Трубы ППУ – описание, производители, характеристики и размеры

Технология производства

Трубы ППУ могут производиться исключительно в заводских условиях.

Изделия с оболочкой из полиэтилена и оцинковки имеют сходную технологию производства. Различия имеются лишь на завершающих стадиях производственного процесса.

Последовательность технологического процесса для изделий с ПЭ оболочкой может быть представлена в следующем виде:

1. Производится проверка сопроводительной документации на все используемые материалы. Это могут быть сертификаты соответствия, паспорта и т.п.
2. Стальная рабочая труба и защитная оболочка проходят тщательный контроль. Труба подвергается дробеструйной, дробеметной или щеточной обработке, с последующей очисткой пламенем или химическими веществами. Это необходимо для удаления загрязнений (пыли, ржавчины, масляных или жирных пятен и т.п.) с ее поверхности и обеспечения хорошей адгезии с пенополиуретановым напылением.
3. Вдоль всей протяженности рабочей трубы через равные расстояния устанавливаются центраторы. Они выполняют двойную задачу: помогают разместить трубу строго по центру полиэтиленовой оболочки, а также выполняют роль направляющих для медного проводника СОДК.
4. В гидрозащитную полиэтиленовую оболочку отрезок трубы помещается посредством специального тракового тянущего механизма. Технология обеспечивает равное расстояние между поверхностью рабочей трубы и оболочкой в каждой точке поверхности, а, следовательно, равномерную толщину слоя теплоизоляции. Далее, в специальной камере проходит температурная стабилизация.
5. На следующем этапе в торцах трубы монтируются заливочные устройства фланцевого типа. Один из них оборудован отверстиями для закачки под давлением пенополиуретана и выпуска воздуха. Процесс заливки происходит в трубу, расположенную под уклоном 1-15 градусов.
6. Пенополиуретановый наполнитель получается путем смешивания в заливочной машине полиола и полиизоцианата. Получается мелкодисперсная эмульсия, в которой запускаются экзотермические реакции, сопровождающиеся повышением температуры, газообразованием и интенсивным вспениванием смеси. Газообразование компенсируется вязкостью композиции и наличием пеностабилизатора.
7. Даже незначительные встряхивания и механические воздействия на этом этапе приведут к резкой потере качества ППУ слоя. Трубам обеспечивается неподвижное состояние на специальных стеллажах. Химические реакции внутри слоя изоляции идут на протяжении нескольких часов, тогда как полная готовность изделия к транспортировке будет достигнута не раньше, чем через несколько суток.
8. Технология производства изделий с ПЭ оболочкой подробно прописана в ГОСТ 30732-2001, (для труб с оболочкой из оцинкованной стали ГОСТом не регламентируется).

Современная промышленность успешно выпускает разнообразные типоразмеры труб ППУ с полиэтиленовой оболочкой. Среди них легко подобрать те, которые будут наилучшим образом соответствовать требованиям каждого конкретного проекта:

• Диаметр внутренней (рабочей) трубы: 25-1000 мм.
• Наружный диаметр рабочей трубы: 32-1020 мм.
• Толщина стенки рабочей трубы: 2-11 мм.
• Диаметр изделия: 90-1200 мм.
• Толщина ПЭ оболочки: 3,0-14,9 мм.

Монтаж труб ППУ

Монтажные работы подразумевают обязательное проведение ряда подготовительных мероприятий. Трубы тщательно осматриваются на предмет наличия сколов, трещин, порезов, иных внешних дефектов. При обнаружении, их нужно заварить, либо закрыть термоусаживающейся пленкой.

После этого, посредством трубоукладчика или крана, отрезки труб аккуратно укладываются в подготовленную траншею. На дно траншеи желательно уложить подушку из песка. Максимальная глубина закладки труб ППУ составляет 3 метра.

Монтаж трубопровода осуществляется непосредственно на дне траншеи с использованием сварки. Резка труб ППУ производится газорезчиком, причем слой изоляции должен удаляться заранее ручным инструментом. Расчетный срок эксплуатации готового трубопровода составляет не менее 30 лет.

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

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

К визуальным качествам труб предъявляются такие требования:

1. Поверхность гладкая.
2. Допускаются: невыраженные продольные полосы и волны, не увеличивающие стенки трубы за пределы отклонений.
3. Не допускаются: заусенцы на концах труб, пузыри, трещины, вкрапления инородных материалов на внутренней и наружной поверхностях.

Технические параметры иных материалов для утепления

Кроме ППУ с ОДК, трубы могут быть утеплены и другими материалами. В таблице представлены некоторые технические параметры таких изоляторов в сравнении с пенополиуретаном.

Таблица 4

Еще одним достаточно распространенным материалом для утепления является пенополистирол (ППС). При одинаковой форме и размере система утепления из ППУ будет иметь большую плотность, чем из ППС. Другими словами – пенополиуретан прочнее пенополистирола.

Изоляция из пенополистирола проигрывает пенополиуретану в прочности

Для ППС характерны такие значения основных показателей:

• плотность: 25-50 кг/м3;
• теплопроводность при 25 градусах: не больше 0,038-0,042 Вт/м*К;
• водопоглощение: не больше 1,0%;
• эксплуатационные температуры: -50-+75 ºС.

Пенополистирол может быть использован для всех трубопроводов, кроме тех, которые несут пар либо перегретую воду.

Разновидности труб с ППУ изоляцией

Расширение области использования диктует спрос на увеличение ассортимента продукции. По материалу изготовления внешнего покрытия трубы принято разделять на две категории:

• труба покрытая слоем полиэтилена. Находит применение в строительстве подземных сетей различного назначения.
• труба с оцинкованным покрытием. Больше подходит для строительства наземных трубопроводных сооружений, поскольку защитные свойства полиэтилена здесь не всегда эффективны перед разрушительной силой перепадов температурных показателей, солнечного излучения и иных агрессивных воздействий внешней среды.

По толщине слоя внешней изоляции изделия также различаются:

• 1 ППУ. Общепринятая маркировка для стандартной толщины слоя пенополиуретана. Изделие подходит для эксплуатации в условиях умеренного и теплого климата.
• 2 ППУ. Более толстый тип изоляции. Лучше подходит для холодных климатических условий.

Размеры и условные обозначения

Общие параметры ППУ трубы:

Для изделий, имеющих внешнее покрытие из оцинковки, допустимые размеры следующие:

В качестве примера, типичная заводская маркировка для одного из стандартных видов трубы ППУ: Труба ППУ ст. 32х2 2 ППУ-ПЭ с ОДК ГОСТ 30731-2006.

• 32 – внешний диаметр трубы,
• 2 – толщина стенки рабочей трубы,
• 2 ППУ – тип изоляции,
• ПЭ – тип внешнего покрытия (для данной маркировки – полиэтилен).

Рекомендуем ознакомиться: Труба пенополиуретановая в оцинкованной оболочке (ППУ ОЦ) для минимизации теплопотерь

Что собой представляют трубы ППУ

Стандартные трубы с пенополиуретановой (ППУ) изоляцией имеют двухслойное покрытие, состоящее из вспененного изолятора с содержанием воздуха около 98% и наружной прочной оболочки из полиэтилена (ПНД) в качестве защиты. Иногда технология производства предусматривает трехслойное покрытие из двух ПНД оболочек, между которыми расположен пенополиуретановый изолятор.

Промышленностью выпускаются трубы в изоляции, помещенные в другой вид наружной оболочки — оцинкованную изоляционную сталь, позволяющую обеспечить более высокую прочность покрытия. Некоторые оцинкованные и полиэтиленовые оболочки дополнительно оснащаются ребрами жесткости, еще более увеличивающими их прочность. В маркировке для оболочек вводится дополнительное обозначение — ПЭ для полиэтилена и ОЦ для оцинковки.

В ответственных магистралях применяются трубы со встроенным электрическим кабелем системы контроля (СОДК), выполняющим функции индикаторного диагностического проводника. Это позволяет осуществлять контроль целостности линии на всем протяжении и легко находить проблемные участки во время эксплуатации оборудования.

Рис.2 Трубы в ППУ — устройство

Работы по монтажу пенополиуретановой скорлупы

Укладка труб в скорлупу ППУ своими руками не представляет особых сложностей и доступна практически любому – сегменты имеют небольшой вес и длину 1 метр.

При бытовом использовании скорлупу и трубы небольшого диаметра можно укладывать на землю и опускать в траншею после соединения, в случае тяжелых магистральных трубопроводов монтаж производится непосредственно в траншеях или на поверхности при наружном расположении. Пошаговый способ утеплить своими руками трубопровод состоит из нескольких простых операций:

• На участок трубопровода одевается сегмент и соединяется с другими частями посредством замков с небольшими сдвигом в 1/3 длины.
• Для закрепления фрагментов используют клей, липкую ленту, стяжки и хомуты.
• Криволинейные участки трубопроводов изолируются сегментами, которые вырезаются из скорлупы или приобретаются вместе с основными комплектующими, они также закрепляются в пазы со сдвигом и фиксируются дополнительным крепежом.

Производство труб в ППУ является основным методом утепления теплопроводных магистралей в промышленной и коммунальной сфере благодаря уникальным свойствам материала – повышенной теплозащитой из всех изоляторов. В бытовой сфере находят применение изолированные оболочки из пенополиуретана в виде скорлупы – их используют в системах отопления, подвода горячей, холодной воды и канализации (для защиты от промерзания).

Преимущества

Трубы с полипропиленовой изоляцией – относительно новый продукт на рынке, но в сравнении с классическими изделиями уже считается намного превосходящим по своим характеристикам:

1. При транспортировке теплоносителя потери тепла могут быть снижены на 30-40%
2. Имеют высокую надежность.
3. Устойчивы к коррозии, гниению, воздействию влаги.
4. Могут успешно эксплуатироваться в широком температурном коридоре: от -80 до +130 градусов.
5. Экологически безопасны.
6. Обеспечивают высокую скорость строительства трубопроводов при одновременном снижении финансовых затрат на техническое обслуживание и ремонт готовых сетей.
7. Возможность мониторинга состояния трубопровода (при наличии системы ОДК).

Процесс изготовления труб в ППУ изоляции

Производство подразумевает под собой получение готового изделия по принципу «труба в трубе». Стальное изделие необходимого диаметра помещается на центрирующие опоры и входит во внешнюю трубу-оболочку. Для труб, предназначенных для внутренней прокладки, в качестве второй трубы-оболочки используется полипропиленовая гидроизолирующая труба. Для изделий, используемых при прокладке на открытом воздухе, применяется оцинкованная сталь. Равномерное пространство между двумя трубами заливается полимерными компонентами, которые со временем отвердевают и образуют единую монолитную изоляцию.

Технологический процесс, по которому осуществляется производство труб в изоляции, включает в себя 8 последовательных этапов. Порядок исполнения контролируется ГОСТом под номером 30732-2006 (более ранняя версия – 30732-2001).

Первым этапом производственных работ будет контроль качества подготавливаемых материалов. Контроль необходим для своевременного обнаружения дефектов на поверхности внутренней стальной трубы и полиэтиленовой (оцинкованной) трубы-оболочки). Сырье с обнаруженными изъянами подлежит отбраковке. На этом этапе подготавливаются и проверяются сертификаты, паспорта и другая документация.
Производится подготовка наружной поверхности внутренней стальной трубы. При недостаточной обработке поверхности стали не будет обеспечена достаточная адгезия с ППУ слоем. На адгезию негативно влияет наличие масляных или жирных пятен, участков ржавчины, окалины, пылевых и грязевых загрязнений. Для оптимальной обработки применяется дробеметная, дробеструйная или щеточная очистка. Иногда используется обработка пламенем или химическими реагентами.
Осуществляется подготовка центрирующих элементов и систем ОДК. На выдержанном равномерном расстоянии друг от друга распределяются центраторы, которые удерживают стальную внутреннюю трубу в точном геометрическом центре защитной полиэтиленовой или оцинкованной оболочки. Через отверстия («ушки») центраторов протягивается медный провод, обеспечивающий систему оперативного дистанционного контроля (сокращенно – ОДК).
Стальную трубу с протянутым кабелем системы ОДК помещают в защитную оболочку. Для этого используется траковое протягивающее оборудование. Применение данного устройства обеспечивает равное расстояние между поверхностью внутренней трубы и защитной оболочкой

Это условие особенно важно для одинакового по всей длине изделия слоя ППУ.
Производится температурная стабилизация заготовки. Труба нагревается до температуры +230 градусов

Эта процедура позволяет добиться максимальной адгезии ППУ оболочки с остальными поверхностями.
На торцах конструкции устанавливаются заливочные фланцы, предназначенные для дальнейшей заливки пенополиуретана. Один из фланцев оснащен отверстиями, необходимыми для стравливания воздуха, находящегося в межтрубном пространстве. Для заливки изоляционного материала применяется заливочная машина, работающая под высоким давлением. Трубу располагают под наклоном, составляющим 1-15 градусов к абсолютной горизонтали.
Для улучшения адгезии и достижения высоких эксплуатационных качеств изделие с залитым слоем пенополиуретана отправляется на склад для выдержки. С трубы снимаются заливочные фланцы, излишки пены счищаются.
Готовое изделие, прошедшее период выдержки, подвергается тщательному техническому контролю качества. Определяется степень соответствия определенным нормам СНиП.

Труба в ППУ — это трехслойная конструкция, в которой присутствует стальная заготовка и два слоя изоляции

Иногда процесс заливки пенополиуретана заменяется технологией напыления материала на непрерывно вращающуюся стальную заготовку. ГОСТ предполагает выпуск изделий с усиленным и обычным вариантом изоляции. Также учитывается факт обязательного наличия отрезков и двух концов трубы, лишенных изоляций. Данная мера необходима для упрощения монтажных работ.

Производство труб в ППУ изоляции

Предприятия, специализирующиеся на производстве труб благодаря установке заливочной лини по изготовлению ППУ оболочек обеспечивают полный цикл выпускаемой продукции, снижая ее себестоимость. Изготовление сопровождается четким соблюдением ГОСТа, контролем всех стадий производства. Сам процесс заливки происходит быстро и экономично, труба в изоляции получается литой цельной конструкцией. Пенополиуретановая прослойка не предполагает использования большого количества исходного вещества. Для этого пропорционально сбалансированные жидкие составляющие (полиол и полиизоциант) поступают под давлением в пустоту между трубой и наружной корковой ПНД оболочкой. Там компоненты затвердевают, образуя слой изоляции. При этом происходит полное сцепление контактирующих материалов.

Поверхность стальной трубы перед этим обрабатывается дробеструем, затем внешне оснащается по всей длине несколькими центрирующими опорными кольцами из полиэтилена и кабелем дистанционного контроля герметичности (ОДК), на торцы трубы устанавливаются специальные заглушки. В одной ППУ оболочке может размещаться от 1 до 6 труб (многотрубные инженерные системы).

Защитное ПНД покрытие приспособлено для укладки трубопровода в грунт на глубину от 2 м до 8 м. Наружную (воздушную) магистраль покрывают слоем оцинкованной стали. По толщине ППУ изоляции они бывают двух типов: тип 1 – стандартная (умеренные широты) и тип 2 – усиленная (широты с морозным климатом).

Где применяются

Подавляющая часть существующих домов в нашей стране имеют централизованное отопление. Кроме того, практически во всех областях по такой же системе подается горячая вода

После нагревания воды она доставляется до конечного потребителя, при этом очень важно достичь минимальных теплопотерь на всем отрезке трубопровода.

Очень долгое время в качестве теплоизолятора труб применялась простая стекловата.

Утепление труб производилось в такой последовательности:

• сначала трубу обворачивали теплоизоляционным слоем;
• закрепляли стекловату обычной стальной проволокой, прошедшей отжиг;
• далее трубу покрыли слоем из листа оцинкованной стали.

Когда в 90-е годы кража цветных металлов достигала пиковых показателей, оцинковку все чаще переставали использовать в таких целях. Поверхность, как правило, начали попросту обмазывать обычным цементным раствором. Естественно, что красть такой материал никто не будет, но в таком случае увеличивались теплопотери. Металлы лучше удерживают тепловое излучение, тем самым сохраняя тепло.

Сравнительно недавно, около десяти лет назад, на рынке стали появляться трубы ППУ (в пенополиуретановой оболочке). Вместе с тем было налажено производство самой ППУ оболочки. Ее применяют для утепления труб, которые уже проложены в существующих теплотрассах.

Данный материал в отличие от старого примитивного теплоизолятора имеет целый перечень положительных качеств.

Можно отметить самые главные из них:

• монтаж труб ППУ довольно прост;
• у таких труб равные минимальные теплопотери в условиях любой влажности, чего нельзя сказать стекловате, которая после намокания вследствие осадков утрачивает значительную часть своих теплоизолирующих качеств;
• пенополиуретановые трубы разрешено укладывать в землю без проведения какой-либо дополнительной изоляции и без монтажа вспомогательного защитного короба;
• практически полностью исключена возможность кражи или умышленного повреждения;
• ржавление трубы, находящейся под защитной оболочкой от воды, замедляется на несколько десятков процентов.

Труба усиленная ПЭ бандажом в ППУ изоляции

Рис.1. Труба ППУ усиленная бандажом ПЭ

Трубы с бандажами применяются для подземного бесканального прокладывания труб изолированных пенополиуретаном ППУ в полиэтиленовой тонкостенной (ПЭ) оболочке, в защитных стальных футлярах, произведённых по согласованным с покуптелем или проектной организацией чертежам предизолированных трубопроводов ППУ.

Необходимым является прокладка труб изолированных в стальных футлярах , по всей длине переезда (авто, ж/д.), для того, чтобы предоставить защиту труб ППУ от перманентных нагрузок на грунтовые почвы и защитить её от последующих повреждений. Всё это делается в определенных условиях монтажа трубопроводов ППУ прокладки бесканальной, с высокими требованиями к герметичности,  прочности и устойчивости трубопровода из-за высокой вероятности механических и прочих воздействий на грунтовую почву.

Трубы ППУ изолированные в ПЭ оболочке, также обеспечиваются наружными полиэтиленовыми полимерными бандажами-оболочками, которые прикрепляются вдоль протяженности трубы изолированной в футляре, и служат защитой внешней ПЭ трубы. При бесканальной прокладке трубы теплосетей во время эксплуатации могут постоянно передвигаться в грунте, и в целях защиты и стирания полиэтилена используются разные возможные способы защиты, также употребление полимерных матов компенсационных (вспененные полиуретан или полиэтилен с плотностью до 30 килограмм на кубический метр). Но данных мер не совсем достаточно для стопроцентной защиты трубопровода, укладываемого в футлярах, если брать в расчёт техническую сложность последующего доступа к трубопроводу, в случае его неисправности или повреждения. И именно по этой причине употребляются накладные кольца из ПЭ (защитные ПЭ бандажи).

Применяя вспомогательные кольца-бандажи изолированные в ППУ трубу, предотвращаются преждевременные повреждения и износ ПЭ гидроизоляции, и обеспечивается сохранение теплоизоляционного слоя ППУ.

При бесканальной прокладке трубы теплосетей во время эксплуатации могут постоянно передвигаться в грунте, и в целях защиты и стирания полиэтилена используются разные возможные способы защиты, также применение разнообразных полимерных матов которые действуют как компенсирующие элементы (вспененные полиуретан или полиэтилен с плотностью до 30 килограмм на кубический метр). Подобных вариантов не совсем достаточно для полноценной защиты трубопровода, если учесть и техническую сложность последующего доступа к трубопроводу, в случае его неисправности или повреждения.

Труба в ППУ изоляции, обязательно оборудуется проводами системы ОДК, и её работа осуществляется в системе предизолированного трубопровода теплосети, так же, как и аналогичные изделия.

Усиленные трубы ППУ представляют собой трубы в с усиленной теплоизоляцией второго типа, для регионов страны с холодным климатом. В ГОСТ 30732-2006, в приложениях А и Б описаны регионы, где рекомендуется использование трубы в изоляции ППУ с наибольшей толщиной теплоизолирующего слоя из ППУ.

Использование первого или второго типа изоляции предизолированного ППУ трубопровода принимается на основе решения проектной организации из учета всех характеристик и требований к данному трубопроводу и его тепловой изоляции.

 Основные технические характеристики

ППУ скорлупа — виды защитных покрытий

Для защиты поверхности пенополиуретановой изоляции от воздействия УФ-излучения, механических повреждений и других внешних факторов, скорлупа ППУ изготавливается с различными видами защитных покрытий:

Труба в ППУ изоляции, усиленная бандажом

Для укладки утепленного трубопровода под землю бесканальным способом в местах, где требуются дополнительные меры по обеспечению защиты, устойчивости, герметичности и сохранности рабочей трубы (автомобильные и ж/д переезды) применяют специальные футляры и бандажи, которые крепятся снаружи по всей длине ППУ оболочки. Бандаж представляет собой пластиковые ПЭ кольца-оболочки толщиной 5-43 мм, увеличивающие прочность утеплительной конструкции, при этом обеспечивая свободный доступ во время ремонтных работ.

Усиленная бандажом ППУ изоляция обеспечена:

• защитой от нагрузок и повреждений внешней ПНД оболочки;
• сокращением подвижности в грунте;
• устойчивостью к истиранию, износу.

Для прокладки в грунте и прочих сложных условиях используются трубы с усиленной изоляцией