Утепление трубопроводов: виды и материалы

Утепление трубопроводов: виды и материалы

Теплоизоляция трубопроводов – это материалы для защиты стальной арматуры от внешних проявлений, в частности от коррозии, тепловых потерь, а также для продления их срока службы.

Такое покрытие обязательно для ГВС, ХВС, теплосетей, канализаций, систем кондиционирования воздуха, газонефтепроводов, прочих магистралей, лежащих снаружи или под землей. Для этого применяют следующие разновидности:

• пенополиминерал;
• пенополиуретан;
• армопенобетон;
• ленты из полиэтилена или поливинилхлорида.

Изделия представляют собой трубные или листовые куски, выпускаемые в виде гибких трубок в отрезках или бухтах, рулонах, плоских листах, цилиндрах. Они имеют разные размеры, выбор которых зависит от габаритов трубопроката.

Теплоизоляция имеет различные физико-технические свойства, рабочие параметры. Все они отличаются низким уровнем проводимости тепла, сопротивлением диффузии водяного пара, водонепроницаемостью, устойчивостью к сжатию, растяжению, агрессивным химикатам, ультрафиолетовому излучению, огню.

ППУ изоляция

Скорлупы и оболочки из ППУ – наиболее распространенный вид. Главное преимущество – многоразовое применение. Они подходят для внутренних, внешних трубопроводов и трубопроводных элементов, например, отводов.

Создание ППУ-слоя осуществляется путем нанесения жидкого состава между внутренней трубой и внешней пленкой из полиэтилена. Покрытие готово к эксплуатации при застывании и принятии конкретных форм.

ППУ-скорлупы необходимы при прокладке металлопроката под землей с оцинковкой. При использовании оболочки для наружных труб ПУ нужно покрывать акрилом или кремнийорганической краской от ультрафиолета.

Пенополиуретановая разновидность делает прокат более устойчивым к гидронагрузкам, повышает теплопроводность, усиливает влагонепроницаемость, безразличие к перепадам температуры.

Конструкция ППУ-изоляции – это две половинчатые скорлупы с ячейками, заполненные газом на 97%. Сам полиуретан производят из двух химикатов: полиола и изоцианата, устойчивых к огню.

• небольшие габариты и вес продукции;
• толщина определяется энергосбережением;
• плотность – от 60 кг/м³;
• минимальное расстояние между стальной арматурой;
• экологическая безопасность, гигиеничность;
• предохранение от всех негативных проявлений природы;
• долгосрочность;
• сокращение сроков строительства;
• работоспособность в условиях крайнего севера.

Монтаж труб с ППУ осуществляется бесканальным способом.

ППМ изоляция

Пенополимерминеральная разновидность применяется для высокопрочной охраны ГВС. Для создания используют вспененный материал и минеральный наполнитель, предварительно смешивая их перед созданием блокады. При необходимости возможно проведение ремонтных работ.

ППМ включает три слоя:

• наружный корковый;
• теплоизоляционный;
• внутренний антикоррозионный.

Толщина покрытия зависит от диаметра труб, требований ГОСТа, условий эксплуатации.

Монолитная оболочка накладывается в заводских условиях. Цементная теплозащита повышает стойкость трубодеталей к ржавчине. При нанесении состава на трубодетали важно дождаться застывания.

Для продления службы систем такого типа необходимо использовать ровную площадку. Для изолирования стыков нужно применять ИЗОЛАН 345ПБ, полиизоцианат, кварцевый формовочный песок.

ВУС изоляция

ВУС – это двухслойное весьма усиленное покрытие с антикоррозионными характеристиками и следующими свойствами:

• исключение пропускание воды;
• стойкость к деформации, химикатам, коррозии.

Производство осуществляется по технологии экструзии. В состав входит термоусаживающий компонент на основе полиэтиленовой пленки и термоплавкого адгезива. Нанесение регламентируется государственным стандартом 9.602-89, осуществляется после облицовки жидким праймером и адгезивным подслоем. Вес готовой продукции от этого увеличивается.

Такой трубный прокат подходит для установки в магистральных нефте-, водо-, газопроводах при размещении под землей и водой благодаря низкому влагопоглощению. Температурный диапазон: от -20 до +60 градусов. Коррозионностойкость почти 100%, высокая прочность, надежность, срок службы – от 30 лет.

Битум

Битум широко применяли в конце 90-х годов, но он до сих пор популярен. Оболочка представляет собой тонкий слой из полиэтилена с битумным напылением. При подземном размещении необходимо дополнительное нанесение стеклохолста.

Битум позволяет защитить трубодетали от ржавчины. Рабочая температура при наземном размещении: от -40 до +65С. При глубинной прокладке – от -5 до +30 градусов.

Битумно-полимерная облицовка эффективно, при этом экономично и быстро защищает трубопрокат с газообразными и жидкими рабочими веществами.

Стекловата

Стекловата имеет большую популярность среди утеплителей. Она защищает от теплопотерь, образования конденсата. Rockwool, Изотек – наиболее востребованные производители таких материалов.

Применение такой теплоизоляции возможно лишь совместно с другими составами. Например, со стеклотканью или рубироидами. Также можно использовать простые стекловолоконные маты. Для этого сначала нужно обмотать ими арматуру, зафиксировать проволоками, защитить полиэтиленом. Способ требует много усилий и времени, но зато надежен, безопасен.

Как выбрать тепловую изоляцию

Процесс выбора важен при возведении магистралей любого вида, так как от типа защиты зависит долгосрочность, скорость монтажа.

При выборе важно учитывать следующие критерии:

• расположение объекта, условия эксплуатации;
• разрешенная нагрузка;
• температура внешней среды, проката;
• уровень теплопроводности;
• стойкость к деформациям.

Основные критерии выбора: сжимаемость, плотность, горючесть, паропроницаемость, показатели водопоглощения и водоотталкивания.

В любом случае, применение тепловой защиты улучшит все рабочие показатели магистралей, увеличивая срок их службы, поэтому использование таких веществ необходимо в магистралях всех типов.

Материалы для изоляции трубопровода

Трубопроводные магистрали используются для транспортировки нефтепродуктов, природного газа, горячей или холодной воды. Изоляция трубопроводов – обязательное мероприятие, которое проводится на заводе или при эксплуатации системы. Выбор материалов для изоляции трубопровода зависит от климатических условий, рабочей среды и других факторов.

Поскольку трубопроводные коммуникации могут транспортировать разные вещества, отличаются по протяженности, месту установки, сложно проводить общие сравнения между различными типами изоляции. Изоляционный материал выбирают с учетом конкретных особенностей применения, а не преимуществ продукта.

Читайте также:
Электрический конвектор отопления: устройтво и виды, правила выбора, популярные модели и цены

Некоторые переменные, которые стоит учитывать при выборе:

• тип транспортируемого вещества: нефть, газ, вода;
• температура окружающей среды;
• сопротивление сжатию;
• стойкость к коррозии;
• огнестойкость;
• восприимчивость к ультрафиолету.

Материалы для изоляции трубопроводов горячего водоснабжения

Изоляционные материалы должны обладать минимальной теплопроводностью, чтобы исключить остывание транспортируемой жидкости. Качественная теплоизоляция препятствует рассеиванию тепла, сохраняя оптимальную температуру воды при перемещении из одной точки трубы в другую.

Еще одно важное свойство изоляционных покрытий – защита от образования конденсата. Он возникает из-за разницы температур, в результате образуется влага, разрушающая металл и сокращающая срок службы коммуникаций.

Магистральные трубопроводы изолируют как с внешней, так и с внутренней стороны. Внутренняя защита предотвращает образование ржавчины, стабилизирует пропускную способность труб.

При выборе изолятора учитывают место установки труб, их диаметр и предполагаемые нагрузки.

Материалы, которые обеспечивают наилучшую защиту коммуникаций горячего водоснабжения:

• ППУ – пенополиуретан;
• ППМ – пенополимерминеральная изоляция: в основе газонаполненный пенополиуретан;
• ВУС – так называемая «весьма усиленная изоляция», состоящая из нескольких защитных слоев.

Пенополиуретан используют для повышения гидроизоляции трубопроводных коммуникаций. Материал устойчив к тепловым скачкам. При соблюдении технологии монтажа ППУ изоляция минимизирует тепловые потери в трубах до 5 и менее процентов.

ППМ – основной изоляционный материал для труб горячего водоснабжения, имеет трехслойную монолитную структуру. Слои отличаются по плотности, решают следующие задачи: антикоррозийная защита, гидро- и теплоизоляция. Такая конструкция обеспечивает высокую степень устойчивости труб к механическим и атмосферным воздействиям, температурным колебаниям, влаге.

ВУС используется при повышенном негативном воздействии на трубы. Это специальный тип защиты, производится для увеличения срока службы коммуникаций, построенных в неблагоприятных климатических условиях. Уровень защиты определяет количество и толщина слоёв: как правило, используют 2-3. Усиленные трубопроводы устойчивы к низким температурам извне с одной стороны и высоким с внутренней части, а также к воде, агрессивным средам.

Материалы для изоляции трубопроводов холодного водоснабжения

Для защиты водопроводных труб используют основные и вспомогательные изоляторы. Виды основных изоляционных материалов:

• ППУ. Пенополиуретан наносят из пульверизатора методом распыления. Технология финансово затратная, но считается самой эффективной среди всех видов изоляции. ППУ, распыленный на металлическую поверхность, быстро застывает при контакте с воздухом, в результате образуется очень плотное, стойкое термозащитное покрытие.
• Базальтовое волокно. Утеплители на базальтовой основе имеют цилиндрическую форму, размеры отличаются. Главный плюс подобных конструкций: упрощение монтажа трубопровода (исчезает потребность в специальных емкостях-лотках). Трубная изоляция на основе базальтового волокна не требует сложных строительных навыков при установке, наиболее эффективна для водопроводов с холодной водой.
• ВК. В первую очередь вспененный каучук – материал с высокими гидроизоляционными свойствами, но неплохо справляется со скачками температуры. Формы изоляционного материала – трубки или пластины, структура пористая, закрытая. Вспененный каучук выделяет пожаробезопасность: при возгорании материал затухает, тем самым не давая огню распространиться.
• ВПЭ. Еще один пористый изолятор вспененный полиэтилен выпускается в форме трубок с продольными разрезами. Отличается простотой и высокой скоростью монтажа, устойчивостью к колебаниям температур, агрессивным средам, включая химические и бактериологические (препятствует образованию плесени, грибка). Благодаря экологически чистому составу безопасен для окружающей среды.
• Стеклонить (стекловолокно). В одиночку стекловолокно не способно обеспечить надежную изоляцию трубопроводных систем, поэтому применяется в совокупности с другими материалами, например, стеклотекстолитом. Чаще вместо подобных комбинаций используют маты на стекловолоконной основе. Их монтаж включает внешнюю обмотку труб с последующей фиксацией проволокой и финишным закреплением конструкции полиэтиленовой пленкой. Такой тип защиты эффективен и долговечен, но используется редко из-за сложности в реализации.
• Прошивные, ламельные и фольгированные маты из минеральной ваты. Подходят для теплоизоляции трубопроводов большого диаметра.
• Пенопластовая защита. Один из самых простых в монтаже, а поэтому наиболее распространенный материал для изоляции. Поставляется в форме оболочки-скорлупы, которая натягивается на трубу. Поверх оболочки может быть дополнительное покрытие – например, полиэтиленовая пленка с гидроизоляционными свойствами.
• Теплоизоляционная краска. Жидкие изоляторы используют достаточно редко из-за высокой стоимости. Термозащитные лакокрасочные материалы выпускают разные производители, и характеристики продуктов могут существенно отличаться. Жидкие изоляторы решают те же задачи, что другие виды защиты: сохраняют температуру, препятствуют разрушению труб из-за коррозии, механических воздействий.

Изоляция нефтепроводов

Магистральные трубопроводы, транспортирующим жидкое топливо, должны соответствовать строгим требованиям, касающимся термоизоляции и огнестойкости. Необходимый уровень защиты обеспечивают:

• ППУ. Вспененный полимер надежно защищает трубы и их содержимое от колебаний температур. Материал имеет пористую структуру, при этом достаточно легкий и не нагружает трубы. Совмещает низкую паропроницаемость и теплопроводность с огнестойкостью, резистентностью к перепадам температур, химическим веществам.
• Вспененный каучук. Еще один полимер с положительными эксплуатационными свойствами, облегчает и ускоряет монтаж. Благодаря пластичности удобен при изоляции изогнутых участков нефтяных труб. Защищает металл от коррозии и разрушения под воздействием агрессивной среды.
• Жидкая изоляция специальными лакокрасочными материалами. Защищают подземные трубы от растворенной в почве воды, солей. Краски для изоляции нефтепроводов обладают высокими электроизоляционными свойствами, увеличенной стойкостью к химикатам и перегреву. Жидкие изоляторы наносят методом распыления или окрашивания кистями, итоговый слой получается очень тонким, не создает лишней нагрузки на систему.

Читайте также:
Финишная шпатлевка стен: как она делается

Изоляция газопроводов

Конструкция и принцип работы газовых труб имеет свою специфику, и изоляторы для защиты подбирают соответствующие. Как правило, используют специальные многослойные материалы, реже – лакокрасочные покрытия.

Изоляционный материал для трубопровода, транспортирующего газ, должен соответствовать следующим требованиям:

• обеспечивать плотное, равномерное покрытие на поверхности труб;
• отсутствие малейших механических дефектов: неровности, сколы, вмятины, царапины;
• повышенная прочность для защиты трубопровода от возможного физического давления, ударов;
• высокая стойкость к коррозии, химикатам, биологическим факторам и другим агрессивным средам;
• резистентность к ультрафиолету: материал должен защищать трубы от ультрафиолетового излучения;
• высокие гидроизоляционные свойства;

Выбор технологии и состава изоляции зависит от места прокладки газопровода, климатических условий региона: стабильности температурного режима, влажности, предельных значений температур. Изоляторы делят на две большие группы: битумные мастики и ленточные материалы.

1. Битумная мастика – теплоизолятор на основе битума и различных добавок, придающих составу определенные свойства: защита от растрескивания, улучшение сцепления с металлом, повышенная теплозащита. В составе мастик добавляют минеральные, резиновые, полимерные присадки, которые определяют характеристики и применение продукта.
2. Изоляционные ленты изготавливают из полиэтилена или поливинилхлорида. Одна сторона лент клейкая – для сцепления с трубой. По степени прочности и защиты выделяют три вида ленточной изоляции: стандартная, усиленная, весьма усиленная.

Самая долговечная – весьма усиленная изоляция ВУС. Особенности:

• подходит для установки на коммуникации, проложенные в населенных пунктах, регионах с неблагоприятным климатом;
• отличается повышенной стойкостью к химическим, температурным, механическим воздействиям – обеспечивает комплексную защиту магистралей;
• является многослойной;
• высокие диэлектрические свойства, 100% водонепроницаемость;
• ленты производят методом экструзии: в основе экструдированный полиэтилен;
• повышает срок службы трубопроводов до 30 лет.

Для защиты от влаги коммуникаций, расположенных над землей, достаточно двух слоев грунтовки и столько же лакокрасочных материалов. В неблагоприятных условиях эксплуатации для тепловой изоляции применяют специальные смазки и покрытия. Если необходима усиленная теплоизоляция, трубы нередко защищают оцинкованными или алюминиевыми кожухами, под которые укладывают утеплители.

Изоляция подземных газопроводов

Основные разрушающие факторы, воздействующие на подземные трубы, соли, растворенная в почве влага и так называемые «блуждающие токи». Все эти компоненты грунта вызывают преждевременную коррозию металла, нарушающую структуру газопровода и приводящие к неисправностям, снижению эффективности, выходу систем из строя.

Источниками блуждающих токов являются ж/д и автомобильные дороги, проложенные под землей силовые кабели и другие энергообъекты. Это явление изнашивает стенки газовых труб, в некоторых случаях приводя их в негодность за 1-2 года эксплуатации. Это приводит к серьезным последствиям, включая аварии, утечки газа. Поэтому изоляционный материал для подземных коммуникаций должен обладать диэлектрическими свойствами (помимо гидроизоляционных, термозащитных и других). Оптимальное решение – пенополиуретановое покрытие, которое монтируют в заводских условиях на стадии производства труб или в процессе их эксплуатации в рамках капитального ремонта.

Нанесение защиты в заводских условиях считается более надежным. Производитель обеспечивает полное покрытие поверхности, а значит, полноценную защиту. Кроме того, в производственных условиях можно установить в трубы специальные датчики контроля. Электронные приборы работают бесперебойно, выявляют неисправности в работе системы и позволяют оперативно их устранить.

Монтаж полипропиленовой изоляции на заводе полностью автоматизирован, что минимизирует ошибки. Процесс начинается с подготовки труб: сушки, очистки и полировки. Затем конструкции нагревают, на горячую поверхность наносят клеевую основу, а после полиэтиленовый слой. С помощью фторопластового валика верхний слой выравнивают и уплотняют. Последний этап производства – охлаждение, за которым следует контроль качества выпущенных изделий.

Изоляция ППУ имеет следующие преимущества:

• низкая теплопроводность;
• легкость и минимальная плотность – не увеличивает объем труб, не создает лишней нагрузки;
• простота монтажа при ремонте;
• стойкость к колебаниям давления, температуры;
• диэлектрические свойства – предотвращает разрушение металла блуждающими токами;
• резистентность к агрессивным средам, химическим компонентам почв, влаге.

Для усиления гидроизоляционных свойств ППУ-покрытие дополнительно оборачивают полиэтиленовой пленкой. Примером такой изоляции является полиэтиленовая композиция «НОВОПЛАСТ-ПЭ-БД» производства ООО КСИ (Самара). Прочность и долговечность труб с пенополиуретановой защитой сочетаются с доступными ценами, что объясняет востребованность и лидирующие позиции конструкций на строительном рынке.

Современные виды теплоизоляции трубопроводных систем

Какая теплоизоляция лучше, и как она влияет на функциональность трубопровода – те вопросы, с которыми вы неизменно столкнётесь при строительном планировании. Заметим, что выбор соответствующего материала зависит сразу от нескольких факторов:

• типа объекта, который предстоит изолировать. Это трубы отопления или охлаждения, горячего или холодного водопровода, а также предназначенные для транспортировки газа, масел, нефтепродуктов и т.д.;
• способа прокладки, который может быть подземным (в каналах или бесканальный), надземным или подводным.

Цели и задачи теплоизоляции трубопроводов

Элементы изоляции выполняют ряд важных функций, действие которых тесно связано со свойствами используемых материалов.

Задача утеплителя на трубах отопления или горячего водоснабжения состоит в том, чтобы минимизировать потери тепла. Это позволяет сэкономить ценную энергию и, соответственно, уменьшить эксплуатационные расходы теплопровода.

Читайте также:
Стеклохолст под шпаклевку — выбор и технология укладки

Материал с низким коэффициентом теплопередачи защищает трубы обратного контура отопительной системы или холодного водоснабжения от появления конденсата, если они проходят в тепле, или от замерзания – если они находятся в неотапливаемых помещениях с очень низкими зимними температурами.

Верхний слой, так называемая оболочка, предохраняет уже сам теплоизолятор от механических повреждений, намокания или разрушающего действия среды.

Виды и свойства утепляющих материалов

Чтобы теплоизоляция хорошо выполняла свою задачу, она должна иметь особенные свойства:

• Низкую теплопроводность, которая выражается в Вт/(м·°С). Чем ниже показатель, тем эффективнее материал.
• Устойчивость к высоким температурам и перепадам температур. Эта особенность обеспечивает стабильность свойств изолятора независимо от тепловых изменений.
• Устойчивость к действию воды и влиянию среды. Теплопроводность намокшего материала обычно резко повышается, и он перестаёт выполнять свою функцию. Точно так же не работает термоизолятор, разрушенный ультрафиолетом или грызунами.
• Негорючесть или низкую горючесть со способностью не распространять огонь.
• Химическую инертность к материалу трубопровода – чтобы избежать разрушающих последствий нежелательного взаимодействия между ними.
• Устойчивость к эксплуатационным нагрузкам и пластичность, чтобы выдерживать тепловые деформации труб.

Самый старый из современных утеплителей – минеральная вата. Это понятие обобщает негорючие волокнистые материалы из расплавов песка, стекла, горных пород и доменного шлака. У минваты очень широкий диапазон рабочих температур – от -180 °С до +700 °С. Её плотность, в зависимости от марки, составляет 35, 50 и 70 кг/м 3 . Теплопроводность при 25 °С – 0,040, 0,039 и 0,038 Вт/(м·°С) соответственно.

Наматывается вата на готовый трубопровод вручную, что является довольно трудоёмким и небезопасным для здоровья процессом, так как минеральная пыль и органические летучие компоненты вредят человеческому организму. Поэтому при установке в цехах или в местах хранения пищевых и фармацевтических продуктов минеральная вата может применяться только в обкладках и под покровным слоем из металла. Минвата не ставится на трубопроводы, которые подвергаются вибрации и ударам. В настоящее время выпускаются формованные изделия на основе минеральной ваты, которые устанавливаются значительно проще листового материала.

Пенополиэтилен производят из этилена (рабочий диапазон температур от -80 °С до +95 °С). ППЭ-изоляция в виде полых цилиндров – одна из самых популярных для внутренних коммуникаций всех видов. Этот недорогой и удобный в монтаже теплоизоляционный материал хорошо работает как в сухих, так и во влажных помещениях. Он не поглощает ни пар, ни воду, и поэтому не создаёт среду для размножения грибков и плесени. Покрытия из полимера и фольги позволяют использовать материал на открытых площадках. Плотность ППЭ может варьироваться в очень широких пределах, поэтому о теплопроводности изделий лучше справляться в спецификациях производителей.

Пенорезина – улучшенный вариант пенополиэтилена. Материал устойчив к ультрафиолету, хорошо пропускает пар, очень эластичный, но тяжёлый. Подходит для изоляции медных, стальных и пластиковых труб. Граница его термической стойкости – +90-95 °С.

Пенополиуретан – один из самых эффективных теплоизоляторов, которые можно купить сегодня. Он получается в результате смешивания двух компонентов – полиола и изоцианата. Его теплопроводность не превышает 0,033 Вт/(м·°С) при 50 °С. Материал устойчив к температурам в диапазоне от -40 °С до +150 °С, медленно поглощает влагу, но не подвержен гниению. Воспламеняется при наличии источника горения, но без него быстро затухает. Добавка к двухкомпонентной смеси антипиренов повышает уровень огнеустойчивости пенополиуретана.

ППУ интересен тем, что его можно наносить прямо на трубы в месте их эксплуатации, что обеспечивает плотное прилегание изолирующего слоя в каждой точке и исключает формирование мостиков холода. При прокладке трубопровода удобнее использовать готовые теплоизолированные элементы, изготовленные в заводских условиях, а на месте выполнять только герметизацию стыков.

Из-за способности поглощать влагу, пенополиуретановая изоляция должна быть покрыта оболочкой и оборудована индикаторами системы оперативного контроля. Наличие последней повышает надёжность трубопровода в целом. Пенополиуретановое утепление в оболочке из полиэтилена предназначено для подземной бесканальной прокладки теплопроводов и трубопроводных магистралей. В оцинковке – для надземной, а также для прокладки в проходных каналах.

Пенополиминеральная изоляция – это пенополиуретан, усиленный минеральной составляющей. Благодаря более высокой механической прочности и водонепроницаемости, ППМ позволяет отказаться от обязательной оболочки и системы контроля. Но при этом у него хуже показатели теплопроводности. При одной и той же толщине слоя теплопотери пенополиминерального изолятора будут выше, чем пенополиуретанового.

Жёсткие формованные изделия из пенопластов, в том числе и из пенополистирола, представляют собой полуцилиндры с замковым соединением для обеспечения теплоизоляции на стыке. Деструктивные изменения пенопластов начинаются при температуре выше 160 °С. Так как он легко воспламеняется и горит с выделением токсических веществ, для строительных работ позволяется применять только модифицированный антипиреном материал.

На пенопластах при определённых условиях могут поселяться колонии микроорганизмов, а также их нередко повреждают грызуны. Если вы собираетесь теплоизолировать «скорлупой» из пенопласта коммуникации в сыром подвале, в который забредают мыши, то следует позаботиться о защите утеплителя.

Источник https://domsolo.ru/uteplenie-truboprovodov-vidy-i-materialy