Трубы в изоляции ППМ – чем привлекательны, какие особенности, как изготавливают.

Целью применения трубы ППМ является создания надежной защиты для трубопроводной конструкции от любых негативных воздействий извне. Подобные результаты достигаются благодаря отличным эксплуатационным характеристикам и хорошей продолжительности службы, что характеризует данный композитный материал.

Цели применения ППМ трубы

Назначением теплосетей является осуществление транспортировки тепла к потребителю, с минимально возможными теплопотерями. Для этого применяется теплоизоляционная защита. В былые времена такой слой делал процесс укладки трубопровода довольно неудобным: именно это и послужило причиной разработки труб с ППМ изоляцией. Пенополимерминеральная теплоизоляция – это слой материала высокой жесткости, для которого характерна закрытоячеистая структура. Сырьем для его изготовления выступает пенополиуретан и минеральные добавки. В настоящее время ППМ трубы производятся на промышленном уровне. Разработчики постоянно улучшают уровень качества пенополимерминеральной защиты, что заметно повышает ее эксплуатационные характеристики.

За счет минеральных добавок ППМ труба получает повышенные прочностные качества: это делает ее способной хорошо справляться с механическими нагрузками. Одним из самых важных качеств, которым обладают пенополимерминеральные материалы – это хороший уровень паропроницаемости, что позволяет теплоизоляции не накапливать в себе влагу. Это дает возможность избегать угрозы слеживания и потери технических характеристик с течением времени. Используемые для изготовления данной теплоизоляции компоненты стоят довольно дешево, что совсем не сказывается на их прочности и надежности. Формируются трубные оболочки в специальных разборных формах, с которых перед этим методом обжига удаляются все окислы и загрязнения: это позволяет уберечься от возникновения различных дефектов.

Сильные и слабые стороны теплоизоляции из пенополимерминералов

Для пенополимерминеральной теплоизоляции характерны некоторые эксплуатационные преимущества, в сравнении с другой трубной изоляцией. В основном это проистекает из ее особенных качеств.

Перечень основных преимуществ применения ППМ изоляции:

1. ППМ изоляция труб не боится старения. Время эксплуатации никак не влияет на параметры толщины материала.
2. Коэффициент водопоглощения материала находится на очень низком уровне.
3. Очень слабая теплопроводность. Это дает возможность свести потери тепла в магистральных теплосетях и водопроводах к минимуму: в основном процент теплопотерь не превышает 4%. По этому показателю ППМ изоляция в несколько раз превосходит минеральную вату.
4. Дешевизна материала, если сравнивать с другими вариантами утепления труб (к примеру, с ППУ).
5. Благодаря пенополимерминеральной оболочке примерно на 30 лет увеличивается продолжительность эксплуатации трубопроводов.
6. При обустройстве этой изоляции значительно удешевляется обслуживание магистрали. Также это ведет к уменьшению числа аварийных ситуаций.
7. В случае возникновения протечек в трубопроводе это никак не повлияет на качество пенополимерминеральной оболочки: после высыхания она снова будет готова к эксплуатации.
8. Нет нужды в установке системы оперативного дистанционного контроля СОДК, которая контролирует состояние теплоизоляции.

Также стоит упомянуть об отдельных недостатках пенополимерминеральной изоляции:

• По причине большого веса материала возрастают цены на его перевозку. Чтобы установить оболочки, приходится задействовать спецтехнику.
• Уровень тепловых потерь превышает аналогичные системы, где используются пенополиуретановые оболочки.
• ППМ изоляция не в состоянии обеспечить полную герметичность, поэтому для защиты трубопровода от воздействия коррозии потребуется использование специальных антикоррозийных средств.

Специфика ППМ изоляции

Состоит данный материал из вспененного полимера и дополнительных наполнителей – золы, песка и шлаков. За счет них достигается увеличение прочностных качеств пенополимерминеральной изоляции, что позволяет создавать надежную защиту для труб от механических повреждений.

Укладывают ППМ изоляцию по внешней стороне трубы в три слоя:

1. Антикоррозийный слой толщиной 5-10 мм.
2. Основная теплоизоляция.
3. Обечайка, которая размещается снаружи всей оболочки. Благодаря хорошей прочности она способна предохранить трубы от различных внешний повреждений: толщина такой защиты может достигать 10-15 мм.

Концы трубы, на которые пенополимерминеральную изоляцию не наносят, обычно имею длину 15 см (для трубы диаметром до 219 мм) и 20 см (для диаметра 273-820 мм). Подобной изоляцией могут оснащаться трубы, имеющие диаметр 32-820 мм, длинной до 12 м: это касается как сварных, так и бесшовных изделий. Для регламентации данной продукции применяется ГОСТ 8731, 10704, 8733 и 20295. Кроме труб, ППМ изоляцией могут оснащаться переходники, отводы, тройники и прочая фасонная продукция: обычно ими комплектуются коммуникации, для обустройства которых применяется трубы с аналогичной защитой.

Стальные трубы в ППМ изоляции нередко применяются в теплотрассах и горячих водопроводах. Как сказано в СНиП 41-02-03, данная продукция может использоваться для организации транспортировки теплоносителей различного типа с температурой до +140 градусов. Прокладываться ППМ трубопроводы могут тремя основными методами: бесканальным закрытым (подземным), канальным закрытым и открытым надземным.

Над разработкой ППМ труб трудились отечественные специалисты, которые провели обязательный учет климатических особенностей различных регионов. Как результат, была получена продукция, полностью адаптированная для нашей страны.

Как производятся трубные изделия

Пенополимерминеральная оболочка имеет монолитную структуру, и накладывается на трубы во время изготовления. Трубы, имеющие размеры сечения 57-820 мм, оснащаются оболочками толщиной 32-88 мм. За счет адгезионных качеств этот полимерный материал обеспечивает отличный уровень теплоизоляции для магистралей. Производство данных труб характеризуется образованием трех изоляционных слоев, для каждого из которых характерны определенные качества. Плотность у этих слоев также разная. При помощи ППМ защиты трубопроводы способны переносить самые непростые рабочие условия.

Труба с пенополимерминеральной защитой производится в следующей поэтапности:

1. Подготовка вспененного полимера и минеральных добавок (зола, песок или шлак).
2. Подготовка стальной трубы или фасонного элемента, который будет оснащаться теплоизоляционным слоем.
3. Проведение заливки пенополимерминерального вещества в форму, куда заранее установили отцентрированную стальную трубу.
4. По окончанию нанесения ППМ изоляции готовая труба проходит тестирование.

При заливании ППМ вещества в заготовку также соблюдается некоторая поэтапность. Вначале проводится определение и измерение процентного соотношения составляющих компонентов. При произведении расчета требуется брать во внимание целый ряд факторов – толщину изоляции, параметры сечения трубы и т.п. Когда расчеты проведены, отдельные компоненты тщательно дозируются и смешиваются, после чего готовая масса может заливаться в форму, где уже находится отцентрированная труба.

По завершению застывания пенополимерминеральной массы форму можно снять, а готовое изделия отправить на проверку тестированием. На всю процедуру изготовления обычно уходит один час.

Нюансы производства

Форма для заливания массы представляет собой полый цилиндр с неподвижной нижней частью, и открывающейся верхней. Обе половинки оснащаются специальными уплотнителями, которые обеспечивают необходимый уровень герметичности. Стоимость ППМ труб может колебаться, на что влияют их размеры, толщина и плотность теплоизолирующего слоя. Также продукция известных производителей обычно обладает более высокой ценой, при отличном уровне качества изделий. Во время расчета стоимости изоляционного материала в расчет берется его толщина, диаметр трубы и длина изделия. Кроме того, отдельной статьей расхода будет идти перевозка и укладка материла, для чего потребуется специальная техника.

Для пенополимерминеральных труб характерна очень высокая эффективность: с их помощью обустраиваются самые разные теплосети и водопроводы, осуществляющие транспортировку горячей воды к потребителю. Цена на эту продукцию может меняться, на что влияют конструктивные особенности трубы и пенополимерминеральной изоляции. Организация магистральных трубопроводов данным способом несет отличный экономический эффект. Также важно понимать, что ППМ коммуникациям не нужны профилактические осмотры, при очень высоком эксплуатационном сроке. При этом теплоизоляционные характеристики трубы ППМИ совершенно не зависят от того, сколько времени прошло от момента ее укладки.

Обустраиваются данные коммуникации могут при помощи как открытого, так и отрытого метода. За счет гидрофобности и отличных прочностных свойств пенополимерминеральные трубы пользуются огромной популярностью, что позволяет им удерживать в рейтинге подобной продукции очень высокую позицию. При покупке изделий важно требовать сопроводительную документацию и сертификат качества, с указанием тестирования после изготовления. Что касается монтажных работ, то по причине значительного веса лучше прибегнуть к помощи специальной укладочной техники и бригады опытных специалистов. Если укладка проведена с соблюдением всех необходимых норм, то особых затрат на уход и ревизию магистрали не потребуется.

Труба ППМ, а с 2003 года - ППМИ - труба в пенополимерминеральной изоляции является отечественным ответом на зарубежную разработку (ППУ), и применяется для производства предизолированных трубопроводов в промышленных условиях. Данная технология была разработана советскими учеными в 1973 году, сейчас менее популярна и продукция производится только в России. Стальная труба в ППМ изоляции производится согласно ТУ 5768-005-1330074-2005, и представляет собой новый состав для производства предизолированных труб, отводов, неподвижных опор, и других фасонных элементов, необходимых при проектировании теплотрассы. Материал ППМ отнесен к классу пенополимербетонов, состоит из полимерных связующих звеньев и кварцевого песка.

На отечественном рынке трубы ППМ представляют собой новинку, популярность которой стабильно растет. В первую очередь, это связано с экономичностью данного вида продукции. В частности, заделка стыков при соединении таких труб обходится дешевле, чем при использовании многих иностранных аналогов. Пенополимерминеральная изоляция представляет собой российскую разработку, и поэтому цены на трубы ППМ более приемлемы по сравнению с зарубежными изделиями.

Особенности труб ППМ

Особым достоинством этого вида продукции является то, что внешний слой изоляции чрезвычайно прочен и не нуждается в дополнительном слое полиэтилена. Поэтому трубы ППМ можно укладывать непосредственно в лотки непроходных каналов, а также засыпать грунтом. Это особенно удобно при проведении работ в городских условиях. Также простота укладки дает возможность заметно уменьшить время работ.

Кроме этого, для труб ППМ характерна высокая теплостойкость, _ благодаря чему данные изделия отлично подходят для эксплуатации в российских условиях. К их достоинствам можно отнести также прочность, надежность, возможность использования в широком температурном диапазоне.

Основной функцией тепловых сетей является доставка к потребителям горячего теплоносителя с минимальными температурными потерями. Обеспечить выполнение непростой задачи помогает надежная теплоизоляция труб в момент их укладки в проектное положение. Данный этап значительно осложняет монтажные работы и значительно увеличивает сроки прокладки теплотрасс. Появившиеся сравнительно недавно т рубы в изоляции ППМ помогли избавиться от многих проблем при сооружении сетей, подающих тепло в дома граждан, а также на промышленные и административные объекты.

Сегодня нанесение пенополимерминерального защитного покрытия производится в промышленных условиях, что отражается на качестве утепления и быстроте укладки трубопроводов большой протяженности. Стыки и поврежденные участки обрабатываются непосредственно на площадке строительства.

Чем привлекательны трубы в ППМ изоляции

Сравнивая традиционную защиту тепловых сетей минераловатными материалами с ППМИ, можно отметить ряд преимуществ:

• мономерность защитной оболочки – толщина изоляции остается постоянной по всей длине;
• высокие показатели теплосбережения – потери составляют не более 2-4%;
• отсутствие оперативного дистанционного контроля теплопровода, связанного с увлажнением изолирующей оболочки, в отличие от ППУ изоляции, что связано с хорошей паропроницаемостью, способностью к самовысушиванию и гидрофобностью ППМ;
• наличие антикоррозийной и противоударной защиты;
• присутствие диэлектрических свойств в защитной оболочке, что ограждает металлические трубы от воздействия блуждающих токов;
• экономичность – меньшая стоимость по сравнению с трубами в ППУ изоляции;
• быстрый монтаж теплотрасс;
• простое решение проблем по защите стыков – достаточно их просто залить пеной в полевых условиях;
• низкая цена на фасонные изделия, положительно влияющая на общую сметную стоимость работ;
• продолжительный срок службы изделий с сохранением первоначальных свойств (стойкость к старению) относительно трубопроводов, изолированных традиционными материалами. Гарантия не менее 30 лет, что проверено на практике;
• хорошая адгезия теплоизолирующего материала к поверхности трубы и отсутствие химической реакции между соседними поверхностями;
• необходимость окраски лишь наземных участков труб, контактирующих с ультрафиолетовыми лучами;
• ремонтопригодность – восстановление слоя утеплителя по месту.

Трубы ППМ изоляции уже успели зарекомендовать себя с положительной стороны. Теплопроводы из них эксплуатируются во многих крупных городах страны, не вызывая полномасштабных проблем, связанных с прорывами и износом верхнего слоя. Широко распространенная изоляция ППУ сегодня уходит в прошлое, а альтернативная ППМ поднимается на первые позиции. Стоимость и тепловые потери более современного материала ниже, а защита по разным направлениям – выше.

Как показывает практика, пенополимерминеральная изоляция успешно оберегает металлические трубы в условиях влажных грунтов, так как имеет низкий показатель сорбционного увлажнения. Изделия считаются намного перспективнее аналогов с ППУ оболочкой.

Проектирование теплотрасс из труб и фасонных частей с ППМ изоляцией выполняется с учетом требований СНиП 41-02-2003.

Что представляет собой ППМИ

ППМ считается одним из лучших материалов, использующихся для теплоизоляции. Его предшественником был полимербетон, разработанный сотрудниками отечественного института «ВНИПИэнергопром». В конце 70-х годов прошлого столетия была выпущена промышленная партия труб в ПБ изоляции и созданы опытные производственные предприятия.

Но дело застопорилось из-за банальной причины – тотального дефицита, распространенного явления советских времен. А все потому, что один из компонентов полимербетона выпускался всего лишь на двух предприятиях необъятной страны, поэтому приобрести его было сложно даже в минимальных количествах. В связи с этим опытные цеха работали с существенными перерывами.

ППМ изоляция появилась почти через 20 лет благодаря оснащению предприятий импортными линиями, предназначенными для изготовления жестких полиуретанов. Специалистами был предложен измененный вариант полимербетона – пенополимерминерал. Но наряду с изменением состава компонентов и технологии производства материала, принцип изоляции остался прежним, а ее свойства улучшились в разы.

Основой пенополимерминерала является:

• масса вспененного полимера – чаще всего используется пенополиуретан;
• минеральный наполнитель – допускается применять песок, золу и др. доступные для отдельно взятого региона материалы.

Минеральный наполнитель требуется для придания изоляционному слою механической прочности. Дозировка составляющих производится с соблюдением технологического процесса. Отступление грозит вероятностью появления изменений в свойствах ППМ в худшую сторону. Результатом становится повышение показателей теплопроводности и водопоглощения.

Одним из важных свойств ППМИ считается паропроницаемость материала. Это означает, что изоляция практически не поглощает капельную влагу, то есть является гидрофобной. Данный фактор положительно влияет на сохранение первоначальных характеристик утеплителя и позволяет говорить об уникальных свойствах пенополимерминералов.

Трубы в ППМ изоляции допускается использовать при монтаже наземных и подземных (канальных или бесканальных) теплопроводов.

Производство трубных изделий

Монолитная ППМ оболочка толщиной 32-88мм накладывается на стальные трубы диаметром 57-820мм. Высокая адгезия полимерного материала позволяет создавать надежную изоляцию тепломагистралей, не сравнимую с традиционным методом обмотки труб минеральной ватой или со сплошной ППУ герметизацией трубопроводов. В процессе формирования ППМ слоя, с внешней стороны трубы образуются сразу три обволакивающих пласта разной плотности:

• антикоррозийный, примыкающий непосредственно к трубе – толщина 3-5мм при плотности 400-500кг/м3;
• теплоизоляционный, располагающийся посередине – расчетная толщина при плотности 70-100кг/м3;
• гидроизоляционный, находящийся снаружи – толщина 3-5мм при плотности от 400 до 800кг/м3.

Подобная конструкция справляется с самыми жесткими эксплуатационными условиями.

В производственный процесс по изготовлению изолированных труб входит несколько участков:

• подготовки наполнителя и полимерного компонента;
• подготовки стальных труб и фасонных частей под заливку;
• формовки ППМ изоляции;
• приемки и контроля качества готовой продукции.

Цикл заливки состоит из целого ряда рабочих этапов. Прежде всего производится расчет количества составляющих изоляционной композиции. Он зависит от толщины оболочки, длины и диаметра труб. По полученным результатам компоненты дозируются, попадая в специальный миксер, после чего смешиваются. Готовая масса заливается в формы. После отверждения выполняется распалубка, что происходит достаточно быстро.

Весь процесс занимает около часа рабочего времени.

Формы представляют собой разъемный кожух в виде полого цилиндра. С одной из продольных сторон половинки соединяются между собой петлями. Нижняя часть является неподвижной. Она устанавливается на станину. Верхняя часть кожуха открывается и закрывается. Полость формы герметизируется посредством уплотнителей, расположенных на обеих половинках цилиндра.

Стоимость труб в ППМ изоляции зависит от их габаритных размеров, плотности пенополимерминерала и ценовой политики производителя. За утеплитель придется заплатить, исходя из толщины оболочки и диаметра трубы. В прайс-листах устанавливается стоимость одного погонного метра ППМИ. Она варьирует от 550 до 9500руб. Некоторые компании с целью привлечения клиентов выставляют цены без учета НДС. В этом случае цифры оказываются ниже.

Пенополимерминеральная изоляция - ППМ (ППМИ) представляет собой тепловую изоляцию на основе вспененного полимера и минерального наполнителя. Основные компоненты ППМ изоляции - это, как правило, и введённый в него для придания механической прочности минеральный наполнитель, в качестве которого обычно выступает песок, зола или другие материалы.

Не так давно ППМ начал активно применяться в качестве теплоизоляционного материала при строительстве труб в ППМ изоляции . В целом изоляция ППМИ труб является совсем недорогим методом, о чем не скрывая заявляют производители стальных труб в ППМ изоляции.

И с этим сложно поспорить. Стоимость изготовления и монтажа сравнительно мала, пенополимерминеральные трубы прокладывать значительно легче, чем, к примеру, . При строительстве отсутствует необходимость монтажа системы ОДК, а затем контроля над ней. Нет нужды обучать персонал методикам дистанционной диагностики, оборудовать коверы системы ОДК, не надо прозванивать провода - закопал и забыл, о чем ещё можно мечтать эксплуатирующим теплотрассы муниципальным предприятиям? Выходит, что цена ППМ изоляции действительно низкая, однако рассмотрим сравнение технических характеристик ППМ и ППУ подробнее:

Для этого обратимся к результатам лабораторных испытаний компании BASF , представленных на ежегодной международной конференции "Тепло России" в 2010 году в Санкт-Петербурге.

Снимки, выполненные при помощи электронного микроскопа с 63-кратным увеличением :

ППУ, заливочная плотность 80 кг/м3.

ППМ, заливочная плотность 260 кг/м3, доля песка по массе 41,3%.

Прочность ППУ и ППМ при сжатии :

Сравнение теплопроводности ППУ и ППМ :

Водопоглощение ППУ и ППМ :

Как видно из приведенных графиков - свойства и характеристики ППМ-изоляции сопоставимы со свойствами ППУ . Но! Все эти измерения проводились и проводятся в лабораториях при сухом теплоизоляционном материале, а что же происходит в реальности? На практике, производители ППУ-труб зачем-то защищают пенополиуретан надежной полиэтиленовой оболочкой, долго и тщательно проводя опрессовку и контроль каждого стыка, монтируют и отслеживают намокание ППУ через сложную систему ОДК. Зачем?

Всё дело в том, что и ППУ и ППМ при контакте с водой медленно, но верно набирают влагу , причем водопоглощение ППМ даже несколько выше (см.график). Влага распространяется по всему теплоизоляционному слою, достигая металла трубы, который при сверхвысокой температуре теплоносителя коррозирует и разрушается со стремительной скоростью. То же самое можно сказать о теплопроводности, которая у обоих материалов более-менее сопоставима при сухом материале:

График изменения теплопроводности при старении для сухого ППУ и ППМ:

Но если ППУ или ППМ намокнет - то коэффициент теплопроводности обоих материалов возрастает также одинаково, стремительно и многократно...
Во время изготовления ППМ изоляции вместе с улучшением механических характеристик, ухудшаются теплоизоляционные свойства материала, увеличивается показатель водопоглощения всей конструкции (ведь гидроизоляционная защита отсутствует в принципе ), а технические характеристики мокрой ППМ изоляции труб и отводов оставляют желать лучшего.

В реальности происходит вот что: изоляция ППМ труб быстро набирает влагу , активно впитывает её, следовательно, теплопроводность резко увеличивается, а когда вода достигает металла трубы, возникает стремительная коррозия, от которой уже никуда не деться, а высокая, до 150 градусов, температура теплоносителя выступает мощнейшим катализатором коррозионного процесса.

Получается, что трубы стальные в ППМ изоляции гораздо быстрее разрушаются под воздействием коррозии. Намокший теплоизоляционный материал сильно греется и, активно отдавая тепло, хорошо прогревает землю и топит снег на поверхности пролегания трубопроводов при бесканальной прокладке. Теплопотери превышают все мыслимые и немыслимые пределы, а коррозия при этом не знает границ.

Отдельно стоит взглянуть, как выглядит изоляция ППМ стыков , ведь как утверждают производители ППМ-труб - это одно из их главных преимуществ перед ППУ-трубопроводами в заводской оболочке. Подумать только, стоимость заделки стыка в 3 раза дешевле . С этим сложно поспорить. Однако глядя на стыки ППМ труб - создаётся твёрдое убеждение, что это не преимущество, а главная беда ППМ-изоляции: