Материалы для изоляции трубопровода

Трубопроводные магистрали используются для транспортировки нефтепродуктов, природного газа, горячей или холодной воды. Изоляция трубопроводов – обязательное мероприятие, которое проводится на заводе или при эксплуатации системы. Выбор материалов для изоляции трубопровода зависит от климатических условий, рабочей среды и других факторов.

Поскольку трубопроводные коммуникации могут транспортировать разные вещества, отличаются по протяженности, месту установки, сложно проводить общие сравнения между различными типами изоляции. Изоляционный материал выбирают с учетом конкретных особенностей применения, а не преимуществ продукта.

Некоторые переменные, которые стоит учитывать при выборе:

• тип транспортируемого вещества: нефть, газ, вода;
• температура окружающей среды;
• сопротивление сжатию;
• стойкость к коррозии;
• огнестойкость;
• восприимчивость к ультрафиолету.

Материалы для изоляции трубопроводов горячего водоснабжения

Изоляционные материалы должны обладать минимальной теплопроводностью, чтобы исключить остывание транспортируемой жидкости. Качественная теплоизоляция препятствует рассеиванию тепла, сохраняя оптимальную температуру воды при перемещении из одной точки трубы в другую.

Еще одно важное свойство изоляционных покрытий – защита от образования конденсата. Он возникает из-за разницы температур, в результате образуется влага, разрушающая металл и сокращающая срок службы коммуникаций.

Магистральные трубопроводы изолируют как с внешней, так и с внутренней стороны. Внутренняя защита предотвращает образование ржавчины, стабилизирует пропускную способность труб.

При выборе изолятора учитывают место установки труб, их диаметр и предполагаемые нагрузки.

Материалы, которые обеспечивают наилучшую защиту коммуникаций горячего водоснабжения:

• ППУ – пенополиуретан;
• ППМ – пенополимерминеральная изоляция: в основе газонаполненный пенополиуретан;
• ВУС – так называемая «весьма усиленная изоляция», состоящая из нескольких защитных слоев.

Пенополиуретан используют для повышения гидроизоляции трубопроводных коммуникаций. Материал устойчив к тепловым скачкам. При соблюдении технологии монтажа ППУ изоляция минимизирует тепловые потери в трубах до 5 и менее процентов.

ППМ – основной изоляционный материал для труб горячего водоснабжения, имеет трехслойную монолитную структуру. Слои отличаются по плотности, решают следующие задачи: антикоррозийная защита, гидро- и теплоизоляция. Такая конструкция обеспечивает высокую степень устойчивости труб к механическим и атмосферным воздействиям, температурным колебаниям, влаге.

ВУС используется при повышенном негативном воздействии на трубы. Это специальный тип защиты, производится для увеличения срока службы коммуникаций, построенных в неблагоприятных климатических условиях. Уровень защиты определяет количество и толщина слоёв: как правило, используют 2-3. Усиленные трубопроводы устойчивы к низким температурам извне с одной стороны и высоким с внутренней части, а также к воде, агрессивным средам.

Материалы для изоляции трубопроводов холодного водоснабжения

Для защиты водопроводных труб используют основные и вспомогательные изоляторы. Виды основных изоляционных материалов:

• ППУ. Пенополиуретан наносят из пульверизатора методом распыления. Технология финансово затратная, но считается самой эффективной среди всех видов изоляции. ППУ, распыленный на металлическую поверхность, быстро застывает при контакте с воздухом, в результате образуется очень плотное, стойкое термозащитное покрытие.
• Базальтовое волокно. Утеплители на базальтовой основе имеют цилиндрическую форму, размеры отличаются. Главный плюс подобных конструкций: упрощение монтажа трубопровода (исчезает потребность в специальных емкостях-лотках). Трубная изоляция на основе базальтового волокна не требует сложных строительных навыков при установке, наиболее эффективна для водопроводов с холодной водой.
• ВК. В первую очередь вспененный каучук – материал с высокими гидроизоляционными свойствами, но неплохо справляется со скачками температуры. Формы изоляционного материала – трубки или пластины, структура пористая, закрытая. Вспененный каучук выделяет пожаробезопасность: при возгорании материал затухает, тем самым не давая огню распространиться.
• ВПЭ. Еще один пористый изолятор вспененный полиэтилен выпускается в форме трубок с продольными разрезами. Отличается простотой и высокой скоростью монтажа, устойчивостью к колебаниям температур, агрессивным средам, включая химические и бактериологические (препятствует образованию плесени, грибка). Благодаря экологически чистому составу безопасен для окружающей среды.
• Стеклонить (стекловолокно). В одиночку стекловолокно не способно обеспечить надежную изоляцию трубопроводных систем, поэтому применяется в совокупности с другими материалами, например, стеклотекстолитом. Чаще вместо подобных комбинаций используют маты на стекловолоконной основе. Их монтаж включает внешнюю обмотку труб с последующей фиксацией проволокой и финишным закреплением конструкции полиэтиленовой пленкой. Такой тип защиты эффективен и долговечен, но используется редко из-за сложности в реализации.
• Прошивные, ламельные и фольгированные маты из минеральной ваты. Подходят для теплоизоляции трубопроводов большого диаметра.
• Пенопластовая защита. Один из самых простых в монтаже, а поэтому наиболее распространенный материал для изоляции. Поставляется в форме оболочки-скорлупы, которая натягивается на трубу. Поверх оболочки может быть дополнительное покрытие – например, полиэтиленовая пленка с гидроизоляционными свойствами.
• Теплоизоляционная краска. Жидкие изоляторы используют достаточно редко из-за высокой стоимости. Термозащитные лакокрасочные материалы выпускают разные производители, и характеристики продуктов могут существенно отличаться. Жидкие изоляторы решают те же задачи, что другие виды защиты: сохраняют температуру, препятствуют разрушению труб из-за коррозии, механических воздействий.

Изоляция нефтепроводов

Магистральные трубопроводы, транспортирующим жидкое топливо, должны соответствовать строгим требованиям, касающимся термоизоляции и огнестойкости. Необходимый уровень защиты обеспечивают:

• ППУ. Вспененный полимер надежно защищает трубы и их содержимое от колебаний температур. Материал имеет пористую структуру, при этом достаточно легкий и не нагружает трубы. Совмещает низкую паропроницаемость и теплопроводность с огнестойкостью, резистентностью к перепадам температур, химическим веществам.
• Вспененный каучук. Еще один полимер с положительными эксплуатационными свойствами, облегчает и ускоряет монтаж. Благодаря пластичности удобен при изоляции изогнутых участков нефтяных труб. Защищает металл от коррозии и разрушения под воздействием агрессивной среды.
• Жидкая изоляция специальными лакокрасочными материалами. Защищают подземные трубы от растворенной в почве воды, солей. Краски для изоляции нефтепроводов обладают высокими электроизоляционными свойствами, увеличенной стойкостью к химикатам и перегреву. Жидкие изоляторы наносят методом распыления или окрашивания кистями, итоговый слой получается очень тонким, не создает лишней нагрузки на систему.

Изоляция газопроводов

Конструкция и принцип работы газовых труб имеет свою специфику, и изоляторы для защиты подбирают соответствующие. Как правило, используют специальные многослойные материалы, реже – лакокрасочные покрытия.

Изоляционный материал для трубопровода, транспортирующего газ, должен соответствовать следующим требованиям:

• обеспечивать плотное, равномерное покрытие на поверхности труб;
• отсутствие малейших механических дефектов: неровности, сколы, вмятины, царапины;
• повышенная прочность для защиты трубопровода от возможного физического давления, ударов;
• высокая стойкость к коррозии, химикатам, биологическим факторам и другим агрессивным средам;
• резистентность к ультрафиолету: материал должен защищать трубы от ультрафиолетового излучения;
• высокие гидроизоляционные свойства;

минимальный коэффициент водопоглощения, высокая гидроизоляция.

Выбор технологии и состава изоляции зависит от места прокладки газопровода, климатических условий региона: стабильности температурного режима, влажности, предельных значений температур. Изоляторы делят на две большие группы: битумные мастики и ленточные материалы.

1. Битумная мастика – теплоизолятор на основе битума и различных добавок, придающих составу определенные свойства: защита от растрескивания, улучшение сцепления с металлом, повышенная теплозащита. В составе мастик добавляют минеральные, резиновые, полимерные присадки, которые определяют характеристики и применение продукта.
2. Изоляционные ленты изготавливают из полиэтилена или поливинилхлорида. Одна сторона лент клейкая – для сцепления с трубой. По степени прочности и защиты выделяют три вида ленточной изоляции: стандартная, усиленная, весьма усиленная.

Самая долговечная – весьма усиленная изоляция ВУС. Особенности:

• подходит для установки на коммуникации, проложенные в населенных пунктах, регионах с неблагоприятным климатом;
• отличается повышенной стойкостью к химическим, температурным, механическим воздействиям – обеспечивает комплексную защиту магистралей;
• является многослойной;
• высокие диэлектрические свойства, 100% водонепроницаемость;
• ленты производят методом экструзии: в основе экструдированный полиэтилен;
• повышает срок службы трубопроводов до 30 лет.

Для защиты от влаги коммуникаций, расположенных над землей, достаточно двух слоев грунтовки и столько же лакокрасочных материалов. В неблагоприятных условиях эксплуатации для тепловой изоляции применяют специальные смазки и покрытия. Если необходима усиленная теплоизоляция, трубы нередко защищают оцинкованными или алюминиевыми кожухами, под которые укладывают утеплители.

Изоляция подземных газопроводов

Основные разрушающие факторы, воздействующие на подземные трубы, соли, растворенная в почве влага и так называемые «блуждающие токи». Все эти компоненты грунта вызывают преждевременную коррозию металла, нарушающую структуру газопровода и приводящие к неисправностям, снижению эффективности, выходу систем из строя.

Источниками блуждающих токов являются ж/д и автомобильные дороги, проложенные под землей силовые кабели и другие энергообъекты. Это явление изнашивает стенки газовых труб, в некоторых случаях приводя их в негодность за 1-2 года эксплуатации. Это приводит к серьезным последствиям, включая аварии, утечки газа. Поэтому изоляционный материал для подземных коммуникаций должен обладать диэлектрическими свойствами (помимо гидроизоляционных, термозащитных и других). Оптимальное решение – пенополиуретановое покрытие, которое монтируют в заводских условиях на стадии производства труб или в процессе их эксплуатации в рамках капитального ремонта.

Нанесение защиты в заводских условиях считается более надежным. Производитель обеспечивает полное покрытие поверхности, а значит, полноценную защиту. Кроме того, в производственных условиях можно установить в трубы специальные датчики контроля. Электронные приборы работают бесперебойно, выявляют неисправности в работе системы и позволяют оперативно их устранить.

Монтаж полипропиленовой изоляции на заводе полностью автоматизирован, что минимизирует ошибки. Процесс начинается с подготовки труб: сушки, очистки и полировки. Затем конструкции нагревают, на горячую поверхность наносят клеевую основу, а после полиэтиленовый слой. С помощью фторопластового валика верхний слой выравнивают и уплотняют. Последний этап производства – охлаждение, за которым следует контроль качества выпущенных изделий.

Изоляция ППУ имеет следующие преимущества:

• низкая теплопроводность;
• легкость и минимальная плотность – не увеличивает объем труб, не создает лишней нагрузки;
• простота монтажа при ремонте;
• стойкость к колебаниям давления, температуры;
• диэлектрические свойства – предотвращает разрушение металла блуждающими токами;
• резистентность к агрессивным средам, химическим компонентам почв, влаге.

Для усиления гидроизоляционных свойств ППУ-покрытие дополнительно оборачивают полиэтиленовой пленкой. Примером такой изоляции является полиэтиленовая композиция «НОВОПЛАСТ-ПЭ-БД» производства ООО КСИ (Самара). Прочность и долговечность труб с пенополиуретановой защитой сочетаются с доступными ценами, что объясняет востребованность и лидирующие позиции конструкций на строительном рынке.