Rurociągi preizolowane FLEXALEN. Podstawowe zasady projektowania rurociągów preizolowanych

W systemie zastosowano rury preizolowane pianką poliuretanową centralne ogrzewanie.

Ten produkt typu „rura w rurze” jest obecnie charakteryzowany jako niezawodny i bardzo skuteczny. Jego żywotność wynosi ponad 25 lat. Wytrzymuje wysokie obciążenia termiczne do +140 stopni, które mogą chwilowo wzrosnąć nawet do 150 stopni.

Dozwolony zastosowanie rur preizolowanych do transportu innych substancji– gaz, olej itp.

Rura stalowa i warstwa pianki poliuretanowej są szczelnie chronione polietylenem lub, w niektórych przypadkach, spiralnie zwiniętą osłoną ze stali wstępnie ocynkowanej. Wyrób produkowany jest z systemem specjalnego monitorowania zawilgocenia warstwy termoizolacyjnej oraz pęknięć i nieszczelności rury.

Po zmontowaniu rura preizolowana wygląda jak pojedyncza konstrukcja składająca się z rury stalowej, warstwy izolacji z pianki poliuretanowej i zewnętrznej wodoodpornej powłoki. Ścisłe przyleganie warstw uzyskuje się podczas wytwarzania wyrobów stosując się do standardów technologicznych:

• Wstępne śrutowanie, szczotkowanie lub śrutowanie wierzchniej powłoki rury stalowej. W rezultacie jego powierzchnia zostaje oczyszczona z rdzy i różnych zanieczyszczeń oraz staje się szorstka. Te cechy produktu przyczyniają się do silnego połączenia warstwy izolacyjnej z rurą.
• Utrzymanie warunków temperaturowych zapewniających wysoką jakość procesu spieniania pianki poliuretanowej;
• Powłoka polietylenowa jest poddana wewnętrznej obróbce wyładowaniem wieńcowym, co zapewnia najlepsze połączenie pomiędzy izolacją poliuretanową a powłoką.

Materiały do ​​produkcji rur z pianki poliuretanowej

Do produkcji wyrobów hydroizolowanych stosuje się rury i kształtki wykonane ze stali odpornej na korozję, które są zgodne z GOST. Do izolacji termicznej można zastosować systemy poliuretanowe firm Elostokam, Izolan, Dau, Huntsman, które są bardziej zgodne z warunkami dla materiałów termoizolacyjnych. Ten system PPU został zaprojektowany z myślą o długiej żywotności wysokie temperatury– do 150 stopni.

Wstępnie izolowane produkty polimerowe wyposażony w system operacyjny pilot. Monitoruje stan rur, sygnalizuje awarię i wskazuje dokładną lokalizację usterki.

Sprawdzanie jakości wyrobów preizolowanych

Gotowe przed izolowane rury i ich części podlegają obowiązkowej kontroli jakości. Ponadto wszystkie materiały użyte w produkcji podlegają kontroli. Przed użyciem system pianki poliuretanowej należy także sprawdzić na zgodność z normami pienienia określonymi w wymaganiach specyfikacji technicznych. Ponadto polietylenowe materiały izolacyjne są testowane pod kątem wydłużenia przy zerwaniu i zmiany długości przed użyciem. ukończony produkt po rozgrzewce.

Laboratorium monitorując jakość rur preizolowanych sprawdza:

• gęstość pianki poliuretanowej;
• stabilność podczas ściskania, wytrzymałość na ścinanie i odkształcenie w granicach 10%;
• udział objętościowy zamkniętych porów;
• przewodność cieplna pianki poliuretanowej;

Dodatkowym i ważnym warunkiem jakości rur z pianki poliuretanowej jest zastosowanie wysokiej jakości wodoodpornej powłoki wykonanej z polietylenu. W przypadku pęknięcia powłoki polietylenowej dopuszczalne wydłużenie w procentach powinno wynosić 350. Po podgrzaniu do temperatury 110 stopni zmiana długości nie powinna przekraczać 3%. Trwałość przy podniesiona temperatura przy 80 stopniach i stałym ciśnieniu 165 (przy naprężeniu początkowym w ścianie płaszcza 4,6 MPa) i nie mniejszym niż 1000 (przy naprężeniu wstępnym w ścianie płaszcza 4,0 MPa). Stabilność przy równomiernym obciążeniu rozciągającym 4,0 MPa w temperaturze 80 stopni w wodnym roztworze środka powierzchniowo czynnego – nie mniej niż 2000.

Charakterystyka izolacji rur:

• Gęstość pianki poliuretanowej powinna mieścić się w granicach 60 kg na metr sześcienny;
• Odporność na ściskanie co najmniej 0,3 MPa przy 10% odkształceniu w kierunku promieniowym;
• absorpcja wody objętościowo nie przekracza 10% przy 90 minutach wrzenia.

Końce izolacji termicznej z pianki poliuretanowej i części można pokryć warstwą hydroizolacyjną. Izolacja piankowa w przekroju powinna być jednorodną zawiesiną o drobnych oczkach. Pustki w nim większe niż 1/3 grubości kompozycji są niedozwolone.

Pianka poliuretanowa, która służy do produkcji konstrukcji preizolowanych i produkty w kształcie zrobiony z płynne preparaty, którego mieszanie i dozowanie odbywa się przy użyciu specjalnego sprzętu do napełniania. Pianki te mogą być produkowane zarówno w przedsiębiorstwach na skalę przemysłową, jak i bezpośrednio tam, gdzie są wykorzystywane. Proces spieniania i utwardzania pianki poliuretanowej przebiega dość szybko, dzięki czemu już po kilkudziesięciu minutach materiał jest gotowy do użycia. Sztywna pianka PU może mieć gęstość od około 30 do 80, a czasami ponad 1 kg na metr sześcienny i zawierać izolowane komórki o średnicy 0,2 - 1 mm.

Zalety izolowanych termicznie rur z pianki poliuretanowej

1. Najniższa przewodność cieplna i dzięki tej jakości minimalna grubość izolacja. Takie właściwości pianki poliuretanowej pozwalają na osiągnięcie podczas jej użytkowania wysokich właściwości energooszczędnych i cieplnych w instalacjach domowych i przemysłowych.
2. Trwałość: żywotność pianki poliuretanowej przekracza 30 lat, przy zachowaniu wszystkich jej właściwości.
3. Wodoodporny.
4. Wysoka i długotrwała przyczepność (przyczepność) do rury i wodoodpornej powłoki.
5. Zwiększona wytrzymałość mechaniczna produktu.
6. Izolacja z pianki poliuretanowej jest bezszwowa, monolityczna, bez tworzenia „mostków termicznych”.
7. Materiał jest obojętny na związki kwasowe i zasadowe, chroni rurę przed korozją i agresywnym środowiskiem chemicznym, przedłużając w ten sposób żywotność konstrukcji, jest nietoksyczny i całkowicie bezpieczny dla człowieka.

Zastosowanie pianki poliuretanowej pozwala na:

1. zwiększyć żywotność rurociągu do 40 lat w porównaniu do starych (ich żywotność wynosi tylko do 10 lat);
2. zmniejszyć straty ciepła do 2% (stare typy rurociągów miały straty do 40%);
3. obniżyć koszty inwestycyjne o 20%, koszty operacyjne dziewięciokrotnie, a koszty napraw trzykrotnie;
4. dostosowany system zdalnego sterowania (RMS) z dużą dokładnością pozwala zidentyfikować i szybko wyeliminować zaistniałe awarie (np. zawilgocenie pianki poliuretanowej) i zapobiec wypadkom;
5. nie wymaga ochrony przed prądami błądzącymi i budowy systemu odwadniającego.

Znaczące możliwości rur preizolowanych

Jakie są możliwości zastosowania izolacji piankowej przy transporcie ciepła na duże odległości w porównaniu z izolacją z wełny mineralnej? Według standardów SNiP wełna mineralna jest uważana za dobry izolator ciepła. Ale podczas pracy po dwóch latach traci swoje właściwości techniczne pod wpływem czynników atmosferycznych i wymaga wymiany.

Na przykład podczas badania zatrzymywania ciepła w izolowanych rurach wełna mineralna, w jednej z wsi okazało się, że straty ciepła na rurociągu (o średnicy 200 mm i możliwości odbioru ciepłej wody o temperaturze 75 stopni, przy temperatura atmosferyczna 13 stopni), która została wyizolowana przez ten materiał, wynosiła 104 kcal/m.h. Natomiast przy montażu izolacji z pianki poliuretanowej – tylko 18 kcal/m.h. W efekcie różnica była duża – 122 kcal/m.h., oczywiście na korzyść rur preizolowanych.

Zastosowanie rur pokrytych pianką poliuretanową zmniejsza straty ciepła nawet o minimalne rozmiary, rehabilitować system scentralizowany ogrzewania, a także przesyłać ciepło rurociągami na stosunkowo duże odległości bez większych strat. A zastosowanie rur preizolowanych wraz z pompami ciepła umożliwia transmisję do znajdującej się na nich ludności długi dystans wtórne, poddane recyklingowi przedsiębiorstw przemysłowych, czyli ciepło aktualnie odprowadzane przez te obiekty. Zatem rury preizolowane są dobry sposób ograniczają do minimum straty ciepła w sieciach wodociągowych.

Produkty z pianki poliuretanowej wymagają ostrożnego obchodzenia się

Podczas przechowywania rur preizolowanych niedopuszczalne są uszkodzenia mechaniczne, odkształcenia wzdłużne, zanieczyszczenie i odkształcenia. Podczas załadunku lub rozładunku materiału należy stosować mechanizmy podnoszące, które nie powodują uszkodzeń izolowanych rur. Transportuje się je drogą wodną, ​​kolejową i samochodem. Staranne dostarczenie rurociągów z pianki poliuretanowej wraz ze wszystkimi komponentami gwarantuje wysoką jakość funkcjonowania przyszłej sieci ciepłowniczej.

Rosja ma najwyższy poziom scentralizowanych dostaw ciepła (około 80%). Całkowita długość sieci ciepłowniczych w układzie dwururowym o średnicach rur od 57 do 1400 mm wynosi około 260 tys. km. Dominującą metodą układania sieci ciepłowniczych są kanały nieprzejezdne z izolacją termiczną z wełny mineralnej.

Instalacja bezkanałowa, wykonana z konstrukcji fabrycznych przy użyciu izolacji żelbetowej i mas bitumicznych (perlit bitumiczny, bitum-overmikulit, bitum-ceramisyt), stanowi 10% całkowitej długości sieci ciepłowniczych. Około 90% oszczędności paliwa uzyskanych dzięki metodom skojarzonego wytwarzania ciepła jest traconych w sieciach ciepłowniczych.

Żywotność sieci ciepłowniczych jest półtora do dwóch razy krótsza niż za granicą i nie przekracza 12-15 lat. Bardzo skuteczne rozwiązanie Problemem jest powszechne wprowadzenie do praktyki budowy sieci cieplnych rurociągów z pianki izolacja termiczna z poliuretanu typu „rura w rurze”. Pomysł nie jest nowy. Już w latach 60. XX wieku ZSRR przeprowadził prace eksperymentalne w sprawie stosowania rur polietylenowych i materiałów spienionych polimerów do izolacji podziemnych sieci ciepłowniczych. Ale wtedy ten kierunek nie był powszechny ze względu na ograniczoną produkcję i wysoki koszt zastosowanych materiałów polimerowych.

Wymagania techniczne do izolacji termicznej

Zastosowane materiały muszą mieć wysoką właściwości termoizolacyjne(współczynnik przewodzenia ciepła materiału nie powinien przekraczać 0,06 W/(m⋅°C), trwałość (odporność na wodę, agresję chemiczną i biologiczną), mrozoodporność i wytrzymałość mechaniczną, bezpieczeństwo ogniowe i środowiskowe. Pianka poliuretanowa najpełniej spełnia te wymagania wymagania.

Izolacja termiczna rur pianką poliuretanową jest zwykle nakładana na rury w fabryce, a złącza są izolowane termicznie na placu budowy po spawaniu i testowaniu rurociągu. W Zachodnia Europa Konstrukcje tego typu stosowane są od połowy lat 60-tych XX wieku i spełniają normy europejskie EN 253:1994, a także EN 448, EN 488 i EN 489.

Zapewniają następujące zalety istniejące konstrukcje: zwiększenie trwałości (zasobów) rurociągów od dwóch do trzech razy; redukcja strat ciepła od dwóch do trzech razy; spadek koszty operacyjne dwukrotnie (wskaźnik obrażeń specyficznych zmniejsza się 10 razy); redukcja kosztów kapitałowych w budownictwie od dwóch do trzech razy; Dostępność systemu operacyjnego zdalnego monitorowania zawilgocenia izolacji termicznej.

Rury preizolowane wykonane są z różne materiały w zależności od warunków pracy. Rury stalowe są najczęściej stosowane do budowy sieci ciepłowniczych.

Zgodność rur preizolowanych z normami państwowymi

Do produkcji rur izolowanych stosuje się rury stalowe o średnicach zewnętrznych 57-1020 mm i długości do 12 m, zgodnie z wymaganiami GOST 550, 8731, 8733, 10705, 20295 aktualne standardy aktywne dokumenty na sieć ciepłownicza oraz Zasady dotyczące urządzeń i bezpieczna operacja rurociągi parowe i gorąca woda. Łuki stalowe, trójniki, przejścia i inne części muszą spełniać wymagania GOST 17375, 17376 i 17378.

Głównym powodem powszechnego stosowania rur stalowych jest ich stosunkowo niski koszt, łatwość obróbki w połączeniu z dużą wytrzymałością oraz możliwością wykorzystania tradycyjnego spawania jako metody łączenia rur. Aby uniknąć korozji rur, konieczne jest użycie uzdatnionej wody. Uzdatnianie wody zależy od warunków lokalnych, ale ogólnie jest to zalecane następujące wymagania:

• pH = 9,5-10;
• brak wolnego tlenu;
• całkowita zawartość soli 3000 mg/l.

Standardowa długość rur wynosi 6-12 m, jednak technologia umożliwia wykonanie izolacji termicznej rur o dowolnej długości i wykonanych z innych materiałów. Wymagania techniczne dotyczące izolowanych rur i części rurociągów są określone w GOST 30732-2001 „Rury i kształtki stalowe z izolacją termiczną wykonaną z pianki poliuretanowej w powłoce polietylenowej”, wprowadzonej w życie 01.07.01.

Norma dotyczy rur i kształtek stalowych z izolacją termiczną wykonaną z pianki poliuretanowej w płaszczu polietylenowym przeznaczonych do układania pod ziemią instalacja bezkanałowa sieci ciepłownicze o następujących parametrach konstrukcyjnych chłodziwa: ciśnienie robocze do 1,6 MPa i temperatura do 130°C (dopuszczalne są krótkotrwałe wzrosty temperatury do 150°C). GOST 30732-2001 został opracowany z uwzględnieniem standardów europejskich:

• EN 253-1994 „Rurociągi spawane, preizolowane dla systemy podziemne zaopatrzenie w ciepłą wodę. System rurociągów składający się ze stalowego rurociągu głównego z izolacją termiczną z poliuretanu i płaszczem zewnętrznym z polietylenu”;
• EN 448-1994 „ Rurociągi spawane, preizolowane, do podziemnych systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę. Kształtki prefabrykowane wykonane ze stalowych rur dystrybucyjnych z izolacją termiczną z poliuretanu i płaszczem zewnętrznym z polietylenu.”

Typ i rozmiar

Aby zapewnić maksymalna wydajność(koszt izolacji/strata ciepła) ustala się określone średnice izolacja zewnętrzna rurociągi z pianki poliuretanowej dla różnych stref klimatycznych. Rury i kształtki mogą mieć dwa rodzaje grubości izolacji: typ 1 - standardowy, typ 2 - wzmocniony. Osłony ochronne produkowane są w formie rury cienkościenne wykonany z polietylenu duża gęstość.

Przeznaczone są do rurociągów układanych bezpośrednio w gruncie, zapewniając ich wodoszczelność i ochronę mechaniczną (tab. 2). W przypadku rurociągów znajdujących się nad ziemią stosuje się płaszcz ochronny wykonany ze stali ocynkowanej o grubości powłoki cynku co najmniej 70 mikronów. Wymiary wyrobów kształtowych (z wyjątkiem średnic rur stalowych i rura polietylenowa powłoki) są zalecane i określane na podstawie decyzji projektowej.

Rozwiązania projektowe zwykle w oparciu o zalecenia producentów. Na przykład niektóre firmy dołączają do swoich produktów podręcznik projektowania i budowy „Fabrycznie izolowane rurociągi stalowe”. Grubość ścianek rur i kształtek określa się metodą obliczeniową i zaokrągla do zalecanych grubości, które podane są w załączniku do normy.

Do produkcji hydroizolacyjnych osłon rur stosuje się polietylen o dużej gęstości gatunków 273-79, 273-80 i 273-81, klasyfikowany jako PE63. Europejskie firmy stosują również polietylen PE80, który charakteryzuje się wyższą minimalną wytrzymałością długoterminową i odpornością na propagację pęknięć. Sztywna pianka poliuretanowa stosowana do izolacji termicznej produkowana jest z wysokocząsteczkowych alkoholi – poliolu i izocyjanianu.

Styropian jest jednorodną masą o średniej wielkości porów 0,5 mm. Żywotność izolacji termicznej rur i kształtek musi wynosić co najmniej 25 lat. Pianka poliuretanowa nie ma szkodliwego wpływu na środowisko i zapewnia wysokiej jakości izolację w temperaturach do 130°C.

Praktyka instalacyjna

Izolację odcinków rur za pomocą połączeń spawanych lub naprawę izolacji można przeprowadzić zgodnie z jednym z następujących schematów:

1. Montaż okładzin izolacyjnych ze sztywnej pianki poliuretanowej z dalszym nałożeniem materiału hydroizolacyjnego.
2. Montaż złączy polietylenowych z pianką poliuretanową wlaną do wnęki złącza.

Do uszczelniania spoin szerokie zastosowanie otrzymali osłony termokurczliwe z polietylenu, charakteryzujące się niskim kosztem i łatwością montażu. Do izolowania połączeń rur izolowanych cieplnie z płaszczem ochronnym wykonanym ze stali ocynkowanej stosuje się specjalne złącza stalowe. Stosuje się je na prostych odcinkach rurociągów, na łukach i odgałęzieniach rur o średnicach zewnętrznych płaszcza 63-450 mm, a także podczas nawiercania na gorąco, gdy montuje się odgałęzienie bez wyłączania zasilania.

Technologia montażu złączek jest prosta i wymaga minimum narzędzi. Złącze składa się z dwóch części, mocowanych za pomocą specjalnych stożków lub śrub. Uszczelniacz znajdujący się pomiędzy zewnętrznym płaszczem rury a złączką sprawia, że ​​złącze jest wodoodporne. Izolacja termiczna realizowana jest za pomocą pakietów piankowych, są one łatwe w obsłudze oraz zapewniają precyzyjne dozowanie i równomierność pianki poliuretanowej podczas wylewania.

Do izolowania i naprawy połączeń rur o średnicach 90-1300 mm stosuje się polietylenowe złączki bandażowe z wbudowaną spiralą elektryczną. Złączki bandażowe występują w trzech rodzajach i różnią się sposobem mocowania na powłoce zewnętrznej podczas procesu zgrzewania. Złączki bandażowe małe stosowane są do rur o średnicach płaszcza zewnętrznego 90-200 mm. Złączki bandażowe średniej wielkości stosowane są dla średnic 225-800 mm.

Do płaszczy zewnętrznych o średnicach 800-1200 mm stosuje się złączki bandażowe składające się z dwóch części. Wszystkie złącza dostarczane są ze wszystkimi niezbędnymi komponentami. Podczas spawania małe złączki dociskane są do polietylenowego płaszcza rury za pomocą zaciski mechaniczne oraz sprzęgła średnio i wielkogabarytowe – wykorzystujące pneumatyczne. We wszystkich przypadkach proces spawania odbywa się automatycznie i jest sterowany za pomocą specjalnego komputera spawalniczego.

Aby zapewnić optymalną przyczepność pomiędzy Stalowa rura i izolacji piankowej, wszystkie rury stalowe są poddane wstępnej obróbce piaskowanie. Zewnętrzna powłoka wykonana jest z polietylenu o dużej gęstości, a jej wewnętrzna powierzchnia jest poddawana wyładowaniom koronowym w celu uzyskania optymalnej przyczepności pomiędzy polietylenem a izolacją piankową.

Żywotność rur preizolowanych w systemach ciepłowniczych zależy od procesu starzenia samej rury, w tym możliwej korozji rury stalowej, odporności temperaturowej pianki poliuretanowej materiał izolujący, a także skorupa z polietylenu. Inne krytyczne czynniki obejmują zmiany właściwości wytrzymałościowych powyższych materiałów w czasie. długi okres, wpływ temperatury i ciśnienia oraz warunków odkształceń w systemie rurociągów. Korozja rury stalowej zależy od tego, jak szczelnie instalacja jest uszczelniona przed wnikaniem wody z zewnątrz korozja wewnętrzna pracującą rurę stalową trudno zaobserwować w instalacjach zasilanych wodą uzdatnioną.

Dlatego niezbędnym warunkiem jest zachowanie szczelności połączeń rur-płaszczy. Naprężenia i odkształcenia zależą od warunków pracy, warunki temperaturowe i ciśnienia, a także od technologii układania rur i stanu otaczającego gruntu. Ze względu na fakt, że to właściwości materiału (izolacja pianką poliuretanową i osłona polietylenowa) mają decydujący wpływ na żywotność rur preizolowanych w systemach ciepłowniczych, wzięto pod uwagę charakterystykę dwóch właściwości pianki poliuretanowej: mianowicie: odporność na temperaturę i wytrzymałość na ściskanie.

Odporność na temperaturę

Zgodnie z wymogami europejskiej normy EN 253 żywotność rur preizolowanych musi wynosić co najmniej 30 lat, pod warunkiem, że system będzie stale eksploatowany przy temperaturze chłodziwa wynoszącej 120°C. W systemie, w którym temperatura jest niższa niż 95°C, żywotność może być praktycznie nieograniczona. Podczas testów temperatura wody zasilającej wahała się w granicach 100–115°C i utrzymywała się na poziomie 115°C przez trzy najzimniejsze okresy. Zimowe miesiące.

Przy założeniu, że Maksymalna temperatura temperatura dostarczanej wody będzie wynosić 110°C przez pozostałą część roku całkowity terminżywotność wynosi 75 lat, co odpowiada normie EN 253. Żywotność 75 lat nie oznacza, że ​​rury w ogóle nie wymagają napraw. Oznacza to, że oczekuje się, że materiał izolacyjny z pianki poliuretanowej zachowa swoje właściwości wytrzymałościowe przez określony czas.

Projektując instalację centralnego ogrzewania, obliczana jest określona liczba cykli obciążenia – wahania temperatury od temperatury roboczej do temperatury gruntu i z powrotem do temperatury roboczej w okresie 30 lat, co jest wykorzystywane do obliczania charakterystyk zmęczeniowych. W Rosji żywotność izolacji termicznej wykonanej z pianki poliuretanowej określa się zgodnie z GOST R 30732, dodatek D - metodologia ocena integralnaŻywotność izolacji sieci ciepłowniczych z pianki poliuretanowej przy zmiennej wykres temperatury płyn chłodzący.

Liczba cykli obciążenia pozostaje taka sama, chociaż materiał izolacyjny z pianki poliuretanowej nadal zachowuje swoje właściwości.

Wytrzymałość na ściskanie

Wytrzymałość na ściskanie materiału izolacyjnego z pianki poliuretanowej jest ograniczona i determinuje warunki maksymalnej głębokości układania rur oraz technologię układania rur w systemach ciepłowniczych. Stwierdzono, że pod wpływem długotrwałego działania temperatury 140°C wytrzymałość na ściskanie pianki poliuretanowej o gęstości 75 kg/m3 spada do zera w ciągu 15 miesięcy.

W temperaturach powyżej 125°C wytrzymałość na ściskanie pozostanie taka sama jak w przypadku nowej pianki poliuretanowej po około dwóch latach użytkowania. Ograniczona wytrzymałość materiału izolacyjnego na ściskanie narzuca ograniczenia maksymalnej głębokości układania rur w instalacjach centralnego ogrzewania, szczególnie w przypadkach, gdy wymagana jest zmiana kierunku trasy rurociągu. Aby zmniejszyć parcie gruntu podczas poziomego przemieszczania rur, należy alternatywnie zastosować inne środki ostrożności.

Uzasadnienie ekonomiczne

Dane w tabeli. Rysunki 5 i 6 dają wyobrażenie o efektywności ekonomicznej stosowania różnych rodzajów izolacji cieplnych. Widoczne są zalety izolacji PPU, które potwierdza wieloletnie doświadczenie w eksploatacji sieci ciepłowniczych w Rosji i zagranicą. Projektowanie sieci ciepłowniczych odbywa się w oparciu o obowiązujące normy z wykorzystaniem „ Standardowe rozwiązania układanie rurociągów w izolacji PPU”, „ Mapy technologiczne dla budowniczych”, opracowany w VNIPI-Energoprom i zalecenia metodologiczne Zakłady produkcyjne.

Metody projektowania i obliczeń nie odbiegają od tradycyjnej instalacji bezkanałowej. Maksymalne wykorzystanie istniejącego standardu budownictwo. Można odmówić drenażu lub przejść na jego lżejsze typy.

Trasa i sposób ułożenia sieci ciepłowniczej. Rozwój schemat okablowania

Technologia bezkanałowego montażu rurociągów ciepłowniczych w izolacji przemysłowej to postępowy sposób na oszczędzanie zasobów energii. Rurociągi preizolowane pianką poliuretanową (PPU) w wodoodpornym płaszczu rury są sztywną konstrukcją „rura w rurze” składającą się z rury stalowej, warstwy izolacyjnej ze sztywnej pianki poliuretanowej oraz zewnętrznego płaszcza ochronnego rury wykonanego z polietylenu (PE) niskie ciśnienie Dla układanie pod ziemią lub spiralnie zwinięta rura płaszczowa z cienkiej blachy ocynkowanej - do montażu naziemnego.

Rurociągi w izolacji PPU przeznaczone są do układania sieci ciepłowniczych o stałej temperaturze do 393 o K (120 o C), a także do układania sieci ciepłowniczych pracujących zgodnie z harmonogramem kontroli jakości z temperaturą płynu chłodzącego do 423 o K (150oC).

Przyjmuje się, że minimalna głębokość montażu bezkanałowego wynosi 0,5 ÷ 0,7 m od powierzchni gruntu. Maksymalna głębokość rurociągu wynika z wytrzymałości jego konstrukcji. Z reguły głębokość rurociągu nie powinna przekraczać 3 m. Podczas układania sieci ciepłowniczych metodą bezkanałową rury układa się na podłożu piaszczystym o grubości co najmniej 0,1 m z zasypką piaskową co najmniej 0,1 m. Po zasypaniu piasek należy zagęścić, aby zapewnić równomierne tarcie pomiędzy płaszczem rurociągu a gruntem.

Poprzednia izolowane rurociągi można położyć tradycyjny sposób(w kanałach, na powierzchni). Przy przebudowie sieci ciepłowniczych istnieje możliwość ułożenia izolowanych rurociągów w istniejącym nieprzejezdnym kanale i zasypaniu go piaskiem.

Naziemne i bezkanałowe instalowanie sieci ciepłowniczych na terenie przedszkoli, szkół i placówek medycznych jest niedozwolone. W przypadku układania rurociągów preizolowanych w miejscach narażonych na obciążenia dynamiczne, na wysokości co najmniej 30 cm nad powierzchnią rurociągu, należy ułożyć płyta żelbetowa lub ułożyć rurociąg w rurach ochronnych lub kanałach żelbetowych. W odległości 30 cm nad rurociągiem sieciowym należy ułożyć taśmę ostrzegawczą (sygnałową).

Przy układaniu rurociągów bez kanałów odległość poziomą od zewnętrznej powierzchni izolowanego rurociągu do fundamentów budynków i budowli należy przyjmować zgodnie z tabelą 3. 1". Jeżeli zachowanie tych odległości nie jest możliwe, rurociągi należy układać w kanałach lub skrzyniach stalowych w odległości co najmniej 2 m od fundamentów budynków.

Po podgrzaniu prostego odcinka rurociągu bezkanałowego, pokrytego ziemią, którego końce kończą się kompensatorem, pojawia się nieruchomy punkt, który nie ma ruchu, z którego rura rozszerza się do różne strony. Punkt ten nazywany jest warunkową stałą podporą. Nie ma potrzeby instalowania stałego wspornika w tym miejscu.

Maksymalna długość Lm (tabela 5.1) to maksymalna możliwa odległość między warunkowo zamocowaną podporą a kompensatorem, przy której naprężenie osiowe w rurze stalowej nie przekracza wartości dopuszczalnej (σ dopuszczalne).

Maksymalna długość Lm, m, odcinek prosty rurociąg jest określony przez wzór

gdzie S – powierzchnia Przekrójściany rur stalowych, mm 2;

σ add – dopuszczalne naprężenie osiowe, MPa;

F – siła tarcia pomiędzy gruntem a rurą płaszczową, N/m.

Dopuszczalne naprężenie osiowe σ dopuszczalne, MPa, rurociągi:

– ze stali niskostopowych 17G1S, 17G1SU (GOST 19281) – 170;

– ze stali St10, St20 (GOST 1050) – 150;

– ze stali VSt 3sp4-5 (GOST 380) – 130.

Siła tarcia F, N/m (tabela 5.1) pomiędzy gruntem a rurą płaszczową powstaje w wyniku parcia gruntu na zewnętrzną powierzchnię rur. Dzięki siłom tarcia wydłużenia temperaturowe występujące w rurociągach bezkanałowych przy wzroście temperatury chłodziwa są częściowo kompensowane.

Maksymalna długość prostych odcinków rurociągów sieci ciepłowniczej (w przypadku gdy nie jest wymagana kompensacja rozszerzalności cieplnej, rys. 5.1).

Aby zapewnić wytrzymałość rurociągu, długość prostych odcinków nie powinna przekraczać 2L m, a w środku odcinka prostego wydłużenie Δl=0 i tutaj pojawia się warunek stałe wsparcie, gdzie rurociąg jest nieruchomy, a na jego wolnych końcach pojawia się przedłużenie Δl.

Rys.5.1 – Maksymalna długość odcinków prostych rurociągów sieci ciepłowniczej

Jeżeli długość odcinka prostego jest większa niż 2L m, wówczas należy zapewnić dodatkową rekompensatę w tym zakresie ze względu na naturalne kąty zakręt.

Tabela 5.1

Koniec tabeli 5.1

Rurociągi preizolowane do systemów ciepłowniczych

Doktorat VE Bukhin, starszy badacz,

NPO „Stroypolimer”

Rosja to kraj z wysoki poziom centralne ogrzewanie (do 80%). W kraju przebiega około 280 tys. km sieci ciepłowniczych (w przeliczeniu dwururowym) o średnicach rur od 57 do 1400 mm, z czego 1/10 to linie główne, pozostała część to sieci ciepłownicze dystrybucyjne.

Dominującą metodą układania sieci ciepłowniczych w Federacja Rosyjska układa się w nieprzejezdnych kanałach z izolacją termiczną z wełny mineralnej (80%). Instalacja bezkanałowa, wykonana z konstrukcji fabrycznych przy użyciu izolacji żelbetowej i mas bitumicznych (bitum-perlit, bitum-overmikulit, bitum-ceramisyt), stanowi 10% całkowitej długości sieci ciepłowniczych.

Ze względu na zwilżenie materiałów stosowanych podczas pracy, właściwości termoizolacyjne konstrukcji termoizolacyjnych są znacznie zmniejszone, co prowadzi do strat ciepła 2-3 razy większych niż standardowe.

Całkowite straty ciepła w systemach ciepłowniczych stanowią około 20% dostarczonego ciepła (78 mln ton). standardowe paliwo rocznie), czyli 2 razy więcej niż w rozwiniętych krajach Europy Zachodniej.

Systemy ciepłownicze w Federacji Rosyjskiej zapewniają obecnie zużycie ciepła na poziomie 2171 mln Gcal rocznie, co w przybliżeniu odpowiada rocznemu zużyciu ciepła we wszystkich krajach Europy Zachodniej i jest prawie 10 razy wyższe niż zużycie ciepła dostarczane przez systemy ciepłownicze w tych krajach. Będąc pionierem w dziedzinie centralnego ogrzewania i posiadając największy na świecie system sieci ciepłowniczych, Rosja znacznie pozostaje w tyle za zaawansowanymi zagranicą pod względem technicznym - w użytkowaniu nowoczesne materiały i technologie układania rurociągów ciepłowniczych.

Około 90% oszczędności paliwa uzyskanych dzięki metodom skojarzonego wytwarzania ciepła jest „traconych” w sieciach ciepłowniczych. Trwałość sieci ciepłowniczych jest 1,5-2 razy niższa niż za granicą i nie przekracza 12-15 lat. Nie lepsza jest sytuacja w systemie zaopatrzenia w ciepłą wodę.

Wolumen planowanych napraw i przebudów sieci ciepłowniczych w Federacji Rosyjskiej wynosi obecnie 10-15% całkowitego zapotrzebowania, ale ze względu na problemy gospodarcze faktycznie realizowanych jest nie więcej niż 4-6%.

Najskuteczniejszym rozwiązaniem postawionych problemów jest powszechne wprowadzenie do praktyki budowy sieci ciepłowniczych rurociągów z izolacją termiczną z pianki poliuretanowej typu „rura w rurze”.

Pomysł ten nie jest nowy. W gazecie „Wieczór Moskwa” z 10 grudnia 1963 r. Donoszono, że Instytut Mosinzhproekt przeprowadził prace eksperymentalne nad zastosowaniem rur polietylenowych i materiałów spienionych polimerów do izolacji podziemnych sieci ciepłowniczych. Jednak w tamtych latach kierunek ten nie był powszechny.

Biorąc pod uwagę coraz szersze zastosowanie w Rosji rur preizolowanych w systemach ciepłowniczych oraz duże zainteresowanie tym problemem ze strony specjalistów z organizacji projektowych, budowlanych i eksploatacyjnych, w artykule omówiono główne założenia nowej technologii.

Odpowiedni materiały termoizolacyjne muszą charakteryzować się wysokimi właściwościami termoizolacyjnymi (współczynnik przewodzenia ciepła materiału nie powinien przekraczać 0,06 W/(m°C)), trwałością (odporność na wodę, agresję chemiczną i biologiczną), mrozoodpornością, wytrzymałością mechaniczną i bezpieczeństwem środowiskowym, tj. być bezpieczne dla życia i zdrowia ludzi oraz środowiska środowisko naturalne. Pianka poliuretanowa najpełniej spełnia te wymagania.

Izolacja termiczna rur pianką poliuretanową jest zwykle nakładana na rury w fabryce, a złącza są izolowane termicznie na placu budowy, po spawaniu i testowaniu rurociągu. Schemat rury z izolacją termiczną wykonaną z pianki poliuretanowej i płaszczem ochronnym wykonanym z rury polietylenowej pokazano na ryc. 1.

Na przykład w Europie Zachodniej takie konstrukcje są z powodzeniem stosowane od połowy lat 60-tych i są znormalizowane przez europejską normę EN 253:1994, a także EN 448, EN 488 i EN 489. Zapewniają następujące zalety w porównaniu z istniejącymi konstrukcjami :

• · zwiększona trwałość (żywotność rurociągu) 2-3 razy;
• · redukcja strat ciepła 2-3 razy;
• · 9-krotna redukcja kosztów eksploatacji (10-krotna redukcja współczynnika uszkodzeń jednostkowych);
• · redukcja kosztów kapitałowych w budownictwie 1,3-krotna;
• · dostępność systemu operacyjnego zdalnego monitorowania zawilgocenia izolacji termicznej.

Rury preizolowane z powodzeniem znalazły zastosowanie w budownictwie:

• · sieci ciepłownicze;
• · systemy zaopatrzenia w ciepłą wodę;
• · rurociągi technologiczne;
• · rurociągi naftowe.

Same rury są wykonane z różnych materiałów w zależności od warunków pracy. Obecnie do budowy sieci ciepłowniczych najczęściej stosuje się rury stalowe, których główne wskaźniki fizyczne i chemiczne podano w tabeli 1.

Tabela 1. Podstawowy parametry fizyczne i mechaniczne rurociągi stalowe

Do produkcji rur izolowanych, rur stalowych o średnicach zewnętrznych 57 - 1020 mm i długości do 12 m, zgodnych z GOST 550, GOST 8731, GOST 8733, GOST 10705, GOST 20295, wymaganiami aktualnych dokumentów regulacyjnych dla sieci ciepłowniczych oraz „Zasady projektowania i bezpiecznej eksploatacji rurociągów” dotyczą pary i gorącej wody.

Łuki stalowe, trójniki, przejścia i inne części muszą spełniać wymagania GOST 17375, GOST 17376 i GOST 17378.

Aby uniknąć korozji rur, konieczne jest użycie uzdatnionej wody. Uzdatnianie wody zależy od warunków lokalnych, ale zalecane jest spełnienie następujących wymagań:

• · pH=9,5-10;
• · brak wolnego tlenu;
• · Całkowita zawartość soli nie większa niż 3000 mg/l.

Standardowa długość rur wynosi 6,0-12,0 m, jednak technologia umożliwia wykonanie izolacji termicznej rur o dowolnej długości i wykonanych z innych materiałów (patrz np. czasopismo „Rurociągi i Ekologia” 1997, nr 1, str. 5 o rurach polipropylenowych PPR z izolacją termiczną do zaopatrzenia w ciepłą wodę).

W Rosji preizolowane rury stalowe z izolacją termiczną wykonaną z pianki poliuretanowej i powłoką hydroizolacyjną z polietylenu stosowane są od 1993 roku. Ich produkcja zorganizowana jest w kilku przedsiębiorstwach (JSC MosFlowline, Moskwa; JSC TVEL Corporation, St. Petersburg; JSC NPO Stroypolymer , JSC Moskwa; CJSC „Teploizolstroy”, Mytishchi; 000 Zakład rur izolowanych termicznie „Aleksandra”, Niżny Nowogród; CJSC „Sibpromkomplekt”, Tiumeń itp.), zrzeszonych w Stowarzyszeniu Producentów i Konsumentów Rurociągów z przemysłową izolacją polimerową.

Wymagania techniczne dotyczące izolowanych rur i części rurociągów są znormalizowane w GOST 30732-2001 „Rury i kształtki stalowe z izolacją termiczną wykonaną z pianki poliuretanowej w powłoce polietylenowej”, która weszła w życie 1 lipca 2001 r. Dekretem Państwowego Komitetu Budowlanego Rosja z 12 marca 2001 r. nr 19.

Norma dla rur i kształtek stalowych z izolacją termiczną wykonaną z pianki poliuretanowej w powłoce polietylenowej została opracowana z uwzględnieniem następujących norm europejskich opracowanych przez Europejski Komitet Normalizacyjny (CEN):

EN 253-1994. Rurociągi spawane, preizolowane do podziemnych systemów zaopatrzenia w ciepłą wodę - System rurociągów składający się ze stalowego rurociągu głównego z izolacją termiczną z poliuretanu i płaszcza zewnętrznego z polietylenu;

EN 448-1994. Rurociągi spawane, preizolowane do podziemnych instalacji ciepłej wody użytkowej - Kształtki prefabrykowane wykonane ze stalowych rur rozdzielczych z izolacją termiczną z poliuretanu i płaszczem zewnętrznym z polietylenu.

W nowym standardzie, który zjednoczył Specyfikacja techniczna Rosyjscy producenci wartości wskaźników dotyczące gęstości pozornej, wytrzymałości na ściskanie przy 10% odkształceniu, przewodności cieplnej, nasiąkliwości, udziału objętościowego porów zamkniętych odpowiadają wartościom określonym w normach europejskich. Ponadto wymagania stawiane piance poliuretanowej w zakresie wymagań bezpieczeństwa i ochrony środowiska są również zgodne z wymaganiami norm europejskich: klasa zagrożenia, kategoria produkcji materiałów wybuchowych, grupa palności pianki poliuretanowej, wymagania dotyczące unieszkodliwiania odpadów powstałych podczas produkcji rur , ich usuwanie i utylizacja.

Norma dotyczy rur i wyrobów kształtowych stalowych z izolacją termiczną z pianki poliuretanowej w płaszczu polietylenowym (zwanych dalej rurami i wyrobami izolowanymi) przeznaczonych do podziemnych bezkanałowych instalacji sieci ciepłowniczych o projektowych parametrach chłodziwa: ciśnienie robocze do 1,6 MPa i temperatura do 130°C (dopuszczalny krótkotrwały wzrost temperatury do 150°C).

Aby zapewnić maksymalną efektywność (koszt izolacji/straty ciepła), ustala się określoną grubość izolacji termicznej z pianki poliuretanowej dla różnych stref klimatycznych. Dlatego rury i kształtki mogą być dwojakiego rodzaju pod względem grubości izolacji: typ 1 - standardowy, typ 2 - wzmocniony. Wymiary izolowanych rur podano w tabeli. 2, projekt - na ryc. 1.

Tabela 2. Wymiary rur izolowanych termicznie, mm.

Obudowy ochronne wykonywane są najczęściej w postaci cienkościennych rur (powłok) wykonanych z polietylenu o dużej gęstości. Przeznaczone są do rurociągów układanych bezpośrednio w gruncie, zapewniając ich wodoszczelność i ochronę mechaniczną (tab. 3). W przypadku rurociągów znajdujących się nad ziemią stosuje się płaszcz ochronny wykonany ze stali ocynkowanej o grubości powłoki cynku co najmniej 70 mikronów.

Tabela 3. Wymiary rur osłonowych z polietylenu, mm.

Wymiary wyrobów kształtowanych (z wyjątkiem średnic rur stalowych i rur płaszczowych z polietylenu) są zalecane i określane są przez rozwiązanie konstrukcyjne. Decyzje projektowe opierają się zwykle na zaleceniach producenta. Na przykład NPO „Stroypolymer” dołącza do swoich produktów przewodnik dotyczący projektowania i budowy „rurociągów stalowych z fabryczną izolacją termiczną”.

Grubość ścianek rur i kształtek określa się metodą obliczeniową i zaokrągla do zalecanych grubości, które podane są w załączniku do normy.

Izolacja części łączące rurociąg (kolana, trójniki) wykonuje się poprzez cięcie płaszcza polietylenowego, a następnie zgrzewanie kontaktowe lub ekstruzyjne.

Do produkcji hydroizolacyjnych rur osłonowych stosuje się polietylen o dużej gęstości klas 273-79, 273-80 i 273-81, klasyfikowany jako PE 63, Europejskie firmy stosują również polietylen PE 80, który ma wyższą minimalną wytrzymałość długoterminową i odporność na propagację pęknięć. Główne cechy rur płaszczowych z polietylenu podano w tabeli. 4.

Tabela 4. Główne cechy hydroizolacyjnych rur osłonowych z polietylenu

Sztywna pianka poliuretanowa stosowana do izolacji termicznej wytwarzana jest z wysokocząsteczkowego alkoholu – poliolu i izocyjanianu. Pianka jest jednorodną masą o średniej wielkości porów 0,5 mm i posiada właściwości fizyko-mechaniczne podane w tabeli. 5.

Tabela 5. Właściwości sztywnej pianki poliuretanowej w budownictwie termoizolacyjnym

Izolację cieplną stosuje się na całej długości rur i kształtek stalowych, z wyjątkiem odcinków końcowych, wynoszącą 150 mm dla rur o średnicy do 219 mm i 210 mm dla rur o średnicy 273 mm i większej.

Żywotność izolacji termicznej rur i kształtek musi wynosić co najmniej 25 lat. Pianka poliuretanowa nie wywiera szkodliwego wpływu na środowisko i zapewnia wysoką jakość izolacji w temperaturach do 130°C.

Izolację odcinków rur za pomocą połączeń spawanych lub naprawę izolacji można przeprowadzić zgodnie z jednym z następujących schematów:

• 1. Montaż okładzin izolacyjnych (okładziny) ze sztywnej pianki poliuretanowej z dalszym nałożeniem materiału hydroizolacyjnego.
• 2. Montaż złączy polietylenowych z pianką poliuretanową wlaną do wnęki złącza.

Do hydroizolacji złączy powszechnie stosuje się termokurczliwe osłony polietylenowe, które charakteryzują się niskim kosztem i łatwością montażu.

Do izolowania połączeń rur izolowanych cieplnie z płaszczem ochronnym wykonanym ze stali ocynkowanej stosuje się specjalne złącza stalowe. Stosuje się je na prostych odcinkach rurociągów, na łukach i odgałęzieniach rur o średnicach zewnętrznych płaszcza 63-450 mm, a także podczas nawiercania na gorąco, gdy montuje się odgałęzienie bez wyłączania dopływu ciepła.

Technologia montażu złączek jest prosta i wymaga minimum narzędzi. Złącze składa się z dwóch części, które są łączone ze sobą za pomocą specjalnych stożków lub śrub. Uszczelniacz znajdujący się pomiędzy zewnętrznym płaszczem rury a złączką sprawia, że ​​złącze jest wodoodporne. Izolacja termiczna realizowana jest za pomocą pakietów piankowych, które są łatwe w obsłudze, a podczas wylewania zapewniają dokładne dozowanie i równomierność pianki poliuretanowej w całej objętości.

Do izolowania i naprawy połączeń rur o średnicach 90-1300 mm stosuje się polietylenowe złączki bandażowe z wbudowaną spiralą elektryczną. Złączki bandażowe występują w trzech rodzajach i różnią się sposobem mocowania na powłoce zewnętrznej podczas procesu zgrzewania.

Złączki bandażowe małe stosowane są do rur o średnicach płaszcza zewnętrznego 90-200 mm. Złączki bandażowe średniej wielkości stosowane są dla średnic 225-800 mm. Do płaszczy zewnętrznych o średnicach 800-1200 mm stosuje się złączki bandażowe składające się z dwóch części. Wszystkie złącza dostarczane są ze wszystkimi niezbędnymi komponentami. Podczas spawania małe złączki dociskane są do polietylenowego płaszcza rury za pomocą obejm mechanicznych, natomiast średnie i duże złączki dociskane są za pomocą opasek pneumatycznych. We wszystkich przypadkach proces spawania odbywa się automatycznie i jest sterowany za pomocą specjalnego komputera spawalniczego.

Złącza bandażowe spełniają najwyższe wymagania w zakresie wytrzymałości i niezawodności. W 1993 roku przeprowadzono badania rury centralnego ogrzewania o długości 2,5 m i średnicy 200 mm. Złącze z łącznikiem bandażowym przeszło pomyślnie testy obejmujące 1000 drgań osiowych w skrzyni z piaskiem i 600 godzin w zbiorniku z wodą o temperaturze wysokie ciśnienie krwi. Test ten odpowiada 30 latom eksploatacji. Obecnie w praktyce światowej zainstalowanych jest ponad 350 000 złączy bandażowych. Specjalne narzędzia i komputerowo sterowane spawanie gwarantują szybkie i niezawodna instalacja izolacja połączeń. Sprzęt wymagany do spawania jest montowany na przyczepach pojazdów i obejmuje generator, sprężarkę i skomputeryzowaną jednostkę spawalniczą.

Opisany system sieci ciepłowniczych z izolacją polimerową przeznaczony jest do bezpośredniego montażu w gruncie. System jest „podłączony”, tj. Rura stalowa, izolacja termiczna i płaszcz zewnętrzny są ze sobą trwale połączone. Połączenia izolowane są za pomocą elementów łączących zapewniających 100% szczelność.

Takie systemy spełniają wszystkie wymagania SNiP dotyczące projektowania i budowy sieci ciepłowniczych. Aby zapewnić optymalną przyczepność pomiędzy rurą stalową a izolacją piankową, wszystkie rury stalowe są wstępnie piaskowane. Zewnętrzna powłoka wykonana jest z polietylenu o dużej gęstości, a jej wewnętrzna powierzchnia jest poddawana wyładowaniom koronowym w celu uzyskania optymalnej przyczepności pomiędzy polietylenem a izolacją piankową.

Jaka jest oczekiwana żywotność rurociągów preizolowanych? Zagadnienie to jest istotne dla wszystkich przedsiębiorstw ciepłowniczych.

W artykule „Badania mające na celu określenie żywotności rur preizolowanych w systemach ciepłowniczych”, opublikowanym w czasopiśmie „Pipelines and Ecology”, 2000, nr 1, omówiono wyniki badań i obserwacji przeprowadzonych w Danii na sieci głównych rurociągów, w tym rurociągów zasilających i powrotnych o długości 100 km i średnicach 100-800 mm. Badania prowadzone są od 1987 roku.

Żywotność rur preizolowanych w instalacjach ciepłowniczych zależy od procesu starzenia rury preizolowanej, w tym możliwej korozji rury stalowej, odporności temperaturowej materiału izolacyjnego z pianki poliuretanowej i płaszcza polietylenowego. Inne krytyczne czynniki obejmują zmiany właściwości wytrzymałościowych powyższych materiałów w długim okresie, wpływ temperatury i ciśnienia oraz warunki odkształcenia w systemie rurociągów.

Korozja rury stalowej zależy przede wszystkim od hermetycznego uszczelnienia instalacji przed wnikaniem wody z zewnątrz, ponieważ w instalacjach zasilanych wodą uzdatnioną trudno zaobserwować korozję wewnętrzną pracującej rury stalowej. Dlatego niezbędnym warunkiem jest zachowanie szczelności połączeń rur-płaszczy. izolacja termiczna rur pianka poliuretanowa polietylen

Materiały polimerowe stosowane w rurach preizolowanych nakładają ograniczenia na temperaturę dostarczanej wody, a tym samym wpływają na żywotność rur. Wpływ techniczny na system przez cały jego okres użytkowania wynosi zwiększone wymagania do materiału izolacyjnego (pianka poliuretanowa), jego wytrzymałość na ściskanie i przyczepność (kohezję) pomiędzy rurą stalową a płaszczem hydroizolacyjnym.

Naprężenia i odkształcenia zależą od warunków pracy, warunków temperaturowych i ciśnienia, a także od technologii układania rur i stanu otaczającego gruntu. Ze względu na fakt, że to właściwości materiału (izolacja pianką poliuretanową i osłona polietylenowa) mają decydujący wpływ na żywotność rur preizolowanych w systemach ciepłowniczych, wzięto pod uwagę charakterystykę dwóch właściwości pianki poliuretanowej: mianowicie: odporność na temperaturę i wytrzymałość na ściskanie.

Odporność na temperaturę. Zgodnie z wymogami normy europejskiej EN 253 żywotność rur preizolowanych musi wynosić co najmniej 30 lat, pod warunkiem ciągłej pracy instalacji w temperaturze 120°C. W systemie, w którym temperatura jest niższa niż 95°C, żywotność może być praktycznie nieograniczona. Podczas testów temperatura wody zasilającej wahała się od 100 do 115°C i utrzymywała się na poziomie 115°C przez trzy najzimniejsze zimowe miesiące. Zakładając maksymalną temperaturę wody zasilającej wynoszącą 110°C przez pozostałą część roku, łączny okres użytkowania systemu będzie wynosił 75 lat, co jest zgodne z normą EN 253. Żywotność 75 lat nie oznacza, że ​​rury w dany obszar jest preizolowany, rurociągi nie wymagają żadnych napraw. Oznacza to jedynie, że oczekuje się, że materiał izolacyjny z pianki poliuretanowej zachowa swoje właściwości wytrzymałościowe przez określony czas. Projektując instalację centralnego ogrzewania obliczana jest określona liczba cykli obciążenia – wahania temperatury od temperatur eksploatacyjnych do temperatur gruntu i z powrotem do temperatur eksploatacyjnych na przestrzeni 30 lat, które należy uwzględnić przy obliczaniu charakterystyk zmęczeniowych. (W Rosji żywotność izolacji termicznej wykonanej z pianki poliuretanowej określa się zgodnie z GOST R 30732, dodatek D - Metodologia integralnej oceny żywotności izolacji sieci ciepłowniczych z pianki poliuretanowej przy zmiennym harmonogramie temperatur chłodziwa. ). Określona liczba cykli obciążenia pozostaje zachowana, choć materiał izolacyjny z pianki poliuretanowej zachowuje swoje właściwości przez dłuższy czas. Dlatego bardzo ważne jest, aby rury systemów ciepłowniczych, w codziennym użytkowaniu, były poddawane mniejszej liczbie cykli obciążenia, niż wynika to z obliczeń, tak aby więcej wysoki termin usługi materiałów izolacyjnych z pianki poliuretanowej.

Wytrzymałość na ściskanie materiału izolacyjnego z pianki poliuretanowej jest ograniczona i determinuje warunki maksymalnej głębokości układania rur oraz technologię układania rur w systemach ciepłowniczych. Stwierdzono, że pod wpływem długotrwałego działania temperatury 140°C wytrzymałość na ściskanie pianki poliuretanowej o gęstości 75 kg/m3 spada do zera w ciągu około 15 miesięcy. W temperaturach powyżej 125°C wytrzymałość na ściskanie pozostanie taka sama jak w przypadku nowej pianki poliuretanowej po około dwóch latach użytkowania. Ograniczona wytrzymałość materiału izolacyjnego na ściskanie narzuca ograniczenia maksymalnej głębokości układania rur w instalacjach centralnego ogrzewania, szczególnie w przypadkach, gdy wymagana jest zmiana kierunku trasy rurociągu. Aby zmniejszyć parcie gruntu podczas poziomego przemieszczania rur, należy alternatywnie zastosować inne środki ostrożności.

Poniższe tabele 6 i 7 dają jasny obraz efektywności ekonomicznej stosowania różnych rodzajów izolacji termicznej.

Tabela 6. Koszt ułożenia 1 km dwururowej magistrali ciepłowniczej

Tabela 7. Oszacowanie efektywności ekonomicznej 1 km dwururowej magistrali ciepłowniczej w USD

Z powyższych tabel widać zalety izolacji z pianki poliuretanowej, które potwierdza wieloletnie doświadczenie w eksploatacji sieci ciepłowniczych w Rosji i za granicą.

Projektowanie sieci ciepłowniczych odbywa się w oparciu o aktualne normy z wykorzystaniem „Standardowych rozwiązań w zakresie układania rurociągów w izolacji z pianki poliuretanowej”, „Map technologicznych dla budowniczych” opracowanych w Instytucie VNIPIENERGOPROM oraz zaleceń metodologicznych producentów. Metody projektowania i obliczeń praktycznie nie różnią się od tradycyjnej instalacji bezkanałowej. W maksymalnym możliwym stopniu wykorzystano istniejące standardowe konstrukcje budowlane. Istnieje również możliwość rezygnacji z drenażu lub przejścia na lżejsze typy.