ИЗОЛЯЦИЯ СТЫКОВ ППУ ТРУБ

ИЗОЛЯЦИЯ СТЫКОВ ППУ ТРУБ.

Монтаж трубопроводов с теплогидроизоляцией из ППУ производится с соблюдением надзора со стороны представителей проектной организации и заказчика.Работы по сварке и герметизации стыков должны выполняться при благоприятных погодных условиях. Сварку труб следует выполнять при температуре не ниже 0С, а изоляцию стыков - не ниже 100 С. При атмосферных осадках и более низких температурах (не ниже - 10° С) допускается использовать палатки с местным обогревом.

Монтаж трубопроводов производится как правило, на дне траншеи. Допускается производить сварку прямых участков труб в секции на бровке траншеи.При необходимости резку стальных труб производят газорезкой, при этом теплогидроизоляцию снимают механизированным ручным инструментом на участке длиной 300мм, торцы теплоизоляции закрываются увлажненной тканью или жесткими экранами.

Сварку стыков труб и контроль сварных соединений трубопроводов следует производить в соответствии с требованиями нормативных документов. При производстве сварочных работ необходимо обеспечить защиту пенополиуретана и гидроизоляционной оболочки, а также концов проводов выходящих из изоляции, от попадания на нее искр.

Сопряжение бесканальных участков трубопроводов с каналом должно осуществляться путем устройства торцевой стенки с сальниковым уплотнением вокруг изолированных трубопроводов и песчаной обсыпки.

Проход трубопроводов сквозь стенки камер и фундаменты зданий осуществляется с помощью установки специальных резиновых гильз (манжет стенового ввода) и смазочной тесьмы с последующем бетонированием (бетон класса с 2025 в строительной конструкции для стен толщиной до 250 мм применяется одна манжета стенового ввода, а для стен большей толщины - две манжеты и смазочная тесьма.

Конструкции железобетонных щитов неподвижных опор для бесканальной прокладки тепловых сетей должны разрабатываться по индивидуальным чертежам и рассчитываться на необходимое усилие, с учетом свойств местных грунтов.

Монтаж термоусаживаемой муфты

Перед выполнением работ по заделке стыка поверхность оболочки на расстоянии не менее длины применяемой термомуфты очищают от загрязнений и, при необходимости, сушат пламенем паяльной лампы или газовой горелки.

Внутренняя и наружная поверхности термомуфты должны быть чистыми и защищены упаковочной пленкой.

Оболочки смежных элементов трубопровода в ППУ-изоляции на расстоянии 150-200 мм от стыка зачищают наждачной бумагой до видимой шероховатости и протирают смоченной ацетоном ветошью.

С помощью рулетки размечают расположение муфты симметрично относительно стыка и наносят маркером риски.

Клеевую ленту, из стандартного КЗС, прогревают, накладывают и закрепляют по периметру оболочки с напуском на риску 5-10 мм.

Не допускается попадание на поверхность клеевой ленты пыли, влаги, грязи.

С термомуфты снимают упаковочную пленку и надвигают на стык согласно разметке.

Для заливки компонентов ППУ сверху в термомуфте сверлят отверстие O 25 мм одно - по центру или два - на расстоянии 150 мм от края муфты (для муфт диаметром более 315 мм).

Усаживают муфту постепенно, прогревая ее края легким пламенем горелки круговыми движениями равномерно по окружности, по очереди переходя с одного края муфты на другой.

При усадке муфт диаметром более 315 мм подогрев ведут одновременно с двух сторон двумя газовыми горелками.

Муфты диаметром более 315 мм дополнительно прогревают в течение 15 минут, обеспечивая плотное без смятия и задиров прилегание краев муфты к оболочке. После охлаждения муфты, проводят ее повторный прогрев. Допускается после усадки выполнять стяжку краев муфт бандажными ремнями.

Качество усадки муфты контролируют визуально по следующим признакам:

- по краям муфты должен выступать слой клея;

- края муфты должны плотно прилегать к оболочке и принять ее форму.

На одном конце каждой термоленты подрезают углы, слегка прогревают и укладывают по очереди с двух сторон термомуфты симметрично по отношению к ее краям, прижимая, разглаживая и соединяя оба конца ленты внахлест таким образом, чтобы сторона ленты с обрезанными углами располагалась внизу.

Каждую ленту по очереди прогревают и усаживают легким (желтым) пламенем горелки от центра вниз по окружности с двух сторон и по ширине, а затем обкатывают резиновым валиком, разглаживая и удаляя складки, гофры, воздушные пузыри.

Если при заделке стыка не используют стандартный набор КЗС, то клеевую и термоусаживаемые ленты отмеряют рулеткой и режут с помощью ножа вручную.

Замковую пластину накладывают симметрично по центру стыка термоленты. Затем пластину прогревают и ровняют валиком или рукой, не допуская образования воздушных пузырей. Пластина должна плотно прилегать к термоленте по всей поверхности и по периметру.

Показатель качества установки термоленты - наличие равномерно выступившего слоя клея по всему периметру на наружных сторонах ленты.

Поверхность усаженной термоленты должна быть гладкой и блестящей, без воздушных пузырей, непрогретых мест и углублений.

После усадки термомуфта должна иметь бочкообразную форму.

Через 10-15 минут после усадки термоленты опрессовкой проверяют герметичность термомуфты.

Для опрессовки края термоленты обмазывают мыльным раствором, в отверстие термомуфты вставляют штуцер насоса, и создают давление не менее 0,5 атм. Давление выдерживают в течение двух минут, контролируя его по манометру, при падении давления, появлении пузырьков на мыльном растворе дефектные места повторно прогревают и вновь проводят испытания.

При удовлетворительном результате испытания выполняют операции по запениванию стыка.

Особенности термоусаживаемых муфт

В отличие от типовых термомуфт термомуфты «Canusa» (производство Канада) и их российские аналоги (далее – муфты «Canusa) имеют следующую особенность – термоусаживаемыми являются только концы муфты.

Эта особенность исключает возможность использования укороченных муфт «Canusa», необходимость в применении которых, как правило, возникает при последовательном монтаже парами: тройников, шаровых кранов, переходов, концевых элементов с боковым выводом кабеля и их комбинаций.

Типовые термомуфты укорачивают и используют не только в указанных выше случаях, но и при врезке в теплотрассу укороченных труб в ППУ изоляции. В таких случаях учитывают, перекрытие оболочки термомуфтой не менее 100 мм и укладку термоленты шириной 150 мм с двух сторон муфты.

Монтаж муфт «Canusa» имеет следующие отличительные особенности:

- для стягивания краев муфты, после прогрева их до 40-45°С, применяют бандажные ремни, которые располагают на расстоянии 100 мм от краев муфты;

- для муфт O 355 мм и более, сразу после усадки, в обязательном порядке закрепляют края термостойким скотчем, предупреждая их загиб;

- опрессовку и запенку муфт производят при температуре ее поверхности не более +40°С, при повышенной температуре окружающей среды следует предусматривать охлаждение муфт.

Проверку герметичности избыточным давлением производят в течение трех минут при давлении 0,2 атм.

Муфты «Canusa» не используют при электросварном методе заделки стыка.

Монтаж надвижных полиэтиленовых муфт

Материалы, используемые при заделке стыков, и порядок выполнения технологических операций аналогичен порядку, приведенному в п. "Монтаж термоусаживаемой муфты".

Отличительные особенности монтажа ПЭ-муфты:

- отсутствуют операции по усадке ПЭ-муфты, т.к. муфта не является термоусаживаемой;

- не используют клеевую ленту.

Монтаж надвижных полиэтиленовых муфт

Материалы, используемые при заделке стыков, и порядок выполнения технологических операций аналогичен порядку, приведенному в п. "Монтаж термоусаживаемой муфты".

Отличительные особенности монтажа ПЭ-муфты:

- отсутствуют операции по усадке ПЭ-муфты, т.к. муфта не является термоусаживаемой;

- не используют клеевую ленту.

Монтаж электросварной муфты

В отличие от описанных выше способов, заделка стыков с помощью ЭС-муфт предусматривает дополнительные операции, описанные ниже.

Нагревательные элементы устанавливают до перемещения ЭС-муфты на стык с двух сторон по периметру оболочки, отступая от разметки муфты на расстояние 10-50 мм в зависимости от типа сварочного аппарата.

Длина нагревательных элементов должна быть короче периметра оболочки ПИ - трубы, величина зазора 8-14 мм зависит от используемого типа сварочного аппарата.

Нагревательные элементы устанавливают с небольшим натягом, чтобы исключить их провисание, и прикрепляют к оболочке с помощью степлера, при этом размер скоб не должен превышать толщину стенки оболочки.

Затем ЭС-муфту надвигают на стык и производят ее усадку, предварительно отогнув выводы нагревательных элементов вверх под углом 60°.

После усадки с двух сторон ЭС-муфты с напуском 5-10 мм по краям устанавливают хомуты бандажные ремни, затягивают и фиксируют их с помощью стяжных устройств, после охлаждения муфты до 30-40°С, на них устанавливают термоматы.

Контакты электронагревательных элементов зачищают и подсоединяют к силовым кабелям сварочного аппарата. Аппарат включают в сеть с напряжением 220В, вводят параметры рабочего режима и производят сварку в соответствии с требованиями технической документации.

После завершения сварки контакты нагревательных элементов отсоединяют от силовых кабелей сварочного аппарата, а кожухи или бандажные ремни оставляют до полного охлаждения ЭС-муфты.

Контролируют качество заделки стыка внешним осмотром. Правильно установленная ЭС-муфта должна плотно облегать оболочку по периметру. На поверхности муфты не должно быть складок, вздутий и пузырей.

Не допускается выход сварочной массы по краям муфты.

Монтаж оцинкованной муфты

Перед выполнением работ по заделке стыка поверхность оцинкованной оболочки, на расстоянии не менее длины применяемой муфты, и саму ОЦ - муфту очищают от загрязнений влажной ветошью, сушат пламенем газовой горелки и обезжиривают ацетоном или растворителем на основе ацетона.

С помощью рулетки размечают расположение муфты симметрично относительно стыка.

Края клеевой ленты нагревают и устанавливают ее по разметке муфты. Если в месте установки клеевой ленты на оцинкованной оболочке имеются вмятины или высота спирального шва более 2,0 мм (толщины клеевой ленты), следует устанавливать дополнительный выравнивающий слой клеевой ленты.

ОЦ - муфту устанавливают с расчётом полного перекрытия стыка, заливочным отверстием вверх, нахлёст краёв ориентируют сверху вниз и фиксируют бандажными ремнями.

По краю разъема муфты прокладывают полосу клеевой ленты и производят предварительную затяжку ремней.

Места установки клеевой ленты прогревают мягким пламенем газовой горелки и постепенно производят окончательную затяжку бандажных ремней с помощью стяжных устройств.

Муфту скрепляют винтами - саморезами или заклепками O4 – 5 мм с шагом 50 - 70 мм по периметру и по разъему на расстоянии 10 - 15 мм от края.

Правильно установленная муфта должна плотно облегать оболочку ПИ – трубы и иметь равномерно выступивший слой клея по всему периметру наружной стороны муфты.

Тепловая изоляция стыков

Для изоляции стыков используют компоненты пенополиуретана (А и Б) марки «ИЗОЛАН» с двумя типами вспенивающих агентов, наиболее распространенных, разрешенных к применению и обеспечивающих следующие требования:

- кажущуюся плотность не менее 60 кг/м3;

- высокую теплостойкость до 140°С (кратковременно - 150°С);

- сохранение термомеханических и теплоизоляционных свойств пенополиуретана не менее 30 лет эксплуатации;

- высокие диэлектрические показатели и низкое водопоглощение за счет большого числа закрытых ячеек;

- высокую адгезивную прочность.

Компоненты ППУ дозированы в бутылки или канистры и входят в состав стандартных КЗС производства ООО ПК «ЛЕГИОН».

Компоненты ППУ хранят в герметично закрытой таре в сухих помещениях при температуре от 10 до 25°С. Компоненты ППУ должны быть защищены от влаги и прямых солнечных лучей. Если указанные условия не соблюдаются, компоненты следует подготовить к применению согласно документации завода-изготовителя.

Перед заливкой компонентов ППУ температура муфты не должна превышать + 30°С.

Смешивание и заливку компонентов выполняют в соответствии с технологической инструкцией, прикладываемой к КЗС.

При применении не дозированных компонентов ППУ, их отмеряют из емкости мерными кружками согласно таблице расхода ППУ и перемешивают миксером в ведре в течение 20-30 сек.

Тщательно перемешанные компоненты заливают в муфту через заливочное отверстие.

При температуре окружающей среды ниже +18°С перед заливкой компоненты и место стыка следует подогреть.

При подходе пены к заливочному отверстию, молотком забивают дренажную пробку, обеспечивающую выход воздуха и лишней пены. Выход небольшого количества пены свидетельствует о полном заполнении объема стыка и правильном расчете нормы компонентов ППУ.

После затвердения пены дренажную пробку удаляют, очищают поверхность муфты от излишков пены и устанавливают герметизирующую пробку для термомуфты и ПЭ- муфты, и металлическую крышку - для ОЦ - муфты.

Для установки герметизирующей пробки в термомуфту или ПЭ- муфту используют прибор ЦТП. Во внутренний конус прибора вставляют пробку, прибор разогревают до температуры не более 200С0 (полиэтилен не должен дымиться), а затем, нажимая на пробку, наружный конус прибора вдавливают в отверстие муфты.

После углубления пробки во внутреннем конусе на 2мм, прибор вынимают из отверстия, а пробку, с помощью пассатижей - из конуса. Оплавленную пробку вдавливают в отверстие муфты и удерживают под давлением в течение 20сек.

Для выравнивания поверхности муфты, неровности пробки срезают ножом.

Место установки крышки на заливочное отверстие ОЦ-муфты прогревают до температуры 80-90°С, прокладывают кусок клеевой ленты или герметика в размер с крышкой и закрепляют крышку по углам винтами-саморезами или заклепками.

Перечень нормативных документов

Настоящее Руководство составлено с учетом требований следующей нормативной документации:

- ГОСТ 30732-2006 – Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочке. ТУ;

- ПБ 10-573-2003 Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды;

- СНиП 3.05.03-85 Тепловые сети;

- СП 41-105-2002 Проектирование и строительство тепловых сетей бесканальной прокладки из стальных труб с индустриальной тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке.

- «Руководство по проектированию, монтажу и эксплуатации трубопроводов с тепловой изоляцией из пенополиуретана в гидрозащитной оболочке с системой оперативного дистанционного контроля тепловых сетей надземной и подземной бесканальной прокладки».

- «СОРТАМЕНТ. Трубы, фасонные части и запорная арматура, с тепловой изоляцией из пенополиуретана в гидрозащитной оболочке. Комплектующие изделия. Оборудование и комплектующие изделия системы оперативного дистанционного контроля».

Развитие технологий получения теплоизоляционной пены, заполняющей пространство между стальной трубой и защитной трубой-оболочкой при производстве труб ППУ, связано с запретом использования фреона, разрушающего озоновый слой Земли, в качестве вспенивающего компонента. Монреальское соглашение, Киотский протокол и приказ Государственного комитета по охране окружающей среды РФ «О неотложных мерах по поэтапному сокращению производства и потребления озоноразрушающих веществ», способствуют переходу производителей труб в ППУ изоляции на другие вспенивающие материалы, позволяющие получать эксплуатационные свойства пены, соответствующие требованиям стандартов и не разрушающим озоновый слой Земли.

В настоящее время в России широкий спектр производителей, производственные мощности которых оснащены оборудованием, позволяющим применять различные виды вспенивателей /1/ и перешедших на полиольные части систем, содержащие воду в качестве вспенивающего компонента. Это негативно сказывается на теплофизических характеристиках полиуретановой пены в процессе эксплуатации трубопроводов.

Дальнейшее развитие производственных процессов при производстве труб ППУ, способствующих достижению европейского уровня качества, связано с применением современного альтернативного вспенивателя для получения теплоизоляционного слоя. На сегодняшний день самым прогрессивным вспенивателем является циклопентан, как наиболее близкий по своим характеристикам к фреоносодержащим вспенивателям.

Однако, ни один отечественный производитель труб в ППУ изоляции не имеет технических возможностей для применения циклопентана для вспенивания теплоизоляционного слоя.

Циклопентан (C5H10) (рис. 1) имеет температуру кипения Ткип = 49 оС, температуру плавления Тпл = -94о, плотность ρ = 0,745 г/см3, коэффициент теплопроводности λ = 0,012 Вт/(мК) (20 °С). Потенциал деструкции озона и потенциал всемирного потепления циклопентана равен нулю.

По комплексу свойств циклопентановые системы компонентов не уступают, а в некоторых случаях и превосходят традиционные системы, содержащие вспениватели на фреоне или воде. Применение циклопентана препятствует увеличению теплопроводности пенополиуретана при длительном сроке эксплуатации и общему снижению теплопотерь в тепловых сетях /2/.

Для цивилизованного мира энергосберегающая циклопентановая технология вспенивания давно стала обычной и успешно применяется более 10 лет в странах Западной Европы. Циклопентановая технология вспенивания перестала быть атрибутом отраслевой моды /3/. Сегодня это новый уровень научно-технического прогресса на производстве, позволяющий получить коэффициент теплопроводности изоляции не выше 0,027 Вт/мК.

Теплоизоляция труб ППУ на основе циклопентана практически не подвержена процессам старения, обладает рядом преимуществ: уменьшенный коэффициент теплопроводности 0,027 Вт/(мК) в сравнении с пенами на основе водных вспенивателей (0,03 Вт/(мК) и обеспечивает стабильные теплофизические параметры пены (рис. 2) на протяжении нормативного срока эксплуатации трубопровода (30 лет); соответствует требованиям экологических норм.

Специфика применения циклопентана в качестве вспенивающего агента состоит в том, что по сравнению с фреоном он гораздо более летуч и взрывоопасен, поэтому при его использовании необходимо соблюдать повышенные требования безопасности. К тому же, в заливочную машину изоционат подается в чистом виде, полиол и циклопентан предварительно смешиваются и подаются в емкости камеры, что требует наличия дополнительного оборудования, соответствующей конфигурации заливочных модулей, а перед заливкой заливаемую трубу необходимо продувать азотом для вытеснения кислорода воздушной среды.

Кроме конструктивных характеристик оборудования, предназначенного для переработки циклопентана в чистом виде (емкости для смешивания) или смеси полиола и циклопентана (заливочные машины и смесительные головки), безопасность участков и рабочих позиций обеспечивается следующим образом /4/:

- вентиляция всех участков, на которых могут выделяться пары циклопентана. При необходимости, можно ограничить участки боксами или иными способами;

- мониторинг опасных участков с помощью газоанализаторов, определяющих присутствие циклопентана по достижении низшего предела взрываемости;

- продувка азотом емкостей для циклопентана и смесью полиола и циклопентана, а также изделий, в которые заливается полиуретан.

Своевременный переход на вспенивающие агенты на основе циклопентановой системы могут позволить только крупные производители с высокой культурой производства, нацеленные на развитие производственных мощностей, позволяющих уверенно занимать лидирующие позиции на рынке труб в ППУ изоляции.