Пенополиуретановая и пенополимерминеральная изоляция. 
Взгляд с другой стороны

ППУ и ППМ изоляции. Взгляд с другой стороны

Выбор типа изоляции между пенополиуретановой (ППУ) и пенополимерминеральной (ППМ) — вопрос сложный. Действительно, оба типа изоляции (с наружным гидроизоляционным слоем и безоболочная) рекомендованы СНиП 41−02−2003 «Тепловые сети», но конечное решение принимается эксплуатирующей организацией исходя из современных данных о свойствах и опыте применения изоляций обоих типов. В обсуждении целесообразности использования того или иного типа изоляции, в первую очередь, должны участвовать представители эксплуатирующих организаций (главный инженер, начальник ПТО), а представители производителей — только как консультанты, готовые предоставить интересующую информацию для анализа. Иначе спор превращается в басню «Лиса и журавль», где каждый приводит факты (зачастую не проверенные, противоречивые), удобные для рекламирования своей продукции, а не объективные. В этой статье автору не хотелось бы придаваться размышлениям о преимуществах и недостатках ППМ и ППУ изоляции, а провести сравнение сухим языком фактов и цифр.

Пенополимерминеральная теплогидроизоляция — монолитный высоконаполненный композиционный материал на основе полиуретана и минерального наполнителя. ППМ изоляция характеризуется переменной по сечению плотностью, получаемой в едином процессе. Конструкцию ППМ изоляции условно можно поделить на три зоны (рис. 1).

Сравнение физико-механических свойств ППУ (по ГОСТ 30 732–2006) и ППМ (по ТУ 5768−613 300 749−2009) приведено в табл. 1.

пенополиуретановый пенополимерминеральный изоляция Таблица 1. Сравнительная таблица физико-механических свойств ППУ (по ГОСТ 30 732–2006) и ППМ (по ТУ 5768−006−13 300 749−2009), производства ООО НПП «Пенополимер» г. Коломна.

Теперь хотелось бы остановиться на некоторых свойствах подробнее.

Коэффициент теплопроводности. Специалистам (да и не только) понятно, что сам по себе коэффициент теплопроводности для эксплуатации не важен. Увеличение коэффициента приводит к увеличению толщины теплоизоляционного слоя — только и всего, а тепловые потери с единицы площади трубы остаются одинаковыми (в пределах НТД), что для трубы в ППУ, с толщиной изоляции э_Ппу, что для трубы в ППМ, с толщиной изоляции э_ППМ (з_ППУ<�э_ППМ). По результатам сравнительного анализа, проведенного специалистами ОАО «Оренбургэнергоремонт» на действующих трубопроводах в ППУ и ППМ изоляциях [1], ППМ изоляция не уступает и даже превосходит ППУ изоляцию по теплоизоляционным свойствам (температура поверхности ППМ изоляции ниже температуры поверхности трубопровода в ППУ при одной и той же температуре теплоносителя).

Водопоглощение. Водопоглощение при одних и тех же условиях у ППМ в 20 раз меньше, чем у ППУ. При таких значениях водопоглощения наличие гидроизоляционного слоя не требуетсявся конструкция целиком защищает материал изоляции и наружную поверхность трубы от проникновения влаги. Хотелось бы заметить, что содержание влаги в ППМ при наихудших условиях эксплуатации (полное затопление водой при температуре 100 ^ОС) остается на уровне естественной влажности ППУ.

Немного хотелось бы остановиться на достаточно хорошо исследованном процессе высыхания ППМ изоляции. В лаборатории тепловых сетей ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром» под руководством ГХ. Умеркина были смоделированы и изучены процессы высыхания ППМ [2]. Было установлено, что снижение содержания влаги с 12 до 2% происходит за 6 суток (рис. 2а). При этом большая часть влаги сосредоточена на удалении от поверхности стальной трубы в начальный момент опыта и до полного высыхания (рис. 2б). То есть поверхность стальной трубы хорошо защищена от влаги как во время подачи теплоносителя, так и в холодном состоянии. Это подтверждает постоянно на протяжении 10 лет проводимый мониторинг состояния трубопроводов в ППМ изоляции.

Адгезия. ППМ изоляция достаточно жестко соединена с поверхностью трубы (не менее 0, 5 МПа у ППМ, не менее 0, 12 МПа у ППУ). ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром» были изучены прочностные характеристики конструкции трубопроводов в ППМ теплогидроизоляции [3]. Эксперименты показали, что разрушение конструкции происходит при усилиях, превышающих усилия, при которых стальная труба теряет несущую способность. То есть конструкция при обычных условиях эксплуатации является надежной.

Повреждения изоляции (сколы, царапины). При нанесении удара, с энергией 14 Дж по корковому слою ППМ изоляции и ПЭ оболочке трубопровода в ППУ глубины повреждений ПЭ и коркового слоя ППМ изоляции вполне сравнимы (2−2, 5 мм у ПЭ и 2, 5−3 мм у ППМ изоляции по методике, аналогичной приведенной в ГОСТ 25 812–83 [4]). В обоих случаях образуется вмятина без разрушения материала, т. е. можно сделать вывод о том, что конструкция ППМ изоляции защищена от повреждений не хуже, чем конструкция трубопроводов в ППУ изоляции. Кроме того, от повреждений изоляции (сколов, царапин) при монтаже не защищена так же и конструкция «труба в трубе». Только повреждение ППМ (любого размера) может быть устранено непосредственно на месте силами монтажников, в то время как поврежденный участок ППУ заменяется полностью.

Экономическое сравнение. Единственным экономическим сравнением может быть цена готовой тепловой сети. Сравнивать стоимость только труб не совсем корректно (как сравнивать стоимость автомобиля, заявляя, что у этой модели колесо стоит дешевле, чем у другой). Трубопровод — это прямые участки, отводы, тройники, неподвижные опоры, запорная арматура и т. д. Поэтому в сравнительной таблице должны присутствовать не только линейные участки, но и фасонные изделия, и комплекты для изоляции стыков (система компонентов и термоусадочная муфта). Так же необходимо отметить, что в стоимость линейных участков трубопроводов в ППМ изоляции уже входит стоимость системы компонентов для изоляции стыков. Кроме компонентов для изоляции стыков, покупка дополнительных материалов (муфт) не требуется. Все необходимое оборудование для изоляции (лист жести, стяжки из подручных материалов, строительный миксер и дрель для перемешивания) можно изготовить или приобрести в хозяйственном магазине самостоятельно, что сокращает затраты на монтаж.

В табл. 2 приведены сравнения цен линейных участков и фасонных изделий в ППУ и ППМ изоляции и суммарная стоимость условной теплосети диаметром 57, 108, 273 и 530 мм, приведенной на рис. 3. На рис. 4 приведено сравнение суммарной стоимости теплотрассы в ППУ и ППМ для диаметров от 32 до 530 мм (сравнение проведено с использованием средних цен на трубопроводы и фасонные изделия в ППУ изоляции по центральному региону России и цен на трубопроводы и фасонные изделия в ППМ изоляции производства ООО НПП «Пенополимер»).

Как видно из табл. 2 и рис. 4, суммарная стоимость теплосети в ППМ и ППУ изоляции при всех диаметрах трубопровода практически одинакова.

Необходимо отметить, что в расчет стоимости тепловой сети не входила стоимость по изоляции стыков (что еще больше увеличит стоимость теплосети в ППУ изоляции) и затраты на наладку (не говоря об эксплуатации) системы ОДК. Таким образом, заявления о, якобы, дороговизне ППМ по сравнению с ППУ безосновательны.

Система ОДК. Подробную информацию о системе ОДК можно получить у производителей трубопроводов в ППУ изоляции. Хотелось бы только остановиться на причинах обязательного использования системы при применении ППУ Дело в том, что конструкция ППУ в ПЭ оболочке (и, конечно, в стальной) является герметичной. При попадании влаги внутрь конструкции при температурах эксплуатации (100−150 ^ОС) происходит гидролиз ППУ с последующим разрушением [5]. Поэтому контроль за увлажнением необходим не только и не столько для обнаружения утечек, а, скорее, для предотвращения деструкции материала в присутствии воды и сокращения срока службы трубопровода. При применении ППМ изоляции, когда влага при эксплуатации из материала удаляется задолго до того, как произойдет заметное разрушение материала, контроль за увлажнением не требуется. Т. е. наличие системы ОДК — это не преимущество или недостаток конструкции, это необходимость при применении конструкции «труба в трубе». Требование к обязательному устройству системы ОДК при применении герметичной конструкции «труба в трубе» прописано в СНиП 41−02−2003 «Тепловые сети».

Кроме того, на сегодняшний день мало доступной информации по реальным результатам применения системы ОДК на объектах теплоснабжения. В одном из немногих отчетов, посвященным проблемам применения системы ОДК, С. В. Голубков, ведущий инженер службы диагностики и электрохимической защиты Предприятия «Тепловая сеть» филиала «Невский» ОАО «ТГК-1» [6], озвучил проблемы, в том числе конструкционные, препятствующие полноценному применению системы ОДК, основанной на измерении сопротивления изоляции, и предложил свой, удобный с точки зрения эксплуатационника, метод контроля за увлажнением материала. Но, как видно, до настоящего времени интереса к усовершенствованию системы ОДК это предложение не вызвало.

Интересна для специалистов, и не только, будет статья А. А. Александрова и В. Л. Переверзева [7], в которой авторы анализируют технические проблемы эксплуатации системы ОДК в тепловых сетях. Выводы, сделанные авторами, мягко говоря, не в пользу существующей системы ОДК.

В заключение хотелось бы обратиться к авторам, желающим принять участие в обсуждении темы, с просьбой приводить, все же, больше конкретных данных и воздержаться от размышлений, основанных на собственных убеждениях.

• 1. Димидов Г. Ш. Об испытаниях теплопроводов в ППМ-изоляции // Новости теплоснабжения. 2006. № 4. С. 37−40.
• 2. Умеркин Г. Х. Исследование процессов высыхания пенополимерминеральной теплогидроизоляции // Новости теплоснабжения. 2005. № 11. С. 45−46.
• 3. Умеркин Г. Х. Исследование по созданию надежной конструкции теплопровода. — М.: Энергия, 2003 г.
• 4. ГОСТ 25 812–83 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии».
• 5. Райт П., Камминг А. Полиуретановые эластомеры. «Химия», 1973 г.
• 6. Голубков С. К. Опыт эксплуатации труб в ППУ-изоляции с системой оперативного дистанционного контроля (ОДК) // Новости теплоснабжения. 2006. № 1. С. 50−51.
• 7. Александров А. А., Переверзев В. Л. Оперативный дистанционный контроль трубопроводов ППУ — эффективное средство контроля или бесполезное приложение?// Новости теплоснабжения. 2007. № 2. С. 36−41.