Теплоизоляционный материал пенополиуретан (ППУ), объемы потребления которого в мире динамично увеличиваются последние три десятилетия, используется для производства предизолированных трубопроводов бесканальной подземной, канальной в лотках и наземной прокладки тепловых сетей с температурой теплоносителя до 140°С по ГОСТ 30732-2006.
Жесткий пенополиуретан (ППУ), используемый в процессе изготовления труб и фасонных изделий в ппу изоляции и представляющий из себя пенопласт с высоким содержанием газа, получают из жидких компонентов А и Б масляничной консистенции, дозировка и смешение которых осуществляется при помощи специального заливочного оборудования (заливочных машин высокого давления). Пенопласт пенополиуретана формуют как в заводских условиях, нанося тепловую изоляцию на трубы, фасонные элементы, запорную арматуру, компенсационные устройства, а также производя скорлупы ппу, так и в условиях монтажа теплоизоляции на месте – при заливке стыков трубопроводов в ппу изоляции и напылении ппу на поверхности. Реакции вспенивания и отверждения жесткого пенополиуретана по технологии теплоизоляции трубопроводов «труба в трубе» протекают достаточно быстро, что уже через несколько десятков минут после изготовления изделие готово для дальнейшего применения.
Жесткие пенополиуретаны могут быть плотностью от 30 до 80 и более кг/куб.м, и имеют 92 — 97% газовой фазы и содержат обычно изолированные ячейки диаметром 0,2-1,0 мм.
На российском рынке основная доля в поставках компонентов ППУ принадлежит части отечественных предприятий (Владимир, Поволжье) и мировым лидерам в производстве пенополиуретановых систем («DOW», «BASF», «HUNTSMAN» и др.) Сборная конструкция предизолированных труб представляет собой соостную сборку из стальной трубы и защитной наружной оболочки, в качестве материала для которой применяют сталь или полиэтилен. Соостность конструкции достигается за счет центраторов, высота которых обеспечивает возможность заливки труб с разной толщиной тепловой изоляции. Трубы ппу бесканальной подземной прокладки в обязательном порядке обеспечиваются сигнальными медными проводами системы ОДК для контролирования состояния теплоизоляции и стальной трубы и предотвращения аварий на трубопроводах данного типа, что является одним из преимуществ подобной технологии в сравнении с другими материалами и технологиями теплоизоляции трубопроводов тепловых сетей.
Пенополиуретан — это теплоизолятор для трубопроводов со следующими свойствами и характеристиками:
1. Низкое водопоглощение пенополиуретана. Благодаря закрытой структуре ячеек теплоизоляционного пенополаста, водопоглощение ППУ не превышает 1-3% по объему за 24 часа. Минераловатная теплоизоляция, преимущественно применяемая для тепловой изоляции трубопроводов ранее, при намакании резко теряет свои теплоизоляционные свойства, обвасает, меняет геометрию, прочностные свойства и восстановлению фактически не подлежит. В таком состоянии при свободнов влагонасыщении потери тепла превышают нормативные (по СНиП 41-03-2003) более чем в 11 раз.
Систематические затопления каналов теплотрасс, в которых прокладываются трубы в минераловатной теплоизоляции, связаны с конструктивными особенностями технологии прокладки и используемых для теплоизоляции материалов. Железобетонные конструкции, даже обеспеченные системой откачки поступающих грунтовых вод, не в состоянии обеспечить полной герметичности зоны, в которой находится теплотрасса. Применяемая же гидроизоляция из рулонных полимерных материалов, крепление которых на минеральный теплоизолятор осуществляется в нахлест, также не защищает теплоизоляционное покрытие от попадания в него влаги и конденсата. В связи с этим регулярные сезонные затопления быстро выводят из строя минераловатную теплоизоляцию, что требует ее замены и ремонтно-восстановительных работ. В итоге утечкек воды и вызванных этим ускорения коррозионных процессов аварии и прорывы на трубопроводах тепловых сетей становятся неизбежными в значительно более ранние сроки по отношению к нормативным. Потери же тепла в таких трубопроводах существенно (в разы) выше допустимых по техоегламентам и нормам.
2. Пенополиуретан экологически безопасен. По гигиеническим нормам пенополиуретан может применяться в холодильной технике для продовольственных продуктов, что говорит о его экологической безопасности и для других сфер в промышленности и строительстве.
3. Долговечность пенополиуретана. ППУ обладает продолжительным сроком службы при незначительных изменениях показателя теплопроводности до 50 лет. Структурная устойчивость, а также неподверженность разложению и гниению обеспечивает устойчивость ППУ пенопласта в течении длительного времени. ППУ не разрушается под воздействием сезонных температурных колебаний, атмосферных осадков, агрессивной промышленной атмосферы.
4. Пенополиуретан имеет низкий коэффициент теплопроводности. Данный показатель у ППУ равен 0,019 — 0,035 Вт/М*К, что на практике применения для теплоизоляции трубопроводов ведёт к многократному снижению тепловых потерь по сравнению с минераловатной и другими типами теплоизоляции.
5. ППУ сохраняет тепловую энергию в широком температурном диапазоне от -100°до +140°С, что позволяет применять данные теплоизолятор во всех климатических зонах и большинстве объектов технической и производственной инфраструктуры.
6. Высокая адгезионная прочность пенополиуретана. Конструкция предизолированного трубопровода в ппу изоляции обеспечивает достаточную прочность несмотря на постоянные нагружения стальной части трубопровода, что также гарантирует высокие теплоизоляционные характеристики теплоизоляции и ее долговечность.
7. Звукопоглощение пенополиуретана. Пористая структура пенопласта обеспечивает данный материал высокими звукопоглащающими характеристиками.
8. Пенополиуретаны, нанесенные на металлическую поверхность, защищают ее от коррозии как слоем собственного пенопласта, так и пленками, образующимися в процессе вспенивания на поверхностях пенопласта со стороны металла и со стороны внешней среды.
9. Низкая токсичность. После завершения процесса отвержения пенополиуретаны не токсичны. Но при температуре 500°С выделяются опасные угарный и углекислый газы.
Основные свойства заливочного жесткого пенополиуретана отвечают требованиям, предъявляемым к ППУ изоляции трубопроводов по ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой».
