностью высыхания увлажненной ППМ изоляции . Вопрос о высыхании в свое время был исследован в работе . Эксперименты проводились в установке (см. рис.2, взятый из работы ). Образцы ППМ плотностью 300 кг/куб.м, предварительно увлажненные до 12%, затем помещались в установку, где производился нагрев торцов образцов при Т=70-90 °С (левых на рисунке), а противоположные торцы были обращены в климатическую камеру с температурой 25 °С. Через 6 суток достигалось снижение влажности до 1-3%. Результаты понятные, снижение влажности в образцах достигалось за счет диффузии водяных паров через объем образцов в климатическую камеру. Но условия, смоделированные в экспериментах, не имеют ничего общего с работой бесканальной тепловой сети во влажном грунте. Если влажность грунта выше влажности изоляции, то, как будет происходить процесс высыхания? К этому можно добавить, что разводящие (вторичные) сети с мая по сентябрь отключены. То, что высыхание ППМ не происходит, подтверждает и информация, приведенная в статьях . В статье приведена влажность образцов, взятых при обследовании теплосети д89мм, находившейся в эксплуатации 6 лет в г. Рязань, - 3.1%. В статье приводятся данные по массовой влажности образцов ППМ, взятые из актов осмотра распределитель-ных сетей в ППМ изоляции в Санкт-Петербурге – влажность среднего слоя составила 4.7% через 4 года эксплуатации, внешнего слоя – 11.5%, прилегающего к стальной трубе слоя – 3% при влагосодержании грунта 18%. Судя по этим результатам, гипотеза о высыхании изоляции в случае бесканальной прокладки ППМ не подтвердилась. Вообще, сам термин паропроницаемость относится к переносу водяных паров через теплоизо-ляционный материал за счет градиента концентрации (от большей к меньшей). Как может осуществляться этот перенос влаги из ППМ изоляции с меньшей концентрацией в грунт с большей влажностью, непонятно. Если сравнивать водопоглощение ППУ и ППМ, то ввиду похожей структуры (доля закрытых ячеек около 90%), эти величины должны быть сравнимы. Для сопоставления водопоглощения ППУ и ППМ по методике, указанной в ТУ на ППМ, нами были проведены соответствующие испытания образцов ППУ изоляции и получены величины водопоглощения 0.5- 1.1% (по объему) для плотности ППУ 110-75 кг/куб.м. В образцах ППМ, взятых из работающих теплотрасс , указывают на низкую влажность изоляции вблизи стальной трубы -3% по массе и менее. Для иллюстрации того факта, что ППУ имеет сравнимое водопоглощение, можно сослаться на работу шведских ученых , которые для эксперимента на одной из теплотрасс д150/280 закопали 2 участка ППУ изоляции длиной по 1м без внешней оболочки (см. рис.3). После 4-х лет эксплуатации трассы в условиях высоких грунтовых вод (частый подъем воды выше уровня труб), влажность образцов, взятых около стальной трубы, не превысила 2% по массе. Мы видим, что свойство водопоглощения обоих видов изоляции имеет аналогичные величины и при отсутствии гидрозащитной оболочки имеет место постепенное увлажнение изоляции при бесканальной прокладке. Увлажнение ППМ изоляции с учетом срока службы (25-30 лет) приводит к росту коэффициента теплопро-водности и, соответственно, тепловых потерь. Учет этого фактора по методике МДС 41-7.2004 дает увеличение коэффициента теплопроводности для ППМ в конце срока службы на 16% по сравнению с начальной величиной. Очевидно, преимущества ППМ изоляции, связанные с паропроницаемостью и низким водопоглощением, сохранением теплоизолирующих свойств, очень сильно преувеличены.

В связи с намоканием ППМ изоляции необходимо обратить внимание на следующий аспект этой проблемы. При изоляции стыков на трубах в ППМ уязвимыми местами с точки зрения проникновения влаги к стальной трубе являются границы заводской изоляции и изоляции стыков. В ранее упомянутых шведских экспериментах с ППУ изоляцией было показано , что эта граница часто служит каналом быстрого переноса влаги к стальной трубе. Заливка стыков на трассе с ППМ изоляцией не может обеспечить необходимую монолитность и водонепроницаемость этой границы, а, значит, в этих местах влага может проникать к несущей трубе. В случае труб в ППУ изоляции проверка герметичности установки муфт при изоляции стыков является обязательным требованием в соответствии с п.4.22 ГОСТ 30732-2006.

К достоинствам ППМ изоляции относят простоту монтажа и ремонтопригодность. Если обратиться к РД завода «Пенополимер», набор работ и условия монтажа практичес-ки одинаковые для ППМ и ППУ изоляции за некоторым исключением. Монтаж стыковых соединений представляется более сложным и с большими ограничениями, чем на трубах с ППУ изоляцией - при температуре ниже +15° следует прогреть опалубку до 40°С, смешивание 3-х компонентов ручной дрелью занимает время, большее чем перемешивание двух компонентов ППУ. Удаление ППМ изоляции на торцах труб (как указано в инструкции завода «Пенополимер») представляется трудоемкой задачей ввиду прочности ППМ и не упрощает изоляцию стыковых соединений. При сравнении ППМ и ППУ часто указывается более высокая ремонтопригодность ППМ – замена 0.5м изоляции ППМ вместо замены целой трубы 10м в ППУ изоляции. На практике имеющийся опыт строительства тепловых сетей в ППУ изоляции показывает, что ремонт повреждений определяется характером и размерами повреждений и может носить как косметический характер (ремонт малых повреждений оболочки и изоляции), так и предусматривать замену изоляции протяженных участков в случае ее намокания или обширных повреждений. В любом случае ремонта критерий объема – это удаление поврежденной (намокшей) изоляции и восстановление целостности оболочки с обеспечением параметров, требуемых нормативными документами.

К одному из «достоинств» труб в ППМ изоляции его сторонники относят отсутствие системы дистанционного контроля. В статье приводится интересная аргументация – «наличие систем контроля – это не достоинство труб ППУ, а необходимость из-за герметичности внешней оболочки». А в трубах с ППМ «влага из изоляции удаляется задолго до разрушения материала и контроль за увлажнением не требуется». Как происходит «высыхание» изоляции, мы уже выше рассматривали – практика подтвердила, что увлажнение ППМ имеет место, но оно происходит бесконтрольно. Влага из грунта, сетевая вода из возможных дефектов в стальных трубах и сварных швах проникают в изоляцию, ухудшают ее теплоизоляционные свойства и могут со временем вызывать коррозию несущей трубы и серьезные утечки. Опыт показал, что именно бесконтрольность работы тепловых сетей при традиционных типах изоляции приводит к многочисленным авариям с тяжелыми последствиями и к серьезным экономическим потерям, в т.ч. и на трубопроводах в армопенобетоне, предыдущем аналоге ППМ изоляции. В трубах в ППУ изоляции появление даже малых утечек из трубы может быть обнаружено и выполнен ремонт на ранней стадии. Применяемая в трубах с ППУ изоляцией система контроля основана на простых физических принципах (измерение электрического сопротивления между сигнальным проводником и стальной трубой) и использует приборы широкого применения, в ее работе несложно разобраться любому специалисту КиПа. Стоимость системы не превышает единиц процентов от стоимости изолированных трубопроводов. В России в настоящее время накоплен значительный опыт эксплуатации систем контроля . Именно эта система резко повышает надежность эксплуатации тепловых сетей, своевременно сигнализируя о появлении повреждений, особенно при использовании в варианте с диспетчеризацией. Благодаря наличию системы контроля эксплуатирующая организация имеет также информацию о качестве труб, их монтажа и изоляции стыков, чего нет в ППМ изоляции. Реальная статистика, полученная при 15-летней эксплуатации магистральных сетей Москвы в ППУ изоляции с системой контроля, свидетельствует о снижении повреждаемости стального трубопровода более, чем в 20 раз по сравнению с канальной прокладкой того же срока службы .

Часто к преимуществам труб в ППМ изоляции относят их меньшую стоимость по сравнению с ППУ. При этом не говорится о том, что для получения необходимой плотности требуется в 2 раза больше компонентов пены, чем для ППУ изоляции. Учитывая, что доля ПЭ оболочки в стоимости материалов менее 50%, нетрудно понять, что ППМ изоляция не может быть дешевле ППУ. В сделан вывод о практически одинаковой стоимости строительства теплосетей для обоих видов изоляции. Необходимо отметить, что эти оценки сделаны для толщин ППМ изоляции, которые имеют большие тепловые потери по сравнению с ППУ изоляцией и потребуют больших эксплуатационных расходов.

При выборе того или иного типа изоляции теплоснабжающая компания, исходя из целей обеспечения надежности и экономичности теплоснабжения, должна ориентировать-ся на такие критерии, как теплоизоляционные показатели и их изменение в процессе эксплуатации, появление повреждений трубопровода и изоляции и их своевременное обнаружение и устранение. Вышеприведенный анализ показывает, что с этих точек зрения трубы в ППМ изоляции трудно рассматривать как эффективную и перспективную технологию, которая может обеспечить реальное энергосбережение и надежность эксплуатации тепловых сетей, особенно в случае бесканальной прокладки.

Список литературы

1. Умеркин Г.Х. Конструкция теплопроводов в пенополимерминеральной изоляции. Новости теплоснабжения №4 (апрель) 2001 г., с.18-19.
2. Мишин М.Е. Трубы в ППМ изоляции – современный способ строительства тепловых сетей. Новости теплоснабжения №3(март) 2010 г., с.34-37.
3. Силаев Д.А. ППУ и ППМ изоляции. Взгляд с другой стороны. Новости теплоснабжения №7(июль) 2009 г., с.32-36.
4. Новиков И.Е.Особенности прокладки трубопроводов тепловых сетей в России – сегодняшние тенденции в повышении надежности теплоснабжения. - Новости теплоснабжения №6 (июнь) 2011 г., с.42-45.
5. Мишина А.М., Кулешов А.С., Силаев Д.А. Теплоизоляционные свойства пенополимерминеральной изоляции. - Новости теплоснабжения №6 (июнь) 2008 г., с.45.
6.Умеркин Г.Х. Исследование процессов высыхания пенополимерминеральной теплогидроизоляции. Новости теплоснабжения №11(ноябрь) 2005 г., с.45-46.
7.Sallberg S.-E., Nilsson S., Bergstrom G. Leakage ways for ground-water in PUR-foam.10th Intern.Simposium on District Heating and Cooling 3-5 Sept.2006, Hannover, Germany.
8. Методика оценки влияния влажности на эффективность тепловой изоляции оборудования и трубопроводов. МДС 41-7.2004.
9. Кашинский В.И., Липовских В.М., Ротмистров Я.Г. Опыт эксплуатации трубопроводов в пенополиуретановой изоляции в ОАО «Московская теплосетевая компания» Теплоэнергетика, №7 2007, с.28-30.
10. Поляков В.А. Трубопроводы с ППУ: надежно и экономично. - Коммунальный комплекс России, №3-4 (57-58) 2009, с.56-58.

Рис.1.Конструкция ППМ изоляции (статья Мишина).

Рис.2. Схема разрезной неизотермической колонки.
1- Нагреватель (70-90 °С); 2 – образец ППМ; 3 - климатическая камера (25°С); 4 - теплоизоляционный слой; 5 - металлический лист.

Трубы ППМ

«Сталерон Групп» занимается производством, оптовой и розничной поставкой труб и фасонных изделий в пенополимерминеральной изоляции (ППМ). Все наши изделия изготовлены в соответствии со стандартом. Мы предлагаем выгодные цены и доставку в любой регион России.

Прайс-лист на трубы в ППМ изоляции

Наименование	Диаметр наружный, мм	Диаметр изоляции, мм	Толщина изоляции, мм	Вес 1 п/м изоляции, кг	Цена
ду 25/43	33,5	121	43,75	3,3	договорная
ду32/39	42,3	121	39,35	3,2	договорная
ду40/36,5	48	121	36,5	3	договорная
57/41,5	57	140	41,5	3,9	договорная
76/42	76	160	42	4,7	договорная
89/45,5	89	180	45,5	5,8	договорная
108/36	108	180	36	4,9	договорная
133/36	133	205	36	5,7	договорная
159/49	159	257	49	9,6	договорная
219/45	219	309	45	11,2	договорная
273/43	273	359	43	12,8	договорная
325/43,5	325	412	43,5	15,1	договорная
377/42,5	377	462	42,5	16,8	договорная
377/68,5	377	514	68,5	28,8	договорная
426/44	426	514	44	32,7	договорная
530/60	530	650	60	33,4	договорная
530/70	530	670	70	39,6	договорная
630/60	630	750	60	39	договорная
720/70	720	860	70	52,1	договорная
820/70	820	960	70	58,7	договорная
820/88	820	996	88	75,3	договорная
920/88	920	1096	88	83,6	договорная
1020/88	1020	1196	88	91,9	договорная

Особенности и производство труб ППМ

Практика показала, что применение высокоэффективных изоляционных материалов для стального трубопровода существенно повышает эксплуатационные показатели, продлевает срок службы теплотрасс и позволяет экономить на ремонте. Пенополимерминеральной изоляцией покрывают не только сами трубы, но и отводы, тройники, угольники, подвижные опоры и прочие элементы тепловых трасс.
ППМ-оболочку изготавливают на основе вспененного полимера (который в разрезе имеет мелкоячеистую структуру) и специальных минеральных наполнителей, чаще всего – песка, золы, шлаков. Благодаря добавкам повышается ее прочность, что в свою очередь защищает также и от механических воздействий. В разрезе оболочка представляет собой трехслойную конструкцию: два уплотненных слоя – внешний и внутренний, а также промежуточный слой.

Производство ППМ труб в основном регламентируются ГОСТ 56227-2014. Данная продукция подходит для укладки тепловых сетей различного назначения и в различных регионах, так как ППМИ разработана с учетом эксплуатации в российских климатических условиях. На практике они используютдля бесканальной подземной, канальной закрытой и надземной открытой прокладки тепловых сетей с рабочей температурой теплоносителя не более 150 градусов.
В нашем ассортименте представлен широкий диапазон труб ППМ различных размеров (диаметр от 25 до 1020 мм с диаметром изоляции от 121 до 1180 мм).

Главные преимущества

Преимущества труб с ппм, свойства труб, особенности покрытия, почему трубы с ппм лучше, чем другие виды - это мы рассмотрим в рамках нашей статьи. Химические и физические свойства ППМ изоляции.

Купить трубы ППМ

Предлагаем вам купить трубу в ППМ изоляции – один из лучших вариантов на сегодняшнем рынке. Они представляют собой металлические трубы особого качества, на поверхность которых нанесено специальное покрытие. В трубах ППМИ используются материалы поистине 21 века. Пенополимерминеральная изоляция не пропускает влагу и пар. К тому же слой, прилегающий к трубе, защищает поверхность трубы от влияния внешней среды. Если Вы захотите, то внешняя поверхность труб может быть покрыта цинковым слоем, для большей защиты материала труб от коррозии. Пенополимерминеральная изоляция обладает большим количеством преимуществ по сравнению с изоляцией из других материалов. Причина этого кроется, прежде всего, в химических и физических свойствах материала, из которого исполняется изоляция, но и в некоторых особенностях конструкции, ввиду которых она лучше остальных подходит теплоцентралям, применяющим качественный режим регулирования.

Преимущества ППМ изоляции труб

Преимущества ППМ по сравнению с изоляцией из минераловатных утеплителей:

• в процессе использования толщина изоляционного слоя всегда постоянна;
• труба ППМИ впитывает в разы меньше влаги; защищённость от коррозии;
• ППМ проводит в 3-5 раза меньше тепла, что даст Вам большую гарантию того, что большее количество тепла дойдёт до Вашей «крепости в этой жизни».

Преимущества ППМ перед изоляцией из полиэтилена:

• трубы в ППУ изоляции – зарубежная разработка, которая разрабатывалась для зарубежных теплоцентралей, где применяют количественное регулирование. Данный факт означает, что материал изоляции постепенно сходит с поверхности труб, нарушая теплоизоляцию конструкции.

Высокая прочность наружного слоя изоляции. Это придаёт долговечность и надёжность и не требует дополнительной защиты от повреждений. Сохранение первоначальных свойств ППМ изоляции при длительной эксплуатации. Внутренний слой обладает повышенными адгезионными свойствами, полностью герметизирует металл трубы. Не требуется дополнительного гидроизоляционного покрытия изоляции. Трубы в ППМ изоляции позволяют проводить ремонтные работы по восстановлению изоляционного слоя в месте повреждения без замены трубы. Причём возможно получение в полевых условиях сплошного изоляционного слоя в месте ремонта повреждения с качеством аналогичным заводскому. Отсутствие повреждений от внешней коррозии на теплопроводах с ППМ изоляцией.

Труба в пенополимерминеральной изоляции рекомендована при строительстве, реконструкции и ремонте тепловых сетей на территории Российской Федерации и включена в СНиП 41-02-03 "Тепловые сети". На продукцию были проведены испытания № 3263-ИЛ-05-12 от 5 мая 2012 г. Получен сертификат топливно-энергетического комплекса № 002471 от 05.07.2012. Что представляет собой ППМ-изоляция? ППМ изоляция для трубы - это слой пенополиуретана с минеральными наполнителями. Труба в изоляции меньше подвержена коррозии, что продлевает срок ее службы. Стальные трубы вы можете заказать через каталог. Вы можете посмотреть перед покупкой наш прайс. Все трубы стандартизированы по ГОСТ, при изготовлении производители используют самое современное оборудование.

Доставляем трубы в Нижний Новгород на ваш завод или частное небольшое производство. Окончательная стоимость будет озвучена менеджером. Полиполимерминеральная изоляция - лучший вариант для стальной трубы. Купить трубы с ППМИ можно у нас по приемлемым ценам. Вы получите значительное расширение рабочих температур, а тепловые потери будут снижены в разы. И это далеко не все их плюсы. Вы также получаете такие преимущества: Конструкция выполняется по принципу труба в трубе, изоляция прилегает идеально. 3-слойная изоляция - это внутренний слой, серединный и наружный, благодаря такой конструкции даже в сильный мороз стальные трубы сохраняют тепло. Способность к самовысушиванию также является плюсом таких конструкций. Противоударная защита усилена у таких труб.

Быстрота монтажа - еще один плюс такого теплоизоляционного покрытия. Стыки можно в полевых условиях залить пеной, в результате чего вы получаете более прочное соединение труб, особенно там, где есть в наличии отвод, меняющий направление трубы. Вам понравится и то, что гарантия на это покрытие 30 лет, но оно может служить и дольше. Окрашивать есть необходимость только наземные участки труб, части, что под землей, можно оставить необработанными. Узнать свежие цены на трубы ППМ и скачать парйс-лист , вы можете в соотвествующем разделе нашего сайта.

Льготная доставка: Москва, Екатеринбург, Воронеж, Нижний Новгород, Челябинск, Ижевск, Пермь, Иркутск, Архангельск, Барнаул.

Трубы в ППМ изоляции - современный способ строительства тепловых сетей

М.Е. Мишин, директор, ООО НПП «Пенополимер», г. Коломна Московской обл.

Предпосылки для создания ППМ изоляции

В журнале «Техника молодежи» за 1983 г. рассказывается об уникальном изобретении ученых из научно-исследовательского института «ВНИПИэнергопром» Минэнерго СССР - полимербетоне (ППБ), новом, эффективном виде теплогидроизоляции. В данной статье говорилось, что трубы в ППБ изоляции можно использовать для прокладки подземных (бесканальных и канальных) и надземных тепловых сетей с температурой теплоносителя до 150 О С. Внедрение ППБ изоляции значительно повышает надежность и долговечность сетей.

Центральная лаборатория тепловых сетей «ВНИПИэнергопрома» создала и запатентовала принципиально новые материалы для теплоизоляции трубопроводов еще в начале 70-х годов прошлого столетия. Уникальность изобретения состояла как в высоких эксплуатационных характеристиках защитного слоя, так и в том, что он изготавливался из отходов химического производства и материалов, которые практически лежат под ногами: песка, керамзитового гравия, золы, андезитовой муки и пр., что делало его очень дешевым. Слой защитного материала отличался низкой теплопроводностью, высокой степенью адгезии к металлу трубы (что не давало развиваться коррозионным процессам на ее поверхности), способностью выдержать большие нагрузки при прокладке трубопровода под землей. Технология нанесения теплогидроизоляционного покрытия оказалась максимально простой.

Более чем за 20 лет ППБ изоляция доказала заявленные свойства и параметры, зарекомендовав себя как один из лучших материалов для сохранения тепловой энергии при ее транспортировке в сложных гидрогеологических условиях и для защиты внешней поверхности труб от коррозии.

В начале 1990-х гг. пенополимербетон отпраздновал 25-летний юбилей. В Санкт-Петербурге проводилось диагностическое вскрытие участка тепловой сети в ППБ изоляции, прослужившего четверть века . Грунты Санкт-Петербурга классифицируются как одни из наиболее влагонасыщенных - увлажнение в осенний период составляет свыше 30%. После того, как трубы в ППБ изоляции извлекли на поверхность и очистили их от изоляции, то не обнаружили на них даже следов коррозии. А слой тепловой изоляции остался настолько прочным, что его пришлось скалывать ломом.

В 1995 г. участок теплосети в ППБ изоляции диаметром труб 219 мм был проложен в г. Коломна Московской обл. В апреле 2002 г. данный участок был вскрыт для проверки. Изоляция оказалась целой, без трещин. Следов коррозии на поверхности трубы не обнаружено.

Результаты указанных проверок не оказались случайными. По данным «ВНИПИэнергопром», ни в одном случае вскрытия тепловых сетей в ППБ изоляции, независимо от влажности грунта, не было обнаружено коррозии труб.

Несмотря на хорошие эксплуатационные характеристики, к середине 1990-х гг пенополимербетон, как теплоизоляция, уже уступал современным материалам по следующим показателям: высокая плотность (более 500 кг/м 3), а, следовательно, и вес изоляции; большой коэффициент теплопроводности (более 0,05 Вт/м°С); использование при изготовлении запрещенных и вредных веществ; отсутствие отработанной и апробированной технологии заделки стыковых соединений и изготовления фасонных изделий (системы трубопроводов).

Благодаря выдающемуся человеку и ученому д.т.н. Г.Х. Умеркину, руководителю отдела ОНИПТС «ВНИПИэнергопром», работа над совершенствованием материала тепловой изоляции не прекратилась. Удалось получить материал с более низкой плотностью и низким значением водопоглощения, улучшить теплоизоляционные свойства и при этом не снижать прочность материала и адгезию к стальной трубе.

По инициативе ГХ. Умеркина на базе «ВНИПИэнергопром» совместно с другими организациями были проведены дополнительные научно-исследовательские работы и в 1995 г. появился усовершенствованный материал, который получил название «пенополимерминерал» (ППМ). Он имел улучшенные свойства, а технология его изготовления (нанесения на стальные трубы) была усовершенствована и отработана.

Технология производства труб в ППМ изоляции и их преимущества

Как уже говорилось выше, технология изготовления труб в ППМ изоляции относительно проста. Компоненты изоляции смешиваются, полученная масса заливается в форму, в которую уложена труба.

Перед укладкой в формы поверхность стальных труб и фасонных изделий высушивается и очищается от масла, жира, ржавчины, окалины и пыли. Поверхность трубы и формы перед заливкой изоляционной смеси должна иметь оптимальную температуру для протекания реакции вспенивания и образования необходимой структуры ППМ изоляции.

На внутреннюю поверхность форм наносится смазка, которая препятствует прилипанию ППМ изоляции в процессе изготовления.

После заливки изоляционной смеси в форму, она закрывается на замок. В течение 20-40 мин масса вспенивается и застывает, равномерно распределившись по поверхности трубы, не образовывая раковин и пустот. Таким образом, мы получаем предизолированную трубу в ППМ изоляции.

При получении интегральной структуры ППМ изоляции за один технологический цикл в пределах объема одного изделия формируются пористая середина и уплотненная структура в краевых зонах изделия. То есть, за одну заливку изолирующей массы в форму на трубе образовываются три слоя. И каждый из них выполняет свою функцию (рис. 1) :

• наружный корковый слой 1 (плотностью 400600 кг/м 3 , толщиной 10-15 мм) защищает изоляцию от механических повреждений и проникновения капиллярной влаги;
• теплоизоляционный слой 2 (плотностью до 200 кг/м 3) обладает низким коэффициентом теплопроводности (до 0,041 Вт/м. О С);
• внутренний антикоррозионный корковый слой 3 (плотностью 300-400 кг/м 3 , толщиной 510 мм) защищает наружную поверхность трубы от коррозии.

Именно благодаря интегральной структуре ППМ изоляция сочетает в себе такие свойства, как: высокая механическая прочность и хорошие теплоизоляционные свойства, паропроницаемость и низкое водопоглощение.

Трубы в ППМ изоляции легко монтируются и не требуют высокого класса специалистов, выполняющих строительно-монтажные работы. Данное обстоятельство иногда является определяющим. Строительной или эксплуатирующей организации достаточно один раз обучить своих работников непосредственно на объекте технологии заделки стыковых соединений, после чего они могут самостоятельно выполнять эти несложные работы, не требующие наличия специальной техники и специалистов.

Трубопроводы в ППМ изоляции обладают высокой ремонтопригодностью. В случае необходимости вскрыть изоляцию на трубопроводе или в случае, если она оказалась повреждена при проведении земляных работ, то восстановить ее с сохранением всех присущих ППМ изоляции качеств можно в полевых условиях. Заделка стыковых соединений изоляции производится достаточно просто и дешево при использовании соответствующих комплектов оснастки для труб разного диаметра. При этом, залитый в полевых условиях стык не уступает по свойствам и качеству теплоизоляции, нанесенной в заводских условиях, образовывая на теле трубопровода монолитную конструкцию .

Например, при строительстве тепловой сети в одном из городов Московской области, которое, как часто бывает, затянулось на довольно длительное время, были применены трубы в ППМ изоляции. При этом изоляция достойно выдержала все «издевательства» над собой (рис. 2): затопление водой; заделка стыков дополнительных врезок; попытки поджога изоляции и др.

Существенным недостатком пенополимерминерала, как и любого другого полимерного материала, является старение под воздействием ультрафиолетовых лучей. Поэтому трубу при надземной прокладке защищают от их вредного воздействия красками, содержащими УФ- абсорберы, кремнийорганическими эмалями, акриловыми красками для полимерных покрытий и т.д.

Об эксплуатации труб в ППМ изоляции

Трубопроводы в ППБ изоляции эксплуатируются уже более 25 лет, а ППМ изоляции (усовершенствованной конструкции) - 10 лет. За это время накоплен значительный опыт их применения, который показал, что данный вид изоляции практически не подвержен разрушению и сохраняет свои свойства через 20 и более лет.

Начиная с 1983 г. всего по стране было проложено около 500 км трубопроводов в ППБ изоляции. В начале 90-х гг. прошлого столетия наблюдается некоторый спад, связанный со сложной ситуацией в стране. И начиная с 1995 г. количество трубопроводов, проложенных уже в ППМ изоляции, постепенно увеличивается, и на сегодняшний день протяженность трубопроводов в ППМ изоляции в России составляет более 2500 км.

Длительный срок работы трубопроводов в ППМ изоляции в различных регионах страны (от засушливых, жарких степей Южного Урала до районов Крайнего Севера, где в зимнее время температура опускается до -50 О С) свидетельствует об отсутствии разрушения конструкции, трещин, деформаций в зависимости от климатических условий, температуры теплоносителя, давления грунта.

Но наиболее широкое распространение ППМ изоляция пока имеет в центральном регионе России, где показывает хорошие результаты. Так, в 2008 г. на тепловой сети в г. Рязани было проведено обследование трубопровода в ППМ изоляции. Параметры обследованного участка тепловой сети (рис. 3):

• диаметр трубопровода 89 мм;
• диаметр изоляции 180 мм;
• бесканальная прокладка;
• срок эксплуатации на момент вскрытия - 6 лет;
• следов наружной коррозии не обнаружено;
• состояние изоляции - удовлетворительное, без повреждений, трещин, сколов, целостность изоляции не нарушена;
• влажность взятых образцов изоляции - 3,1% по массе;
• тепловые потери участка трубопровода по данным рязанской эксплуатирующей организации не превышают установленной нормы.

Стоит также отметить, что ППМ изоляция широко применяется не только при бесканаль- ной прокладке, но и при прокладке в непроходных каналах. В больших городах в стесненных условиях и при опасности бесканальной прокладки хорошей заменой трубопроводам с другими видами тепловой изоляции служит ППМ изоляция.

Результаты постоянных наблюдений за трубопроводами в ППМ изоляции позволяют рассматривать данную конструкцию как одну из современных и перспективных для трубопроводов тепловых сетей, прошедшую натурные испытания временем.

Литература

Журнал «Техника Молодежи», вып. 10, 1983 г., с. 22.

«Акты осмотра опытного участка трубопровода с пенополимербетонной изоляцией, разработанной институтом ВНИПИ- энергопром» № 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Теплосеть «Ленэнерго», 1998 г.

Силаев Д.А. ППУ и ППМ изоляции. Взгляд с другой стороны // Новости теплоснабжения. 2009. № 7. С. 32-36.

Умеркин Г.Х., Романов С.В., Мишина А.М. Устранение повреждений на трубопроводах в пенополимерминеральной изоляции в полевых условиях// Новости теплоснабжения. 2008. № 9. С. 34-36.