Изоляция стальных газопроводов: обзор материалов для изоляции и технологий их нанесения

Изолирующие материалы трубо-проводов, транспортирующих холодную воду

Для изолирования коммуникаций, которые транспортируют холодную воду, применяются такие варианты изоляторов:

теплоизолятор на основе базальтового волокна. Такая трубная изоляция имеет разные размеры и выпускается в форме цилиндра. Самое главное преимущество этого теплоизолятора заключается в том, что для установки трубопровода не нужны особые лотки, а еще изоляция такого типа является самой эффективной для коммуникаций, транспортирующих холодную воду. Помимо прочего, организация базальтовой изоляции не просит никаких специализированных навыков строительства и выделяется большой скоростью.
вспененный каучук (ВК). Данный материал имеет великолепные гидрозащитные свойства, а еще способен переносить колебания температур. Имеет структуру с порами закрытого типа. В основном, такой изолятор выпускается в форме трубок или пластин. А еще необходимо выделить, что вспененный каучук считается пожароустойчивым материалом и в случае загорания выделяется самозатухаемостью.
минеральные маты. Изготавливаются из минеральной ваты и применяются для утепления трубо-проводов крупного диаметра. В зависимости от конструктивных свойств выделяют 3 вида минеральных матов: прошивные, фольгированные, ламельные.
стеклохолст. Данный материал не считается самодостаточным и применяется только в конфигурации с другими изоляторами (к примеру, со стеклотканью). В основном, взамен данного материала используют стекловолоконные маты. Монтаж стекловолоконных матов выполняется именно так: в первую очередь трубопровод обматывают матами, потом их фиксируют при помощи обыкновенной проволки и, напоследок, полученная конструкция обматывается полимерным этиленом. Такой способ считается неудобным и трудозатратным, впрочем, такая тепловая изоляция отлично себя проявила и считается очень эффектной.
полиэтилен вспененный (ВПЭ). Выполняется такой изолятор в виде трубок, которые имеют продольный разрез. Монтаж трубок из ВПЭ выделяется обычностью и большой скоростью. ВПЭ — безопасный в экологическом плане материал, который может переносить колебания температур, а еще считается резистентным к агрессивным веществам на основе химии. Применение ВПЭ дает возможность исключить появление плесени и грибков.

Цилиндры из полиэтилена вспененного типа применяют для изолирования холодных трубо-проводов в промышленности и быту

пенополиуретановое (ППУ) напыление. Такой способ, с материальной точки зрения, очень дорогой, но, и очень продуктивный, если сопоставлять его с другими вариантами тепловой изоляции труб. Для нанесения ППУ на трубу применяют особые форсунки. После контакта с воздухом искусственный латекс застывает и образовывает плотное защитное покрытие, имеющее большую стойкость к малым температурам.

пенополистирол. Делаются пенопластовые изоляторы в виде специализированной скорлупы, которая легко одевается на трубу. Данный материал считается наиболее распространённым из-за простоты установки. Пенопластовая скорлупа как правило имеет покрытие или изготавливаться без него.
жидкая изоляция для труб. Это довольно специфичный способ защиты труб от невысоких температур. Применяется подобный вариант тепловой изоляции нечасто. В основе метода лежит нанесение на трубу специализированной термоустойчивой краски.

Укладка изоляции

Расчет изоляции зависит от того, какая укладка применяется. Она может быть наружной либо внутренней.

Наружная изоляция рекомендована для защиты систем отопления. Она наносится по внешнему диаметру, обеспечивает защиту от потерь тепла, появления следов коррозии. Для определения объемов материала достаточно вычислить поверхностную площадь трубы.

Теплоизоляция сохраняет температуру в трубопроводе независимо от воздействия на нее условий окружающей среды.

Внутренняя укладка используется для водопровода.

Она отлично защищает от химической коррозии, предотвращает потери тепла трассами с горячей водой. Обычно это обмазочный материал в виде лаков, специальных цементно-песчаных растворов. Выбор материала может осуществляться и в зависимости от того, какая прокладка будет применяться.

Канальная прокладка востребована чаще всего. Для этого предварительно устраиваются специальные каналы, в них и помещаются трассы. Реже используется бесканальный способ укладки, так как для проведения работ необходимо специальное оборудование и опыт.Метод применяется в том случае, когда выполнять работы по устройству траншей нет возможности.

ВУС ГОСТ 9.602 2005

Развитие сферы создания материалов для изоляции не стоит на месте. Ученые все время ведут разработки и дали возможность создать новые стройматериалы и технологии наложения защиты на них.

Это существенно продлевает срок использования изделий. Таким образом, появились трубы с весьма повышенной защитой.

Изоляция весьма усиленная ГОСТ 9.602 2005 очень эффективно проявила себя на практике. На этот момент такой норматив становится гарантией высококачественного изделия, которое по имеющимся характеристикам выше остальных аналогичных вариантов.

Данный вид материалов с двух и трехслойной отделкой используют в разных магистралях, и это позволяет снизить расходы на ремонтные мероприятия и работы, связанные с откапыванием поврежденного трубопровода.

Кроме изоляции трубопроводных систем, также используется усиление отводов. Суть в этом случае заключена в том, что антикоррозийное покрытие кладут на скрепляющие детали магистралей. Объем этих элементов не должен быть больше 53 см.

Изоляция газопроводов

Для изоляции труб, транспортирующих газ, используют различные варианты изоляторов. Например, можно выполнить теплоизоляцию газопровода с помощью специальной краски или лака, но в большинстве случаев используются современные защитные материалы.

Каким требованиям должен отвечать изолятор для газовых труб:

в первую очередь изолятор для газопровода должен иметь возможность равномерного, монолитного монтажа на трубу; а также очень важно, чтобы изоляционный материал для трубопровода обладал низким коэффициентом водопоглощения и в целом высокими гидроизоляционными свойствами;

Материал для изоляции газовых труб должен иметь высокие показатели влагостойкости

также качественный защитный материал должен отличаться высокой резистентностью к коррозийным воздействиям и воздействию любых других агрессивных химических соединений;
изолятор должен быть довольно прочным, чтобы защищать газопровод от механических воздействий;
покрытие не должно иметь никаких повреждений (трещины, сколы и т. д.).

Рассмотрим основные виды и типы изоляции газопроводов:

битумные мастики. Такие теплоизоляторы производятся с разными добавками, которые подмешиваются к основному материалу — битуму. Добавки могут быть трёх видов:

Полимерные.
Минеральные.
Резиновые.

Такие добавки обеспечивают защиту от появления трещин и, кроме этого, улучшают сцепление с поверхностью газовой трубы. А также стоит отметить, что битумные мастики хорошо зарекомендовали себя при низких температурах.

ленточные материалы. Изоляционные ленты, как правило, выполняются из полиэтилена или поливинилхлорида (ПВХ). На одну из сторон такой ленты на стадии производства наносят клейкий материал, посредством которого происходит монтаж ленты на газопровод.

В зависимости от конструктивных особенностей трубопровода и региона, в котором он прокладывается, используются следующие типы ленточной изоляции:

Обычная.
Усиленная (УС).
Весьма усиленная (ВУС).

Для защиты газопроводов сегодня часто используют ленточную изоляцию, которая наматывается на трубы при помощи специального приспособления

Последний тип изоляции наиболее надёжный и эффективный и используется чаще всего для защиты трубопроводов в населённых пунктах. ВУС устойчива к агрессивным коррозийным воздействиям и активным химическим веществам.

Производится ВУС с помощью метода экструзии. Изоляция трубы экструдированным полиэтиленом проводится для увеличения защитных функций трубопровода. Изоляция труб экструдированным полиэтиленом — это очень надёжный вариант защиты. Экструдируемые ленты обладают отличными гидроизоляционными показателями и устанавливаются на трубы, которые прокладываются даже в неблагоприятных климатических условиях.

Как это происходит?

Технология строительства предусматривает изоляцию трубы исключительно в заводских условиях. Нанесение защиты в местах нахождения допустимо только при проведении капитального и текущего ремонта газопровода. В полевых условиях эти работы полностью механизированы. Процесс нанесения изоляционного покрытия обеспечивают очистные и изоляционные машины (комбайны). Ручной способ изоляции применяют только при защите отдельных стыков или небольших участков газовой магистрали.

Важное значение имеет подготовка трубы к изоляции. С помощью трубоочистных машин и специальных щеток газопровод очищают до металлического блеска от загрязнений и продуктов. Затем на газопровод наносится грунтовка толщиной в десятую часть миллиметра и после ее высыхания — горячая битумная мастика

Ее накладывают в несколько слоев — в зависимости от требований, предъявляемых к изоляции. Далее — черед пленки. Ею обертывают трубу по спирали таким образом, чтобы она прилегала максимально плотно — без морщин и складок (гофр). После этого толщину и сплошность защитных покрытий проверяют методом с применением толщиномеров, искровых дефектоскопов и других измерительных приборов

Затем на газопровод наносится грунтовка толщиной в десятую часть миллиметра и после ее высыхания — горячая битумная мастика. Ее накладывают в несколько слоев — в зависимости от требований, предъявляемых к изоляции. Далее — черед пленки. Ею обертывают трубу по спирали таким образом, чтобы она прилегала максимально плотно — без морщин и складок (гофр). После этого толщину и сплошность защитных покрытий проверяют методом с применением толщиномеров, искровых дефектоскопов и других измерительных приборов.

Суть работ по теплоизоляции

В случае с трубами холодного водоснабжения, холодильного оборудования или кондиционирования цель – не допустить промерзания конструкций, образования конденсата, поражения их коррозией. В сфере горячего водоснабжения задача заключается в снижении теплопотерь, снижении расходов на содержание и обслуживание системы коммуникаций. Задача при изоляции трубопроводов отопления в подвале и любых других коммуникаций – надолго защитить изолируемые поверхности от внутренних и внешних процессов, возникающих при увеличении разницы температур.

В изоляции и утеплении нуждаются все элементы коммуникаций

Дополнительные плюсы использования изолирующих материалов – в снижении звуковых (шумовых) эффектов, возникающих при перепаде нагрузок (давления из-за напора воды).

Принцип действия – отделение одного теплопроводящего элемента от других, что позволяет сохранить исходную температуру в энергоносителе, предупредить замерзание. Используют для этого материалы, блокирующие теплообмен, расчет изоляции трубопроводов (тип работ, материал и его расход) зависит от типа конструкции и условий её эксплуатации и проводится индивидуально для каждого частного случая.

Изоляционный слой защищает от теплопотерь и поломок, связанных с промерзанием теплоносителя

Требования к изоляции

Параметры, по которым оцениваются материалы для изоляции трубопроводов:

Энергоэффективность – коэффициент изменения потерь тепла в течение заявленного срока использования материала.
Долговечность и надежность – способность выдерживать механические, температурные, химические повреждения в течение срока эксплуатации без снижения теплозащитных свойств.
Безопасность, экологичность – уровень опасности материала для окружающей среды и человека во время использования, утилизации (регламентируется ФЗ-123).

Также принимаются во внимание характеристики:

плотность;
паро-, теплопроницаемость;
способность к сжатию;
возгораемость (материал должен быть негорючим или с высоким порогом возгораемости);
водоотталкивающие свойства, способность к водопоглощению;
звукоизолирующие характеристики.

Требования, которым изоляция трубопроводов должна соответствовать по СНиП:

Использование для изоляционных работ комплектных, полносборных конструкций, изготовленных в заводских условиях с соблюдением требований к качеству производства. Также допускается применение готовых труб с низкой теплопроводностью, не нуждающихся в дополнительной изоляции. Применимо к водопроводному оборудованию и воздуховодным конструкциям.
При прокладке тепловых коммуникаций изолировать необходимо в том числе арматурные и фланцевые соединения, компенсаторы, независимо от способов монтажа и максимальной/минимальной температуры носителя.
Толщина изоляции трубопроводов регламентируется в соответствии с типом конструкции и ее назначением. Состоять изоляция должна из таких компонентов: изоляционный слой, крепежи и армирующие детали, слой пароизоляции, покров.

Виды изоляции трубопроводов и их особенности

Трубопровод — техническое устройство, используемое для транспортировки газообразных, жидких и твердых веществ (нефтепродуктов, воды и пр.). Независимо от перемещаемых веществ, эти сооружения нуждаются в антикоррозионной, тепло- и гидроизоляционной защите.

Чаще всего трубы прокладываются под землей, отчего их наружному изоляционному слою приходится контактировать с грунтовыми водами. Те трубопроводы, которые находятся вне зданий и не закапываются землей, подвергаются неблагоприятному воздействию атмосферных осадков, ультрафиолетовому излучению, температурным перепадам. Именно поэтому к выбору теплоизоляции следует подходить максимально ответственно. Некачественный изоляционный слой нередко становится причиной преждевременного выхода из строя труб, что означает непредвиденные материальные расходы.

Для защиты трубопровода от негативных факторов окружающей среды используется битум, пенополиуретан (ППУ), стекловата, минеральная вата и т.д. Основные виды изоляции и их характерные особенности будут рассмотрены далее.

Битум

Пик популярности битумной изоляции приходится на конец 90-х годов прошлого века, при этом она используется до сих пор. Данная оболочка внешне представлена тонким слоем полиэтилена, защищенным битумным покрытием. В случае изоляции подземных трубопроводов дополнительно используется стеклохолст.

Применение битума на магистральных трубопроводах предотвращает образование коррозии на поверхности труб, которые соприкасаются с грунтом, насыщенным влагой и различными химическими элементами. Если предполагается наружная прокладка трубопровода, то этот материал выдерживает от —40 °С до +65 °С. При глубинной прокладке диапазон температур сокращается до —5…+30 °С.

Битумно-полимерная композиция — воплощение надежности, эффективности и экономичности. Посредством нее трубопроводы изолируются в кратчайшие сроки. Битум применяется для защиты стальных труб, по которым транспортируется нефть, газ и вода.

ППУ скорлупы и оболочки

В настоящее время скорлупы из ППУ пользуются хорошим спросом. Их характерной особенностью является возможность многоразового использования. Такие защитные конструкции применяются в случаях подземной (канальной/безканальной) и наружной установки труб.

В заводских условиях пенополиуретановая изоляция производится следующим образом: направленная струя жидкого материала подается в пространство между внутренней стальной трубой и внешним изоляционным слоем из полиэтилена. После этого выдерживается время, необходимое для затвердевания компонентов и приобретения ими нужной формы. Если более подробно рассматривать данную процедуру, то она состоит из следующих стадий:

перед покрытием металлических труб защитой проводится их очистка дробеструйной обработкой. Этим этапом нельзя пренебрегать, поскольку от него зависит качество сцепления между поверхностями трубопровода и защиты. К тому же, образуемые в процессе эксплуатации загрязнения (грязь, окалина, ржавчина) попросту исчезают;
нанесение полиэтиленовой оболочки, правда, здесь необходим коронный разряд.

ППУ-оболочка требуется в тех ситуациях, когда планируется прокладывать трубы под землей, используя оцинкованную изоляцию. Если речь идет об организации наружного трубопровода, то оболочка из пенополиуретана должна покрываться акриловой/кремнийорганической краской, так как это защитит трубы от повреждений, вызванных прямыми лучами солнца.

Стекловата

Стекловата является наиболее популярным утеплителем, который используется для защиты тепловых трубопроводов. Одними из самых востребованных изоляций на сегодняшний день являются Rockwool и Изотек. Следует отметить, что сетчатые маты Изотек позволяют исключить потери тепла и образование конденсата в коммуникациях.

Минеральная вата

Данный материал активно используется для изоляции теплотрассы. Из минеральной ваты изготавливаются маты и скорлупы под определенный диаметр труб, поверх которых укладывается специальное покрытие. Этот слой состоит из оцинкованных и асбоцементных листов, что позволяет защитить теплопровод от воздействия солнечных лучей, вызывающих изменение состава и свойств теплоизоляционного материала.

Полиэтилен

Полиэтиленовая изоляция используется, в основном, для защиты трубопроводов от коррозии. Это покрытие считается комбинированным и наносится в несколько слоев. При этом использовать его можно лишь в условиях производства. Практичность данного материала обусловлена минимальным количеством времени, требуемым для его затвердевания. Именно поэтому его применяют, как правило, для укладки магистральных нефтепроводов.

Материалы для изоляции трубопроводов, транспортирующих холодную воду

Для изоляции коммуникаций, которые транспортируют холодную воду, используются следующие виды изоляторов:

утеплитель на основе базальтового волокна. Такая трубная изоляция имеет разнообразные размеры и выпускается в форме цилиндра. Основное преимущество такого утеплителя состоит в том, что для монтажа трубопровода не требуются специальные лотки, а также такая изоляция является наиболее эффективной для коммуникаций, транспортирующих холодную воду. Кроме этого, организация базальтовой изоляции не требует никаких специальных строительных навыков и отличается высокой скоростью.
вспененный каучук (ВК). Этот материал имеет прекрасные гидроизоляционные свойства, а также способен переносить температурные колебания. Имеет пористую структуру закрытого типа. Как правило, такой изолятор выпускается в форме трубок или пластин. А также стоит отметить, что вспененный каучук является пожароустойчивым материалом и в случае возгорания отличается самозатухаемостью.
минеральные маты. Производятся из минеральной ваты и используются для утепления трубопроводов большого диаметра. В зависимости от конструктивных особенностей выделяют три вида минеральных матов: прошивные, фольгированные, ламельные.
стекловолокно. Этот материал не является самодостаточным и используется только в комбинации с другими изоляторами (например, со стеклотканью). Как правило, вместо этого материала применяют стекловолоконные маты. Монтаж стекловолоконных матов производится таким способом: сначала трубопровод обматывают матами, затем их фиксируют с помощью обычной проволоки и, наконец, полученная конструкция обматывается полиэтиленом. Этот метод считается неудобным и трудозатратным, однако, такая теплоизоляция хорошо себя зарекомендовала и является довольно эффективной.
вспененный полиэтилен (ВПЭ). Производится такой изолятор в виде трубок, которые имеют продольный разрез. Монтаж трубок из ВПЭ отличается простотой и высокой скоростью. ВПЭ — экологически чистый материал, который способен переносить температурные колебания, а также является резистентным к агрессивным химическим веществам. Использование ВПЭ позволяет исключить возникновение грибков и плесени.

Цилиндры из вспененного полиэтилена применяют для изоляции холодных трубопроводов в быту и промышленности

пенополиуретановое (ППУ) напыление. Этот метод, с финансовой точки зрения, наиболее дорогостоящий, однако, и самый эффективный, если сравнивать его с остальными вариантами теплоизоляции труб. Для нанесения ППУ на трубу используют специальные распылители. После контакта с воздухом пенополиуретан застывает и образует плотное защитное покрытие, которое имеет высокую устойчивость к низким температурам.

пенопласт. Изготавливаются пенопластовые изоляторы в виде специальной скорлупы, которая легко надевается на трубу. Этот материал является наиболее распространённым из-за простоты установки. Пенопластовая скорлупа может иметь покрытие или изготавливаться без него.
жидкая изоляция для труб. Это довольно специфичный способ защиты труб от низких температур. Используется такой вариант теплоизоляции довольно редко. В основе метода лежит нанесение на трубу специальной термоустойчивой краски.

Изоляция подземного газопровода необходима с целью защиты от возникновения локальных очагов коррозии, основной причиной которой служит повышенная влажность грунта, и от блуждающих токов.

Такие токи образуются в грунте в том случае, если инженерные сети проложены близко к силовым кабелям, автомагистралям, железнодорожным путям. Наведённый электрический ток, попадающий на газопроводные трубы, приводит к уменьшению их долговечности. Стальные трубы повреждаются настолько быстро, что утечка газа может возникнуть уже в первый год эксплуатации. Так как потеря газопроводом герметичности приводит к возникновению аварийной ситуации, необходимо заранее продумать защиту подземного трубопровода от неблагоприятных воздействий среды. Перспективным и современным способом изоляции подземных газопроводов являются трубы с ППУ, широкий выбор которых предлагает Уральский Завод Трубной Изоляции.

Особенности изоляции подземных газопроводов пенополиуретаном

Существует два метода изоляции газовой трубы: предварительное нанесение изоляционного слоя в заводских условиях, или защита газопровода уже после монтажа.

Изолированные трубы с заранее нанесённым покрытием считаются наиболее долговечными. Для повышения уровня гидроизоляции при подземной укладке верхний слой защитной оболочки выполняется из полиэтилена. Это обеспечивает оптимальную защиту при укладке в грунт без сооружения каналов и тоннелей. Отсутствие каналов и коммуникационных колодцев позволяет значительно сократить стоимость работ по изоляции газопровода, так как трубы с ППУ можно укладывать прямо в траншею.

Ещё одно преимущество ППУ изоляции — возможность электронного контроля состояния газопровода. В этом случае о возникновении неисправности сразу становится известно обслуживающему персоналу.

Трубы с нанесённой в заводских условиях изоляцией из пенополиуретана уже нашли широкое применение в различных областях, так как отлично защищают инженерные сети не только от потерь тепла, но и от повышенной и нестабильной влажности, появления наружной коррозии и преждевременного разрушения. Дополнительным преимуществом использования таких предварительно изолированных труб является их относительно невысокая цена.

Эксплуатационные и потребительские характеристики стальных труб ППУ

Высокая стойкость к коррозии и потери преждевременного разрушению обусловлена уникальными свойствами вспененного полиуретана. Основное его качество — низкая теплопроводность, поэтому для значительного снижения тепловых потерь достаточно небольшого слоя этого материала. Срок службы пенополимера превышает 30 лет причём с сохранением всех его технических характеристик, то есть эксплуатационный срок ППУ защиты сопоставим со сроком службы самого подземного трубопровода.

Такие изделия имеют высокую устойчивость к действию атмосферной и грунтовой влаги — их водопоглощение составляет менее 2 %, кроме того, функционировать они могут в широком диапазоне температур, их рабочее давление не должно превышать 1.6 Мпа.

ППУ имеет высокую адгезию к стали, поэтому изоляция получается бесшовной, в виде единого монолитного полотна. Пенополиуретановый изоляционный материал отличается высокой прочностью и устойчивостью к механическим повреждениям и ударам, а также хорошо переносит контакт с агрессивной средой. Все эти качества делают стальные трубы ППУ эффективным средством защиты не только сетей отопления и горячего теплоснабжения, но и газопроводов высокой, средней и малой мощности.

Монтаж таких труб не представляет трудностей, а их конструкция проста и надёжна — водогазопроводная или магистральная стальная труба, изоляция из вспененного полиуретана, и защитная оболочка.

УЗТИ, продукция для газовых инженерных сетей

Уральский Завод Трубной Изоляции предлагает трубы различного диаметра со всеми необходимыми комплектующими для прокладки газопровода. Также завод предлагает услуги нанесения покрытия на трубы нужного типоразмера. Три производственных линии по заливке производимого на заводе изолятора позволяют ежедневно выпускать 2 тысячи метров труб различного сортамента, в ассортименте более 9 тысяч наименований продукции. Вся продукция, которую производит завод, изготовлена в точном соответствии с технологическим регламентом, это гарантирует высокое качество изделий и долгий срок службы без замены и ремонта.