Особенности применения пенополиуретановых (ППУ) труб

Трубы ППУ представляют собой стандартные стальные изделия, покрытые кожухом из теплоизоляционного материала — пенополиуретана. Такие трубопроводы не нуждаются в дополнительном утеплении, они обеспечивают транспортировку рабочей среды к потребляющему оборудованию с минимальным количеством теплопотерь на всех стадиях циркуляции.

В данной статье рассмотрены трубы ППУ. Вы узнаете сферу их применения, конструктивные особенности и разновидности. Будет представлена технология производства предизолированных труб, а также особенности их соединения и монтажа.

Назначение и конструктивные особенности ППУ труб

Полиуретановые трубы предназначены для использования при подземном и наружном монтаже отопительных коммуникаций и систем подачи воды. Трубопроводы, обустроенные бесканальным способом, создаются из ППУ труб в защитной полиэтиленовой (ПЭ) оболочке, прокладка трубопроводов в проходных каналах либо тоннелях выполняется с использованием изделийс стальным (оцинкованным) защитным покрытием.

Трубы ППУ, согласно положениям ГОСТ, могут использоваться, если расчетные параметры теплоносителя не превышают:

• давление воды — до 1.5 мПа;
• рабочая температура воды — до 140 градусов (возможно кратковременное повышение температуры теплоносителя до 150⁰).

Предизолированные пенополиуретановые изделия также могут использоваться для монтажа промышленных трубопроводов, транспортирующих нефть и газ, и при обустройстве канализационных коммуникаций.

Трубы ППУ представляют собой сборную конструкцию, состоящую из трех слоев: самой трубы (полимерной либо металлической), слоя утеплителя и защитной оболочки из пластика (ПЭ) либо оцинкованной стали (ОЦ). Также существует класс предизолированных изделий, оборудованных системой контроля целостности.

Данная система называется ОДК — оперативно дистанционный контроль. В изделиях с ОДК внутри пенополиуретановой оболочки проложен медный кабель, который подключается к измерительному прибору (рефлектомеру). При наличии повреждений трубопровода, приводящих к протечкам транспортируемой среды, рефлектометр фиксирует участок магистрали на котором наблюдается пониженное сопротивление сигнального провода, благодаря чему ремонтная бригада получает возможность оперативно устранить возникшие неполадки.

Технология производства

Производство ППУ труб выполняется с применением стальных изделий стандартных типоразмеров. Полученная заводом изготовителем партия заготовок проходит проверку качества на предмет соответствия диаметра и толщины стенки труб, наличия неровностей, вмятин и окалин. Согласно положением ГОСТ, стальная заготовка должна иметь гладкую внутреннюю поверхность, обеспечивающие нормативную гидравлическую способность трубопровода.

Дальнейшие производственный процесс выполняется по следующему алгоритму:

1. Заготовки очищаются от грязи, ржавчины и масляных пятен.
2. На стальных трубах закрепляются центрирующие опоры, посредством которых задается требуемое положение трубы внутри ПЭ оболочки.
3. Устанавливается система ОДК. По всей длине заготовки укладывается медный провод, который пропускается сквозь предусмотренные в центрирующих опорах посадочные гнезда — «ушки».
4. Стальная конструкция, прошедшая подготовительный процесс, устанавливается внутри защитной ПЭ оболочки.
5. Выполняется термическая обработка заготовки — при повышенной температуре слой полиэтилена плавится, сцепляется с центрирующими опорами и после охлаждения образует прочную монолитную конструкцию.
6. На торцы заготовки одеваются заливочные заглушки, за счет которых образуется герметичная полость между оболочками.
7. Через отверстия на заглушках внутрь оболочки закачивается пенополиуретан, подача которого осуществляется с помощью заливочной машины.
8. Выдерживается время отвердевания пенополиуретана, заглушки демонтируются и осуществляется контроль качества изделия на предмет соответствия нормативной документации.
9. На поверхность ПЭ оболочки наносится маркировка, после чего производство завершается и изделие поступает на склад готовой продукции.

В качестве теплоизоляционного материала используется двухкомпонентный пенополиуретан марки ППУ-345 либо его аналоги. Данный состав после отвердевания имеет следующие технические характеристики:

• температурный максимум — 150 градусов;
• плотность — от 40 до 60 кг/м²;
• устойчивость к сжимающим нагрузкам — 1.94 кг/см³;
• коэффициент теплопроводности — 0.025 Вт/мК;
• удельная гидрофобность (впитывание воды за 24 часа) — 0.1 кг/м²;
• предел прочности при нагрузкам на изгиб — 1.5 кг/см²;
• температура деформации — 170⁰.

Срок службы ППУ теплоизоляции доходит до 30 лет, такое длительное время службы возможно благодаря устойчивости материала к  гниению и большинству химически агрессивных веществ (включая растворители). Он не разрушается при контакте с бензином, соляркой, щелочной средой и кислотами.

Сортамент изделий, преимущества использования

Трубы ППУ, в зависимости от толщины теплоизоляционной оболочки, классифицируются на две разновидности: тип №1 — стандартный, тип №2 — усиленный. Длина изделий варьируется в диапазоне от 6 до 12 метров.

Предизолированные изделия выпускаются в следующих диаметрах:

• диаметр трубы 57 мм — диаметр по оболочке (включая толщину утеплителя): тип №1 — 125 мм, тип №2 — 140 мм;
• ∅ 76: тип №1 — 140, №2 — 160 мм;
• ∅ 89: тип №1 — 160, №2 — 180 мм;
• ∅ 108: тип №1 — 180, №2 — 200 мм;
• ∅ 133: тип №1 — 225, №2 — 250 мм;
• ∅ 159: тип №1 — 250, №2 — 280 мм;
• ∅ 219: тип №1 — 315, №2 — 355 мм;
• ∅ 273: тип №1 — 400, №2 — 450 мм;
• ∅ 325: тип №1 — 450, №2 — 500 мм;
• ∅ 426: тип №1 — 560, №2 — 630 мм;
• ∅ 530: тип №1 — 710, №2 — 790 мм;
• ∅ 630: тип №1 — 800, №2 — 900 мм;
• ∅ 720: тип №1 — 900, №2 — 1000 мм;
• ∅ 820: тип №1 — 1000, №2 — 1100 мм;
• ∅ 920: тип №1 — 1100, №2 — 1200 мм;
• ∅ 120: тип №1 — 1200, №2 — 1300 мм.

Труба ППУ, в сравнении с аналогами без теплоизоляции, имеет следующие преимущества:

• длительный срок эксплуатации — 30 и более лет, тогда как неутепленный трубопровод требует ремонта спустя 10-15 лет использования;
• уменьшение потери теплоносителем температуры с 30% до 2-3%;
• возможность быстрого определения протечек воды благодаря системе ОДК;
• монтаж трубопровода выполняется значительно быстрее, поскольку отпадает необходимость в дополнительной теплоизоляции;
• полностью устраняется риск разрушения трубопровода из-за замерзания в нем теплоносителя.

Отметим, что труба ППУ ОЦ (с защитным покрытием из оцинкованной стали) и труба ППУ ПЭ (с полиэтиленовой защитой) не имеют существенный отличий в цене, для сравнения: стоимость п.м. изделия 1-го типа диаметром 108 мм составляет  1000 (ПЭ) и 900 (ОЦ) рублей.

Обзор особенностей ППУ труб (видео)

Технология монтажа ППУ труб

Монтаж трубопроводов из ППУ труб требует использования термоусадочных муфт, которыми изолируются места стыковых соединений трубопровода.  Производство работ выполняется по следующему алгоритму:

1. Торцевые части стыкующихся труб очищаются от теплоизоляции на ширину используемой муфты (не менее 30 см).
2. Выполняется соединение трубопровода посредством дуговой сварки. Монтаж теплоизоляции стыка начинается по завершению контроля сварных швов.
3. Стык очищается от загрязнений и ржавчины с помощью щетки по металлу, поверхность промывается водой и высушивается газовой горелкой.
4. Края защитной ПЭ оболочки обезжириваются растворителем, торцевые части муфты должны заходить на оболочку на 20-50 мм с каждой стороны.
5. Выполняется монтаж муфты на место стыка. На расстоянии не менее 15 см от произвольного края муфты высверливается отверстие диаметром 25 мм.
6. Края муфты, заходящие на защитную оболочку прогреваются газовой горелкой до температуры 50 градусов. Зазоры между оболочкой и муфтой проклеивается мастичной лентой, после чего выполняется термоусадка муфты посредством прогрева и опрессовки нахлеста.
7. После того как муфта охладилась до температуры 40⁰ проверяется ее герметичность с помощью нагнетания в полость воздуха под давлением 0.4 Бар. Если монтаж выполнен правильно, муфта будет выдерживать давление на протяжении 5-ти минут.
8. После полного охлаждения муфты выполняется повторная опрессовка стыков, далее через предварительно высверленное отверстие внутрь муфты закачивается расчетное количество пенополиуретана и оболочка закрывается дренажными заглушками.
9. По завершению отвердевания ППУ дренажные заглушки удаляются, и с помощью специального инструмента в отверстия впаиваются ПЭ пробки.

Выполненный монтаж сопровождается нанесением на муфту даты ее установки и проверкой работоспособности системы ОДК.