навесная изоляция трубопроводов что это

Тепловая изоляция трубопроводов тепловых сетей.
Современные материалы и технические решения

Б. М. Шойхет, канд. техн. наук, заведующий отделом,

Л. В. Ставрицкая, главный специалист, АО «Теплопроект»,

Я. А. Ковылянский, канд. техн. наук, заместитель генерального директора по научной работе, АО «ВНИПИЭнергопром»

Реализация программы энергосбережения в Российской Федерации в значительной степени определяется надежным и экономичным функционированием систем теплоснабжения в промышленности и ЖКХ. Тепловые сети являются одним из основных элементов систем централизованного теплоснабжения.

Наиболее экономичным видом прокладки теплопроводов тепловых сетей является надземная прокладка. Однако с учетом архитектурно-планировочных требований, требований экологии в населенных пунктах основным видом прокладки является подземная прокладка в проходных, полупроходных и непроходных каналах. Бесканальные теплопроводы, являясь более экономичными в сравнении с канальной прокладкой по капитальным затратам на их сооружение, применяются в тех случаях, когда они по теплотехнической эффективности и долговечности не уступают теплопроводам в непроходных каналах.

Проектирование тепловых сетей всех способов прокладки осуществляется в соответствии с требованиями СНиП 2.04.07-86* «Тепловые сети». Требования к конструкциям тепловой изоляции и нормы плотности теплового потока от теплоизолированных трубопроводов в зависимости от диаметра трубопровода, температуры теплоносителя и вида прокладки (надземная или подземная) регламентируются СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» с изменением № 1.

Тепловая изоляция предусматривается для линейных участков трубопроводов тепловых сетей, арматуры, фланцевых соединений, компенсаторов и опор труб для надземной, подземной канальной и бесканальной прокладки.

При выборе материалов теплоизоляционных конструкций трубопроводов, прокладываемых в жилых, общественных и производственных зданиях и проходных тоннелях, следует учитывать требования норм проектирования на эти объекты в части пожарной опасности.

1. Условный проход трубопровода, мм

4. Максимальная температура применения, °С

5. Предел прочности при сжатии, МПа

Для изоляции арматуры, сальниковых компенсаторов и фланцевых соединений следует применять преимущественно съемные теплоизоляционные конструкции.

В качестве теплоизоляционного слоя в этих конструкциях наибольшее применение в практике находят теплоизоляционные изделия на основе минерального и стеклянного волокна, выпускаемые различными предприятиями по ГОСТ 21880-94, ГОСТ 9573-96, ГОСТ 10499-95 и Техническим условиям (ТУ) производителей.

Эффективными теплоизоляционными изделиями для прокладываемых в каналах трубопроводов тепловых сетей являются цилиндры из минеральной ваты и стекловолокна. Российскими производителями этой продукции являются

ЗАО «Минеральная вата» и Назаров-ский ЗТИ. Импортная продукция представлена цилиндрами фирм Rockwool, «Флайдерер-Чудово», «Парок», «Изовер». Преимуществом этих изделий является их формостабильность и технологичность при монтаже. Применение формостабильных теплоизоляционных изделий обеспечивает снижение трудозатрат при монтаже теплоизоляции тепловых сетей в каналах.

В конструкциях теплоизоляции подземных трубопроводов канальной прокладки с учетом возможного попадания в конструкцию капельной влаги рекомендуется применять только гидрофобизированные теплоизоляционные материалы. Для ограничения увлажнения волокнистой теплоизоляции при надземной и подземной канальной прокладке по теплоизоляционному слою устанавливается защитное покрытие из гидроизоляционных материалов. В отечественной практике в конструкциях с минераловатными и стекловатными утеплителями при прокладке в каналах используются стеклопластики по ТУ 6-48-87-92, ТУ 36.16.22-68-95, ТУ 6-48-00204961-14-90, изол, гидроизол, полимерные пленки и штукатурные покрытия. При надземной прокладке применяются преимущественно металлические покрытия из оцинкованной стали и алюминиевых сплавов.

Перспективным теплоизоляционным материалом для трубопроводов тепловых сетей с температурным графиком 95–70°C в проходных и непроходных каналах и систем горячего водоснабжения, прокладываемых в технических подпольях и подвалах зданий, является вспененный каучук, производимый фирмой L’Isolante K-Flex под фирменной маркой К-Flex. Изделия К-Flex марки ЕС и ST имеют предельную температуру применения 116°C, а при испытаниях на горючесть по ГОСТ 30244 относятся к группе Г1. Следует отметить, что эти изделия имеют разрешение № РРС 04-5986 Госгортехнадзора России на их использование на объектах, подконтрольных этому ведомству.

Для трубопроводов тепловых сетей подземной бесканальной прокладки применяются преимущественно предварительно изолированные в заводских условиях трубы с гидроизоляционным покрытием, исключающим возможность увлажнения изоляции в процессе эксплуатации.

В качестве основного теплоизоляционного слоя в конструкциях теплоизолированных трубопроводов бесканальной прокладки по СНиП 2.04.07-86* и СНиП 2.04.14-88 рекомендуется применять армопенобетон (АПБ), пенополимерминерал (полимербетон) и пенополиуретан (ППУ).

Применявшиеся ранее конструкции на основе битумоперлита, битумовермикулита, битумокерамзита, фенольных пенопластов (ФРП-1, ФЛ) по физико-техническим и эксплуатационным характеристикам уже не отвечают современным требованиям, в частности, нормам плотности теплового потока по изменению № 1 к СНиП 2.04.14-88. Эти материалы могут использоваться при соответствующем технико-экономическом обосновании в условиях, когда отсутствуют указанные выше, эффективные теплоизоляционные материалы.

Трубы с армопенобетонной изоляцией диаметром от 57 до 1 420 мм выпускаются ЗАО «Изоляционный завод» (Санкт-Петербург) по ТУ 4859-002-03984155-99. Современный армопенобетон характеризуется низкой плотностью (200–250 кг/м 3 ) и теплопроводностью (0,05 Вт/(м•К)) при высокой прочности на сжатие (не менее 0,7 МПа). К преимуществам АПБ относятся его негорючесть, высокая температура применения (до 300°C), отсутствие коррозионного воздействия на стальные трубы, паропроницаемость гидрозащитного покрытия и, как следствие, долговечность. По данным ЗАО «Изоляционный завод» (Санкт-Петербург), более 1 000 км труб с изоляцией из армопенобетона, изготовленных на этом предприятии, находятся в эксплуатации уже более 25 лет. Предызолированные трубы с изоляцией из армопенобетона могут применяться во всем диапазоне температур теплоносителя как в водяных, так и в паровых тепловых сетях всех видов прокладки, включая подземную бесканальную, подземную в проходных и непроходных каналах и надземную прокладку.

Предварительно изолированные в заводских условиях трубы с тепловой изоляцией на основе ППУ и защитным покрытием из полиэтилена высокой плотности по ГОСТ 30732-2001 применяются для тепловых сетей подземной бесканальной прокладки с температурой теплоносителя до 130°C. Теплопроводы оборудованы системой оперативного дистанционного контроля технического состояния теплоизоляции, позволяющей своевременно обнаруживать и устранять возникающие дефекты.

К преимуществам теплопроводов с ППУ-изоляцией относят низкий коэффициент теплопроводности ППУ (0,032–0,035 Вт/(м•К)), технологичность при изготовлении и при монтаже теплопроводов, долговечность при соблюдении требований монтажа и эксплуатации.

Ограничения в применении ППУ-изоляции в тепловых сетях определяются допустимой температурой применения (130°C), горючестью, высокой дымообразующей способностью и токсичностью выделяемых при горении компонентов.

Предельная максимальная температура применения 130°C не позволяет использовать ППУ для изоляции трубопроводов водяных тепловых сетей, работающих по температурным графикам 150–70 и 180–70°C и паропроводов. Следует отметить, что ГОСТ 30732-2001 допускает применение ППУ при кратковременном повышении температуры до 150°C.

Пенополиуретан при испытаниях по ГОСТ 30244, в зависимости от рецептуры, относится к группам Г3 и Г4, что ограничивает возможность его применения для тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей, надземной прокладки и подземной в проходных и непроходных каналах и тоннелях.

Пенополимерминерал (полимербетон) разработан Институтом ВНИПИЭнер-гопром и более 20 лет применяется в конструкциях тепловой изоляции трубопроводов диаметром до 500 мм, изготавливаемых по ТУ 5768-006-00113537-2001. Характеризуется интегральной структурой, совмещающей функции теплоизоляционного слоя и гидроизоляционного покрытия. Имеет температуру применения до 150°C, при испытаниях на горючесть по ГОСТ 30244 относится к группе Г1.

В соответствии с требованиями СНиП 2.04.14-88 теплоизоляционные материалы, применяемые для тепловой изоляции трубопроводов бесканальной прокладки, должны иметь прочность на сжатие не менее 0,4 МПа.

Технические характеристики материалов, рекомендуемых к применению в качестве теплоизоляционного слоя в конструкциях тепловой изоляции трубопроводов бесканальной прокладки, приведены в табл.

При бесканальной прокладке трубопроводов расчетный коэффициент теплопроводности основного теплоизоляционного слоя в конструкции lk определяется с учетом возможного увлажнения при эксплуатации. Коэффициент, учитывающий увеличение теплопроводности теплоизоляционного материала при увлажнении, в настоящее время принимается по СНиП 2.04.14-88 и в зависимости от вида теплоизоляционного материала и влажности грунта по ГОСТ 25100 имеет значения в пределах 1,0–1,15. Следует отметить, что значения этих коэффициентов подлежат уточнению с учетом эффективности применяемых в современной практике гидроизоляционных покрытий. Так, для труб с ППУ-изоляцией в оболочке из полиэтилена высокой плотности и системой контроля влажности этот коэффициент может быть принят равным 1 независимо от влажности грунта. Для труб с армопенобетонной изоляцией и паропроницаемым гидроизоляционным покрытием и труб с пенополимерминеральной изоляцией с интегральной структурой, допускающих возможность высыхания теплоизоляционного слоя в процессе эксплуатации, коэффициент увлажнения, вероятно, может быть снижен до значений 1,05 в маловлажных и влажных грунтах и 1,1 в насыщенных водой грунтах по ГОСТ 25100.

При бесканальной прокладке трубопроводов тепловых сетей не рекомендуется применение теплоизоляционных конструкций на основе штучных теплоизоляционных изделий с устройством гидроизоляционного покрытия на месте монтажа для линейных участков трубопроводов.

Практические расчеты тепловой изоляции трубопроводов в канале и при бесканальной прокладке выполняются с удовлетворительной для практики точностью по инженерным методикам, учитывающим термическое сопротивление теплоизоляционного слоя и термическое сопротивление стенок канала и грунта, сопротивление теплоотдаче на границе теплоизоляции и стенок канала с воздухом в канале. Термическое сопротивление грунта рассчитывается по формуле Форхгеймера, учитывающей теплопроводность грунта в условиях эксплуатации, диаметр теплопровода и глубину его заложения. При двухтрубной прокладке учитывается взаимное тепловое влияние подающего и обратного теплопровода. В практике проектирования тепловых сетей при двухтрубной прокладке трубопроводов одного диаметра толщина теплоизоляционного слоя обратного трубопровода с учетом монтажных требований принимается равной толщине теплоизоляции подающего трубопровода.

Экономически оптимальная толщина теплоизоляционного слоя для заданного типа прокладки определяется по минимуму суммы капитальных затрат на устройство изоляции и эксплуатационных расходов с учетом стоимости используемых материалов и тепловой энергии в конкретном регионе. Стоимостные показатели рекомендуемых к применению теплоизоляционных материалов являются одним из определяющих факторов при оценке их сравнительной технико-экономической эффективности.

Для проведения расчетов экономически оптимальных толщин теплоизоляционного слоя и норм плотности теплового потока Институтом Теплопроект разработана компъютерная программа на базе программного пакета Excel c использованием элементов языка программирования Visual Basic. На рис. в качестве примера приведены результаты расчета оптимальной толщины теплоизоляционного слоя и оптимальной плотности теплового потока при двухтрубной бесканальной прокладке трубопроводов диаметром 159 мм.

В связи с изменяющейся конъюнктурой цен на тепловую энергию и теплоизоляционные материалы и значительной их дифференциацией по регионам РФ действующие нормы тепловых потерь по изменению № 1 к СНиП 2.04.14-88 для изолированных трубопроводов и оборудования в настоящее время уже не являются экономически оптимальными и подлежат пересмотру. Программа расчета в настоящее время используется при переработке СНиП 2.04.14-88 для определения норм плотности теплового потока с учетом современной номенклатуры и стоимости теплоизоляционных материалов и изделий. Следует отметить, что в 2002 году Институт ВНИПИЭнергопром при участии Института Теплопроект перерабатывает и СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети».

Введение в действие новых нормативных документов поможет проектным и монтажным организациям, а также потребителям квалифицированно использовать теплоизоляционные материалы в теплоизоляционных конструкциях, повысит энергоэффективность, надежность и долговечность конструкций тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей, что в конечном итоге обеспечит значительную экономию энергетических ресурсов и средств потребителей тепловой энергии.

Совершенствование нормативной базы и методов расчета тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей, расширение номенклатуры и повышение эксплуатационных характеристик применяемых теплоизоляционных материалов является реальным вкладом в реализацию программы энергосбережения в промышленности и ЖКХ.

Источник

Изоляция трубопроводов горячего и холодного водоснабжения, тепловых сетей, газопроводов

Изоляция трубопроводов — это очень важное мероприятие, которое выполняется для защиты коммуникации от явлений окружающей среды, предотвращения тепловых потерь и т. д. Трубопроводы для разных целей отличаются по материалу, поэтому каждый тип трубопровода требует свой вид изоляционного материала. Изоляция различных коммуникаций не только предохраняет их от внешних воздействий, но и увеличивает эффективность, а также эксплуатационный срок магистрали.

Меры по изоляции трубопроводов проводятся с целью утепления, защиты от влаги и ультрафиолета, а также от повреждений, которые могут нанести животные или люди

Материалы для изоляции трубопроводов горячего водоснабжения

Коммуникации, транспортирующие горячую воду, требуют организации изоляции, которая отличается низким коэффициентом теплопроводности. Это необходимо чтобы снизить показатели теплопотери труб. Без правильной теплоизоляции трубопровод будет рассеивать тепло в окружающую среду, показывая низкую эффективность.

Рассмотрим, какими видами изоляционных материалов можно защитить трубопровод, транспортирующий горячую воду:

ППМ изоляция применяется, как правило, только для трубопроводов горячего водоснабжения. Состоит ППМ изоляция из трёх основных слоёв, имеющих разную плотность. ППМ изоляция является многофункциональной защитной конструкцией, так как каждый из её слоёв выполняет свою функцию: защита от коррозии, теплоизоляция и гидроизоляция. Такая монолитная конструкция резистентна к температурным перепадам, а также отличается хорошей прочностью, что позволяет защищать трубопроводную конструкцию от механических воздействий.

Полезная информация! Изоляция трубопроводов может быть как внешней, так и внутренней. Внутренняя изоляция труб выполняет две основные функции: защита трубы от коррозийных воздействий и увеличение пропускной способности магистрали.

Весьма усиленная изоляция используется для защиты магистралей, работающих в сложных климатических условиях

Материалы для изоляции трубопроводов, транспортирующих холодную воду

Для изоляции коммуникаций, которые транспортируют холодную воду, используются следующие виды изоляторов:

Цилиндры из вспененного полиэтилена применяют для изоляции холодных трубопроводов в быту и промышленности

Полезная информация! Стоит отметить, что зачастую после монтажа пенопластовой скорлупы, поверх наносят дополнительную гидроизоляцию. В качестве такой гидроизоляции может выступать обычный полиэтилен.

Изоляция теплосетей

Для изоляции тепловых сетей, задача которых заключается в доставке тепла от котельных до потребителей, используются разные изоляционные материалы. В первую очередь перед такими материалами стоит задача по снижению коэффициента теплопотери. Теплосети транспортируют две основные рабочие среды:

Изоляция тепловых (водяных и паровых) сетей производится с использованием следующих материалов:

Изоляционный материал для систем ГВС и паропроводов должен быть таким, чтобы свести возможные теплопотери к минимуму

Изоляция газопроводов

Для изоляции труб, транспортирующих газ, используют различные варианты изоляторов. Например, можно выполнить теплоизоляцию газопровода с помощью специальной краски или лака, но в большинстве случаев используются современные защитные материалы.

Каким требованиям должен отвечать изолятор для газовых труб:

Важно! И зо ляционный материал должен предохранять трубу от воздействия ультрафиолетового излучения, так как ультрафиолетовые лучи являются разрушающим фактором.

Материал для изоляции газовых труб должен иметь высокие показатели влагостойкости

Рассмотрим основные виды и типы изоляции газопроводов:

Такие добавки обеспечивают защиту от появления трещин и, кроме этого, улучшают сцепление с поверхностью газовой трубы. А также стоит отметить, что битумные мастики хорошо зарекомендовали себя при низких температурах.

В зависимости от конструктивных особенностей трубопровода и региона, в котором он прокладывается, используются следующие типы ленточной изоляции:

Для защиты газопроводов сегодня часто используют ленточную изоляцию, которая наматывается на трубы при помощи специального приспособления

Последний тип изоляции наиболее надёжный и эффективный и используется чаще всего для защиты трубопроводов в населённых пунктах. ВУС устойчива к агрессивным коррозийным воздействиям и активным химическим веществам.

Производится ВУС с помощью метода экструзии. Изоляция трубы экструдированным полиэтиленом проводится для увеличения защитных функций трубопровода. Изоляция труб экструдированным полиэтиленом — это очень надёжный вариант защиты. Экструдируемые ленты обладают отличными гидроизоляционными показателями и устанавливаются на трубы, которые прокладываются даже в неблагоприятных климатических условиях.

Изоляция подземного газопровода

Изоляция газопровода, расположенного под землёй необходима для предотвращения возникновения коррозии труб (из-за влаги в почве). Кроме этого, стоит отметить, что изоляция газовых труб необходима и для защиты коммуникации от блуждающих токов.

Обратите внимание! Блуждающие токи возникают в случае, если газопровод проходит неподалёку от автомобильных и железных дорог. А также блуждающие токи могут возникать в почве из-за проложенных в ней силовых кабелей.

Блуждающие токи пагубно воздействуют на стенки газопровода, что приводит к их быстрому износу и разрушению. Особенно легко поддаются разрушению от таких токов стальные трубы, которые могут прийти в негодность за год эксплуатации, в таких случаях обязательно необходима изоляция стальных подземных газопроводов. В противном случае может возникнуть утечка газа, что может привести к серьёзным последствиям.

Для подземных газопроводов чаще используются трубы с заводской изоляцией, например, из пенополиуретана

Для изоляции подземных газопроводов идеально подходит пенополиуретан (ППУ). Стоит отметить, что существует два основных способа нанесения изоляции на газовые трубы:

Труба, изолированная пенополиуретаном на стадии производства, считается более надёжным и долговечным решением. Для того чтобы обеспечить хорошую гидроизоляцию трубы верхний слой защитной оболочки представлен, как правило, полиэтиленом.

А также стоит отметить ещё одно важное достоинство такой изоляции — возможность организации электронного контроля за газовой трубой. Это очень полезная функция, которая позволяет моментально выявить неисправность в магистрали. Кроме всего прочего, стоит отметить, что такие трубы отличаются довольно демократичной ценой. Все вышеперечисленные достоинства позволили трубам с ППУ изоляцией занять лидирующие позиции на строительном рынке.

Источник

Тепловая изоляция промышленных трубопроводов

Б. М. Шойхет, канд. техн. наук, зав. отделом;

Л. В. Ставрицкая, гл. специалист, АО «Теплопроект»;

В. М. Липовских, гл. инженер Тепловых сетей ОАО «Мосэнерго»;

В. И. Кашинский, канд. техн. наук, руководитель службы контроля «Теплосеть-Сервис»

Экономия топливно-энергетических ресурсов имеет значительно более высокую рентабельность по сравнению с увеличением объемов добычи топлива и строительством новых мощностей по производству энергии. Существенная роль в решении проблемы экономии тепловой энергии принадлежит высокоэффективной тепловой изоляции.

Тепловая изоляция промышленных трубопроводов, помимо функций энергосбережения, обеспечивает возможность проведения технологических процессов при заданных параметрах, позволяет создать безопасные и комфортные условия работы обслуживающего персонала на производстве, обеспечивает транспорт тепла от источника до потребителя, предотвращает замерзание холодной воды в трубопроводах в зимнее время года, позволяет хранить сжиженные и природные газы в изотермических хранилищах, обеспечивает снижение энергозатрат на отопление зданий и сооружений.

Российский рынок теплоизоляционных материалов в настоящее время достаточно обширен за счет продукции инофирм, предлагающих широкую номенклатуру теплоизоляционных материалов с различными техническими характеристиками, но, следует отметить, достаточно высокой стоимости.

Для изоляции трубопроводов с температурой от 400 до 600°C в качестве первого слоя многослойной теплоизоляционной конструкции применяются жесткие формованные известково-кремнеземистые изделия (скорлупы и сегменты по ГОСТ 24748-81) и перлитоцементные скорлупы (ТУ 36.16.22-72-96).

Отечественная промышленность теплоизоляционных материалов, к сожалению, практически не выпускает формованные изделия (цилиндры, полуцилиндры, сегменты) из минеральной и стеклянной ваты для изоляции трубопроводов. В связи с этим, вместо высокотехнологичных формостабильных теплоизоляционных конструкций для трубопроводов монтажные организации используют неиндустриальные конструкции, требующие больших трудозатрат при монтаже, с применением полотна холстопрошивного стекловолокнистого ПСХ-Т (ТУ 6-48-97-93) или иглопробивного ИПС-Т-1000 (ТУ У 6-00209775.051-95), теплоизоляционных шнуров (ГОСТ 1779-83, ТУ 34-26-10258-86) или безобкладочных минераловатных или стекловолокнистых матов.

Существующий в этой области дефицит начинает заполнять ЗАО «Минвата» (г. Железнодорожный, Моск. обл.), выпускающее по ТУ 5762-013-04001485-97 минераловатные цилиндры для трубопроводов диаметром от 18 до 273 мм при толщине теплоизоляционного слоя от 20 до 80 мм.

Для трубопроводов холодной воды и трубопроводов с отрицательными температурами теплоносителя из теплоизоляционных материалов отечественного производства применяются заливочный пенополиуретан (ОСТ 6-55-455-90) и скорлупы из пенополистирола ПСБ-С. Оба материала относятся к группе горючих по ГОСТ 30244. Для этой цели используются также конструкции на основе минераловатных и стекловолокнистых материалов с пароизоляционным слоем, характеризующиеся невысокой теплотехнической эффективностью и долговечностью.

Назначение и области рационального применения перечисленных выше теплоизоляционных материалов приводятся в таблице.

Ужесточение энергосберегающей политики и введение новых норм плотности теплового потока, которые на 25-30% ниже, чем принятые до 1997 г. (изм. № 1 СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»), потребовало применения теплоизоляционных материалов нового поколения с улучшенными теплотехническими свойствами.

Высокими эксплуатационными и монтажными свойствами обладают упомянутые выше цилиндры производства ЗАО «Минеральная Вата» (ТУ 5762-013-04001485-97). Институтом «Теплопроект» на основании результатов исследования теплофизических и физико-механических характеристик этих изделий разработан документ «Минераловатные цилиндры ЗАО «Минеральная Вата» в конструкциях тепловой изоляции трубопроводов. Рекомендации по применению».

Документ содержит подробные технические решения по конструкциям тепловой изоляции с применением цилиндров в качестве теплоизоляционного слоя для трубопроводов, арматуры и фланцевых соединений, в том числе трубопроводов тепловых сетей, горячего и холодного водоснабжения, методики расчета с таблицами рекомендуемых толщин, рассчитанных для различных конструктивных решений и условий применения изоляции, включая:

В рекомендации включены также таблицы расхода крепежных и покровных материалов при изоляции трубопроводов для всей номенклатуры выпускаемых цилиндров.

Очевидные преимущества этих изделий (формостабильность, низкая теплопроводность, пожаробезопасность, индустриальность в монтаже, надежность в эксплуатации и долговечность), в конечном итоге, несмотря на относительно высокою стоимость, должны привести к росту применения этих изделий для изоляции трубопроводов промышленных предприятий, тепловых сетей канальной прокладки и трубопроводов горячего водоснабжения, в том числе в подвалах и на чердаках жилых и общественных зданий. Следует указать, что трудозатраты и сроки монтажа конструкций с применением цилиндров существенно ниже, чем конструкций с применением рулонных и шнуровых теплоизоляционных материалов, что в значительной степени компенсирует высокую стоимость самого теплоизоляционного материала. Применение изделий высокого качества обеспечит высокую эффективность теплоизоляционных конструкций без дополнительных затрат на ремонт в течение срока, соизмеримого со сроком службы трубопроводов.

Для изоляции трубопроводов диаметром 273 мм и более ЗАО «Минвата» производит гидрофобизированные маты из минеральной ваты на синтетическом связующем марки «ТЕХ МАТ» (ТУ 5762-007-4575203-00).

Теплоизоляционные изделия из стеклянного штапельного волокна, характеризующиеся низкой плотностью и температурой применения до 180°C, рекомендуется применять для трубопроводов надземной прокладки, в том числе тепловых сетей.

Перспективными материалами для этой цели являются теплоизоляционные изделия «URSA», которые выгодно отличаются умеренной ценой и высоким качеством. Обоснованное применение этих изделий в конструкциях промышленной теплоизоляции требует проведения исследований по определению оптимального коэффициента уплотнения и теплопроводности материала в конструкции в зависимости от степени уплотнения и рабочей температуры. Такие исследования проводятся в настоящее время институтом «Теплопроект», что позволит разработать рекомендации по применению и включить теплоизоляционные материалы «URSA» в нормативные документы по проектированию промышленной тепловой изоляции.

Результаты теплофизических испытаний этих материалов показывают, что они имеют коэффициенты теплопроводности, которые существенно ниже значений указанных в государственных стандартах и технических условиях на эти материалы. Пересмотр этих нормативных документов и отражение в них фактических характеристик материалов повысит их конкурентоспособность и эффективность применения.

При подземной бесканальной прокладке трубопроводов тепловых сетей наряду с традиционными видами изоляции из армопенобетона, битумоперлита и битумовермикулита, имеющими относительно высокие коэффициенты теплопроводности, все более широко внедряется высокоэффективная теплоизоляция из заливочного пенополиуретана в конструкциях типа «труба в трубе» с прочной оболочкой из полиэтилена. Наиболее широкое применение эти конструкции получили в Москве.

Тепловые сети ОАО «Мосэнерго» с 1995 г. начали вести бесканальную прокладку теплотрасс с предизолированными в заводских условиях трубопроводами в ППУ-изоляции. К настоящему времени Тепловые сети «Мосэнерго» приняли на баланс более 200 таких теплотрасс с общей протяженностью трубопроводов более 100 км. Примерно такое же количество теплотрасс находятся на стадии проектирования и монтажа.

Бесканальная прокладка осуществляется по технологиям трех основных фирм: датского отделения компании «АББ АЙ СИ Мюллер» с представительством в Москве в лице фирмы «АББ-сервис» (сейчас АBB Alstom Power), совместного американско-российского предприятия «Мосфлоулайн» и немецкой фирмы «Маннесман-Зейферт».

Подземные бесканальные теплотрассы с ППУ-изоляцией в сравнении с канальной и бесканальной прокладкой с использованием традиционных теплоизоляционных материалов обеспечивает значительное снижение тепловых потерь и увеличение ресурса эксплуатации трубопроводов за счет предотвращения или снижения интенсивности процессов коррозии на наружной поверхности трубы.

Нанесение ППУ-изоляции на трубы и запорное оборудование в заводских условиях, а также строгое соблюдение технологии изоляции сварных швов при прокладке трубопроводов гарантируют надежную гидроизоляцию трубопроводов. Для контроля надежности этой изоляции в процессе эксплуатации теплотрассы трубопроводы оборудованы системой сигнализации (система оперативного дистанционного контроля). Непрерывный контроль технического состояния подземных бесканальных теплотрасс позволяет оперативно устранять повреждения ППУ-изоляции, сократить продолжительность контакта наружной поверхности трубы с грунтовыми водами, что в конечном итоге ограничивает до минимума интенсивность коррозионных процессов на наружной поверхности труб.

Проблемы коррозии внутренней поверхности труб определяются в основном водно-химическим режимом и свойствами металла, из которого изготовлен трубопровод.

В системе «Мосэнерго» существуют нормы, которые регламентируют основные показатели качества сетевой и подпиточной воды, обеспечивающие минимальную интенсивность коррозионных процессов. Нормируемыми показателями являются: общая жесткость, щелочность, содержание растворенного кислорода, показатель рН.

Свойства металла труб, используемых в тепловых сетях, должны соответствовать требованиям, предъявляемым к трубопроводам, работающим при повышенных температурах (до 150°C) и давлениях (до 2,5 МПа). В нашей стране наиболее часто для трубопроводов теплосетей используется сталь марки Ст. 3. Реже применяются стали марок Ст. 10, Ст. 15, Ст. 20.

Характерные неисправности, классифицированные при статистическом анализе работы теплотрасс с ППУ-изоляцией, в основном сводятся к следующим: коррозионные повреждения стальных труб; дефекты сварных швов; дефекты заделки муфт с ППУ-изоляцией; неисправности в компонентах систем контроля и механические повреждения ППУ-изоляции. Опыт эксплуатации таких теплотрасс в тепловых сетях «Мосэнерго» показал, что основную долю неисправностей (до 90%) составляют механические повреждения ППУ-изоляции, связанные с внешним механическим воздействием при проведении различного рода земляных работ. При правильной организации строительно-земляных работ и исключении механических повреждений бесканальная прокладка предварительно изолированных в заводских условиях трубопроводов дает несомненный технический и экономический эффект.

Введение новых норм тепловых потерь для трубопроводов тепловых сетей потребовало практически повсеместного перехода на более эффективную ППУ-изоляцию. Реализация новых норм в практике привела к необходимости отказа от таких традиционных для России теплоизоляционных материалов, как армопенобетон и битумоперлит, а также часто к необходимости закрытия производивших их предприятий.

Такой жесткий нормативный подход к решению проблемы энергосбережения, очевидно, не является экономически оптимальным как для отрасли, так и для экономики в целом. Этот вывод подтверждается практикой, в соответствии с которой традиционные материалы применяются на основании различного рода согласований и распоряжений местных органов.

Очевидно, что вопрос должен решаться на основе более гибкого подхода к нормированию теплопотерь, учитывающего стоимость тепловой энергии, наличие и стоимость альтернативных материалов (битумоперлит, армопенобетон), технико-экономическую специфику региона. Эти вопросы должны быть отражены в территориальных строительных нормах (ТСН), разработанных для конкретных регионов. В настоящее время АО «Теплопроект» разрабатывает такие нормы для Екатеринбурга и Свердловской области.

При выборе теплоизоляционных материалов необходимо учитывать, что значения их теплотехнических характеристик в конструкциях под воздействием монтажных и эксплуатационных факторов существенно отличаются от указанных в технических условиях.

В настоящее время как в старой, так и новой нормативно-технической документации отсутствуют расчетные показатели волокнистых теплоизоляционных материалов, учитывающие зависимость коэффициента теплопроводности от коэффициента уплотнения в конструкциях в рабочем диапазоне температур с учетом шовности, наличия крепежных деталей и температуры теплоносителя.

Данные по коэффициентам теплопроводности теплоизоляционных материалов в конструкциях, приведенные в СНиП 2.04.14-88 для применения в расчетах, не охватывают всю номенклатуру существующих на отечественном рынке материалов, давно устарели (т. к. материалы, выпускаемые по одним и тем же ГОСТам разными производителями, часто существенно отличаются по теплофизическим свойствам) и не могут эффективно использоваться при проектировании теплоизоляционных конструкций.

Отсутствие указанных характеристик для широкого спектра новых теплоизоляционных материалов не позволяет обоснованно применять их при проектировании и сдерживает их применение в промышленности.

Для материалов, выпускаемых по новой технологии с применением сырья из горных пород, толщина теплоизоляционного слоя при расчетах по фактическим характеристикам существенно ниже, чем при расчетах по данным, указанным в СНиП 2.04.14-88. Завышенные, относительно фактически необходимых значений, толщины теплоизоляционного слоя влекут за собой повышенные расходы теплоизоляционного материала, что снижает его конкурентоспособность на рынке, делая экономически невыгодным для потребителя.

Материалы инофирм представлены достаточно обширной номенклатурой волокнистых теплоизоляционных материалов (фирмы Rockwool (Дания), Partek Paroc Oy Ab (Финляндия), Isover Оу (Финляндия), Izomat (Словакия)) для изоляции трубопроводов с положительными температурами (цилиндры, маты и плиты без покрытия или покрытые с одной стороны металлической сеткой, стеклорогожей, алюминиевой фольгой и т. д.).

Для изоляции систем холодного водоснабжения и трубопроводов с отрицательными температурами предлагаются изделия «K-FLEX» из вспененного синтетического каучука с преимущественно закрытыми порами и температурой применения до 150°C, производимые фирмой L’Isolante K-Flex.

Анализ технических характеристик поставляемых на отечественный рынок импортных теплоизоляционных материалов показывает, что в нормативно-техническую документацию, регламентирующую нормы проектирования (СНиП, СП, ТСН), могут быть включены только те материалы, которые прошли сертификационные испытания по российским методикам и которые соответствуют требованиям отечественных стандартов.

Разработка территориальных строительных норм (ТСН) по проектированию тепловой изоляции оборудования и трубопроводов позволит оптимизировать тепловые потери трубопроводов с учетом реальной стоимости тепловой энергии, номенклатуры и стоимости теплоизоляционных и защитно-покровных материалов для конкретных регионов Российской Федерации.

В 2001 году предусмотрена переработка СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» с учетом современных требований к энергоэффективности теплоизоляционных конструкций и существующей номенклатуры теплоизоляционных материалов и изделий. При переработке документа предусматривается включить в СНиП расчетные значения коэффициента теплопроводности рекомендуемых материалов в конструкции, с учетом условий их монтажа и эксплуатации.

Введение в действие указанных нормативных документов поможет проектным и монтажным организациям, а также потребителям квалифицированно использовать теплоизоляционные материалы в теплоизоляционных конструкциях, повысит энергоэффективность, надежность и долговечность конструкций промышленной тепловой изоляции, что в конечном итоге обеспечит значительную экономию энергетических ресурсов и средств потребителей тепловой энергии.

Источник