Предварительно изолированные пенополиуретаном трубы применяются в системе центрального отопления.

Это изделие «труба в трубе» характеризуется на данный момент как надежное и весьма эффективное. Срок эксплуатации его более 25 лет. Выдерживает высокие тепловые нагрузки до +140 градусов, которые можно повышать на короткий промежуток времени до 150 градусов.

Допускается использование предизолированных труб для транспортировки других веществ – газа, нефти и пр.

Стальная труба и слой ППУ плотно защищены полиэтиленовой, или, в некоторых случаях, навитой спиралью оболочкой из стали предварительно оцинкованной. Изделие изготавливается с системой специального контроля влажности теплоизоляционного слоя или поломки и протекания в трубе.

Трубы предизолированные

В сборке предизолированная труба выглядит как единая конструкция, состоящая из стальной трубы, слоя изоляции из пенополиуретана, а также внешней гидрозащитной оболочки. Плотное сцепление слоев достигается во время изготовления изделий за счет соблюдения технологических норм:

• Первоначальной дробеметной, щеточной или дробеструйной очистки верхнего покрытия стальной трубы. В итоге поверхность ее освобождается от ржавчины, различных загрязнений и становится шероховатой. Эти качества изделия способствуют крепкому соединению изоляционного слоя с трубой.
• Выдерживания температурного режима, чтобы обеспечить качественный процесс вспенивания пенополиуретана;
• Оболочка из полиэтилена изнутри обрабатывается коронарным разрядом, который обеспечивает наилучшее скрепление между полиуритановой изоляцией и оболочкой.

Материалы для изготовления ППУтруб

Для изготовления теплогидроизолированных изделий применяются трубы и фитинги из коррозийно-стойкой стали, которая соответствует ГОСТ. Для теплоизоляции могут использоваться полиуретановые системы производства «Элостокам», «Изолан», «Дау», «Хантсмен», которые в большей степени соответствуют условиям, предъявляемым к теплоизоляционным материалам. Такая система ППУ рассчитана на длительный срок эксплуатации при высоких температурах – до 150 градусов.

Предизолированные полимерные изделия снабжены системой оперативного дистанционного контроля. Она контролирует состояние труб, сигнализируя при неисправности, и указывает точное место дефекта.

Проверка на качество предизолированных изделий

Готовые предизолированные трубы и детали к ним проходят обязательную проверку качества. Кроме этого, контролю подвергаются и все материалы, использующиеся в производстве. Перед применением пенополиуретановая система тоже должна пройти проверку на соответствие нормам вспенивания, указанным в требованиях ТУ. Кроме этого, полиэтиленовые изоляционные материалы перед использованием проходят испытания на предмет удлинения при разрыве, а также изменения длины готового изделия после прогрева.

При контроле над качеством предизолированных труб в лаборатории проверяют:

• плотность ППУ;
• устойчивость во время сжатия, прочность при сдвиге и деформации в пределах 10%;
• объемную часть закрытых пор;
• теплопроводность ППУ;

Дополнительным и немаловажным условием качества ППУ труб является применение добротной гидрозащитной оболочки из полиэтилена. При разрыве полиэтиленовой оболочки допустимое удлинение в процентном отношении должно составлять 350. После нагрева до температуры 110 градусов изменение длины должно быть не больше 3%. Стойкость при повышенной температуре в 80 градусов и неизменном давлении 165 (при первоначальном напряжении в стенке оболочки 4,6 МПА), и не менее 1000 (с первоначальным напряжением в стенке оболочки 4,0 МПа). Устойчивость при равномерных нагрузках растяжения в 4,0 МПа при 80 градусах в водном растворе ПАВ – не менее 2000.

Характеристика теплоизоляции труб:

• плотность пенополиуретана должна быть в пределах 60 кг на кубический метр;
• устойчивость при сжатии не менее 0,3 МПа при 10% деформации в радиальном направлении;
• водопоглощение по объему не более чем 10% при 90 – минутном кипячении.

Торцы теплоизоляции ППУ и деталей могут быть покрыты гидроизоляционным слоем. Пенная изоляция в разрезе должна представлять собой однородную мелкоячеистую взвесь. Пустоты в ней размером больше, чем 1/3 толщины состава,не допускается.

Гибкие трубы предизолированные

Пенополиуретан, который применяется для изготовления предизолированных конструкций и фасонных изделий делают из жидких составов, смешение и дозировка которых производится с помощью особого заливочного оборудования. Эти пенопласты могут изготавливаться и на предприятиях промышленного масштаба, и непосредственно там, где их применяют. Процесс вспенивания и затвердевания ППУ происходит довольно быстро, что уже по истечении немногих десятков минут материал готов к применению. Жесткие ППУ могут иметь плотность примерно от 30 до 80, а иногда и более 1 кг на кубический метр и содержать изолированные ячейки размером 0,2 — 1 мм в диаметре.

Достоинства теплоизолированной ППУ трубы

1. Самая низкая теплопроводность и обусловленная этим качеством минимальная толщина изоляции. Такие свойства пенополиуретана позволяют достичь во время его применения высоких энерго- и теплосберегающих характеристик в хозяйственных и промышленных системах.
2. Долговечность: эксплуатационный срок ППУ превышает 30 лет, при этом, сохраняются все его свойства.
3. Водонепроницаемость.
4. Высокая и длительная адгезия (сцепляемость) с трубой и гидрозащитной оболочкой.
5. Повышенная механическая прочность изделия.
6. Пенополиуретановая изоляция — бесшовная, монолитная, без образования «мостиков холода».
7. Материал инертен к кислотным и щелочным соединениям, защищает трубу от коррозии и агрессивных химических сред, продлевая тем самым срок службы конструкции, нетоксичен и совершенно безопасен для человека.

Применение ППУ позволяет:

1. повысить срок службы трубопровода до 40 лет, по сравнению со старыми (их срок всего до 10 лет);
2. сократить потери тепла до 2% (старые виды трубопроводов имели потери до 40%);
3. снизить капитальные затраты на 20%,эксплуатационные в девять раз, в три раза – ремонтные;
4. приспособленная система дистанционного контроля (ОДК) с огромной точностью позволяет установить и оперативно устранить возникшие поломки (например, увлажнение пенополиуретана), предотвращать любые аварии;
5. не нуждается в защите от блуждающих токов и постройке дренажной системы.

Существенные возможности предизолированных труб

Какие же возможности применения пеной изоляции при транспортировке тепла на большие расстояния, если сравнивать ее с изоляцией из минеральной ваты? По нормам СНиП минеральная вата считается хорошим теплоизолятором. Но в процессе эксплуатации, уже через два года она теряет свои технические свойства под влиянием атмосферных факторов и ей требуется замена.

К примеру, при тестировании сохранности тепла из труб, изолированных минеральной ватой, в одном из поселков выяснилось, что потери тепла на трубопроводе, (диаметром в 200 мм и возможностью принимать горячую воду в 75 градусов, при атмосферной температуре 13 градусов), который был изолирован этим материалом, составил 104 ккал/м.час. Но при установке изоляции ППУ – всего 18 ккал/м.час. В итоге разница вышла большая – 122 ккал/м.час, естественно, в пользу предизолированных труб.

Применение труб покрытых полиуретановой пеной позволяет сократить потери тепла до минимальных размеров, реабилитировать централизованную систему отопления, а также без особых потерь передавать тепло по трубопроводам на сравнительно большие расстояния. А использование предизолированных труб вместе с тепловыми насосами позволяет передавать населению, находящемуся на большом расстоянии вторичное, утилизированное на промышленных предприятиях, тепло, которое пока сбрасывается этими объектами. Таким образом, предварительно изолированные трубы – это хороший способ сократить потери тепла до минимальных размеров в сетях водоснабжения.

Пенополиуретановые изделия требуют к себе бережного обращения

При хранении предизолированных труб не допустимы механические повреждения, продольный прогиб, загрязнения, деформации. При погрузке или разгрузке материала должны быть использованы грузозахватные механизмы, не вызывающие каких-либо повреждений изолированных труб. Транспортировку их осуществляют водным, железнодорожным и автомобильным транспортом. Бережная поставка пенополиуретановых трубопроводов со всей комплектацией гарантирует качественное функционирование будущей теплосети.

Очень часто при создании систем водоснабжения или транспортировки различного рода промышленных жидкостей встает вопрос о защите трубопроводов.

Защищать их нужно от механических повреждений, атмосферных воздействий, но в первую очередь защита нужна от воздействия холода. Как бы то ни было, именно слишком низкая температура на улице самым серьезным образом сказывается на состоянии труб, а также их носителя.

Теплоизолированные трубы же выполняют свои функции при любой температуре воздуха, что выгодно отличает их от обычных. Осознав популярность теплоизоляции трубопроводов, разработчики решили пойти дальше и создали так называемые предизолированные образцы.

Что это такое и какими они бывают? Мы вас просветим в этом вопросе.

Cодержание статьи

Чем отличаются простые трубы?

Обычная труба для транспортировки определенного рода веществ, какая она? Скорее всего, трубой называют стальной или пластиковый продолговатый отрезок пустотелого цилиндра.

Труба может иметь стенки разной толщины, определенный диаметр, может даже изгибаться. Стенки бывают как очень тонкими, для бытового применения, так и довольно толстыми, вплоть до 10-15 мм или даже больше.

В последнем случае речь идет о линиях высокого давления, монтируемых на промышленных предприятиях, где нужно иметь возможность перегонять по системам коммуникаций носители под огромным давлением и температурой.

Какой бы толстой стенка трубы не была, она все равно не сможет защитить ее внутренности от промерзания. Металл очень хорошо проводит тепло, равно как и пластик, хотя у последнего показатель теплопроводности все-таки немного ниже.

При нулевой температуре труба без защиты еще может функционировать должным образом, а вот при -10 уже нет. Носитель либо полностью замерзнет, либо начнет медленно откладываться на стенках. Рано или поздно все это скажется на функционировании системы, полностью ее заблокировав.

Вот почему так необходима. Без нее любой трубопровод, проложенный по улице, во время зимы попросту замерзнет. Исключением не будут и системы теплого водоснабжения или отопления.

Даже если труба отопления и не замерзнет вследствие конфликта высоких и низких температур появится расхождение в температуре носителя на входе и выходе из магистрали.

Довольно внушительную часть тепловой энергии носитель потеряет безвозмездно, что тоже не очень хорошо. Ведь КПД снижается, а ресурсов на его искусственное повышение придется тратить в разы больше.

Альтернативный вариант

Защитить трубы отопления или водоснабжения достаточно легко. Нужно всего лишь продумать систему их теплоизоляции. Материалы используются из той же линейки, что и сырье для изолирования несущих конструкций дома.

Чаще всего применяют:

• минеральную вату;
• пенополистирол;
• пеноизол;
• вспененный полиэтилен.

Каждый вариант хорош по-своему. Но все они, так или иначе, предполагают дополнительную обработку трубы, на что уходит время и деньги. Этот процесс можно упростить.

В отличие от несущих конструкций дома, которые кстати, в последнее время тоже стали производить предизолированными, трубы предварительно обрабатывать очень легко.

Ведь все образцы унифицированы, производители знают, на какие модели ориентироваться и что конкретно нужно покупателю, а потому и действуют по ключевым направлениям.

Так и появились предварительно изолированные трубы – то есть те, которые обработали теплоизоляцией еще на стадии производства на заводе.

Технология и конструкция

Чаще всего предварительно теплоизолированные трубы производят больших размеров. Это объясняется тем, что бытовые трубопроводы прокладывают преимущественно внутри зданий либо под землей.

То есть доступа к воздуху у них нет, а значит, нет и опасности промерзания. Если же какой-то участок все же проложен по поверхности, то вследствие малой протяжности, его изолировать для хозяина труда не составит.

В то время как в промышленности все линии трубопроводов стараются держать на поверхности, чтобы в случае необходимости иметь доступ к любому их участку.

Это в свою очередь порождает необходимость качественно защищать трубы от воздействия низких температур, а значит автоматически повышает спрос на промышленные предизолированные трубы.

Конструкция их очень проста. По сути, мы имеем обычную трубу с коаксиальной оболочкой. То есть внешняя оболочка насаживается на внутреннее, цельное тело трубы. Насаживаются они при совпадении осей, то есть оси не пересекаются и держатся параллельно друг к другу.

Промежуток между телом трубы и ее защитной оболочкой заполняется теплоизолятором. В самом начале пользовались разными материалами, сейчас же предпочтение отдают пеноизолу.

Вот и получается, что теплоизолированные изделия являют собой аналоги обычных, только в двухслойном защитном кожухе. Первый его слой функционирует непосредственно как теплоизоляция, а второй как дополнительная механическая защита.

В качестве внешней оболочки пользуются:

• жестяной сталью;
• пластиком (в том числе гофрированным).

Свойства пеноизола

Пеноизол производители предварительно утепленных труб выбрали не просто так. Он обладает массой полезных свойств, но в то же время имеет и недостатки.

Из полезных свойств выделяют:

1. Низкую теплопроводность.
2. Высокую прочность.
3. Эффективность.
4. Низкий вес.
5. Паропроницаемость.
6. Нулевую реакцию на влагу.
7. Отсутствие коррозии.
8. Долговечность.

Прекрасный материал, не правда ли? Он обладает всеми теми свойствами, что необходимы для качественного утеплителя. Проблема здесь состоит только в том, что пеноизол наносится в виде готовой пены.

Процесс во многом схож с нанесением монтажной пены, только в куда больших масштабах.

А это, скажем прямо, не всегда удобно. Для нормального взаимодействия потребуется дорогостоящее оборудование, ингредиенты для замешивания состава, а также кое-какой опыт, так как пеноизол имеет свойство усаживаться, причем неравномерно, в зависимости от многих факторов.

Для самостоятельного применения, да еще и на трубах, такой вариант неприемлем. Результат получится бесформенным, неэстетичным, да и времени на сам процесс уйдет масса.

Другое дело – обработка на заводе, где все этапы автоматизированы и просчитаны до секунды. Здесь предизолированные пеноизолом трубы стали настоящим прорывом.

Их легко производить (нужно всего-то собрать коаксиальную основу и заполнить промежуток между оболочкой и защитным кожухом) они крайне эффективны и довольно дешевы (цена падает из-за унификации и ускорения производства).

На выходе же получаются трубы с едва ли не лучшим , дополнительной механической защитой и хорошей стоимостью.

Отметим, что на рынке можно встретить и трубы, изолированные без пеноизола. К примеру, обработанные пенопластом, гибкие модели с оболочкой заполненной вспененным полиэтиленом и т.д.

Но они почти всегда уступают вышеописанным образцам по всем показателям, в том числе и экономическим, а потому такой популярности не сыскали.

Виды предизолированных труб

Существует две основные разновидности предизолированных труб. Встречаются трубы:

• жесткие;
• гибкие.

Жесткие трубы – стандартный вариант. Имеется внутренний отрезок трубы определенного диаметра, обработанный слоем из пеноизола. Толщина слоя зависит от задач, что ставятся перед конкретной системой.

В холодных регионах он может равняться 10 и более сантиметрам, а в более теплых вполне хватит изоляции толщиной в пределах 5 см.

Наружный защитный слой выполнен из жестяной стали, в редких случаях нержавейки. Такие изделия прекрасно подходят для сборки магистральных систем водоснабжения, напорных промышленных трубопроводов, центральных разводок и т.д.

Гибкие вариации выпускают по схожей технологии, только вместо наружной оболочки из металла делается гофрированный пластиковый каркас. Его нельзя назвать исключительно гибким, да и пеноизол внутри гнуть не так-то легко, но все же некоторая степень свободы допускается.

Отрезок можно проложить по небольшому радиусу, при желании загнуть и перекрутить так, как вам хочется. Даже если утеплитель внутри и повредится, никаких существенных последствий на функционировании системы водоснабжения вы не ощутите.

Соединение предизолированных труб (видео)

Дополнительные вариации

Предизолированные трубы выпускают преимущественно едиными и монолитными. Но так бывает не всегда. Для более узких задач производят и модели с комбинированной разводкой.

То есть у них внутри кожуха может находиться не один крупный отрезок, а несколько. Конечно, они намного тоньше, и не столь эффективны, но зато хорошо изолированы и укреплены. Какие-либо повреждения или промерзание подобной конструкции не грозит.

Вариант с несколькими мелкими трубами интересен тем, что так можно прокладывать целые кластеры коммуникаций, при этом формируя компактную, эстетичную и крайне удобную систему.

Единственный ее минус – необходимость вскрывать кожух в случае прорыва одной из труб. Да и более того, понять, что же и где конкретно прорвалось тоже не так просто.

Также любой уважающий себя производитель предварительно изолированных труб занимается изготовлением защищенных фитинов, что подходили бы к их продукции. Самые частые варианты это – , четверные разводки, угловые фитинги, запорные элементы и т.д.

Трасса и способ прокладки тепловой сети. Разработка монтажной схемы

Технология бесканальной прокладки индустриально изолированных трубопроводов теплоснабжения является прогрессивным способом экономии энергоресурсов. Трубопроводы предварительно изолированные пенополиуретаном (ППУ) в гидрозащитной трубе-оболочке представляют собой жесткую конструкцию «Труба в трубе», состоящую из стальной трубы, изолирующего слоя из жесткого пенополиуретана и внешней защитной трубы-оболочки из полиэтилена (ПЭ) низкого давления для подземной прокладки или спирально-навивной трубы-оболочки из тонколистовой оцинкованной стали - для надземной прокладки.

Трубопроводы в ППУ-изоляции предназначены для прокладки тепловых сетей с постоянной температурой до 393 о К (120 о С), а также для прокладки тепловых сетей, работающих по графику качественно­го регулирования с температурой теплоносителя до 423 о К (150 о С).

Минимальное заглубление при бесканальной прокладке принимается 0,5 ÷0,7м от поверхности грунта. Максимальное заглубление трубопровода принимается из условия прочности его конструкции. Как правило, заглубление трубопровода не должно превышать 3м. При прокладке тепловых сетей бесканальным способом трубы укладываются на песчаное основание толщиной не менее 0,1м с песчаной подсыпкой не менее 0,1м. После засыпки песок должен быть утрамбован для обеспечения равномерного трения между оболочкой трубопровода и грунтом.

Предизолированные трубопроводы можно прокладывать традиционным способом (в каналах, надземно). При реконструкции тепловых сетей возможна укладка изолированных трубопроводов в существующий непроходной канал с засыпкой последнего песком.

Надземная и бесканальная прокладка тепловых сетей по территории детских дошкольных, школьных и лечебно-пофилактических учреждений не допускается. В случае прокладки предизолированных трубопроводов в местах, подвергающихся динамическим нагрузкам на высоте не менее 30см над поверхностью трубопровода необходимо уложить железобетонную плиту или трубопровод положить в защитных трубах или железобетонных каналах. На расстоянии 30см над трубопроводом сети необходимо проложить предупреждающую (сигнальную) ленту.

При бесканальной прокладке трубопроводов расстояние по горизонтали от наружной поверхности изолированного трубопровода до фундаментов зданий и сооружений должно приниматься по таблице 3 изм. 1». При невозможности выдержать эти расстояния трубопроводы должны прокладываться в каналах или стальных футлярах на расстоянии не менее 2м от фундаментов зданий.

При нагревании прямого участка трубопровода бесканальной прокладки, засыпанного грунтом, концы которого заканчиваются компенсатором, возникает неподвижная точка, не имеющая перемещений, от которой труба расширяется в разные стороны. Эта точка называется условной неподвижной опорой. Нет необходимости устанавливать в этом месте реальную неподвижную опору.

Максимальная длина Lм (табл. 5.1)– это максимально возможное расстояние между условно неподвижной опорой и компенсатором, при котором осевое напряжение в стальной трубе не превышает допускаемого (σ доп).

Максимальная длина Lм, м, прямого отрезка трубопровода определяется по формуле

где S – площадь поперечного сечения стенки стальной трубы, мм 2 ;

σ доп – допускаемое осевое напряжение, МПа;

F – сила трения между грунтом и трубой-оболочкой, Н/м.

Допускаемое осевое напряжение σ доп, МПа, трубопроводов:

– из низко легированных сталей 17Г1С, 17Г1СУ (ГОСТ 19281) – 170;

– из сталей Ст10, Ст20 (ГОСТ 1050) – 150;

– из сталей ВСт 3сп4-5 (ГОСТ 380) – 130.

Сила трения F, Н/м, (табл.5.1) между грунтом и трубой-оболочкой возникает вследствие давления грунта на наружную поверхность труб. За счет сил трения частично компенсируются температурные удлинения, которые возникают в трубопроводах бесканальной прокладки при увеличении температуры теплоносителя.

Максимальная длина прямых участков трубопроводов теплосети (на которых компенсация температурных расширений не требуется, рис.5.1).

Для обеспечения прочности трубопровода, длина прямых отрезков не должна превышать 2L м , причем в центре прямого участка удлинение Δl =0, и здесь возникает условная неподвижная опора, где трубопровод фиксируется, а на его свободных концах появляется удлинение Δl.

Рис.5.1 – Максимальная длина прямых участков трубопроводов теплосети

Если длина прямого участка составляет больше 2L м , то следует предусматривать на этом участке дополнительную компенсацию за счет естественных углов поворота.

Таблица 5.1

Услов-ный диаметр трубы dу, мм	Наруж-ный диаметр трубы d, мм	Толщи-на стенки трубы δ ,мм	Внутрен-ний диаметр трубы dвн, мм	Наружный диаметр трубы оболочки D, мм	Сила трения F, Н/м	Площадь поперечного сечения стенки трубы S, кв.мм	Максималь-ная длина Lм, м
		3,5
		4,5

Окончание таблицы 5.1

Примечание: в расчете принято h=1,0м; ρ=1800кг/м 3 ; μ=0,4; g=9,8м 2 /с. При h>1,0м расстояние Lм уменьшается пропорционально глубине заложения трубопровода.