Tubi con isolamento in ppm infiammabilità. L'uso di tubi ppm, caratteristiche di produzione, regole di installazione

Sulle pagine di riviste specializzate e convegni, prosegue il dibattito sulle due tecnologie attualmente utilizzate per la posa delle reti termiche mediante tubazioni in isolamento in poliuretano espanso (PPU) di fabbrica con guaina protettiva e isolamento in schiuma-polimero-minerale (PPM). In una serie di articoli e sui siti web dei produttori, si argomenta sulla preferenza per l'isolamento PPM, che ha tutto qualità positive Isolamento in PPU, ma con un numero caratteristiche tecnologiche. Vorrei continuare la discussione e analizzare i dati pubblicati.

La base sia dell'isolamento PPU che dell'isolamento PPM è la schiuma di poliuretano. In entrambi gli isolanti, la schiuma forma 3 strati: corticale esterno ed interno con una densità maggiore di quella centrale - termoisolante. La differenza sta nella quantità di schiuma e nella differenza di densità tra gli strati. L'isolamento in PPM è costituito per il 90% da schiuma maggiore densità e circa il 10% di riempitivo (in volume).

I principali vantaggi del PPM, come descritto dai suoi sostenitori, sono l'elevata resistenza meccanica, le buone proprietà di isolamento termico (conduttività termica paragonabile al PPU), la permeabilità al vapore e il basso assorbimento d'acqua. L'isolamento in PPM, avendo una maggiore resistenza meccanica, è allo stesso tempo meno resistente ai danni rispetto alla schiuma di poliuretano in una guaina in polietilene (PE), come indicato nell'articolo, mentre si conclude che entrambi i tipi di isolamento sono ugualmente protetti dai danni . E a conferma di ciò, specifiche produttori, i requisiti per un'attenta manipolazione dei tubi in PPM sono simili a quelli per i tubi in PPU. A documento di orientamento impianto "Penopolimer" 012.RD-001.000 questa sezione ripete praticamente le sezioni corrispondenti dei manuali dei produttori di tubi in isolamento in schiuma poliuretanica.

Il confronto tra PPU e PPM in termini di proprietà di isolamento termico non è decisamente a favore del PPM. Secondo i dati per PPU, il coefficiente di conducibilità termica è 0,024–0,033 W/mK e per PPM è 0,044. Le specifiche dei produttori indicano valori di 0,043-0,047. Nell'articolo - 0,041. Facciamo riferimento all'articolo, fornendo un'immagine che descrive la struttura del PPM (Fig. 1). Come si può notare, il valore di 0,041 si riferisce solo allo strato di isolamento termico interno. Ma le perdite di calore saranno determinate anche dagli strati di crosta interna ed esterna, cioè dall'isolamento termico totale. Per determinare il coefficiente di conducibilità termica degli strati crostali, passiamo ai dati pubblicati. L'articolo fornisce dati sulle proprietà di isolamento termico del PPM a diverse densità. Tenendo conto dell'influenza degli strati corticali ( spessore interno 12mm con λ=0,045 e spessore esterno 8mm con λ=0,07 - tutti i dati sono presi dall'articolo), il coefficiente integrale per l'isolamento con uno spessore di 50 mm sarà almeno 0,044 W/mK. Se prendiamo λ per lo strato intermedio lungo , il valore integrale sarà 0,048. Ciò significa che, a parità di spessore, la perdita di calore dell'isolamento in PPM è 1,5 volte maggiore rispetto a quella in PPU. Come correttamente affermato in, le dispersioni termiche sono determinate non solo dalla conducibilità termica, ma anche dallo spessore dell'isolante.Nel caso del PPM, per ottenere le stesse dispersioni termiche, è necessario aumentare proporzionalmente lo spessore della isolamento. Tuttavia, se si osservano gli spessori di isolamento specificati nelle specifiche tecniche dei produttori di PPM, solo su diametri dei tubi inferiori a 100 mm, c'è un eccesso dello spessore di PPM del 15-30% rispetto allo spessore di isolamento di PPU secondo GOST 30732-2006, e partendo da un diametro di 273 mm, lo spessore del PPM è inferiore in media del 15% allo spessore del PPU. Di conseguenza, le perdite di calore nel PPM a diametri medi e grandi saranno molto più elevate.

Seguente vantaggio importante PPM presentato dai suoi sostenitori: permeabilità al vapore e basso assorbimento d'acqua. L'articolo osserva che "l'assorbimento d'acqua nelle stesse condizioni per il PPM è 20 volte inferiore rispetto al PPU. Con tali valori di assorbimento d'acqua, non è richiesta la presenza di uno strato impermeabilizzante: l'intera struttura protegge completamente il materiale isolante e la superficie esterna del tubo dalla penetrazione dell'umidità. Il basso assorbimento d'acqua è standardizzato nella maggior parte delle specifiche per PPM a un livello non superiore all'1,5% in peso o allo 0,5% in volume. Le prove di assorbimento d'acqua sono state effettuate immergendo i campioni in acqua per 24 ore a 20°C. La permeabilità al vapore di questo isolamento è associata alla possibilità di asciugatura dell'isolamento in PPM inumidito. La questione dell'essiccazione è stata una volta indagata nel lavoro. Gli esperimenti sono stati eseguiti nel setup (vedi Fig. 2, tratta dal lavoro). I campioni di PPM con una densità di 300 kg/mc, preumidificati al 12%, sono stati quindi posti in un impianto dove le estremità dei campioni sono state riscaldate a T = 70-90°C (a sinistra nella figura) , e le estremità opposte sono state trasformate in una camera climatica con una temperatura di 25 °C. Dopo 6 giorni, è stata raggiunta una diminuzione dell'umidità all'1-3%. I risultati sono comprensibili, la diminuzione dell'umidità nei campioni è stata ottenuta a causa della diffusione del vapore acqueo attraverso il volume dei campioni nella camera climatica. Ma le condizioni modellate negli esperimenti non hanno nulla a che fare con il funzionamento di una rete di riscaldamento senza canali nel terreno umido. Se l'umidità del suolo è superiore all'umidità dell'isolamento, come avverrà il processo di essiccazione? A questo si può aggiungere che le reti di distribuzione (secondarie) sono disabilitate da maggio a settembre. Il fatto che il PPM non si secchi è confermato anche dalle indicazioni contenute negli artt. L'articolo presenta il contenuto di umidità dei campioni prelevati durante l'esame della rete di riscaldamento d89mm, in funzione da 6 anni nella città di Ryazan, - 3,1%. L'articolo presenta i dati sul contenuto di umidità di massa dei campioni di PPM prelevati dagli atti di ispezione delle reti di distribuzione nell'isolamento di PPM a San Pietroburgo: il contenuto di umidità dello strato intermedio era del 4,7% dopo 4 anni di funzionamento, lo strato esterno - 11,5 %, lo strato adiacente al tubo d'acciaio - 3% con un contenuto di umidità del suolo del 18%. A giudicare da questi risultati, non è stata confermata l'ipotesi di essiccazione dell'isolante nel caso di posa senza canale di PPM. In generale, il termine stesso di permeabilità al vapore si riferisce al trasferimento di vapore acqueo attraverso un materiale termoisolante a causa di un gradiente di concentrazione (da più alto a più basso). Non è chiaro come possa avvenire questo trasferimento di umidità dall'isolamento in PPM con una concentrazione inferiore a un terreno con un contenuto di umidità più elevato. Se confrontiamo l'assorbimento d'acqua di PPU e PPM, a causa della struttura simile (la proporzione di celle chiuse è di circa il 90%), questi valori dovrebbero essere confrontabili. Per confrontare l'assorbimento d'acqua di PPU e PPM secondo il metodo specificato nelle specifiche tecniche per PPM, abbiamo eseguito i test corrispondenti su campioni di isolamento in PPU e ottenuto valori di assorbimento d'acqua dello 0,5-1,1% (in volume) per una densità PPU di 110-75 kg/m3. Nei campioni PPM prelevati dalla rete di riscaldamento funzionante, il basso contenuto di umidità dell'isolamento vicino al tubo di acciaio è -3% in peso o meno. Per illustrare il fatto che la schiuma di poliuretano ha un assorbimento d'acqua paragonabile, si può fare riferimento al lavoro di scienziati svedesi, che, per un esperimento su una delle reti di riscaldamento d150/280, hanno interrato 2 sezioni di isolamento in schiuma di poliuretano di 1 m di lunghezza senza guaina (vedi Fig. 3). Dopo 4 anni di funzionamento del tracciato in condizioni di acque sotterranee elevate (frequente aumento dell'acqua al di sopra del livello dei tubi), il contenuto di umidità dei campioni prelevati vicino al tubo di acciaio non ha superato il 2% in peso. Vediamo che la proprietà di assorbimento d'acqua di entrambi i tipi di isolamento ha valori simili e, in assenza di un guscio impermeabile, si verifica una graduale bagnatura dell'isolante durante la posa senza canali. L'umidificazione dell'isolamento PPM, tenendo conto della durata (25-30 anni), porta ad un aumento del coefficiente di conducibilità termica e, di conseguenza, alle perdite di calore. La contabilizzazione di questo fattore secondo il metodo di MDS 41-7.2004 fornisce un aumento del coefficiente di conducibilità termica per PPM alla fine della sua vita utile del 16% rispetto a valore iniziale. Ovviamente, vantaggi di PPM l'isolamento associato alla permeabilità al vapore e al basso assorbimento d'acqua, mantenendo le proprietà di isolamento termico, sono notevolmente esagerati.

In connessione con la bagnatura dell'isolamento PPM, è necessario prestare attenzione al seguente aspetto di questo problema. Quando si isolano i giunti sui tubi in PPM, i punti deboli in termini di penetrazione dell'umidità nel tubo di acciaio sono i limiti dell'isolamento di fabbrica e dell'isolamento dei giunti. Negli esperimenti svedesi citati in precedenza con l'isolamento in PUF, è stato dimostrato che questo confine funge spesso da canale di trasferimento rapido dell'umidità al tubo d'acciaio. Il riempimento dei giunti sul binario con isolamento in PPM non può fornire la necessaria solidità e tenuta all'acqua di questo confine, il che significa che in questi punti l'umidità può penetrare nel tubo di trasporto. Nel caso di tubazioni in isolamento in poliuretano espanso, verificare la tenuta dell'installazione dei giunti quando si isolano i giunti requisito obbligatorio in conformità con la clausola 4.22 di GOST 30732-2006.

Per vantaggi di PPM l'isolamento include facilità di installazione e manutenibilità. Se ci rivolgiamo al RD dell'impianto "Penopolimer", l'insieme delle opere e delle condizioni di installazione sono praticamente le stesse per l'isolamento in PPM e PPU, con alcune eccezioni. L'installazione dei giunti di testa sembra essere più complicata e con maggiori restrizioni rispetto ai tubi con isolamento in PPU - a temperature inferiori a +15 °, la cassaforma deve essere riscaldata a 40 ° C, la miscelazione di 3 componenti con un trapano a mano richiede più tempo rispetto alla miscelazione due componenti PPU. La rimozione dell'isolamento in PPM alle estremità dei tubi (come indicato nelle istruzioni dell'impianto "Penopolimer") sembra essere un'operazione laboriosa data la resistenza del PPM e non semplifica l'isolamento dei giunti di testa. Quando si confrontano PPM e PPU, viene spesso indicata una maggiore manutenibilità di PPM, sostituendo 0,5 m di isolamento in PPM invece di sostituire un intero tubo da 10 m con un isolamento in PPU. In pratica, l'esperienza esistente nella realizzazione di reti termiche in isolamento PPU mostra che la riparazione del danno è determinata dalla natura e dall'entità del danno e può essere sia di natura estetica (riparazione di lievi danni all'involucro e isolamento), e provvedere alla sostituzione dell'isolamento delle sezioni estese nel caso si bagni o Danno esteso. In ogni caso di riparazione, il criterio del volume è la rimozione dell'isolamento danneggiato (bagnato) e il ripristino dell'integrità della calotta con la previsione dei parametri richiesti dai documenti normativi.

Uno dei "vantaggi" dei tubi con isolamento in PPM, i suoi sostenitori includono la mancanza di un sistema di controllo remoto. L'articolo fornisce un argomento interessante: "la presenza di sistemi di controllo non è un vantaggio dei tubi in PPU, ma una necessità dovuta alla tenuta del guscio esterno". E nei tubi con PPM, "l'umidità dall'isolamento viene rimossa molto prima che la distruzione del materiale e il controllo dell'umidità non siano necessari". Come avviene l '"asciugatura" dell'isolamento, abbiamo già considerato sopra: la pratica ha confermato che l'umidità del PPM avviene, ma si verifica in modo incontrollabile. umidità dal terreno rete idrica da eventuali difetti in tubi di acciaio una mano saldature penetrano nell'isolante, ne degradano le proprietà isolanti e possono, nel tempo, causare corrosione del tubo di trasporto e gravi perdite. L'esperienza ha dimostrato che è il funzionamento incontrollato delle reti di calore con tipi di isolamento tradizionali che provoca numerosi incidenti con gravi conseguenze e gravi perdite economiche, incl. e sulle tubazioni in cemento armato, il precedente analogo dell'isolamento in PPM. Nei tubi in schiuma PU, anche piccole perdite dal tubo possono essere rilevate e riparate in una fase iniziale. Il sistema di controllo utilizzato nei tubi in schiuma PU si basa su semplici principi fisici (misurazione della resistenza elettrica tra il conduttore di segnale e il tubo di acciaio) e utilizza strumenti ampiamente utilizzati, il suo funzionamento è facile da capire per qualsiasi specialista di strumentazione. Il costo del sistema non supera una piccola percentuale del costo tubi isolati fili. La Russia ha ora accumulato una notevole esperienza nel funzionamento dei sistemi di controllo. È questo sistema che aumenta notevolmente l'affidabilità di funzionamento delle reti di calore, segnalando tempestivamente la comparsa di danni, soprattutto se utilizzato nella variante con dispacciamento. Grazie al sistema di controllo, l'organizzazione operativa ha anche informazioni sulla qualità dei tubi, sulla loro installazione e sull'isolamento dei giunti, che non sono nell'isolamento PPM. Statistiche reali ottenuto in 15 anni di attività reti dorsali Mosca in isolamento in schiuma di poliuretano con un sistema di controllo, indica una diminuzione dei danni conduttura in acciaio più di 20 volte rispetto a una guarnizione per canali con la stessa durata.

Spesso, i vantaggi dei tubi nell'isolamento in PPM includono il loro costo inferiore rispetto al PPU. Allo stesso tempo, non è detto che per ottenere la densità richiesta siano necessari 2 volte più componenti in schiuma rispetto all'isolamento in PPU. Considerando che la quota della guaina in PE nel costo dei materiali è inferiore al 50%, è facile capire che l'isolamento in PPM non può essere più economico del PPU. B ha concluso che il costo della costruzione di reti di riscaldamento per entrambi i tipi di isolamento è quasi lo stesso. Va notato che queste stime sono fatte per gli spessori di isolamento in PPM, che hanno grandi perdite di calore rispetto all'isolamento in PPU e richiederanno elevati costi di esercizio.

Quando si sceglie l'uno o l'altro tipo di isolamento, la società di fornitura di calore, in base agli obiettivi di garantire l'affidabilità e l'efficienza della fornitura di calore, dovrebbe concentrarsi su criteri come gli indicatori di isolamento termico e il loro cambiamento durante il funzionamento, la comparsa di danni alla tubazione e isolamento e loro rilevamento tempestivo ed eliminazione. L'analisi di cui sopra mostra che da questi punti di vista, è difficile considerare le tubazioni in isolamento PPM come una tecnologia efficace e promettente in grado di fornire un reale risparmio energetico e un funzionamento affidabile delle reti di calore, soprattutto nel caso di posa senza condotto.

Bibliografia

1. Umerkin G.Kh. La progettazione di condutture di calore in schiuma di isolamento polimero-minerale. Notizie sulla fornitura di calore n. 4 (aprile) 2001, pp. 18-19.
2. Mishin ME I tubi con isolamento in PPM sono un modo moderno di costruire reti di riscaldamento. Notizie sulla fornitura di calore n. 3 (marzo) 2010, pp. 34-37.
3. Silaev DA Isolamento in PPU e PPM. Vista dall'altro lato. Notizie sulla fornitura di calore n. 7 (luglio) 2009, pp. 32-36.
4. Novikov IE Caratteristiche della posa di condotte di reti di riscaldamento in Russia: tendenze attuali nel miglioramento dell'affidabilità della fornitura di calore. - Notizie sulla fornitura di calore n. 6 (giugno) 2011, pp. 42-45.
5. Mishina AM, Kuleshov AS, Silaev DA Proprietà di isolamento termico dell'isolamento in schiuma polimerica. - Notizie di fornitura di calore n. 6 (giugno) 2008, p.45.
6. Umerkin G.Kh. Indagine sui processi di essiccazione dell'impermeabilizzazione termica in schiuma polimerica. Notizie sulla fornitura di calore n. 11 (novembre) 2005, pp. 45-46.
7.Sallberg S.-E., Nilsson S., Bergstrom G. Leakageways for ground-water in PUR-foam.10th Intern. Simposio on teleriscaldamento e raffreddamento 3-5 settembre 2006, Hannover, Germania.
8. Metodologia per valutare l'effetto dell'umidità sull'efficienza dell'isolamento termico di apparecchiature e tubazioni. MDS 41-7.2004.
9. Kashinsky VI, Lipovskikh VM, Rotmistrov Ya.G. Esperienza nel funzionamento di tubazioni nell'isolamento in schiuma poliuretanica in OJSC "Moscow Heat Network Company" Teploenergetika, n. 7 2007, pp. 28-30.
10. Polyakov VA Condutture PPU: affidabili ed economiche. - Complesso comunale della Russia, n. 3-4 (57-58) 2009, p.56-58.

Fig. 1. Progettazione dell'isolamento PPM (articolo di Mishin).

Fig.2. Schema di una colonna divisa non isotermica.
1- Riscaldatore (70-90 °С); 2 - Campione PPM; 3 - camera climatica (25°С); 4 - strato termoisolante; 5 - lamiera.

Schiuma di poliuretano - PPU è una plastica termoindurente con una struttura cellulare pronunciata e proprietà fisiche e chimiche uniche, grazie alle quali ha le più alte caratteristiche prestazionali. In poche parole, si tratta, infatti, di plastica espansa che non marcisce e non si decompone ed è ottimo come riscaldatore. La sua struttura è tale che solo il 3% del volume lo è materiale solido, che costituisce il quadro. Tutto il resto sono pori riempiti con fluoroclorometano, che è un gas a bassa conduttività termica.

Il sistema PUF è un sistema bicomponente e lo stesso poliuretano espanso si forma durante la reazione di policondensazione di isocianati con polioli - dopo aver miscelato due parti liquide: componente "A" - "poliolo", prodotto con successo da molte imprese nazionali , e il componente "B" - "poliisocianato", che, purtroppo, non viene prodotto in Russia (a causa di divieti legislativi) e ci viene importato esclusivamente dall'estero (principalmente da Europa, Giappone e Corea del Sud), che rende il suo prezzo instabile a causa dell'elevata volatilità del tasso di cambio del rublo.

Questo materiale è stato cercato di essere ottenuto negli anni Trenta del secolo scorso in America. Tuttavia, la schiuma di poliuretano è apparsa per la prima volta in Germania nel 1937. È stato sintetizzato dal famoso chimico e industriale tedesco Otto Bayer (nella foto), che ha anche aperto la strada alla sua produzione in scala industriale. La schiuma di poliuretano si è rapidamente diffusa negli Stati Uniti, in Canada e nei paesi dell'Europa occidentale come isolamento termico utilizzato nel settore edile. Nel nostro paese, questo materiale non era così comune e, fino a poco tempo, veniva utilizzato solo nell'industria militare, oltre che per risolvere eventuali compiti ristretti, ad esempio per l'isolamento termico. celle frigorifere. Solo negli ultimi due decenni, il PPU ha preso il suo giusto posto tra i materiali termoisolanti.

Comparativo caratteristica di isolamento termico materiali da costruzione:

Le proprietà del PPU sono impressionanti. Il coefficiente di conducibilità termica di questo materiale varia da 0,019 a 0,03 W/mK, che è significativamente inferiore a quello di altri materiali di isolamento termico come lana minerale, polistirene espanso, argilla espansa. Ad esempio, per fornire un certo livello di isolamento termico, uno strato di schiuma poliuretanica di 50 mm di spessore equivale a uno strato di lana minerale di 90 mm.

Oggi l'isolamento in PPU è ampiamente utilizzato per la rete di riscaldamento come:

- un isolante termico per tubazioni in poliuretano espanso preisolato con guaina protettiva in polietilene o zincata:

- isolamento dei giunti delle tubazioni in schiuma poliuretanica mediante miscelazione di due componenti direttamente in cantiere e riempimento di una guaina termoretraibile o guaina zincata:

– per la produzione di gusci in poliuretano espanso stampato – completamente finiti prodotti per l'isolamento termico per tubi:

Va notato che con la semplicità del lavoro di installazione utilizzando tubi con PPU, il loro prezzo abbordabile, affidabilità e durata e, di conseguenza, il basso costo di gestione della rete di riscaldamento risultante, è necessaria una protezione impermeabilizzante affidabile della schiuma di poliuretano.

Per i tubi in schiuma poliuretanica preisolati in una guaina in polietilene di fabbrica, è necessario un isolamento dei giunti di alta qualità utilizzando manicotti o nastri termorestringenti. Se questo viene trascurato, l'isolamento in PPU guadagnerà umidità e tutte le proprietà di schermatura termica diminuiranno drasticamente e inizieranno i processi di corrosione sul corpo del tubo, che procederanno molto rapidamente quando alte temperature liquido di raffreddamento.

Per la rete di riscaldamento esterna, utilizzo di gusci in poliuretano espanso, seguiti da impermeabilizzazioni con termoretraibili materiali isolanti consentire, da un lato, di provvedere servizi di pubblica utilità qualità costantemente elevata, evitando inutili dispersioni di calore e riparazioni e, d'altra parte, un notevole risparmio di denaro.

Isolamento in PPM

Isolamento in schiuma polimero-minerale - PPM (PPMI) è a isolamento termico a base di polimero espanso e carica minerale. I componenti principali dell'isolamento PPM sono, di regola, la schiuma di poliuretano (PPU) e un riempitivo minerale introdotto in esso per conferire resistenza meccanica, che di solito è sabbia, cenere o altri materiali.

Non molto tempo fa, il PPM ha iniziato ad essere utilizzato attivamente come materiale termoisolante nella costruzione di tubi con isolamento in PPM. In genere Isolamento PPMI tubi è un metodo molto economico, che è apertamente dichiarato dai produttori di tubi d'acciaio con isolamento in PPM. Ed è difficile discuterne. Il costo di produzione e installazione è relativamente basso, è molto più facile posare tubi in polimero-minerale rispetto, ad esempio, ai tubi in PPU in una guaina di polietilene. Durante la costruzione, non è necessario installare il sistema UEC e quindi controllarlo. Non è necessario addestrare il personale in tecniche diagnostiche remote, dotare i tappeti del sistema UEC, non è necessario suonare i fili: l'hai scavato e dimenticato, cos'altro possono sognare le imprese municipali che gestiscono la rete di riscaldamento? Si scopre che Prezzo PPM l'isolamento è davvero basso, tuttavia, si consideri il confronto delle caratteristiche tecniche di PPM e PPU in modo più dettagliato:

Per fare ciò, passiamo ai risultati dei test di laboratorio presentati da BASF alla conferenza internazionale annuale "Heat of Russia" nel 2010 a San Pietroburgo.

Foto scattate con microscopio elettronico con ingrandimento 63x:

PPU, densità di colata 80 kg/m3.

PPM, densità di colata 260 kg/m3, contenuto di sabbia in peso 41,3%.

La forza di PPU e PPM in compressione:

Confronto della conducibilità termica di PPU e PPM:

Assorbimento d'acqua di PPU e PPM:

Come si può vedere dai grafici, le proprietà e le caratteristiche dell'isolamento in PPM sono paragonabili a quelle del PPU. Ma! Tutte queste misurazioni sono state e vengono eseguite in laboratori con materiale termoisolante a secco, ma cosa succede nella realtà? In pratica, i produttori di tubi in schiuma di poliuretano per qualche motivo proteggono la schiuma di poliuretano con una guaina in polietilene affidabile, lunghi e isolano accuratamente i giunti in schiuma di poliuretano aggraffando e monitorando ogni giunto, montano e monitorano la bagnatura della schiuma di poliuretano attraverso un complesso sistema UEC. Per che cosa?

Il fatto è che sia PPU che PPM, a contatto con l'acqua, lentamente ma inesorabilmente acquistano umidità e l'assorbimento d'acqua di PPM è anche leggermente superiore (vedi grafico). L'umidità si diffonde attraverso lo strato termoisolante, raggiungendo il metallo del tubo, che si corrode e collassa a una velocità elevata alla temperatura ultra elevata del liquido di raffreddamento. Lo stesso si può dire della conducibilità termica, che per entrambi i materiali è più o meno paragonabile ad un materiale secco:

Grafico della variazione della conducibilità termica durante l'invecchiamento per schiuma poliuretanica secca e PPM:

Ma se PPU o PPM si bagnano, il coefficiente di conducibilità termica aumenta molte volte. E così, per evitare che ciò accada, i produttori di tubi in PPU proteggono in modo affidabile le loro tubazioni con una guaina, controllano la bagnatura con il sistema UEC e, al primo segnale, scavano il tubo e ripristinano la protezione impermeabilizzante.

Durante la produzione dell'isolamento PPM, insieme al miglioramento caratteristiche meccaniche, le proprietà di isolamento termico del materiale si deteriorano, l'indice di assorbimento d'acqua dell'intera struttura aumenta (dopotutto, in linea di principio, non esiste una protezione impermeabilizzante) e le caratteristiche tecniche dell'isolamento in PPM umido di tubi e curve lasciano molto a desiderare.

In realtà, questo è ciò che accade: l'isolamento dei tubi in PPM raccoglie rapidamente l'umidità, la assorbe attivamente, quindi la conduttività termica aumenta notevolmente e quando l'acqua raggiunge il metallo del tubo, si verifica una rapida corrosione, dalla quale non c'è fuoriuscita e una temperatura del liquido di raffreddamento elevata, fino a 150 gradi, funge da potente catalizzatore per il processo di corrosione.

Si scopre che i tubi d'acciaio nell'isolamento PPM vengono distrutti molto più velocemente sotto l'influenza della corrosione. Bagnato materiale termoisolante si riscalda fortemente e, emettendo calore attivamente, riscalda bene il terreno e scioglie la neve sulla superficie delle tubazioni durante la posa senza canali. Le perdite di calore superano tutti i limiti immaginabili e inimmaginabili, mentre la corrosione non conosce confini.

Separatamente, vale la pena dare un'occhiata a come appare l'isolamento dei giunti PPM, perché, secondo i produttori di tubi PPM, questo è uno dei loro principali vantaggi rispetto alle tubazioni PPU in un guscio di fabbrica. Basti pensare che il costo della sigillatura di un giunto è 3 volte inferiore rispetto all'isolamento di un giunto di tubo in PPU. È difficile discutere con questo, difficilmente puoi pensare a qualcosa di più economico:

Tubi PPU e PPMI cosa scegliere?

La scelta del tipo di isolamento tra schiuma poliuretanica (PPU) e schiuma polimerica minerale (PPM) è una questione complessa.

In effetti, entrambi i tipi di isolamento (con uno strato impermeabilizzante esterno e non rivestito) sono raccomandati da SNiP 41-02-2003 "Reti di calore", ma la decisione finale viene presa dall'organizzazione operativa sulla base di dati moderni sulle proprietà e sull'esperienza di utilizzare entrambi i tipi di isolamento. Nella discussione sulla fattibilità dell'uso dell'uno o dell'altro tipo di isolamento, prima di tutto dovrebbero partecipare i rappresentanti delle organizzazioni operative (ingegnere capo, capo delle apparecchiature tecniche e tecniche) e i rappresentanti dei produttori - solo come consulenti, pronti a fornire informazioni di interesse per l'analisi.

I principali vantaggi dei tubi con isolamento in PPU sono presentati nella tabella.

Indicatori	Disegni di isolamento termico comparabili		Vantaggi del PPU
	PPU	PPM
Documento normativo per la produzione di un prodotto	GOST 30732-2001	QUELLO	Il prodotto è fabbricato secondo i requisiti di GOST
Conducibilità termica, W/mS, a t=50С	0,033 Secondo SNiP 41-03-2003, quando si calcola lo spessore dell'isolamento termico, viene utilizzato il fattore di inumidimento = 1, quindi la conduttività termica è 0,033	0,047 (a secco) Secondo SNiP 41-03-2003, quando si calcola lo spessore dell'isolamento termico, viene utilizzato il fattore di bagnatura = 1,05, quindi la conduttività termica è 0,049	Meno di 0,016 W / mS: l'indicatore principale del materiale di isolamento termico
Densità, kg/m3	80-100	200-250	Leggerezza di tubi e raccordi isolati per una facile installazione
Resistenza al calore, °С	150	150	Resiste al programma di temperatura massima delle reti di riscaldamento 150-70°С
Assorbimento d'acqua a piena immersione per 30 giorni in peso,%	Non c'è assorbimento d'acqua della struttura. come idro rivestimento protettivo Usato tubo in polietilene	7% L'evaporazione dell'umidità dallo strato termoisolante sottrae energia al vettore di calore; l'impregnazione stagionale ciclica e l'evaporazione dell'umidità distruggono lo strato di PPM.	Impermeabilizzazione di alta qualità, il cui funzionamento è controllato per tutta la vita utile dal sistema UEC
Disponibilità di sistema operativo di controllo remoto	c'è	L'impossibilità di installare un sistema diagnostico a causa della costante presenza di umidità nello strato di PPM	Possibilità in qualsiasi momento di controllare lo stato dell'isolamento termico
Disponibilità drenaggio associato	Non richiesto secondo SNiP 41-02-2003 p.12.3	Dispositivo richiesto
Protezione anticorrosione esterna aggiuntiva	Non richiesto secondo SNiP 41-02-2003 p.13.5	Dispositivo richiesto	Costruzione più economica di PPU, rispetto a PPM
Massima resistenza alla compressione, MPa in flessione, MPa	0.4, che corrisponde a SNiP 41-03-2003, GOST 30732-2001 0.4, che corrisponde ai requisiti di GOST 30732-2001	1.2; 1.7 Queste cifre dovrebbero essere alte, perché lo strato in PPM deve sopportare i carichi che nella struttura in PPU cadono sul tubo-shell in polietilene	Conforme ai requisiti di SNiP e GOST
Protezione contro i danni meccanici	Il guscio impermeabile in polietilene è una buona protezione contro i danni meccanici, è prodotto in fabbrica e supera il Dipartimento di Controllo Qualità	Tale protezione è costituita da una crosta di sabbia e schiuma poliuretanica, che durante il processo produttivo si ottiene disomogenea e di diverso spessore lungo la lunghezza del tubo.	La protezione di alta qualità è fornita dal design
Adesione al tubo, MPa	Non meno di 0,12, che soddisfa i requisiti di GOST 30732-2001	0,4 e non dovrebbe essere inferiore, perché in caso contrario, quando l'isolamento dal tubo di lavoro viene strappato, l'umidità entra strato di isolamento termico penetrerà nella superficie del tubo di lavoro, provocandone la corrosione	Conforme ai requisiti di GOST
Metodo di posa	In superficie, senza canali	Senza canali, fuori terra. La posa fuori terra richiede una protezione aggiuntiva dai raggi ultravioletti
Spessore isolamento, mm	Secondo GOST:	Secondo TU:	Con una conducibilità termica inferiore del PPU, lo spessore dell'isolamento secondo GOST è maggiore di quello del PPM, il che garantisce minori dispersioni di calore
Dn 273 mm	57	43
DN 426 mm	58	44
DN 630 mm	72,5	60
Tutta la vita	Secondo GOST almeno 25 anni. Secondo l'esperienza dei paesi occidentali, è stato dimostrato che la durata è di circa 35 anni	Stimato 30 anni	L'isolamento si è dimostrato valido con 40 anni di esperienza operativa nel mondo e 20 anni di esperienza in Russia
Isolamento di raccordi, tee, diramazioni a tee	GOST 30732-2001 prevede l'isolamento di tutti i raccordi, la capacità tecnologica dei produttori è sufficiente per completare il tubo di calore ordinato con tutti i raccordi necessari	Soluzioni standard nessun isolamento fornito valvole di arresto. Molti produttori non forniscono tee e tee di derivazione perché i moduli per la loro fabbricazione sono costosi, il che porta ad un aumento del costo delle filiali di produzione condizioni del campo	L'isolamento non solo dei tubi, ma anche di tutti i raccordi della tubazione riduce al minimo le perdite di calore della tubazione

Isolamento in schiuma polimero-minerale - PPM (PPMI) rappresenta l'isolamento termico sulla base del polimero espanso realizzato e di un riempitivo minerale. Componenti principali dell'isolamento in PPM- questa, di regola, è anche una carica minerale introdotta al suo interno per conferire resistenza meccanica, che solitamente è sabbia, cenere o altri materiali.

Non molto tempo fa, il PPM ha iniziato ad essere utilizzato attivamente come materiale termoisolante nelle costruzioni. tubi in isolamento PPM. In generale, isolamento Tubi in PPMIè un metodo molto economico, dichiarato apertamente dai produttori di tubi in acciaio con isolamento in PPM.

Ed è difficile discuterne. Il costo di produzione e installazione è relativamente basso, è molto più facile posare tubi in schiuma polimerica rispetto, ad esempio,. Durante la costruzione, non è necessario installare il sistema UEC e quindi controllarlo. Non è necessario addestrare il personale in tecniche diagnostiche remote, dotare i tappeti del sistema UEC, non è necessario suonare i fili: l'hai scavato e dimenticato, cos'altro possono sognare le imprese municipali che gestiscono la rete di riscaldamento? Si scopre che prezzo dell'isolamento in PPM davvero basso peròConsideriamo un confronto delle caratteristiche tecniche di PPM e PPU in modo più dettagliato:

Per questo, ci rivolgiamo a Risultati dei test di laboratorio BASF presentato alla conferenza internazionale annuale "Heat of Russia" nel 2010 a San Pietroburgo.

Immagini scattate con un microscopio elettronico con ingrandimento 63x :

PPU, densità di colata 80 kg/m3.

PPM, densità di colata 260 kg/m3, contenuto di sabbia in peso 41,3%.

La forza di PPU e PPM in compressione :

Confronto della conducibilità termica di PPU e PPM :

Assorbimento d'acqua di PPU e PPM :

Come si può vedere dai grafici sottostanti - le proprietà e le caratteristiche dell'isolamento in PPM sono paragonabili a quelle del PPU. Ma! Tutte queste misurazioni sono state e vengono eseguite in laboratori con materiale termoisolante a secco, ma cosa succede nella realtà? In pratica, i produttori di tubi in schiuma di poliuretano per qualche motivo proteggono la schiuma di poliuretano con una guaina in polietilene affidabile, effettuando a lungo e con attenzione la crimpatura e il controllo di ogni giunzione, montano e monitorano la bagnatura della schiuma di poliuretano attraverso un complesso sistema UEC. Per che cosa?

Il punto è questo PPU e PPM, a contatto con l'acqua, acquistano umidità lentamente ma inesorabilmente, e l'assorbimento d'acqua di PPM è anche leggermente superiore (vedi grafico). L'umidità si diffonde attraverso lo strato termoisolante, raggiungendo il metallo del tubo, che si corrode e collassa a una velocità elevata alla temperatura ultra elevata del liquido di raffreddamento. Lo stesso si può dire della conducibilità termica, che per entrambi i materiali è più o meno paragonabile ad un materiale secco:

Grafico della variazione della conducibilità termica durante l'invecchiamento per schiuma poliuretanica secca e PPM:

Ma se il PPU o il PPM si bagnano, anche la conduttività termica di entrambi i materiali aumenta allo stesso modo, rapidamente e molte volte ...
Durante la produzione dell'isolamento in PPM, insieme al miglioramento delle caratteristiche meccaniche, le proprietà di isolamento termico del materiale si deteriorano, aumenta l'indice di assorbimento d'acqua dell'intera struttura (perché nessuna impermeabilizzazione), e le caratteristiche tecniche dell'isolamento in PPM umido di tubi e curve lasciano molto a desiderare.

In realtà, questo è ciò che accade: Isolamento dei tubi in PPMassorbe rapidamente l'umidità, lo assorbe attivamente, quindi la conduttività termica aumenta drasticamente e quando l'acqua raggiunge il metallo del tubo, si verifica una rapida corrosione, dalla quale non c'è scampo, e l'alta temperatura del liquido di raffreddamento, fino a 150 gradi, funge da potente catalizzatore per il processo di corrosione.

Si scopre che tubi in acciaio con isolamento in PPM corrodono molto più velocemente. Il materiale termoisolante bagnato è molto caldo e, emettendo attivamente calore, riscalda bene il terreno e scioglie la neve sulla superficie delle tubazioni durante la posa senza canali. Le perdite di calore superano tutti i limiti immaginabili e inimmaginabili, mentre la corrosione non conosce confini.

Separatamente, vale la pena guardare come appare isolamento dei giunti in PPM, dopotutto, secondo i produttori di tubi PPM, questo è uno dei loro principali vantaggi rispetto alle tubazioni PPU in un guscio di fabbrica. Basta pensarci, il costo per sigillare il giunto è 3 volte più economico. È difficile discutere con questo. Tuttavia, osservando le giunzioni dei tubi in PPM, si crea una ferma convinzione che questo non sia un vantaggio, ma il problema principale dell'isolamento in PPM:

La funzione principale delle reti di riscaldamento è la fornitura di liquido di raffreddamento caldo ai consumatori con perdite di temperatura minime. L'affidabile isolamento termico dei tubi al momento della loro posa nella posizione di progettazione aiuta a garantire l'attuazione di un compito difficile. Questa fase complica notevolmente i lavori di installazione e aumenta notevolmente i tempi di posa della rete di riscaldamento. È apparso relativamente di recente t Ruby nell'isolamento PPM ha aiutato a sbarazzarsi di molti problemi nella costruzione di reti che forniscono calore alle case dei cittadini, nonché alle strutture industriali e amministrative.

Oggi viene eseguita l'applicazione di un rivestimento protettivo polimero-minerale ambiente industriale, che influisce sulla qualità dell'isolamento e sulla velocità di posa di lunghe tubazioni. I giunti e le aree danneggiate vengono lavorati direttamente in cantiere.

Perché i tubi con isolamento in PPM sono attraenti

Confrontando la tradizionale protezione delle reti di riscaldamento con materiali in lana minerale con PPMI, si possono notare numerosi vantaggi:

monomerità della guaina protettiva - lo spessore dell'isolamento rimane costante per l'intera lunghezza;
elevati tassi di risparmio di calore: le perdite non superano il 2-4%;
mancanza di controllo remoto operativo della conduttura di calore associata all'umidificazione del guscio isolante, in contrasto con l'isolamento in PPU, che è associato a una buona permeabilità al vapore, capacità di autoessiccamento e idrofobicità del PPM;
la presenza di protezione anticorrosione e antiurto;
la presenza di proprietà dielettriche nella guaina protettiva, che racchiude tubi metallici dagli effetti delle correnti vaganti;
efficienza - minor costo rispetto ai tubi in poliuretano espanso isolante;
rapida installazione della rete di riscaldamento;
una semplice soluzione ai problemi di protezione delle articolazioni: è sufficiente riempirle di schiuma sul campo;
prezzo contenuto per i prodotti sagomati, che incide positivamente sul costo totale stimato del lavoro;
lunga durata dei prodotti con conservazione delle proprietà originali (resistenza all'invecchiamento) rispetto alle tubazioni coibentate con materiali tradizionali. Garanzia di almeno 30 anni, comprovata nella pratica;
buona adesione del materiale termoisolante alla superficie del tubo e assenza di reazione chimica tra superfici adiacenti;
la necessità di verniciare solo le sezioni di terra dei tubi a contatto con i raggi ultravioletti;
manutenibilità - ripristino dello strato isolante in posizione.

I tubi isolanti in PPM si sono già dimostrati positivi. Le condutture di calore da loro sono gestite in molte grandi città del paese, senza causare problemi su vasta scala associati a rotture e usura dello strato superiore. L'isolamento diffuso del PPU è ormai un ricordo del passato e il PPM alternativo sta salendo in primo piano. Il costo e la perdita di calore del materiale più moderno sono inferiori e la protezione in diverse direzioni è maggiore.

Come mostra la pratica, l'isolamento polimero-minerale protegge con successo i tubi metallici in condizioni di terreno umido, poiché ha un basso indice di umidità di assorbimento. I prodotti sono considerati molto più promettenti degli analoghi con shell PPU.

La progettazione della rete di riscaldamento da tubi e raccordi con isolamento in PPM viene eseguita tenendo conto dei requisiti di SNiP 41-02-2003.

Cos'è l'PPMI

PPM è considerato uno dei i migliori materiali utilizzato per l'isolamento termico. Il suo predecessore era il calcestruzzo polimerico, sviluppato dai dipendenti dell'istituto nazionale VNIPIenergoprom. Alla fine degli anni '70 del secolo scorso fu prodotto un lotto industriale di tubi in isolamento PB e furono create imprese di produzione pilota.

Ma l'attività si fermò a causa di un motivo banale: una carenza totale, un fenomeno comune dell'epoca sovietica. E tutto perché uno dei componenti del calcestruzzo polimerico è stato prodotto da due sole imprese di un immenso paese, quindi è stato difficile acquistarlo anche in quantità minime. Al riguardo, le officine sperimentali hanno operato con significative interruzioni.

L'isolamento PPM è apparso quasi 20 anni dopo grazie all'attrezzatura di imprese con linee importate progettate per la produzione di poliuretani rigidi. Gli specialisti hanno proposto una versione modificata del calcestruzzo polimerico - minerale polimerico espanso. Ma insieme a un cambiamento nella composizione dei componenti e nella tecnologia di produzione del materiale, il principio dell'isolamento è rimasto lo stesso e le sue proprietà sono migliorate in modo significativo.

La base della schiuma polimerica è:

massa di polimero espanso: viene spesso utilizzata la schiuma di poliuretano;
riempitivo minerale: è consentito utilizzare sabbia, cenere e altri materiali disponibili per una particolare regione.

Il riempitivo minerale è necessario per conferire resistenza meccanica allo strato isolante. Il dosaggio dei componenti viene effettuato nel rispetto processo tecnologico. Il ritiro minaccia con la probabilità di cambiamenti nelle proprietà di PPM in il lato peggiore. Il risultato è un aumento della conducibilità termica e dell'assorbimento d'acqua.

Una delle proprietà importanti del PPMI è la permeabilità al vapore del materiale. Ciò significa che l'isolamento praticamente non assorbe l'umidità gocciolante, cioè è idrofobo. Questo fattore ha un effetto positivo sulla conservazione delle caratteristiche originali dell'isolamento e ci consente di parlare delle proprietà uniche dei minerali della schiuma polimerica.

I tubi con isolamento in PPM possono essere utilizzati per l'installazione di condotte di calore a terra e sotterranee (canali o non).

Produzione di prodotti tubolari

Un guscio monolitico in PPM con uno spessore di 32-88 mm viene applicato a tubi in acciaio con un diametro di 57-820 mm. Elevata adesione materiale polimerico consente di creare un isolamento affidabile della rete di riscaldamento, incomparabile con il metodo tradizionale di avvolgimento dei tubi lana minerale o con sigillatura continua delle tubazioni in PPU. Durante la formazione dello strato PPM, s fuori tubi, si formano contemporaneamente tre strati avvolgenti di diversa densità:

anticorrosione, adiacente direttamente al tubo - spessore 3-5 mm ad una densità di 400-500 kg/m3;
termoisolante, situato nel mezzo - lo spessore stimato con una densità di 70-100 kg / m3;
impermeabilizzazione, situata all'esterno - spessore 3-5 mm con una densità da 400 a 800 kg / m3.

Un tale progetto affronta le condizioni operative più severe.

A processo di produzione per la fabbricazione di tubi isolati comprende diverse sezioni:

preparazione di riempitivo e componente polimerico;
preparazione di tubi e raccordi in acciaio per colata;
stampaggio isolamento PPM;
accettazione e controllo qualità dei prodotti finiti.

Il ciclo di colata consiste in una serie di fasi di lavoro. Innanzitutto, viene calcolato il numero di componenti della composizione isolante. Dipende dallo spessore del guscio, dalla lunghezza e dal diametro dei tubi. In base ai risultati ottenuti, i componenti vengono dosati in un apposito miscelatore, dopodiché vengono miscelati. La massa finita viene versata negli stampi. Dopo l'indurimento, viene eseguito lo stripping, che avviene abbastanza rapidamente.

L'intero processo richiede circa un'ora di lavoro.

Le forme rappresentano un involucro diviso a forma di cilindro cavo. Su uno dei lati longitudinali, le metà sono interconnesse da anelli. Parte inferioreè immobile. È installato sul letto. Parte in alto il coperchio si apre e si chiude. La cavità dello stampo è sigillata da guarnizioni poste su entrambe le metà del cilindro.

Il costo dei tubi in isolamento PPM dipende dalla loro dimensioni complessive, densità della schiuma polimerica e politica dei prezzi produttore. Dovrai pagare l'isolamento in base allo spessore del guscio e al diametro del tubo. I listini prezzi stabiliscono il costo di uno metro lineare PPMI. Varia da 550 a 9500 rubli. Alcune aziende stabiliscono prezzi IVA esclusa per attirare clienti. In questo caso, i numeri sono inferiori.

Tubi in isolamento PPM: un modo moderno di costruire reti di calore

ME. Mishin, Direttore, LLC NPP "Penopolimer", Kolomna, Regione di Mosca.

Prerequisiti per la creazione di isolamento MRP

La rivista "Technique of Youth" per il 1983 racconta un'invenzione unica di scienziati dell'istituto di ricerca "VNIPIenergoprom" del Ministero dell'Energia dell'URSS - calcestruzzo polimerico (PPB), un nuovo, maniera efficiente termiche e impermeabilizzanti. Questo articolo afferma che i tubi con isolamento in PPB possono essere utilizzati per la posa di reti di riscaldamento interrate (senza canali e canali) e fuori terra con una temperatura del liquido di raffreddamento fino a 150 ° C. L'introduzione dell'isolamento in PPB aumenta significativamente l'affidabilità e la durata delle reti.

Il Laboratorio Centrale delle Reti Termiche di VNIPIenergoprom ha creato e brevettato materiali fondamentalmente nuovi per l'isolamento termico delle tubazioni già all'inizio degli anni '70. L'unicità dell'invenzione consisteva sia nelle elevate caratteristiche prestazionali dello strato protettivo, sia nel fatto che esso fosse costituito da scarti di produzione chimica e da materiali che praticamente giacciono sotto i piedi: sabbia, ghiaia argillosa espansa, cenere, farina di andesite, ecc., che lo ha reso molto economico. Strato materiale protettivo caratterizzato da bassa conducibilità termica, un elevato grado di adesione al metallo del tubo (che ha impedito lo sviluppo di processi di corrosione sulla sua superficie), la capacità di resistere carichi pesanti durante la posa di condotte sotterranee. La tecnologia di applicazione di un rivestimento termoimpermeabilizzante si è rivelata il più semplice possibile.

Da oltre 20 anni l'isolamento PPB ha dimostrato le sue proprietà e parametri dichiarati, affermandosi come uno dei migliori materiali per immagazzinare energia termica durante il suo trasporto in condizioni idrogeologiche difficili e per proteggere superficie esterna tubi dalla corrosione.

Nei primi anni '90 il calcestruzzo polimerico espanso ha festeggiato il suo 25° anniversario. A San Pietroburgo è stata eseguita un'apertura diagnostica di una sezione della rete di riscaldamento nell'isolamento PPB, che era servito per un quarto di secolo. I terreni di San Pietroburgo sono classificati come uno dei più saturi di umidità - umidità periodo autunnaleè superiore al 30%. Dopo che i tubi in isolamento PPB sono stati portati in superficie e puliti dall'isolamento, non hanno nemmeno trovato tracce di corrosione su di essi. E lo strato di isolamento termico è rimasto così forte che ha dovuto essere scheggiato con un piede di porco.

Nel 1995, nella città di Kolomna, nella regione di Mosca, è stata posata una sezione della rete di riscaldamento nell'impianto di isolamento termico con un diametro di tubi di 219 mm. Nell'aprile 2002 il sito è stato aperto per l'ispezione. L'isolamento era integro, senza crepe. Non sono stati trovati segni di corrosione sulla superficie del tubo.

I risultati di questi controlli non sono stati casuali. Secondo VNIPIenergoprom, in nessun caso di apertura di reti di riscaldamento nell'isolamento PPB, indipendentemente dall'umidità del suolo, non è stata riscontrata corrosione dei tubi.

Nonostante il bene caratteristiche di performance, a metà degli anni '90, il calcestruzzo polimerico espanso, come isolamento termico, era già inferiore ai materiali moderni nei seguenti indicatori: alta densità (oltre 500 kg / m 3) e, di conseguenza, il peso dell'isolamento; alto coefficiente di conducibilità termica (oltre 0,05 W/m°C); uso nella fabbricazione di proibito e sostanze nocive; mancanza di una tecnologia collaudata e collaudata per la sigillatura dei giunti di testa e la produzione prodotti sagomati(sistemi di tubazioni).

Grazie a persona eccezionale e scienziato d.t.s. G.H. Umerkin, capo del dipartimento ONIPTS di VNIPIenergoprom, il lavoro per migliorare il materiale di isolamento termico non si è fermato. È stato possibile ottenere un materiale con una densità inferiore e un basso valore di assorbimento d'acqua, migliorare le proprietà di isolamento termico e allo stesso tempo non ridurre la resistenza del materiale e l'adesione al tubo di acciaio.

Iniziato da GH. Umerkin, sulla base di VNIPIenergoprom, insieme ad altre organizzazioni, è stato svolto un ulteriore lavoro di ricerca e nel 1995 è apparso un materiale migliorato, chiamato "minerale polimero espanso" (PPM). Aveva proprietà migliorate e la tecnologia di fabbricazione (applicazione su tubi d'acciaio) è stata migliorata e testata.

Tecnologia per la produzione di tubi in isolamento PPM e loro vantaggi

Come accennato in precedenza, la tecnologia per la produzione di tubi con isolamento in PPM è relativamente semplice. I componenti isolanti vengono miscelati, la massa risultante viene versata in uno stampo in cui viene posato il tubo.

Prima della posa negli stampi, la superficie dei tubi e dei raccordi in acciaio viene asciugata e pulita da olio, grasso, ruggine, incrostazioni e polvere. La superficie del tubo e dello stampo prima della colata della miscela isolante deve avere la temperatura ottimale affinché la reazione di schiumatura avvenga e la formazione della necessaria struttura dell'isolante in PPM.

Sul superficie interna forme, viene applicato un lubrificante che impedisce l'adesione dell'isolamento PPM durante il processo di produzione.

Dopo aver versato la miscela isolante nello stampo, viene bloccato. Entro 20-40 minuti, la massa schiumeggia e si indurisce, distribuendosi uniformemente sulla superficie del tubo, senza formare gusci e vuoti. Pertanto, otteniamo un tubo preisolato con isolamento in PPM.

Dopo aver ricevuto la struttura integrale dell'isolamento PPM in un ciclo tecnologico all'interno del volume di un prodotto, si formano un centro poroso e una struttura compattata nelle zone marginali del prodotto. Cioè, per un versamento della massa isolante nello stampo, si formano tre strati sul tubo. E ognuno di essi svolge la propria funzione (Fig. 1):

strato corticale esterno 1 (densità 400600 kg/m 3 , spessore 10-15 mm) protegge l'isolante da danni meccanici e penetrazione di umidità capillare;
strato di isolamento termico 2 (densità fino a 200 kg / m 3) ha un basso coefficiente di conducibilità termica (fino a 0,041 W / m. O С);
strato corticale interno anticorrosivo 3 (densità 300-400 kg/m 3 , spessore 510 mm) protegge la superficie esterna del tubo dalla corrosione.

È grazie alla struttura integrale del PPM che l'isolamento combina proprietà quali: elevata resistenza meccanica e buone proprietà di isolamento termico, permeabilità al vapore e basso assorbimento d'acqua.

I tubi con isolamento in PPM sono facili da installare e non richiedono specialisti di alta classe che eseguono lavori di costruzione e installazione. Questa circostanza è talvolta decisiva. È sufficiente che un'organizzazione edile o operativa formi i suoi dipendenti una volta direttamente presso la struttura nella tecnologia di sigillatura dei giunti di testa, dopodiché possono eseguire autonomamente questi semplici lavori che non richiedono attrezzature e specialisti speciali.

Le tubazioni in isolamento PPM sono altamente manutenibili. Se necessario, aprire l'isolamento sulla tubazione o se è stato danneggiato durante il lavori di sterro, quindi è possibile ripristinarlo con la conservazione di tutte le qualità inerenti all'isolamento PPM in campo. La sigillatura dei giunti di testa dell'isolamento è abbastanza semplice ed economica quando si utilizzano i kit di utensili per tubi appropriati. diametro diverso. Allo stesso tempo, il giunto versato sul campo non è inferiore per proprietà e qualità all'isolamento termico applicato in fabbrica, che si forma sul corpo della tubazione struttura monolitica.

Ad esempio, durante la costruzione di una rete di riscaldamento in una delle città della regione di Mosca, che, come spesso accade, si è trascinata per un bel po' a lungo, sono state applicate tubazioni in isolamento PPM. Allo stesso tempo, l'isolamento ha resistito adeguatamente a tutto il “bullismo” di per sé (Fig. 2): allagamento con acqua; sigillatura di giunti di ancoraggi aggiuntivi; tentativi di dare fuoco all'isolamento, ecc.

Uno svantaggio significativo della schiuma polimerica, come qualsiasi altro materiale polimerico, è l'invecchiamento sotto l'influenza dei raggi ultravioletti. Pertanto, il tubo durante la posa fuori terra è protetto da loro effetti dannosi vernici contenenti assorbitori di raggi UV, smalti siliconici, colori acrilici per rivestimenti polimerici, ecc.

Informazioni sul funzionamento dei tubi con isolamento in PPM

Le tubazioni in isolamento PPB sono in funzione da oltre 25 anni e in isolamento PPM (design migliorato) - 10 anni. Durante questo periodo è stata accumulata una notevole esperienza nella loro applicazione, che ha dimostrato che questo tipo di isolamento non è praticamente soggetto a distruzione e mantiene le sue proprietà dopo 20 anni o più.

Dal 1983, in totale, sono stati posati su tutto il territorio nazionale circa 500 km di condotte in isolamento PPB. Nei primi anni '90. il secolo scorso, c'è stato un leggero declino associato situazione difficile nel paese. E dal 1995, il numero di tubazioni già posate nell'isolamento PPM è gradualmente aumentato e oggi la lunghezza delle tubazioni nell'isolamento PPM in Russia è di oltre 2500 km.

Lunga durata delle condutture nell'isolamento PPM in varie regioni del paese (dalle steppe aride e calde degli Urali meridionali alle regioni dell'estremo nord, dove orario invernale la temperatura scende a -50 ° C) indica l'assenza di distruzione strutturale, crepe, deformazioni, a seconda condizioni climatiche, temperatura del liquido di raffreddamento, pressione del suolo.

Ma l'isolamento PPM più diffuso è ancora nella regione centrale della Russia, dove si vede bei risultati. Pertanto, nel 2008, è stata condotta un'indagine sulla condotta nell'isolamento PPM presso la rete di riscaldamento della città di Ryazan. Parametri della sezione censita della rete di riscaldamento (Fig. 3):

diametro della tubazione 89 mm;
diametro isolamento 180 mm;
posa senza canali;
vita utile al momento dell'apertura - 6 anni;
non sono state trovate tracce di corrosione esterna;
le condizioni dell'isolamento sono soddisfacenti, senza danni, crepe, scheggiature, l'integrità dell'isolamento non è rotta;
umidità dei campioni di isolamento prelevati - 3,1% in peso;
le perdite di calore della sezione del gasdotto, secondo i dati dell'organizzazione operativa di Ryazan, non superano la norma stabilita.

Va inoltre notato che l'isolamento PPM è ampiamente utilizzato non solo per la posa senza canali, ma anche per la posa in canali impraticabili. Nelle grandi città, in condizioni anguste ea rischio di posa senza canali, l'isolamento PPM funge da buon sostituto delle tubazioni con altri tipi di isolamento termico.

I risultati delle continue osservazioni delle tubazioni nell'isolamento PPM ci consentono di considerare questo disegno come una delle moderne e promettenti reti di riscaldamento per condotte, che ha superato le prove sul campo del tempo.

Letteratura

Rivista "Tecnica della gioventù", vol. 10, 1983, pag. 22.

"Certificati di ispezione della sezione pilota della condotta con isolamento in calcestruzzo polimerico espanso sviluppati dall'istituto VNIPI-energoprom" n. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Rete di riscaldamento Lenenergo, 1998

Silaev DA Isolamento in PPU e PPM. Uno sguardo dall'altra parte // Notizie di fornitura di calore. 2009. N. 7. SS 32-36.

Umerkin G.Kh., Romanov S.V., Mishina A.M. Eliminazione dei danni alle tubazioni nell'isolamento in schiuma-polimero-minerale sul campo // Novità sulla fornitura di calore. 2008. N. 9. SS 34-36.