Несколько доводов в пользу выбора ППМИ.
Выдвигаемый обычно аргумент о высоких теплоизоляционных свойствах в защиту ППУ изоляции основан на весьма распространенном заблуждении, что показатель теплопроводности является, чуть ли не главным критерием при выборе теплоизоляционного материала для тепловых сетей.
Это справедливо в отношении теплопроводов, прокладываемых в помещениях. Для теплопроводов, прокладываемых бесканально в грунте, важно, чтобы их конструкция обладала физико-техническими характеристиками, позволяющими обеспечивать защиту стальной трубы от коррозии и теплопотерь, одновременно освобождая теплопровод от восприятия внешних нагрузок.
В новый ГОСТ "Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке, введенного в действие Госстроем России с 1 июля 2001 года, включены рекомендации по применению типов ППУ- изоляции по областям и регионам России в зависимости от среднегодовой температуры. В большинстве случаев для Северо-Западного региона страны приведены требования по использованию не стандартного, а усиленного типа указанной изоляции. Например, для теплопроводов диаметром 325 мм вместо стандартной ППУ - изоляции толщиной 55 мм требуется оболочка толщиной 79,5 мм, для труб диаметром 820 мм вместо 72,5 мм -122,5 мм. В среднем для распространенных диаметров трубопроводов требуется увеличение толщины ППУ оболочки приблизительно на 50%. Это напрямую ведет к удорожанию себестоимости теплопроводов. Важным в новом стандарте является и требование обязательной установки на трубопроводах с ППУ изоляцией линейных проводников-индикаторов и в целом системы оперативного дистанционного контроля (ОДК) состояния влажности пенополиуретана. Безусловно, благодаря своим высоким характеристикам пенополиуретан находится в числе лидеров теплоизоляционных материалов. Однако следует неукоснительно соблюдать технологию установки труб в ППУ изоляции и их обслуживание должно осуществляться более подготовленным персоналом. Все это ведет к удорожанию труб с ППУ- изоляцией.
ВАЖНО! В случае попадания влаги в межтрубное пространство в ППУ-трубе создается «эффект субтропиков» и стальная труба может выйти из строя из-за коррозии в течение нескольких месяцев; - необходим постоянный контроль за влажностью в межтрубном пространстве.
Всем хорошо известно, что “культура производства” и “технологическая дисциплина” российского строительства далеко отстают от западных понятий и зачастую не соответствуют нормам Российского строительного законодательства. Если в Москве и в центральных регионах строительные фирмы уделяют данному вопросу должное внимание и проявляют требовательность, то на периферии и в глубинке это отходит на задний план. Очень наглядно это проявляется в сельской местности и в малых городах. Из-за отсутствия необходимой техники, оборудования, нехватки квалифицированных кадров и, главное, материальных средств, просто невозможно вести работы по монтажу теплотрасс на основе передовых технологий. Все это приводит, в конечном счете, к несоблюдению технологического процесса, и, следовательно, к браку в работе – сильному разрушению наружной гидроизоляционной оболочки и теплоизоляционного слоя трубопровода. Ремонт же изоляции в ППУ в “ полевых условиях” очень неэффективен и дорого стоит.
Говоря о предположительном сроке службы ППУ-теплопроводов, исходя из материалов испытаний по линии датской "Программы энергетических исследований", необходимо отметить, что срок службы зависит от процесса наружной и внутренней коррозии стальной трубы, температурного сопротивления и прочности на сжатие теплоизоляционного слоя, строгого выполнения требований при укладке тепловой сети.
Низкая прочность на сжатие и низкая аксиальная и тангенциальная прочность на сдвиг изоляционного слоя ограничивают предел максимального заглубления при прокладке ППУ-труб. Для пенополиуретана также ограничена прочность на растяжение и на сдвиг, особенно в местах врезок и отводов. Все это приводит к принятию дополнительных мер предосторожности. При осевых перемещениях теплопроводов, давление грунта в местах отводов и поворотов создает высокое напряжение в самом изоляционном слое, предел прочности которого недостаточен. Требуемое минимальное значение прочности на сжатие для европейских стран составляет 0,3 МПа, а для России - 0,4 МПа. Фактические данные этого показателя для ППУ и пенобетона -0,36 и 0,7 МПа соответственно.
Так часто упоминаемый срок службы ППУ теплопроводов в течение 30 лет возможен при эксплуатации системы с температурой теплоносителя не более 120°С и рассчитанным количеством циклов температурных нагрузок теплосети. Установлено, что при воздействии температуры +140 °С предел прочности на сжатие пенополиуретана с плотностью 75 кг/м3 падает до нуля в течение приблизительно 15 месяцев. Все это диктует ограничения как по температуре теплоносителя, так и по заглублению укладываемых теплопроводов.
К отрицательным последствиям приводит и недооценка важности хорошей адгезии ППУ к стальной трубе и полиэтиленовой оболочке. Для нее требуется качественная подготовка поверхностей (обработка поверхности металла с помощью пескоструйных машин, а пластиковой трубы коронным разрядом). Адгезионные связи на практике уменьшаются в два с лишним раза от норматива - с 0,12 МПа (по европейским нормам) до 0,05 МПа.
Конечно, нужно приветствовать различные конструкции теплопроводов там, где они наиболее эффективны. Все знают достоинства и недостатки той или иной изоляции, но то, что реально делается, существенно отличается от того, что должно быть. В городах, где трубы в ППУ-изоляции появились у различных организаций 5-9 лет назад (Москва, Санкт-Петербург, Иваново), уже поняли, что при некачественном изготовлении и прокладке, при отсутствии контроля говорить о 30-летнем сроке эксплуатации несерьезно, так как на некоторых участках сквозные коррозионные повреждения появляются через 2-4 года эксплуатации.
Перечисленные и некоторые другие недостатки не позволяют однозначно говорить о решении проблемы надежности в эксплуатации трубопроводов и увеличении срока службы до 40-60 лет. Об этом свидетельствуют и статистические данные аварийности после нескольких лет эксплуатации трубопроводов с ППУ- изоляцией в г. Москве. (Доложено 14 ноября 2000 года на семинаре в г. Москве на тему «Опыт строительства, монтажа и эксплуатации трубопроводов тепловых сетей бесканальной прокладки с пенополиуретановой изоляцией в полиэтиленовой оболочке»). В сообщении представителя тепловых сетей Мосэнерго приведена статистика по дефектности новых тепловых сетей с ППУ- изоляцией:
37% дефектов относятся к повреждению сторонними лицами элементов системы операционно-дистанционного контроля (ОДК);
30% дефектов связано с механическими повреждениями оболочек и самих труб строителями;
13% - дефекты стыковых соединений, связанные с нарушением технологического регламента монтажа;
6% - за счет внутренней коррозии;
2% - за счет некачественной сварки трубопровода на монтаже.
Кстати, высокая дефектность на трубопроводах с ППУ изоляцией отмечается и в зарубежной печати.
Абсолютно герметичную наружную оболочку по всей длине теплопровода создать невозможно при приемлемых экономических затратах. Но можно сократить доступ влаги к трубе, либо создать такую изоляцию, которая была бы паропроницаемой.
30-летняя успешная эксплуатация теплопроводов, в которых отсутствует сплошная герметизация полиэтиленовой оболочкой и где оболочка обладает гидрофобностью, подтверждает что такие конструкции имеют преимущества перед ППУ- конструкцией.
В новом СНиПе 41-02-2003 «Тепловые сети» в разделе «тепловая изоляция» говорится, что «для бесканальных прокладок тепловых сетей следует рассматривать две принципиально отличные группы конструкций теплопроводов: группы А и группы В».
ПРЕДСТАВИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ-ТЕПЛОПРОВОД ЗАВОДСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ В ПЕНОПОЛИМЕРМИНЕРАЛЬНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ (ППМИ группа В).
Вот их отличие:
| Наименование показателей |
ППМИ (гр. В) |
ППУ (гр.А) |
| Термостойкость, до °С | 150 | 110 |
| Гидрозащита изоляции | Не требуется | Обязательна |
| Защита изоляции от механических повреждений | Не требуется | Обязательна |
| Предварительная обработка труб перед нанесением изоляции | Не требуется | Обязательна |
| Устройство системы контроля влажности | Не требуется | Обязательно |
| Предел прочности при сжатии, Мпа не менее | 1,2 | 0,8 |
| Предел прочности при изгибе, Мпа не менее | 1,7 | 0,8 |
| Водопоглощение при полном погружении за 30 суток по массе в % | 7 | 20 и более |
| Тепловые потери при локальных повреждениях | минимальны | значительны |
| Адгезия к стальной трубе, Мпа не менее | 0,4 | 0,15 |