Пенополиуретан (ППУ ) и пенополименирал (ППМ) для изоляции трубопроводов тепловых сетей.

Быстрая форма
обратной связи

Скачать
Руководящий документ
012.РД-001.03

Что выбрать?

Каждая конструкция и каждое техническое решение в технике, в том числе и решениях по тепловым сетям неидеальна. Решение должно быть взвешенным и обоснованным с технической и экономической точки зрения. Это записано во всех нормативно-технических документах, это здравый смысл. Если рассматривать применяемые конструкции сегодня, основным конкурентом (аналогом) ППМ изоляции является трубы в полимерной оболочке с ППУ изоляцией.

Несомненным преимуществом ППУ изоляции перед всеми другими видами материалов для тепловых сетей является очень высокая способность сохранять тепло. Коэффициент теплопроводности ППУ при плотности 40-60 кг/м³ в сухом состоянии может достигать значений 0,029 ВТ/м·С° и ниже. Это самое низкое значение среди всех используемых в настоящее время материалов. К сожалению, такое преимущество в одном показателе дает обратный эффект в других направлениях.

Например, показатель водопоглощения так и не смог опустится ниже своего изначального значения с 80-х годов. ППУ изоляция очень быстро намокает, разрушается и приходит в негодность, теряя все свои теплоизолирующие свойства.

Полиэтиленовая оболочка, которая защищает изоляцию от внешних воздействий, сама подвержена механическим повреждениям. При транспортировке, погрузке/разгрузке, а также под действием УФ лучей она повреждается. Через трещины и разрывы попадает влага и быстро распространяется по всей изоляции. Во влажном состоянии ППУ изоляция теряет свои теплоизоляционные свойства.

Часто оболочка скрывает пустоты и недоливы, которые сложно выявить визуально. Такой дефект даст знать о себе только при эксплуатации, когда труба уже смонтирована и потрачено много ресурсов.

Уже на стадии проектирования применение труб в ППУ изоляции будет обходиться Заказчику дороже, так как при использовании этой конструкции необходимо разрабатывать дополнительный раздел по системе оперативно-дистанционного контроля за увлажнением изоляции. 20% от стоимости основных разделов нужно будет оплатить. 

Этот раздел в проекте сложный и имеет много нюансов, не все теплотехники могут взяться за него. Проектировщику желательно пройти специальное обучение и только тогда вы получите хороший проект с которым можно работать.

Но все же переплатив за проект Заказчик в результате на трассе может получить вот такую систему ОДК:

Или такую:

В целом конструкция теплопровода в ППУ-изоляции является дорогостоящей и ненадежной, требующей постоянного эксплуатационного наблюдения и контроля за ее сохранностью и герметичностью.

Специалисты рекомендуют выбирать материал уже на стадии проекта. Но только продукция, изготовленная из качественного сырья, под жестким производственным контролем может гарантировать надежную и долговечную работу.  

 Сравнительная таблица свойств ППМ и ППУ изоляций

Сайт сделан в «Энерго » 2021г.

Преимущества ППМ изоляции

Сравнение с другими видами изоляции

Характеристики ППМ-изоляции

Теплопроводы в ППМ-изоляции могут эксплуатироваться длительное время при температуре окружающего воздуха от минус 60С и при температуре теплоносителя до 150С, не изменяя своих характеристик

Хорошая паропроницаемость (способность к самовысушиванию после увлажнения)

Нет затруднений при монтаже, при теплоизоляции участков сварных стыков, а также при ремонте теплоизоляции в случае ее повреждения

Теплопроводы в ППМ-изоляции не требуют согласно СНиП41-02-2003 «Тепловые сети» системы оперативного дистанционного контроля за увлажнением изоляции (СОДК). Но СОДК для теплопроводов в ППМ – изоляции возможно использовать – соответствующие НИР завершены

ППМ-изоляция имеет хорошую адгезию с материалом теплопровода

Высокая прочность наружного (механо-гидрозащитного) коркового слоя изоляции придаёт ей необходимую долговечность и надёжность в эксплуатации. Преднамеренное разрушение наружного коркового слоя ППМ-изоляции не приводит к значительному росту её увлажнения. Кроме того, внутренний (антикоррозионный) корковый слой изоляции надежно герметизирует поверхность трубы и функционирует как дополнительная (вместе с наружным механо-гидрозащитным слоем) антикоррозионная защита

При бесканальной прокладке независимо от режима работы теплопровода в ППМ-изоляции, его контакта с грунтом не происходит разрушения конструкции или образование трещин

Ремонтные работы по восстановлению изоляционного слоя в местах его повреждения производятся без замены трубы

Суммарные затраты на приобретение элементов теплопроводов в ППМ-изоляции и строительно-монтажные работы при их прокладке (реконструкции) на 20-25% меньше, чем на аналоги в ППУ-изоляции

По совокупности всех свойств, физико-механических и теплотехнических характеристик срок службы теплопроводов в ППМ-изоляции составляет не менее 30 лет

Рассмотрим подробнее наиболее часто применяемые типы тепловой изоляции

• Скорлупы ППУ;
• Предизолированные ППУ трубопроводы;
• Скорлупы ПИР+ППУ;
• Предизолированные ППМИ трубопроводы;
• Вспененный каучук;
• Минераловатная изоляция.

Предизолированные трубопроводы изготавливаются в заводских условиях и сцеплены со стальной трубой. Могут применяться при всех видах прокладки в т.ч. — бескнальной. Минераловатная изоляция, скорлупы и вспененный каучук наносятся после монтажа трубопровода и закрепляются на трубопроводе с помощью бандажей.

Критерии сравнения

Коэффициент теплопроводности

Теплоизолирующие свойства тепловой изоляции определяются коэффициентом теплопроводности. Т.к. коэффициент теплопроводности практически всех материалов увеличивается с увеличением температуры, для расчета тепловых потерь тепловых сетей используют коэффициент теплопроводности при 50°С.

Водопоглощение

Важнейший показатель, определяющий тепловые потери конструкции в эксплуатационных условиях, срок службы теплопровода (коррозия стальной трубы) и самой тепловой изоляции. При выборе изоляции следует учитывать как возможное водопоглощение в условиях эксплуатации, так и характер его распределения. Так, влага распределяется практически равномерно по всем рассмотренным типам тепловой изоляции, за исключением ППМ. В итоге при влажности ППУ в 10% по объему фактический коэффициент теплопроводности в 1,4 раза превышает расчетный. В ППМ изоляции поступление влаги возможно только по наружной поверхности и, учитывая крайне низкое водопоглощение изоляции, намокание происходит только тонкого наружного слоя, что фактически не сказывается на теплосопротивлении готовой изоляции на трубе. При максимально достижимом водопоглощении ППМ изоляции производства ООО «ППМ-Иркутск» 2% по объему, фактический коэффициент теплопроводности увеличивается чуть больше чем на 2%.

Системы ППУ и ПИР при намокании выделяют слабый раствор соляной кислоты, который является катализатором коррозии. Таким образом, теплопровод под ППУ и ПИР должен быть тщательно защищен антикоррозийным составом. Хочу привлечь Ваше внимание, что широко распространенные материалы – ГФ21, БТ577, БТ177 имеют срок защитного действия всего 3 года и не допустимы к применению в качестве антикоррозийной защиты теплопроводов. В виду указанных выше условий предизолированные ППУ трубопроводы требуют обязательного устройства дорогостоящей системы оперативного дистанционного контроля увлажнения изоляции, что и закреплено в СНиП «Тепловые сети» для тепловой изоляции оснащенной паронепроницаемой оболочкой.

Фото 1. Состояние ППУ скорлуп через 2 года эксплуатации в затапливаемом канале

Фото 2,3. Коррозия стального трубопровода при изоляции ППУ скорлупами за 2 года эксплуатации (2), предизолированного ППУ трубопровода за 3 года эскплуатации при нарушении герметичности защитной оболочки (3).

Термостойкость

Заявленная термостойкость для ППУ не нашла подтверждения практикой. Так, по многочисленным наблюдениям, уже при температуре 115°С и сроке эксплуатации всего один год начинается значительное изменение цвета внутренней поверхности ППУ. При температурах эксплуатации 130°С наблюдается резкое снижение прочности ППУ – изоляция рассыпается в труху при малейшем воздействии. Есть данные о снижении толщины K-Flex под воздействием температур

Фото 4,5 – «подгорание» ППУ при эксплуатации при температуре 115°С в течении года. (Фото ОАО «ВНИПИэнергопром)

Прочностные показатели, адгезия

Прочность при сжатии определяет устойчивость изоляции к внешним воздействиям, вандалостойкость. Прочность на сдвиг в осевом направлении определяет адгезию тепловой изоляции к трубе, предел применения первого допущения проектирования бесканальной прокладки, вандалостойкость. Прочность сцепления с трубопроводом определяет и сохранность геометрической формы тепловой изоляции. Так, скорлупы ППУ, ПИР, не имея прочного сцепления с трубопроводом, длительно напитывая влагу коробятся (см. фото 1)– что приводит к резкому увеличению тепловых потерь, увеличенному доступу влаги в промежуток между трубой и изоляцией и образованию в промежутке влажной среды многократно ускоряющей коррозию трубопровода даже при наружной прокладке.

Фото 6. Деформация стыков скорлуп и увеличение тепловых потерь.
Съемка тепловизором

Очень важное значение имеет вандалостойкость – скорлупы ППУ и ПИР разбираются населением на плавсредства (особенно если рядом есть водоем), из-за низкой прочности легко разрушаются даже при ходьбе по ним и т.д. Очень низкую вандалостойкость и в тоже время высокую привлекательность для населения имеет вспененный каучук т. к. не имеет сцепления с трубопроводом (легко снимается), а в качестве изоляции для трубопроводов больших диаметров применяется в виде рулонов — т.е. легко может быть приспособлен для утепления перекрытий, стен, теплых ковриков и т.д. Помимо этого вспененный каучук очень мягкий материал и разрывается даже если по нему просто пройти.

ППМ изоляция благодаря своим высоким прочностным характеристикам, высокой адгезией к стальной трубы и высокой прочности наружного коркового слоя достаточно сложно удаляется с трубопровода, не имеет совершенно никакого применения после снятия – т.к. снять ее возможно только разрушив целостность.

Прочность изоляции также определяет устойчивость изоляции к условиям транспортировки, монтажа, эксплуатации.

Сравнение различных видов изоляции

В таблице по ссылке приведены значения параметров для ППМ-изоляции, производимой по СТО 64880748-01-2014. Значения параметров производимых по другой технической документации имеют несколько худшие показатели

Сравнение различных видов изоляции

В таблице по ссылке приведены значения параметров для ППМ-изоляции, производимой по СТО 64880748-01-2014. Значения параметров производимых по другой технической документации имеют несколько худшие показатели

Основное преимущество ППМ-изоляции перед ППУ-изоляцией – простота монтажа и от этого более долгий срок службы. Чем проще порядок монтажа, тем меньше вероятность его нарушить и, следовательно, выше надежность трубопровода. ППМ трубопроводы эксплуатируются в РФ с 1978 года за это время при многочисленных вскрытиях теплотрасс с ППМ изоляцией не было обнаружено ни одного повреждения стальной трубы от наружной коррозии (Ответ ВНИПИэнергопром на запрос МУП «Светловские тепловые сети»).

При этом накоплен большой, к сожалению, негативный опыт применения ППУ трубопроводов и связан он в первую очередь с низкой культурой производства и монтажа. Именно высокие требования к производителям, проектировщикам и монтажникам при создании ППУ теплопровода и есть его основной недостаток. См. («Особенности применения теплопроводов тепловых сетей в ППУ изоляции», «Российское теплоснабжение»). Именно «высокая технологичность» и соответственно ответственность монтажа трубопроводов в ППУ приводят к тому, что уже через 2-3 года такие трубопроводы имеют серьезные проблемы.

Еще один минус технологии ППУ в России – это европейская технология, рассчитанная на количественное регулирование теплоносителя. В России применяется качественное регулирование, в связи с этим тепловые сети совершают в тысячи раз большее количество температурных изменений. Поэтому стандартные решения для заделки стыков ППУ-трубопроводов, успешно применяемые в Европе, не выдерживают применение в России.

ООО «ППМ-Иркутск» производит ППМ изоляцию с коэффициентом теплопроводности – не более 0,033 Вт/м°С.

ППМ-изоляция имеет аналогичные с ППУ показатели по тепловой изоляции в режиме их измерения и более лучшие показатели при рассмотрении всего жизненного цикла трубопровода.

Согласно ГОСТ 30732, коэффициент теплопроводности ППУ при 50°С не более 0,033 Вт/м°С.

При этом ООО «ППМ-Иркутск» в своей лаборатории проводит испытания методом «трубы» (также приведенном в ГОСТ 30732 на ППУ-изоляцию) учитывающим все слои ППМИ изоляции. Отдельно отметим, что максимальный фактический коэф. теплопроводности который мы получили при испытаниях не превышал 0,031 Вт/м°С. Регулярный контроль качества позволяет нам сохранять стабильные показатели.

У некоторых производителей ППМ коэффициент теплопроводности существенно выше и достигает 0,041-0,049 Вт/м°С , но это возможно компенсировать небольшим увеличением толщины изоляции.

Особенно важным следует учесть тот факт, что ППУ изоляция со временем увеличивает тепловые потери из-за деструкции («Sheel Pipe Seminar«, 1998г), ППМ тепловые потери сохраняет стабильными на протяжении всего срока эксплуатации (по данным ОАО «ВНИПИэнергопром», «об испытаниях трубопроводов в ППМ изоляции», ж. Новости теплоснабжения №4 2006г). И в случае применения ППУ и в случае применения ППМ , тепловые потери будут существенно ниже норматива и для трубопроводов Ду500мм не превысят 0,2% на 1 км сети (подача+обратка).

Конечно, говоря о применении тепловой изоляции нельзя не сказать о стоимости изоляции. ППМ трубопроводы не требуют системы ОДК (в 99% случаях в РФ нереализуемое мероприятие на протяжении жизненного цикла трубопровода, т.к. требует огромных усилий для ее грамотного построения и эксплуатации, см. «Особенности применения теплопроводов тепловых сетей в ППУ изоляции», «Российское теплоснабжение»), при использовании технологии ППМИ значительно надежнее и дешевле заделка стыков, а так же дешевле стоимость фасонных изделий – а это существенные затраты при строительстве. Все остальные монтажные работы – одинаковы по своей сути и соответственно цене.

Применение предизолированных ППМ трубопроводов позволяет в несколько раз сократить сроки монтажа трубопроводов по сравнению с канальной прокладкой.

Заключение

Важным параметром для тепловой изоляции является коэф. теплопроводности. Оптимальным является значение в пределах 0,025 до 0,045. В таком диапазоне снижение коэф. теплопродности не дает существенно значимого снижения необходимой толщины изоляции. При условии нахождения коэф. теплопроводности в оптимальном диапазоне предпочтение следует отдать материалу, обладающему высокой стойкостью к условиям транспортировки, монтажа и эксплуатации, простом в монтаже и имеющем высокую ремонтопригодность. Исходя из такой логики, наиболее предпочтительным для тепловых сетей является применение пенополиминеральной изоляции. Учитывая различную толщину и коэф. теплопроводности разных изоляций и отличия в характеристиках одного типа изоляции разных производителей, при выборе типа и поставщика изоляции следует проводить сравнение по конечному теплосопротивлению – параметра определяемого как толщиной так и коэф. теплопроводности изоляции

Применение следующих материалов
экономически не оправдано

Скорлупы ППУ

Низкая термостойкость, высокая коррозионная активность, необходимость антикоррозийной защиты трубопровода, низкая вандалостойкость, низкий срок службы из-за коробления материала и его деструкции

Скорлупы ПИР+ППУ (двухслойные скорлупы)

Ииз всех недостатков скорлуп ППУ, применением полиизоцианурата удалось решить только низкую термостойкость

Вспененный каучук

Крайне низкая вандалостойкость, высокая привлекательность для населения (т. к. материал листовой), необходимость антикоррозийной защиты, отсутствие значимого опыта эксплуатации в российских условиях на магистральных теплопроводах, крайне низкая прочность материала, высокая стоимость

Предизолированные ППУ трубопроводы

Низкая термостойкость, крайне высокая сложность монтажа, требуется бережное обращение, высокая стоимость, сложность в ремонте, необходимость применения СОДК.

Полиуретановая изоляция

Engineering ToolBox — Ресурсы, инструменты и базовая информация для проектирования и проектирования технических приложений!

Теплопроводность – значения k – в зависимости от температуры.

Рекламные ссылки

Полиуретан представляет собой органический полимер, образованный реакцией полиола (спирт с более чем двумя реакционноспособными гидроксильными группами на молекулу) с диизоцианатом или полимерным изоцианатом в присутствии подходящих катализаторов и добавок.

Полиуретаны представляют собой гибкие пеноматериалы, используемые в матрацах, химически стойких покрытиях, клеях и герметиках, изоляции для зданий и технических применений, таких как теплообменники, охлаждающие трубы и многое другое.

• Расчет кондуктивной теплопередачи
• Расчет общего коэффициента теплопередачи — значение U

Зависимость теплопроводности от температуры указана в таблицах ниже:

• Т( ^или C) = 5/9[T( ^o F) — 32]
• 1 Вт/(м·К) = 6,935 (Btu дюйм)/(ч фут² °F) 90 014

Рекламные ссылки

Похожие темы

• Потери тепла и изоляция

Потери тепла из труб, труб и резервуаров — с и без изоляции — пенопласт, стекловолокно, минеральная вата и многое другое.

• Изоляция

Теплопередача и потери тепла зданиями и техническими приложениями – коэффициенты теплопередачи и методы изоляции для снижения потребления энергии.

Сопутствующая документация

Трубопроводы – рекомендуемая толщина изоляции

Рекомендуемая толщина изоляции для систем отопления, таких как горячая вода и паровые системы низкого, среднего или высокого давления.

Стальные трубы — схема тепловых потерь

Тепловые потери в стальных трубах и трубах — размеры от 1/2 до 12 дюймов .

Рекламные ссылки

Engineering ToolBox — Расширение SketchUp — 3D-моделирование онлайн!

Добавляйте стандартные и настраиваемые параметрические компоненты, такие как балки с полками, пиломатериалы, трубопроводы, лестницы и т. д., в свою модель Sketchup с помощью Engineering ToolBox — расширение SketchUp, которое можно использовать с потрясающими, интересными и бесплатными приложениями SketchUp Make и SketchUp Pro. . Добавьте расширение Engineering ToolBox в свой SketchUp из хранилища расширений SketchUp Pro Sketchup!

Перевести

О Engineering ToolBox!

Мы не собираем информацию от наших пользователей. Подробнее о

• Политика конфиденциальности Engineering ToolBox

Реклама в ToolBox

Если вы хотите рекламировать свои продукты или услуги в Engineering ToolBox, используйте Google Adwords. Вы можете настроить таргетинг на Engineering ToolBox с помощью управляемых мест размещения AdWords.

Цитирование

Эту страницу можно цитировать как

• Инженерный набор инструментов (2007 г.). Полиуретановая изоляция . [онлайн] Доступно по адресу: https://www.engineeringtoolbox.com/polyurethan-insulation-k-values-d_1174.html [День, месяц, год].

Изменить дату доступа.

. .

закрыть

Сделать ярлык на главный экран?

Старение пенополиуретановой изоляции в смоделированных панелях холодильника — результаты одного года с использованием пенообразователей третьего поколения (конференция)

Старение пенополиуретановой изоляции в смоделированных панелях холодильника – результаты одного года с использованием пенообразователей третьего поколения (конференция) | ОСТИ.GOV

перейти к основному содержанию

• Полная запись
• Другое связанное исследование

Приведены лабораторные данные о влиянии старения при постоянной температуре на кажущуюся теплопроводность пенополиуретановой изоляции холодильников и морозильников. Образцы пены были продуты с помощью ГХФУ-141b и трех его потенциальных заменителей — ГФУ-134а, ГФУ-245fa и циклопентана. Образцы подвергались старению при постоянных температурах 90 F, 40 F и {минус} 10 F. Измерения теплопроводности проводились на двух типах образцов: моделирующие панели холодильника полной толщины, содержащие пену, заключенную между твердыми пластиковыми листами, и тонкие пластины сердцевины. пенопласт, вырезанный из подобных панелей. Представлены результаты для первого года многолетнего исследования для полнослойных панелей и примерно для 1-1/2 года старения для образцов пенопласта.

Авторов:

Габбард, Вашингтон;

Уивер, Ф.Дж.;

Уилкс, К. Э.

Дата публикации:

1999-09-27

Исследовательская организация:

Национальная лаборатория Ок-Ридж. (ORNL), Ок-Ридж, Теннесси (США)

Организация-спонсор:

Департамент науки Министерства сельского хозяйства США (США)

Идентификатор ОСТИ:

7405

Номер(а) отчета:

ОРНЛ/СР-104224; ЕС 12 03 00 0
ЕС 12 03 00 0; РНН: Ah300116%%403

Номер контракта с Министерством энергетики:  

АК05-96ОР22464

Тип ресурса:

Конференция

Связь с ресурсами:

Конференция: Форум технологий Земли, Вашингтон, округ Колумбия (США), 27 сентября 1999 г. — 29 сентября 1999 г .; Другая информация: PBD: 27 сентября 1999 г.

.

Страна публикации:

США

Язык:

Английский

Тема:

32 ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ, ПОТРЕБЛЕНИЕ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ; 36 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ; СТАРЕНИЕ; МОРОЗИЛЬНЫЕ КАМЕРЫ; ПЛАСТИКИ; ПОЛИУРЕТАНЫ; ХОЛОДИЛЬНИКИ; ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

Форматы цитирования

• MLA
• АПА
• Чикаго
• БибТекс


Габбард В. А., Уивер Ф. Дж. и Уилкс К. Э. Старение пенополиуретановой изоляции в имитируемых панелях холодильника – результаты за один год с использованием пенообразователей третьего поколения . США: Н. П., 1999.
Веб.

Копировать в буфер обмена


Габбард, В. А., Уивер, Ф. Дж., и Уилкс, К. Э. Старение пенополиуретановой изоляции в имитационных панелях холодильника — результаты за один год с использованием пенообразователей третьего поколения . Соединенные Штаты.

Копировать в буфер обмена


Габбард, В. А., Уивер, Ф. Дж., и Уилкс, К. Э. 1999.
«Старение пенополиуретановой изоляции в смоделированных панелях холодильника - результаты за год с использованием пенообразователей третьего поколения». Соединенные Штаты. https://www.osti.gov/servlets/purl/7405.

Копировать в буфер обмена

@статья{osti_7405,
title = {Старение пенополиуретановой изоляции в смоделированных панелях холодильника - результаты за один год с использованием пенообразователей третьего поколения},
автор = {Габбард, В.А. и Уивер, Ф.Дж. и Уилкс, К.Е.},
abstractNote = {Представлены лабораторные данные о влиянии старения при постоянной температуре на кажущуюся теплопроводность пенополиуретановой изоляции для холодильников и морозильников. Образцы пены были продуты с помощью ГХФУ-141b и трех его потенциальных заменителей - ГФУ-134а, ГФУ-245fa и циклопентана. Образцы выдерживали при постоянной температуре 90 F, 40 F и {минус} 10 F. Измерения теплопроводности проводились на двух типах образцов: моделирующих панелях холодильника полной толщины, содержащих пену, заключенную между твердыми пластиковыми листами, и тонких кусочках пенопласта, вырезанных из аналогичных панелей. Представлены результаты для первого года многолетнего исследования для полнослойных панелей и примерно для 1-1/2 года старения для образцов пенопласта.},
дои = {},
URL = {https://www.osti.gov/biblio/7405},
журнал = {},
номер = ,
объем = ,
место = {США},
год = {1999},
месяц = ​​{9}
}


Копировать в буфер обмена

Просмотр конференции (0,11 МБ)

Дополнительную информацию о получении полнотекстового документа см.