Скорлупа для труб из пенополиуретана — применение, характеристики, монтаж

При транспортировке в системах отопления и горячего водоснабжения теплоносителя, оптимальный вариант уменьшить тепловые потери и получить при этом экономию финансовых средств на топливе — использовать на трубопроводах теплоизолирующие оболочки. Один из наиболее эффективных тепловых изоляторов, широко применяемый в промышленности и коммунальном хозяйстве — скорлупа для труб из пенополиуретана (ППУ).

Полиуретановый теплоизолятор в сравнении с аналогичными материалами имеет ряд существенных преимуществ и может быть использован в бытовом хозяйстве. Для оптимального выбора следует знать физические характеристики утеплителя, формы его выпуска, стоимость от различных производителей.

Рис. 1 Примеры использования трубной теплоизоляции ППУ

Что такое ППУ и область его применения в быту

Пенополиуретаном называют вспененный или газонаполненный полиуретан, состоящий на 85 — 90% из инертного газа или воздуха. В зависимости от плотности, материал может быть жестким или мягким, рядовому потребителю хорошо известна его мягкая форма в виде поролона и технология получения вспененного материала при использовании монтажной пены.

В домашнем хозяйстве скорлупа из пенополиуретана может быть использована в следующих коммуникациях:

Для утепления наружного канализационного трубопровода. При отводе сточных вод на участках с автономной канализацией в септик, технически проблематично проложить трубопровод ниже глубины промерзания грунта, которая в районах с умеренным климатом может достигать 2 м. В этом случае ППУ скорлупа для труб послужит тепловым изолятором и предотвратит промерзание трубопровода с жидкими отходами.

Теплоизоляции наружного водопровода. При автономном водоснабжении производится водозабор из колодца или скважины, при этом трубопровод прокладывают под землей на глубине, ниже уровня промерзания почвы. Если нет возможности опустить водопровод на рекомендуемую глубину, теплоизоляционная пенополиуретановая скорлупа для труб позволит существенно уменьшить расстояние прокладки магистрали от уровня почвы.

Рис. 2 Размерные параметры стальных труб в ППУ изоляции с оболочкой из тонколистовой стали по ГОСТ 30732-2006

Теплоизоляции внутренних труб отопления. Индивидуальные системы отопления обычно монтируют с котлом, установленным в подвальном помещении. Для подачи теплоносителя к радиаторам трубопроводная линия проходит значительные расстояния, при этом рабочее тело по пути теряет свое тепло. Для снижения тепловых потерь наиболее эффективный метод — утепление труб скорлупами.

Тепловая изоляция наружных коммуникаций. В частном секторе нередко требуется горячая вода в зданиях, построенных на некотором расстоянии от дома с нагревательным котлом. Для ее транспортирования используют трубопровод наружной или подземной прокладки, производя утепление труб скорлупами, которые одновременно выполняют и гидроизолирующие функции.

Теплозащита от горячих труб отопления. Во многих индивидуальных системах отопления используют металлический трубопровод, в котором циркулирующий теплоноситель может нагреваться до температур в +80 °С. При случайном касании трубной оболочки из металла легко получить ожоги, для защиты от которых могут быть использованы скорлупы из пенополиуретана.

Звукоизоляция. Если в магистрали водоснабжения или отопления начинают шуметь стояк, трубы, или в них возникают посторонние звуки при прохождении жидкости, а проблему не удается решить, можно просто изолировать шумящий участок теплоизоляционной скорлупой, снизив на несколько децибел уровень шума в помещении.

Рис. 3 Технические характеристики ППУ изоляции

Технические характеристики ППУ

Пенополиуретан — единственный из синтетических утеплительных материалов, используемый в промышленности для производства стальных труб с готовой теплоизолирующей оболочкой из-за следующих свойств материала:

ППУ имеет наименьшую среди всех известных утеплителей тепловую проводимость в 0,025 — 0,035 Вт/м∙К, поэтому эффективнее других материалов утепляет трубопровод.

Благодаря высокому содержанию воздуха в оболочке, полиуретановая скорлупа имеет легкий вес, ее средняя плотность составляет около 60 кг на кубический метр аналогично с показателями экструдированного полистирола.

Материал имеет низкие водопроницаемость и водопоглощение не более 2%.

Диапазон рабочих температур ППУ от -100 °С до +130 °С, предельный показатель — +150 °С.

Материал относят к умеренно горючим класса Г2 с температурой выделяющихся при горении газов +235 °С, самозатухающим во временной период до 30 секунд.

ППУ — экологически чистый материал, он не выделяет вредных для человека хлорфторуглеводородов и формальдегидов, присущих многим синтетическим утеплителям.

Пенополиуретан относят к химически нейтральным реагентам для большинства агрессивных веществ, он разлагается в среде кислот высокой концентрации.

ППУ биологически стоек, препятствует образованию плесени и грибка, не подвержен повреждению грызунами.

Срок службы полиуретанового теплоизолятора в зависимости от условий применения составляет 30 — 50 лет и обычно приравнивается к периоду эксплуатации трубопровода.

Главный недостаток ППУ — разложение при воздействии на оболочку ультрафиолетового излучения, поэтому скорлупа для утепления труб часто выпускается с защитным наружным покрытием.

Читайте также:  Отвод канализационный — виды, размеры, углы поворота, выбор и монтаж

Рис. 4 Размеры и вид ППУ скорлуп по ТУ 5768-001-94458030-2007

Скорлупа для труб из пенополиуретана — формы выпуска

Технические условия на скорлупу из пенополиуретана ТУ 5768-001-94458030-2007 2001 года, установленные министерством энергетики РФ, распространяются на ППУ скорлупу для теплоизоляции трубопроводных трасс, транспортирующих нагретую воду с предельной температурой +150° С, нефтепродукты, газы и охлаждающие вещества. Основные положения стандарта:

1. Изоляция для труб скорлупа предназначена для наземной и подземной укладки на трубах, уложенных в каналах или бесканальным методом.
2. Скорлупы выполняют как с защитным покрытием, так и в незащищенном виде.
3. ППУ утеплитель для труб скорлупа выпускают для трубопроводов диаметром от 57 до 1420 мм. Типоразмеры скорлуп соответствуют приведенным в ГОСТ 30732-2006 на трубы и фасонные элементы с теплоизоляцией из ППУ в тонколистовой стальной или полиэтиленовой ПЭ защитной оболочке (таблица на рис. 2).
4. Производителем скорлуп строго по ТУ 5768-001-94458030-2007 является ЗАО Метхимтекст.

Рис. 5 Характеристики Ст1 и Ст2

1. ППУ теплоизоляционная скорлупа для труб всех типоразмеров выпускается длиной от 1000 до 2000 мм, по договоренности с заказчиком допускается производство изделий другой длины.
2. Толщина стенки скорлуп от 38,5 до 100 мм.
3. Защитные оболочки выполняют из сегментов с замковым соединением со следующими радиальными углами:

180° для изделий диаметров от 57 до 530 мм;

120° для скорлуп размерами в окружности от 630 до 820 мм;

90°, если трубный диаметр больше 820 мм.

Так как в бытовом хозяйстве используются трубопроводы меньших диаметров, не рассматриваемые в данном стандарте, многие производители отходят от техусловий ТУ 5768-001-94458030-2007 и выпускают продукцию других типоразмеров.

Минимальный диаметр труб под ППУ теплоизолятор у большинства поставщиков составляет 25 мм при максимальном не более 1420 мм, типоразмеры толщины стенки — 40, 50, 60, 70, 80 и 100 мм.

Помимо обычной цилиндрической скорлупы, некоторые фирмы поставляют на рынок фасонные изделия в виде тройников, крестовин, отводов под 90°, параллельных ответвлений, переходников на другие диаметры трубопроводов.

Утеплитель для труб скорлупа изготавливают двух основных марок:

Ст1. Материал рассчитан на эксплуатацию в температурном интервале от -100 до +120 °С, имеет плотность 30 — 50 кг/м3 и теплопроводность около 0,03 Вт/м∙К.

Ст2. Температурный диапазон эксплуатации материала от -100 до +150 °С, плотность 60 — 80 кг/м3, теплопроводность 0,035 Вт/м∙К.

Рис. 6 Стандартные размеры и стоимость ППУ скорлуп для бытового использования от Группы Компаний Теплосила (2019 г)

Разновидности ППУ скорлуп

Для производства скорлуп применяют жидкие бесфреоновые пенополиуретаны, приобретающие жесткость и прочность после полимеризации. Основное различие между видами скорлуп заключается в материале изготовления их оболочек, основные разновидности выпускаемых ППУ оболочек:

1. Без покрытия. Бюджетный вариант, приемлемый для наружной прокладки под землей и на поверхности, в помещениях без проникновения ультрафиолетового излучения. Скорлупу без покрытия часто используют для изоляции трубопроводов наружных тепловых сетей, помещая ее в кожухи из оцинкованного стального листа. Если оболочку не удается спрятать от солнечного света, ее окрашивают или покрывают плотным материалом, не пропускающим ультрафиолет.
2. С пергамином. Крафт-бумага или пергамин помимо защиты поверхностного слоя от ультрафиолетового излучения, наделяет оболочку эстетичным внешним видом и препятствует поглощению верхним слоем грязевых отложений, размножению в порах колоний бактерий и микроорганизмов. Трубопровод с бумажным покрытием придает поверхности дополнительную жесткость, легче поддается уборке и очистке наружных стенок от грязи.
3. С металлической оцинкованной изоляцией. Многие производители реализуют свой товар в комплекте с кожухами из жести, покрытой цинковым антикоррозионным напылением. Кожуха обычно выпускают размером под наружный диаметр скорлуп с продольным замковым соединением, для защиты от вандалов на незащищенных поверхностных трубопроводах стальные цилиндры нередко соединяют между собой при помощи винтов, вкручиваемых шуруповертом. Дополнительную оцинкованную ППУ изоляцию используют на открытых трубопроводах большого диаметра в наружных магистралях городского или районного масштаба.

Рис. 7 ППУ скорлупы без оболочки, в крафт-бумаге, фольгопергамине и армофоле

а). Стеклопластик. Стеклопластиковое покрытие помимо защиты от ультрафиолета, придает оболочке высокую степень жесткости, является альтернативой оцинкованным кожухам при надземной прокладке трубопроводов на неохраняемых территориях.

Читайте также:  Какая бывает теплоизоляция для труб отопления — виды материалов и монтаж

Главное преимущество стеклопластика в сравнении со стальной оцинкованной защитой — высокая скорость покрытия труб скорлупой. При повреждении теплоизоляции намного легче вырезать дефектный участок и вклеить на его место новый, чем заниматься демонтажем и заменой металлического кожуха. Утеплитель для труб скорлупа в стеклопластиковой оболочке лучше других типов подходит для подземной канальной и бесканальной укладки на оболочке трубопроводов.

б). Фольгопергамин. Большой объем тепловых потерь в любом виде трубопроводов связан с инфракрасным (ИК) излучением, для его отражения во многих теплоизоляторах используют фольгу.

Тонкий фольгированный слой фольгопергамина на оболочке ППУ скорлупы защищает ее от ультрафиолета, немного повышает прочность, придает изделию эстетичный вид, делает поверхность гладкой и плотной, отражает тепловое ИК излучение.

Скорлупу с фольгопергаминовым покрытием используют для внутренней и подземной канальной прокладки протяженных линий трубопроводов, где она не подвергается механическому воздействию. Благодаря отражению инфракрасного излучения на больших объемах протяженных трубопроводов, ее применение позволяет получить ощутимый экономический эффект.

в). Армофол. Покрытие из алюминиевой фольги, усиленной армированием, применяется для снижения тепловых потерь в трубах, их защиты от осадков, механических повреждений и отражения инфракрасного излучения. Фольгированная скорлупа может быть использована для наружной и внутренней прокладки на протяженных магистралях трубопроводов, где отражение инфракрасного излучения позволит сэкономить ощутимые финансовые средства на подогреве теплоносителя.

Рис. 8 ППУ оболочки в стеклопластике и кожухи из тонколистовой стали

Монтаж ППУ скорлупы на трубопровод бытовой канализации

Проблему промерзания трубопроводов наружных коммуникаций в индивидуальных жилых домах в холодное время года решают различными способами, если водопроводную линию часто закапывают в грунт ниже уровня его промерзания, для труб канализации это не всегда технически возможно. К примеру, когда канализационный трубопровод отходит от дома к расположенному от него на большом (20 – 50 м) расстоянии септику, то при нормативном уклоне около 20 мм на погонный метр он должен размещаться почти на поверхности при выходе из дома.

Стандартный наружный диаметр бытовых безнапорных канализационных труб 110 мм, они соединяются при помощи раструбов больших размеров, типовой размер окружности которых равен 125 мм. Для их теплоизоляции выбирают утеплитель для труб скорлупа диаметром 133 мм, толщина стенки которого по ТУ 5768-001-94458030-2007 54,5 мм, некоторые производители выпускают ППУ оболочки такого размера со стенкой 30 мм.

Рис. 9 Примеры монтажа ППУ скорлупы на трубопроводной трассе

Прокладку канализационного трубопровода проводят в следующем порядке:

Выкапывают траншею нужной глубины и размера, соблюдая необходимы уклон в 20 мм. На дно канавы насыпают песчаную подушку толщиной 100 мм.

Собирают канализационный трубопровод рядом с трассой, вставляя трубы в раструбы друг друга и помещая под них подкладки из кирпичей или деревянных чурок для предотвращения контакта с землей.

После сборки всей линии приступают к монтажу теплоизолятора, помещая сегменты на трубную оболочку со сдвигом на 1/3 их длины.

Не рекомендуется использовать клей в процессе сборки ППУ скорлуп — при необходимости демонтажа канализационного трубопровода в случае засоров или в других экстренных ситуациях изоляция будет безвозвратно повреждена. Сегменты обычно соединяют при помощи клейкой ленты (скотча) или пластиковыми стяжками.

При поворотах линий на 90° используют готовые фасонные детали, при их отсутствии обрезают сегменты ножовкой по дереву с мелким зубом под углом 45°, торцы скрепляют скотчем.

После монтажа утеплителя укладывают трубопровод в траншею, подсоединяют его ко входу и выходу магистрали, после чего некоторое время проверяют линию на работоспособность и наличие протечек.

По окончании испытаний засыпают траншею землей, укладывают наверх дерн.

Рис. 10 Варианты крепления стальной оболочки на ППУ изоляцию

Теплоизоляция труб скорлупа из пенополиуретана благодаря самому низкому коэффициенту теплопроводности и прочности, по эффективности превосходит все аналогичные утеплительные материалы. В бытовом хозяйстве ее рационально использовать при прокладке наружных канализационных магистралей для защиты от замерзания транспортируемых сточных вод в зимний период.