Что такое изоляция трубопроводов и какие виды бывают

Современные стальные трубопроводы часто сталкиваются с проблемами коррозии и потерей тепла внутреннего вещества (например, горячей воды). Решением этих проблем стала трубопроводная изоляция. Для различных целей существуют несколько видов защитных покрытий: теплоизоляция и антикоррозионная изоляция.

Краткое содержание

Теплоизоляция — один из важнейших аспектов проектирования и строительства трубопроводов. Она применяется для уменьшения потерь тепла, предотвращения возникновения коррозионных процессов и для контроля воздействия внешних факторов, таких как перепады температур и механические повреждения.

Антикоррозионная изоляция – в первую очередь выполняет задачу по предотвращению коррозионных процессов, но также может сохранять тепло трубопровода и защищать от его механических воздействий.

В этой статье я расскажу о типах теплоизоляции и антикоррозионной изоляции трубопроводов, их преимущества, для чего они используются и методы нанесения.

Различают четыре основных типа защиты трубопроводных систем: ВУС, ППУ, ППМ и эпоксидное покрытие, каждый из которых имеет свои особенности — все их следует учитывать при проектировании, монтаже и дальнейшей эксплуатации трубопроводных систем.

ВУС и УС, другое название которых «весьма усиленная изоляция» и «усиленная изоляция», изготавливается из полиэтилена и является одним из наиболее часто используемых видов защиты от коррозии. Она представляет собой двухслойное или трехслойное покрытие, которое наносится методом боковой экструзии. Суть его заключается в том, что трубы, вращаясь, перемещаются по «конвейеру», и в этот момент специальные «распылители» наносят расплавленный полиэтилен.

Весьма усиленная изоляция трубопроводов состоит из следующих слоев:

1. Адгезив (клеящее вещество) — обеспечивает плотное сцепление эпоксидного праймера с наружной оболочкой. Адгезивный слой состоит из винилацетата и этилена.

2. Эпоксидный праймер — слой, придающий коррозионную стойкость и дополнительно улучшающий сцепление («склеивание») изоляционных слоев.

3. Наружный слой из полиэтилена ­— обладает высокими показателями антикоррозионных свойств и надёжно защищает трубопровод от попадания влаги.

Трубы в ВУС изоляции бывают двухслойными и трёхслойными. Двухслойная изоляция состоит из адгезивного покрытия и наружного слоя полиэтилена. К трехслойной изоляции добавляется слой эпоксидного праймера.

Антикоррозионная УС и ВУС изоляция необходима для трубопроводов подземной прокладки. Без защитного покрытия стальная поверхность трубы будет подвержена почвенной коррозии, что ухудшает работоспособность трубопровода и может привести к его поломкам и авариям.

Основными преимуществами ВУС и УС изоляции являются: высокий срок службы - трубопроводы ВУС способны исправно работать от 30 до 50 лет), стойкость к высоким температурам - ВУС изоляция устойчива к диапазону температур от -40 до +60 градусов, хорошая стойкость к механическим повреждениям - покрытие выдерживает ударную нагрузку до 2,1 килограмма.

ППУ изоляция - это пенополиуретановая теплоизоляция в оболочке из полиэтилена или оцинкованной стали. Пенополиуретан создаётся путём смешивания двух компонентов: изоционата и полиола.

Изоляция ППУ, основную «массу» которой составляет пенополиуретан, считается более безопасным и теплосберегательным по сравнению с другими видами, поэтому ППУ покрытие наиболее эффективно применяется для теплоизоляции трубопроводов.

ППУ изоляция состоит из двух защитных покрытий и наносится методом “труба в трубе”:

1. Вспененный пенополиуретан. Именно он обеспечивает основную функцию покрытия. Материал не пропускает тепло и обладает высокой прочностью, сопротивляемостью колебаниям температур (выдерживает температуры от -70 до +120 градусов) и «невосприимчивостью» к образованию плесени и грибка.

2. Защитная оболочка, состоящая либо из полиэтилена (ППУ ПЭ изоляция), либо из оцинкованной стали (ППУ ОЦ изоляция). Полиэтиленовое покрытие разрушается под воздействием ультрафиолета, поэтому подходит только для применения на подземных трубопроводах. Цинковое же покрытие более устойчиво к внешним воздействиям, поэтому применяется при проведении наземных работ.

Требования к составу ППУ изоляции регламентированы ГОСТ 30732-2020.

Трубы с ППУ покрытием идут в «готовом» виде прямо с завода. Технология производства проста — труба устанавливается в статичное положение и помещается внутрь защитной оболочки, сохраняя пустое пространство. Затем в этот пустой промежуток заливают компоненты, которые застывая создают слой пенополиуретана.

Далее изделия помещаются на склад, где выдерживаются определенное время (зависит от конкретной технологии производства).

Главная задача ППУ изоляция – это сохранение тепла вещества трубопровода. Пенополиуретановая изоляция идеально подходит для систем водоснабжения горячей и холодной воды, так как не допускает большую потерю тепла при транспортировке жидкостей. А ПЭ и ОЦ оболочка призвана защитить теплоизоляционный пенополиуретановый слой.

Одно из основных преимуществ ППУ теплоизоляции – это возможность применения системы оперативного дистанционного контроля трубопроводов (СОДК). Эта система из детекторов повреждений и коммутационных терминалов.Она позволяет осуществлять мониторинг состояния трубной сети в ППУ изоляции без проведения дополнительных профилактических работ. В трубах ППУ с системой ОДК располагаются сигнальные проводники и кабели вывода, которые подключаются к терминалам. Благодаря этой системе, можно вовремя обнаружить нарушения или намокания пенополиуретановой оболочки.

ППУ показывает низкий коэффициент тепловых потерь - коэффициент теплопроводности 0,027 вт/мк.

ППМ (ППМИ) расшифровывается как пенополимерминеральная изоляция. Отсюда сразу становится понятен состав — ППМ представляет собой двухкомпонентную «систему», основным компонентом которой является пенополиуретан, дополнительно смешанный с минеральным наполнителем (кварцевый песок, зола, обычный песок или другие мелкодисперсные материалы). Такое покрытие обладает отличными теплоизоляционными свойствами и проста в нанесении.

Главный недостаток ППМ — она постепенно накапливает воду, которая в результате достигает самой трубы и вызывает коррозию. Дополнительным фактором, усиливающим коррозионное влияние, является тепло — труба, «накопившая» воду, быстро нагревается, а температура еще больше усиливает коррозию. Однако в целом теплоизоляционные свойства сравнимы с такими же, как у ППУ покрытия. Нормативные показатели ППМ изоляции изложены в ГОСТ 56227-2014.

Технология нанесения ППМ проста — сначала в форму укладывается труба, а затем в нее заливается пенополимерминеральный состав, который за 20-40 минут распределяется по всей длине и затвердевает.

Несмотря на свои недостатки, ППМ изоляция применяется для снижения теплопотерь, как и ППУ покрытие. Монтаж такого покрытия прост. При бесканальной прокладке не требуются защитные железобетонные конструкции. Трубопровод закапывают в грунт до точки выше промерзания, это сокращает время земельных работ. При канальной и надземной прокладке необходимы скользящие опоры с опорной цилиндрической площадкой. ППМИ используют для снижения денежных расходов при прокладки трубопроводной сети.

Эпоксидное покрытие — это разновидность инертной изоляции труб, который используется преимущественно для защиты трубопровода от коррозии и снижения его электрической проводимости. Инертность подразумевает отсутствие химических реакций при контакте с жидкостями, биологическими и химическими веществами, а также минимизацию риска возникновения плесени и грибков. Эпоксидная смола может наноситься как на внешнюю, так и на внутреннюю часть трубы — именно поэтому такие трубы могут применяться даже для транспортировки пищевых продуктов.

Эпоксидная изоляция может содержать от одного до трех слоев, одним из которых является собственно эпоксидная смола, а остальные представляют собой смеси эпоксидной смолы с другими материалами.

Нанесение эпоксидной смолы осуществляется путем ее распыления на поверхность нагретой трубы — в результате материал застывает на стальной детали, создавая прочную защитную оболочку. К преимуществам эпоксидной изоляции труб можно отнести отличную защиту от коррозии, высокие параметры рабочих температур (эпоксидное покрытие способно выдержать нагрев до 150 градусов) и долговечность (благодаря высокой инертности). Также эпоксидная изоляция имеет высокую степень адгезии, поэтому защитное покрытие надёжно сцепляется со стальной поверхностью.

Эпоксидная изоляция необходима для защиты стальных поверхностей трубопроводов. Наружное антикоррозионное покрытие спасает от внешней агрессивной среды и её влияния, спасая от коррозии. Внутреннее эпоксидное покрытие применяется для предотвращения взаимодействия протекающей жидкости с внутренней стенкой трубы.

Каждая технология производства теплоизоляции для трубопроводов имеет свои уникальные характеристики и преимущества:

1. ВУС труб известна своей отличной антикоррозионной защитой и устойчивостью к механическим и коррозионным повреждениям,

2. Пенополиуретановый слой обладает мощными теплоизоляционными свойствами и в зависимости от типа наружного покрытия может применяться как для наземных, так и для подземных работ,

3. Изоляция ППМ более устойчива к механическим повреждениям и имеет хороший показатель сохранения тепла в трубопроводной системе,

4. Эпоксидная смола наиболее устойчива к неблагоприятным факторам окружающей среды — она не вступает в реакцию с химическими веществами, не теряет своих свойств из-за ультрафиолетового излучения и выдерживает механические воздействия.

Изоляция труб и фасонных деталей в современном мире – это одна из важнейших сфер проектировки трубопроводных сетей. Они необходимы для защиты стальных изделий от коррозии, механических повреждений и сохранения тепла. В настоящее время существуют виды изоляции, подходящие под любые запросы. Поэтому выбор типа защитного покрытия зависит в первую очередь от функций трубопровода и его назначения.