Сравнительный анализ теплоизоляционных материалов


(Отчет - Анализ отечественных и зарубежных производителей предизолированных труб для теплопаропроводов.  Утвержден  руководителем Департамента Топливно-Энергетическогохозяйства г. Москвы  Ремезов А.Н., Президентом  НП «Российское теплоснабжение» Семенов В. Г  2004 г.)

Проведён предварительный анализ накопленного опыта по применению различных теплоизоляционных материалов для тепло- и гидроизоляции теплопроводов. Были выбраны следующие критерии оценки возможности их применения для строительства и реконструкции новых теплопроводов

  1. Уровень теплопроводности и термостойкости.
  2. Стойкость к воздействию внешней среды и общий срок службы.
  3. Степень защищённости металла трубы от внешней коррозии и необходимость нанесения предварительного антикоррозионного покрытия.
  4. Технологичность при производстве строительных и монтажных работ.
  5. Степень водопоглощения изоляционного материала.
  6. Сохранение материалом теплоизоляции своих теплоизолирующих и механических свойств в течение всего срока эксплуатации.
  7. Возможность применения в условиях канальной, бесканальной и надземной прокладки.
  8. Защищенность от вандализма.
  9. Технический и технологический уровень в сравнении с имеющимся мировым опытом.
  10. Наличие в Московском регионе крупного производителя элементов трубопроводов, использующего для этого такой тип тепло- и гидроизоляции.

В ходе предварительного анализа, для задач строительства и реконструкции теплотрасс подтверждена необходимость отказаться от применения теплоизоляционных материалов в виде матов и скорлуп на основе минеральных и базальтовых ват, с защитным покрытием из асбесто-цементных составов, оцинкованных лент и листов, полимерных плёнок. Простота устройства изоляции трубопровода из указанных материалов не обеспечивает необходимый уровень защиты от тепловых потерь и увлажнения из-за воздействия внешней среды при длительной эксплуатации, когда теплоизолирующий слой непосредственно подвержен механическим воздействиям, в т.ч. вызванными большим весом самого трубопровода. Кроме того, следует отметить необходимость нанесения антикоррозионного покрытия на трубу под теплоизоляционное покрытие, абсолютную невозможность применения для бесканальной прокладки, низкий технический уровень решения задачи.

Возможность получения труб предизолированных в заводских условиях позволяет, несмотря на более высокую цену изделий, добиться существенного снижения издержек при строительно-монтажных работах, а также за счёт надёжной и долговременной работы самого теплопровода.

Было проведено рассмотрение различных типов теплоизоляционных конструкций, нашедших достаточно широкое применение в России и за рубежом: армопенобетон, битум-перлит, фенольный поропласт, пенополиуретановая изоляция (ППУ), пенополимерминеральная изоляция (ППМ). Кроме того, следует особо отметить возможность применения для нужд ГВС (температура теплоносителя - до 95 О С) выпускаемых отечественным производителем пластиковых труб из сшитого полиэтилена в ППУ изоляции.

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ  БЕСКАНАЛЬНОЙ ПРОКЛАДКИ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ

Показатели Применяемые конструкции
ППМ Армо-пено-бетон Битумо-перлит Фенольный поропласт ППУ
Плотность, кг/м 3 в том числе: тепло­изоляционного слоя 200-250 80-100 500-600 500 450-600 550 100
100
80-100
80
Предел прочности, МПа:
при сжатии
при изгибе
1,2
1,7
0,8
0,3
0,4
0,2
0,2
0,3
0,3
Адгезия к трубе, МПа 0,4 0,1 нет 0,12 0,12
Водопоглощение при 20 С по массе в % за 30 суток 1,5 150 90 600 8*)
Скорость коррозии мм/год: без анодн. поляризации с анодной поляризацией 0,03
0,06
0,35
0,65
0,55
0,75
0,37
0,50
0,05
0,10
рН среды (исходной) 7,00 10,00 5,00 5,00 7,00

Теплопроводность, Вт/м°С при максимальной темпе­ратуре эксплуатации

0,048 0,13 0,12 0,04 0,04
Термостойкость   С 150 180 130 150 130
Обработка труб под изоляцию не тре­буется ОБЯЗАТЕЛЬНА

Антикоррозионное покры­тие на трубе под изоляцию

не тре­буется ТРЕБУЕТСЯ не тре­буется
Защита изоляции от меха­нических повреждений не тре­буется ОБЯЗАТЕЛЬНА
Срок службы, лет 30 15 8 15 25

РЕЗУЛЬТАТЫ ВСКРЫТИЯ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ В ПЕНОПОЛИМЕРМИНЕРАЛЬНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ

Место шурфовки Длительность эксплуатации Наличие коррозии Влажность по массе, %
грунт изоляция у трубы
г. С.-Петербург 25 лет нет 31,0 4,0 1,5
п. Пирочи, Коломенский
р-н, Моск. обл.
5 лет нет 27,0 1,22 -
г. Коломна, Московской. обл 5 лет нет 36,0 2,33 -

СРАВНИТЕЛЬНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛОПРОВОДОВ В ППУ И ППМ ИЗОЛЯЦИИ

№ п/п Характеристика Конструкция теплопровода
ППМ изоляция ППУ изоляция
1 Стоимость 100 п.м теплопровода в комплекте, руб/м: Дн=219 мм 185 100
697 300
256 059
860 121
2. Ремонтопригодность:
При локальных повреждениях
При повреждении изоляции
Замена фрагмента по длине повреждения + 500 мм
Замена повреждённого участка
Замена фрагмента длиной не менее 10 м
Замена фрагмента длиной не менее 10 м
3 Адгезия к стальной трубе 0,4 0,12
4. Тепловые потери, Вт/м:
Дн=219 мм
Дн=530 мм
СНиП 2.04.14-88
65,36
110,39
ГОСТ 30732-2001
63,06
98,49
5 Тепловые потери через
250 дней, Вт/м:
Дн=219 мм
Дн=530 мм
(по данным ОАО «ВНИПИЭНЕРГОПРОМ»)
65,36
110,39
(по данным 1998 г. «Sheel Pipe Seminar» )
77,56
121,14
6 Обработка труб под изоляцию Не требуется Требуется
7 Защита изоляции от механических повреждений Не требуется Требуется
8 Предел прочности на сжатие, МПа 1,2 0,3

Из всего вышесказанного можно сделать вывод, что теплопроводы в ППМ изоляции превосходят теплопроводы в ППУ изоляции по следующим показателям:

  • стоимость изготовления;
  • сложность строительства и эксплуатации;
  • температуростойкость;
  • масштаб необходимого восстановительного ремонта при повреждениях теплотрасс;
  • стойкость изоляции к механическим воздействиям.

Таким образом, проведённый анализ и выбор на его основе лучших теплоизоляционных конструкций позволяет рекомендовать при строительстве и капитальном ремонте тепловых сетей для использования в качестве теплоизоляционных конструкций трубы и элементы трубопроводов предизолированные ППМ изоляцией и ППУ.