Спасение от морозов – изоляция для труб холодной воды. Виды и свойства изоляции для труб. Каучуковые и пенопластовые материалы

Cтраница 1

Изолированный трубопровод после проверки качества покрытия опускается на прежнее ложе и засыпается землей. На засыпке, как и в других случаях, работают бульдозеры.

Изолированные трубопроводы защищаются от попадания воды, так как промокшая изоляция быстро выходит из строя и теряет свои изолирующие качества.

Изолированные трубопроводы укладывают на деревянные брусья-лежки или валики вынутого грунта. Это необходимо для удобства захвата трубопровода монтажными полотнищами при укладке в траншею, для выполнения сборочных и сварочных работ, а также для контроля качества изоляции. Перед укладкой трубопровода проверяют соответствие размеров траншеи и отметок проектным.

Изолированный трубопровод во избежание нродавлпвашш изоляции должен.

Изолированный трубопровод не должен находиться на бровке траншеи без укрытия более одних суток во избежание оплывания изоляции в летних условиях и растрескивания ее зимой. При укладке трубопровода в траншею с лежек особо предусматривают меры по предотвращению повреждения изоляционного покрытия, в связи с чем использование тросовых удавок запрещается. А в осенне-зимний период очистные и изоляционно-укладочные работы, ввиду их большой сложности, должны выполняться особенно тщательно.

Изолированный трубопровод должен засыпаться немедленно, в противном случае дневное солнце приведет изоляционное покрытие в негодность.

Металлический изолированный трубопровод, уложенный в грунт, имеет незначительные контакты с влагой почвы через неплотности в слое изоляции. Почвенная влага представляет собой электролит различного состава и концентрации. Контакт металла с почвенным электролитом вызывает образование коррозионных элементов.

Металлический изолированный трубопровод, уложенный в грунт, имеет незначительные контакты с влагой почвы через неплотности в слое изоляции.

Вновь уложенный изолированный трубопровод может иметь более отрицательные стационарные потенциалы, а более старый или плохо изолированный - менее отрицательные стационарные лотенциалы.

Собранный и изолированный трубопровод кладут на деревянные брусья, уложенные поперек прорези. Через определенные расстояния вдоль прорези устанавливают козлы с талями. Трубопровод подвешивают к талям, приподнимают и удаляют из-под него брусья. После этого трубопровод опускают на дно траншеи и производят гидравлическое испытание. Затем приступают к засыпке трубопровода грунтом и укреплению берегов и дна.

При прокладке трубопроводов обязательным условием является выполнение работ по теплоизоляции сетей. Касается это всех трубопроводов - не только водоснабжения, но и систем канализации. Необходимость в этом связана с тем, что в зимнее время вода, проходящая по трубам, может замерзать. А если по коммуникациям циркулирует теплоноситель, то это приводит к снижению его температуры. Чтобы свести к минимуму потери тепла, при прокладке трубопроводов и прибегают к устройству теплоизоляционного слоя. Какие материалы и методы можно использовать для тепловой изоляции сетей - об этом пойдет речь в этой статье.

Тепловая изоляция трубопроводов: пути решения проблемы

Обеспечить эффективную защиту для систем трубопроводов от факторов внешней среды главным образом от температуры наружного воздуха можно, если принять следующие меры:

Так как последний способ чаще всего используется, то имеет смысл поговорить о нем более подробно.

Нормативы к тепловой изоляции трубопроводов

Требования к тепловой изоляции трубопроводов оборудования сформулированы в СНиП. В нормативных документах содержится подробная информация о материалах, которые могут использоваться для теплоизоляции трубопроводов, а кроме этого методах проведения работ. Кроме этого, в нормативных документах обозначены стандарты к контурам теплоизоляции , которые часто применяются для изоляции трубопроводов.

вне зависимости от того, какую температуру имеет теплоноситель, любая система трубопроводов должна утепляться;
применять для создания теплоизоляционного слоя можно как готовые, так и сборные конструкции;
защита от коррозии должна быть предусмотрена для металлических частей трубопроводов.

Желательным является использование при изоляции трубопроводов многослойной конструкции контура. В ее состав обязательно должны входить следующие слои:

утеплитель;
пароизоляция;
защита из плотного полимера, нетканого полотна или металла.

В некоторых случаях может быть построено армирование , которое исключает смятие материалов, а помимо этого предотвращает деформацию труб.

Отметим, что большая часть требований, содержащихся в нормативных документах, касается изоляции магистральных трубопроводов большой мощности. Но даже в случае монтажа бытовых систем, нелишним будет ознакомиться с ними и учитывать их при монтаже систем водоснабжения канализации своими силами.

Материалы для тепловой изоляции трубопроводов

В настоящий момент на рынке предлагается большой выбор материалов, которые могут использоваться для изоляции трубопроводов. Каждый из них имеет свои преимущества и недостатки, а кроме этого и особенности применения. Для правильного выбора теплоизолятора необходимо все это знать.

Полимерные утеплители

Когда стоит задача создать эффективную систему теплоизоляции трубопроводов, чаще всего внимание обращают на полимеры на вспененной основе. Большой ассортимент позволяет подобрать подходящий материал, благодаря которому можно обеспечить эффективную защиту от внешней среды и исключить потери тепла.

Если говорить более подробно о полимерных материалах, то из доступных на рынке можно выделить следующие.

Пенополиэтилен.

Главной характеристикой материала является невысокая плотность. Кроме того, он пористый и обладает высокой механической прочностью. Этот утеплитель применяют для изготовления цилиндров с разрезом. Их монтаж могут выполнить даже люди, далекие от сферы теплоизоляции трубопроводов. Однако, для этого материала характерен один недостаток: конструкции, выполненные из пенополиэтилена, обладают быстрым износом и вдобавок к этому имеют слабую термостойкость.

Если для тепловой изоляции трубопроводов выбраны цилиндры из пенополиэтилена, то особое внимание необходимо обращать на их диаметр. Он должен соответствовать диаметру коллектора. Учитывая это правило при выборе конструкции утепления, можно исключить самопроизвольное снятие кожухов из пенополиэтилена.

Пенополистирол.

Главной особенностью этого материала является эластичность. Также для него характерны высокие показатели прочности. Защитные изделия для теплоизоляции трубопроводов из этого материала выпускают в виде сегментов, которые своим видом напоминает скорлупу. Специальные замки используются для соединения деталей. Они имеют шипы и пазы, благодаря которым обеспечивается быстрота монтажа этих изделий. Использование скорлупы из пенополистирола с техническими замками исключает возникновение после монтажа «мостиков холода». Кроме этого, при установке нет необходимости в использовании дополнительного крепежа.

Пенополиуретан.

Этот материал применяют главным образом для предустановленной тепловой изоляции трубопроводов тепловых сетей. Однако использовать его можно и для утепления бытовых систем трубопроводов. Этот материал выпускается в виде пены или скорлупы , которая состоит из двух или четырех сегментов. Утепление методом напыления обеспечивает надежную теплоизоляцию с высокой степенью герметичности. Применение такого утепления наиболее подходит для систем коммуникаций, отличающихся сложной конфигурацией.

Используя для теплоизоляции трубопроводов тепловых сетей ППУ в виде пены, необходимо знать о том, что она разрушается под воздействием ультрафиолетовых лучей. Поэтому, чтобы изоляционный слой прослужил долго, необходимо обеспечить его защиту. Для этого поверх пены наносят слой краски или укладывают нетканое полотно с хорошей проницаемостью.

Волокнистые материалы

Утеплители этого типа представлены в основном минеральной ватой и ее разновидностями. В настоящий момент среди потребителей они наиболее популярны в качестве утеплителя. Материалы этого типа также хорошо востребованы, как и полимерные материалы.

Для тепловой изоляции, выполняемого с применением волокнистых утеплителей, характерны определенные преимущества. К таковым можно отнести следующие:

незначительный коэффициент теплопроводности;
стойкость тепло изоляционного материала к воздействию таких агрессивных веществ, как кислоты, щелочи, масло;
материал в состоянии без дополнительного каркаса поддерживать заданную форму;
стоимость утеплителя довольно приемлемая и доступна для большинства потребителей.

Обращаем внимание, что во время работ по тепловой изоляции трубопроводов такими материалами необходимо исключить сжимание волокна при укладке утеплителя. Также важно обеспечить защиту материала от воздействия влаги.

Изготавливаемые из полимерных и минераловатных утеплителей изделия для тепловой изоляции в некоторых случаях могут покрываться фольгой из алюминия или стали. Использование таких экранов обеспечивает снижение рассеивания тепла.

Многослойные конструкции для защиты трубопроводов

Нередко для утепления трубопроводов устраивается теплоизоляция по методу «труба в трубе». При использовании этой схемы выполняется монтаж теплозащитного кожуха. Главная задача специалистов, осуществляющих монтаж такого контура, заключается в том, чтобы правильно соединить все детали в единую конструкцию.

По завершении работы получается конструкция, которая выглядит следующим образом:

в качестве основы теплозащитного контура выступает труба из металла или полимерного материала. Она является несущим элементом всего устройства;
из вспененного ППУ выполнены теплоизоляционные слои конструкции. Нанесение материала производится по заливной технологии, расплавленной массой заполняется специально созданная опалубка;
защитный кожух. Трубы из оцинкованной стали или полиэтилена используются для его изготовления. Первые служат для прокладки сетей на открытом пространстве. Вторые применяются в тех случаях, когда системы трубопроводов прокладываются в грунте по безканальной технологии. Кроме этого, часто при создании такого типа защитного кожуха в утеплитель на основе пенополиуретана закладываются медные проводники , основным предназначением которых является дистанционный контроль состояния трубопровода, в том числе и целостности слоя теплоизоляции;
если на место монтажа трубы поступают в собранном виде, то для их соединения используют метод сварки. Специальные термоусадочные манжеты специалисты применяют для сборки теплозащитного контура. Или же могут использоваться накладные муфты , изготовленные на основе минеральной ваты, которые покрыты слоем фольги.

Устройство тепловой изоляции трубопроводов своими руками

Есть ряд факторов, от которых может зависеть технология создания теплоизоляционного слоя на трубопроводах. Одним из самых важных является то, как прокладывается коллектор - снаружи или его монтаж выполняется в земле.

Утепление подземных сетей

Для решения задачи по обеспечению теплозащиты заглубленных коммуникаций работы по утеплению проводятся в следующем порядке:

Тепловая изоляция наружного трубопровода

В соответствии с существующими нормативами, трубопроводы, расположенные на поверхности земли, теплоизолируют следующим образом:

работы по утеплению начинаются с того, что все детали очищают от ржавчины;
далее выполняют обработку труб антикоррозионным составом. После этого переходят к установке полимерной скорлупы с последующим обертыванием труб рулонным утеплителем из минеральной ваты;
обращаем внимание, что для покрытия конструкции можно использовать слой полиуретановой пены или же можно покрыть конструкции несколькими слоями теплоизоляционной краски;
следующим шагом является обертывание трубы как в предыдущем варианте.

Наряду со стеклотканью могут применяться и другие материалы, например, фольгированная пленка с полимерным армированием. Когда эта работа выполнена, осуществляют закрепление конструкций, используя хомуты из стали или пластика.

Тепловая изоляция трубопроводов – важная задача, которая обязательно должна проводиться при прокладке коммуникаций. Для её выполнения существует немало материалов и технологий. Выбрав подходящий способ тепловой изоляции, необходимо придерживаться технологии работ. В этом случае потери тепла будет минимальными , а кроме этого будет обеспечена защита конструкции трубопроводов от различных факторов, что положительно скажется на сроке их службы.

Бесканальная прокладка, выполняемая из конструкций заводского изготовления с использованием изоляции из армопенобетона и битумосодержащих масс (битумоперлит, битумовермикулит, битумокерамзит), составляет 10 % от общей протяженности тепловых сетей. Из-за увлажнения изоляционных материалов в процессе эксплуатации теплозащитные свойства теплоизоляционных конструкций резко снижаются, это приводит к потерям тепла, в два-три раза превышающим нормативные.

Общие потери тепла в системах централизованного теплоснабжения составляют около 20 % от отпускаемого тепла (78 млн т.у.т. в год), что в два раза больше аналогичного показателя стран Западной Европы. Около 90 % экономии топлива, полученной за счет комбинированных методов выработки тепла, теряется в тепловых сетях. Срок службы тепловых сетей в полтора-два раза ниже, чем за рубежом, и не превышает 12-15 лет.

Наиболее эффективным решением проблем является широкое внедрение в практику строительства тепловых сетей трубопроводов с пенополиуретановой теплоизоляцией типа «труба в трубе». Идея не нова. Еще в 1960х гг. в СССР осуществлялись опытные работы по использованию полиэтиленовых труб и вспененных полимерных материалов для изоляции подземных тепловых сетей. Но тогда это направление не получило широкого распространения из-за ограниченного производства и дороговизны используемых полимерных материалов.

Технические требования к тепловой изоляции таковы. Применяемые материалы должны обладать высокими теплоизоляционными свойствами (коэффициент теплопроводности материала не должен превышать 0,06 Вт/(м⋅°C), долговечностью (стойкостью к действию воды, химической и биологической агрессии), морозостойкостью и механической прочностью, пожарной и экологической безопасностью. Наиболее полно отвечает этим требованиям пенополиуретан.

Данная пенополиуретановая теплоизоляция обычно наносится на трубы в заводских условиях, а места стыков теплоизолируются на месте строительства после сварки и испытания трубопровода. В Западной Европе такие конструкции применяются с середины 1960х гг. и отвечают Европейским стандартам EN 253:1994, а также EN 448, EN 488 и EN 489. Они обеспечивают следующие преимущества перед существующими конструкциями: повышение долговечности (ресурса) трубопроводов в два-три раза; снижение тепловых потерь в два-три раза; снижение эксплуатационных расходов в два раза (удельная повреждаемость снижается в 10 раз); снижение капитальных затрат в строительстве в два-три раза; наличие системы оперативного дистанционного контроля за увлажнением теплоизоляции.

Предварительно изолированные трубы изготавливаются из различных материалов в зависимости от условий эксплуатации. Для теплотрасс наиболее широко используются стальные трубы. Для изготовления изолированных труб используют стальные трубы наружными диаметрами 57-1020 мм, длиной до 12 м, соответствующие ГОСТ: 550, 8731, 8733, 10705, 20295, требованиям действующих нормативных документов на тепловые сети и Правилам устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды.

Стальные отводы, тройники, переходы и другие детали должны соответствовать требованиям ГОСТ: 17375, 17376 и 17378. Главная причина широкого применения стальных труб объясняется их сравнительно низкой стоимостью, легкостью обработки в сочетании с высокой прочностью и возможностью использования традиционной сварки в качестве метода соединения труб. Чтобы избежать коррозии труб, необходимо использовать обработанную воду.

Обработка воды за висит от местных условий, но рекомендуется соблюдать требования: рН = 9,5-10; отсутствие свободного кислорода; общее содержание солей 3000 мг/л. Стандартная длина труб 6-12 м, но технология позволяет наносить теплоизоляцию на трубы любой длины и изготовленные из других материалов. Технические требования к изолированным трубам и деталям трубопровода зафиксированы в ГОСТ 30732-2001 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке», введенном в действие 01.07.2001.

Стандарт распространяется на стальные трубы и фасонные изделия с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке, предназначенные для подземной бесканальной прокладки тепловых сетей со следующими расчетными параметрами теплоносителя: рабочим давлением до 1,6 МПа и температурой до 130 °C (допускается кратковременное повышение температуры до 150 °C). ГОСТ 30732-2001 составлен с учетом европейских стандартов:

EN 253-1994 «Трубопроводы сварные, предварительно изолированные для подземных систем горячего водоснабжения. Система трубопроводов, состоящая из стального магистрального трубопровода с полиуретановой теплоизоляцией и наружной оболочки из полиэтилена»;
EN 448-1994 «Трубопроводы сварные, предварительно изолированные для подземных систем горячего водоснабжения. Сборная арматура из стальных разводящих труб с полиуретановой теплоизоляцией и наружной оболочкой из полиэтилена».

Для обеспечения максимальной эффективности (стоимость изоляции/тепловые потери) устанавливаются определенные диаметры наружной изоляции (ее толщина) трубопроводов из пенополиуретана для различных климатических поясов. Поэтому трубы и фасонные изделия могут быть с толщиной изоляции двух типов: тип 1 — стандартный, тип 2 — усиленный. Защитные кожухи обычно изготавливаются в виде тонкостенных труб (оболочек) из полиэтилена высокой плотности.

Они предназначены для трубопроводов, расположенных непосредственно в земле, обеспечивая их водонепроницаемость и механическую защиту (табл. 2). Для трубопроводов, расположенных над поверхностью земли, применяют защитную оболочку из оцинкованной стали с толщиной цинкового покрытия не менее 70 мкм. Размеры фасонных изделий (кроме диаметров стальной трубы и полиэтиленовой трубы-оболочки) являются рекомендуемыми и определяются проектным решением.

Проектные решения обычно базируются на рекомендациях заводов-изготовителей. Например, некоторые компании сопровождают свою продукцию руководством по проектированию и строительству «Стальные трубопроводы с заводской теплоизоляцией». Толщину стенки трубы и фасонных деталей определяют расчетом и округляют ее до рекомендуемых толщин, которые приведены в приложении к стандарту.

Для изготовления гидроизолирующих трубоболочек используется полиэтилен высокой плотности марок 273-79, 273-80и 273-81, классифицируемый как ПЭ63. Европейские фирмы также используют полиэтилен ПЭ80, имеющий более высокие показатели по минимальной длительной прочности и стойкости к распространению трещин. Применяемый для тепловой изоляции жесткий полиуретановый пенопласт изготавливается из высокомолекулярных спиртов — полиола и изоцианата.

Пенопласт представляет собой однородную массу, имеющую среднюю величину пор 0,5 мм. Срок службы тепловой изоляции труб и фасонных изделий должен составлять не менее 25 лет. Пенополиуретан не оказывает вредного влияния на окружающую среду и обеспечивает высококачественную эксплуатацию изоляции при температурах до 130 °C. Изолирование участков труб со сварными стыками или ремонт изоляции может производиться по одной из указанных схем:

Установка изолирующих накладок (скорлупы) из жесткого пенополиуретана с нанесением гидроизолирующего материала.
Установка полиэтиленовых муфт с заливкой в полость муфты пенополиуретана.

Для гидроизоляции стыков широкое применение получили термоусаживающиеся полиэтиленовые оболочки, отличающиеся низкой стоимостью и простотой монтажа. Для изоляции стыков теплоизолированных труб с защитной оболочкой из оцинкованной стали применяются специальные стальные муфты. Они используются на прямых участках трубопровода, на отводах и ответвлениях для труб с диаметрами внешней оболочки 63-450 мм, а также при горячей врезке, когда ответвление устанавливается без отключения подачи тепла.

Технология установки муфт проста и при этом используется минимум инструментов. Стык состоит из двух частей, которые скрепляются с помощью специальных конусов или винтов. Герметик, расположенный между внешней оболочкой трубы и муфтой, делает стык влагонепроницаемым. Теплоизоляция производится с помощью пенопакетов, они просты в обращении и дают при заливке точную дозировку и однородность пенополиуретана по всему объему.

Для изоляции и ремонта стыков труб диаметрами 90-1300 мм используются бандажные муфты из полиэтилена с закладной электроспиралью. Бандажные муфты выпускаются трех типов и отличаются способом фиксации на внешней оболочке в процессе сварки. Маленькие бандажные муфты применяются для труб с диаметрами внешней оболочки 90-200 мм. Бандажные муфты средних размеров применяются для диаметров 225-800 мм. Для внешней оболочки диаметрами 800-1200 мм используются бандажные муфты, состоящие из двух частей.

Все муфты поставляются со всеми необходимыми компонентами. Во время сварки муфты малых размеров прижимаются к полиэтиленовой оболочке трубы с помощью механических зажимов, а муфты средних и больших размеров — с помощью пневматических. Во всех случаях процесс сварки производится автоматически и контролируется с помощью специального сварочного компьютера. Для обеспечения оптимальной адгезии между стальной трубой и пеноизоляцией все стальные трубы предварительно подвергаются пескоструйной обработке.

Внешняя оболочка изготовлена из полиэтилена высокой плотности, а ее внутренняя поверхность обрабатывается коронным разрядом для получения оптимальной адгезии между полиэтиленом и пеноизоляцией. Срок службы предварительно изолированных труб в системах центрального теплоснабжения зависит от процесса старения предварительно изолированной трубы, включая возможную коррозию стальной трубы, температурное сопротивление пенополиуретанового изоляционного материала, а также полиэтиленовой оболочки.

Другие критические факторы включают изменения прочностных характеристик вышеназванных материалов на протяжении длительного периода, влияние температур и давления, а также условия деформации в системе трубопроводов. Коррозия стальной трубы зависит от того, насколько система герметично закрыта от проникновения воды извне, поскольку внутренняя коррозия рабочей стальной трубы едва ли может наблюдаться в системах, эксплуатируемых на подготовленной воде.

Следовательно, непременным условием является соблюдение герметичности стыков трубыоболочки. Напряжения и деформации зависят от условий эксплуатации, температурных режимов и давления, а также от технологии укладки труб и состояния окружающего грунта. В связи с тем, что именно свойства материала (пенополиуретановая изоляция и полиэтиленовая оболочка) оказывают решающее влияние на срок службы предварительно изолированных труб в системах центрального теплоснабжения, рассматривались характеристики двух свойств пенополиуретана, а именно: температурное сопротивление и прочность на сжатие.

В соответствии с требованиями европейского стандарта EN 253 срок службы предварительно изолированных труб должен составлять минимум 30 лет при условии постоянной эксплуатации системы с теплоносителем температурой 120 °C. В системе, где температура менее 95 °C, срок службы практически может быть неограниченным. На протяжении испытаний температура подаваемой воды варьировалась в диапазоне 100-115 °C, а температура 115 °C поддерживалась на протяжении трех самых холодных зимних месяцев.

Если предположить, что максимальная температура подаваемой воды будет 110 °C на оставшийся срок до конца года, то система будет иметь общий срок службы 75 лет, а это соответствует стандарту EN 253. Срок службы 75 лет не означает, что предварительно изолированные трубы не нуждаются в ремонте вообще. Это значит, что пенополиуретановый изоляционный материал, как предполагается, сохранит свои прочностные характеристики на протяжении указанного периода.

При проектировании системы центрального теплоснабжения просчитывается определенное число циклов нагружений — температурные колебания от рабочих температур до температур грунта и обратно до рабочих температур на протяжении 30 лет, что должно использоваться при расчетах усталостных характеристик. В России срок службы тепловой изоляции из пенополиуретана определяют по ГОСТ Р 30732, приложение «Д» (методика интегральной оценки срока службы пенополиуретановой изоляции тепловых сетей при переменном температурном графике теплоносителя).

Указанное число циклов нагружений остается, хотя пенополиуретановый изоляционный материал сохраняет свои свойства на притяжении более длительного периода. Предел прочности на сжатие для пенополиуретанового изоляционного материала ограничен и определяет условия максимального заглубления укладываемых труб и технологию укладки труб для систем центрального теплоснабжения.

Установлено, что при воздействии температуры 140 °C на протяжении длительного периода предел прочности на сжатие пенополиуретана с плотностью 75 кг/м3 падает до нуля на протяжении приблизительно 15 месяцев. При температуре, превышающей 125 °C, предел прочности на сжатие останется таким же, как и у нового пенополиуретана, приблизительно после двух лет эксплуатации.

Ограниченный предел прочности на сжатие изоляционного материала диктует ограничения по максимальному заглублению укладываемых труб в системах центрального теплоснабжения, особенно в случаях, когда требуется изменение направления трассы трубопровода. Для снижения давления грунта при горизонтальном перемещении труб в качестве альтернативы должны использоваться другие меры предосторожности.

Данные табл. 4 и 5 дают представление об экономической эффективности применения различных видов теплоизоляции. Из приведенных таблиц видны преимущества ППУ-изоляции, которые подтверждены многолетним опытом эксплуатации тепловых сетей в России и зарубежных странах.

Проектирование тепловых сетей осуществляется на основании действующих норм с использованием «Типовых решений прокладки трубопроводов в ППУ-изоляции», «Технологических карт для строителей», разработанных во ВНИПИ энергетической промышленности, и методических рекомендаций заводов-изготовителей. Методики проектирования и расчета не отличаются от традиционной бесканальной прокладки. Максимально использованы существующие типовые строительные конструкции. Также существует возможность отказаться от дренажа или перейти к его облегченным типам.

Сегодня тепловая изоляция трубопроводов необходима как для уменьшения потерь тепла соответствующих систем, так и для понижения температуры коммуникаций для их безопасного использования. Кроме всего, без нее сложно обеспечить нормальную эксплуатацию сетей в зимнее время, поскольку вероятность промерзания и выхода из строя труб достаточно велика и к тому же опасна.

Согласно существующим нормам, а также правилам по безопасной эксплуатации труб подачи пара и горячей воды, для элементов трубопроводов, у которых температура стенок более 55 градусов и при этом они находятся в доступных местах, рекомендуется использовать дополнительную теплоизоляцию, таким образом, чтобы понизить их нагрев. Ввиду этого во время расчетов толщины защитного покрытия, прокладываемого в помещении, за основу заимствуются нормы плотности теплового потока. В отдельных случаях берется во внимание и температура внешней части самой изоляции.

Как рассчитать изоляцию?

Выбор потребного утеплителя, осуществляется исходя из математических расчетов, из которых видно, какой лучше взять материал, его толщина, состав и прочие характеристики. Если все сделать правильно, то вполне реально существенно снизить тепловые потери, а также сделать эксплуатацию систем надежной и абсолютно безопасной.

На что следует обращать внимание во время расчета:

разность температур окружающей среды, где применяются коммуникации;
величину температуры поверхности, которую предполагается утеплять;
возможные нагрузки, приходящиеся на трубы;
механические воздействия от внешнего влияния, будь то давление, вибрация и т.д;
значение коэффициента теплопроводности применяемого утеплителя;
воздействие и соответствующую величину от транспорта и грунта;
способность изолятора сопротивляться разного рода деформации.

Следует отметить, что СНиП 41-03-2003 считается основным документом, на основе которого выбираются материалы для утепления, их толщина, согласно конкретным эксплуатационным условиям. В том же СНиП сказано, что для сетей, в которых рабочая температура труб менее 12 градусов, при обработке поверхности обязательно дополнительно укладывать пароизоляцию.

Тепловая изоляция труб может быть рассчитана двумя способами, при этом каждый вариант можно называть надежным и удобным для конкретных условий. Речь идет об инженерном (формульном), и онлайн варианте.

В первом случае реальная толщина оптимального утеплительного слоя определяется технико-экономическим расчетом, в котором главным параметром является температурное сопротивление. Соответствующее значение должно быть в пределах 0.86ºC м²/Вт в случае с трубами диаметром до 25мм, и не менее 1.22ºC м²/Вт – от 25мм и выше. СНиП предусматривает специальные формулы, по которым ведется расчет полного температурного сопротивления утеплительного состава цилиндрических труб.

Обращаем внимание, что при любых сомнениях в правильности расчета, лучше обратиться за помощью и консультацией к специалистам, которые осуществят работу надежно и качественно, тем более что цены на их услуги вполне приемлемы. В противном случае может возникнуть ситуация, когда объем определенных действий может оказаться более затратным по деньгам, нежели делать все с нуля.

При самостоятельном выполнении работ следует понимать и то, что все расчеты толщины утеплителей труб производятся под определенные условия эксплуатации, где учитываются и сами материалы, и температурные перепады, и влажность.

Второй способ реализуется посредством онлайн калькуляторов, которых сегодня бесчисленное множество. Такой помощник, как правило, бесплатный, простой и удобный. Зачастую в нем также учитываются все нормы и требования СНиП, по которым выполняют расчет профессионалы. Все вычисления осуществляются достаточно быстро и точно. Разобраться, как пользоваться калькулятором, получится без особого труда.

Изначально выбирается требуемая задача:

Предотвращение промерзания жидкости трубопровода инженерных сетей.
Обеспечение постоянной рабочей температуры защитной изоляции.
Утепление коммуникаций водяных тепловых сетей двухтрубных подземных канальных прокладок.
Защита трубопровода от образования конденсата на изоляторе.

Затем необходимо ввести основные параметры, посредством которых и осуществляется расчет:

Наружный диаметр трубы.
Предпочтительный утепляющий компонент.
Время, на протяжении которого происходит кристаллизация воды в инертном состоянии.
Температурный показатель поверхности, подлежащей утеплению.
Значение температуры теплоносителя.
Тип используемого покрытия (металл или неметалл).

После ввода всех данных появляется результат расчетов, который может браться за основу в последующем строительстве и поборе материалов.

Правильный выбор утеплителя

Главной причиной промерзания труб является малая скорость циркуляции в них рабочих жидкостей. Отрицательным фактором считается процесс замерзания, способный привести к необратимым и катастрофическим последствиям. Именно поэтому теплоизоляция сетей крайне необходима.

В особенной мере нужно уделять внимание приведенному аспекту в трубопроводах, которые функционируют периодически, будь то подача воды со скважины или дачное водяное отопление. Дабы не пришлось в последующем производить восстановление рабочих систем, лучше, все-таки, выполнить их своевременную теплоизоляцию.

Еще недавно работы по утеплению производились по единственной технологии, при этом в качестве защитного элемента применялось стекловолокно. В настоящее же время предлагается огромный выбор всевозможных теплоизоляторов, предназначенных для определенного вида труб, имеющие различные технические характеристики и состав.

Ввиду их направленности применения производить сравнение материалов и говорить о том, что один лучше другого будет неправильным. По этой причине ниже раскроем существующие сегодня изоляторы.

По варианту представления компонента:

листовой;
рулонный;
заливочный
кожуховый;
комбинированный.

По области использования:

для отвода воды и канализации;
для сетей подачи пара, отопления, горячей и холодной воды;
для трубопроводов вентиляции и морозильных агрегатов.

Любая теплоизоляция характеризуется устойчивостью к воздействию огня и своей теплопроводностью.

Скорлупа . Преимуществом его является легкость монтажа, оптимальные характеристики и высокое качество исполнения. Отличается низкой теплопроводностью, пожаростойкостью, минимальным уровнем влагопоглощения. Подходит для защиты отопительных сетей и систем водоснабжения.

Минеральная вата . Обычно она поставляется в рулонах, и применяется для обработки труб, теплоноситель которых имеет очень высокую температуру. Этот вариант целесообразен только при небольших площадях обработки, поскольку минвата достаточно дорогой материал. Укладка его выполняется путем обмотки коммуникаций с фиксацией в заданном положении проволокой из нержавеющей стали или бечевкой. Дополнительно рекомендуется выполнять гидроизоляцию, поскольку вата легко впитывает влагу.

Пенополистирол . Конструкция тепловой изоляции подобного типа больше напоминает две половинки, либо же скорлупу, посредством чего осуществляется изоляция трубопровода. Вариант смело можно назвать качественным и удобным в плане монтажа. За счет минимального влагопоглощения и низкой теплопроводности, высокой пожароустойчивости, минимальной толщины, пенополистерол отлично подходит для защиты сетей топления и подачи воды.

Пеноизол . Теплоизоляция обладает схожими параметрами с пенополистеролом, правда с существенным отличием в монтаже. Нанесение выполняется посредством соответствующего распылителя, поскольку материал имеет жидкое состояние. После полного высыхания вся обработанная поверхность трубы обретает плотную и прочную герметичную структуру, которая надежно сохраняет температуру теплоносителя. Существенным преимуществом является отсутствие необходимости применять дополнительные крепежные элементы для фиксации материала. Минусом считается, разве что, его дороговизна.

Пенофол с фольгированной основой . Инновационный продукт, с каждым днем становится все популярней. Он состоит из вспененного полиэтилена и алюминиевой фольги. Двухслойная конструкция позволяет, как сохранять температуру сетей, так и обогревать пространство, поскольку фольга способна отражать и накапливать тепло. Особенно обращаем внимание на низкую способность к горению, высокие экологические данные, способность выдерживать повышенную влажность и существенные перепады температур.

Полиэтилен вспененного исполнения . Теплоизоляция этого вида очень распространена, при этом она часто встречается на водопроводных магистралях. Особенностью является простота укладки, для чего достаточно отрезать нужный размер материала и обмотать им технологичную линию, с фиксацией скотчем. Часто вспененный полиэтилен поставляется в виде обертки для трубы определенного диаметра с технологическим разрезом, которые надеваются на нужный участок системы.

Важно знать, что при теплоизоляции трубопроводов все утеплители, кроме пеноизола, требуют дополнительно использования гидроизоляции и скотча для фиксации.

Из всего вышесказанного видно, что вариантов обработки труб достаточно много, и выбор очень велик. Специалисты советуют обращать внимание на условия, в которых будет использоваться каждый материал, его характеристики и способ монтажа. Естественно, не последнюю роль играет и грамотный теплоизоляционный расчет, что позволит быть вам уверенным в выполненной работе.

Видео №1. Теплоизоляция труб. Пример монтажа

Способы теплоизоляции трубопроводов

Спецификации СНиП и многие профессионалы рекомендуют руководствоваться следующими вариантами защиты магистральных линий:

Воздушное утепление . Обычно коммуникационные системы, проходящие в земле, защищают посредством теплоизоляции определенной толщины. Однако, зачастую не учитывается фактор, что промерзание земли идет от верхней точки к нижней, в то время как поток тепла от труб стремится к верху. Поскольку трубопровод со всех сторон защищен компонентом минимальной толщины, то и восходящее тепло оказывается также изолированным. Рациональнее в данном случае устанавливать утеплитель над верхней частью магистрали, так, чтобы образовывалась тепловая прослойка.
Использование утеплителя и обогревающего элемента . Отлично подходит в качестве альтернативы традиционным вариантам. В данном случае учитывается момент, что защита линий сезонная, и прокладывать их в земле не рационально из финансовых соображений, как и использовать большую толщину изолятора. По правилам СНиП и инструкциям производителей кабель может находиться как внутри труб, так и снаружи их.
Прокладка трубы в трубе . Здесь в полипропиленовых трубах дополнительно устанавливаются отдельные трубы. Особенностью способа является то, что отогреть системы реально практически всегда, в том числе и с применением принципа всасывания теплых воздушных масс. Кроме этого, при необходимости, в имеющемся зазоре легко может быть проложен аварийный шланг.

Заключение

Подытожив все вышесказанное можно сказать, что существует масса важных моментов и нюансов по обработке и защите трубопровода. В любой ситуации всегда лучше начать с просчета потребного утеплителя, выбора его типа, толщины и стоимости. Не последнюю роль играет и вариант его монтажа, поскольку самые проблемные условия потребуют дополнительных существенных денежных вливаний в строительство необходимых систем.

Общие параметры задачи изоляции – обеспечить устойчивую и долговременную защиту трубам от различных неблагоприятных факторов. Осуществляя тепловую изоляцию трубы, прежде всего учитываются условия её использования и температура жидкости.

При тепловой изоляции трубопровода снижается потеря тепла, понижая расходы отопительной системы, устранению ненужных звуков, появляющихся в результате перепадов давления внутри трубопровода.

Когда необходима изоляция труб?

Изоляция для труб холодного водоснабжения осуществляется для их защиты от внешних прорывов и замерзаний, предотвращает коррозию и конденсатное образование.

Каковы причины появления конденсата и где он образуется? Запотеванием труб называют возникающую на них влажность, которая обычно появляется:

На холодных частях поверхности.
В результате соприкосновения с тёплым воздухом большей влажности. Пар, находящийся в составе тёплого воздуха, при остывании преобразовывается во влагу в виде осадков на холодном трубопроводе.

Конденсат образовывается в результате:

Соприкосновения слишком холодного трубопровода с окружающим тёплым воздухом.
Повышенной влажности внешней среды.
Недостаточного проветривания помещения.
Неисправностей водоснабжения.

Последствия конденсата:

Неэстетичная наружность запотевшей трубы.
Скопление лужиц под ними.
Высокая влажность.
Появление плесени в сочетании с тяжёлым запахом.
Коррозия металлических труб.

Избежать всех этих неприятных последствий поможет наружная тепловая изоляция. Окрашивание железных труб предотвращает появление ржавчины, при этом никак не ликвидируя конденсат. Все проблемы решает использование герметичного, стойкого к влаге термоизолятора.

Если труба малого диаметра, лучше всего подойдёт применение специально предназначенных трубных оболочек, изготовленных из теплоизолирующей пористой пены. Этот вид изоляции можно установить собственноручно , предварительно подобрав нужный размер – должно внутренний диаметр оболочки должен соответствовать наружному диаметру трубы.

Оболочка надрезается по всей длине, надевается на заблаговременно высушенную трубу, полученный шов заклеивается с помощью скотча или клея. В результате достигается получение эстетичного вида в сочетании с надёжной защитой трубопровода.

Чтобы установить изоляцию трубопровода большого диаметра, необходимо использование плоских листов, рулонов разной толщины с дополнением клеевого слоя и фольги из алюминия.

Швы и стыки соединяются:

клеем;
самоклеющимися лентами из каучука и алюминия;
клипсами.

С их помощью добиваются герметичности и надёжности изоляции.

Какая бывает теплоизоляция для труб

Изоляция из пеноэластомера – вспенненного каучукаимеет отличные теплоизоляционные характеристики за счёт закрытой ячеистой структуры. Использование гибкого эластичного теплоизоляционного материала позволяет достичь:

Максимальной устойчивости к поглощению влаги и проникновению пара на весь период эксплуатации. Исключается запотевание, при этом собственные параметры трубопровода сохраняются весьма длительное время.
Высокой степени адгезии – прочному сцеплению разнородных материалов. Прекрасно склеивается со стеклом, древесиной, бетонными и металлическими покрытиями. В результате достигается хорошая герметичность с минимумом затраченных средств.
Долговечности, обеспечивающей длительную эксплуатацию пеноэластомера вместе с трубопроводом.
Лёгкого проведения монтажа в местах трудного доступа за счёт высокой гибкости и эластичности.
Экономичности. В дополнительной защите нет необходимости. Материал можно использовать повторно. Ремонтные работы проводятся, сохраняя целостность теплоизоляционного покрытия.
Эстетического вида труб.
Отсутствие неприятного запаха.
Безопасности для здоровья людей.

Изоляцию труб малого диаметра из стали, меди и пластика вспененным каучуком осуществляют с предварительно подобранными эластичными трубчатыми оболочками диаметра 6-160 мм толщины, изоляция которых составляет 6-32 мм.

Изоляция из ППЕ – вспененного полиэтилена . Материал имеет замкнутую воздушно-пористую структуру, благодаря которой достигается высокая эффективность при изоляции отопительных и водопроводных труб.

Основные характеристики:

Тепловые потери сокращаются на 90% за счёт низкого коэффициента теплопроводности.
Высокая устойчивость к влаге предотвращает появление конденсата, коррозии.
Гибкая и эластичная структура материала позволяет не только повторно его использовать, но и провести монтаж-демонтаж быстро и легко.
Материал имеет малый вес и никак не утяжеляет трубопровод.
Шумоизоляция. Заглушаются перепады давления, происходящие в трубах.
Устойчивость к различным механическим повреждениям. Ароматические углеводы, масла, спирт, нефтепродукты, щелочи и кислоты также не представляют никакой угрозы теплоизолятору.
Высокая прочность, обеспечивающая надёжную защиту длительный срок, первоначальные свойства трубы при этом сохраняются. Применение ППЕ соответствует гигиеническим и экологическим нормам, благодаря чему широко используется в быту, медицинских центрах, детских заведениях.
Не подвергается температурным перепадам.
Экономичность использования. Материал довольно просто заменить, потому расходы и сроки монтажа – небольшие. Возможно самостоятельное проведение работ.

Использование стекловаты и минеральной ваты давно уже устарело, ведь срок их службы чересчур низкий, ещё и монтаж-демонтаж – довольно трудоёмкий процесс.

Многолетний опыт показывает, что использование ППУ универсально и не имеет альтернативной замены, особенно это касается пластиковых и металлических труб любых назначений.

С помощью пенополиуретана проводят:

Тепловую изоляцию «труба в трубе».
Изоляцию напылением.
Теплоизоляцию в сочетании с гидроизоляцией.
Изготовление высококачественной скорлупы.

Как произвести изоляцию

Изоляция вспененным полиэтиленом проводится следующим образом: куски этого материала распределяются по всему периметру трубы с последующей стяжкой при помощи строительного скотча.

Для закрывания области стыков и участков соединения трубопровода изоляция обкладывается утеплителем большего диаметра. Предварительно производится расчёт необходимого количества теплоизолятора нужных размеров.

Стекловолокном делают обмотку труб, закрепляя по ходу вязальной проволокой. В качестве дополняющей защиты от негативного воздействия влаги сверху накладывается рубероид или фольга для стройки. Базальтовая вата имеет форму плиты или цилиндра, пожаробезопасна, хорошей прочности, влагонепроницаема. Лёгкий монтаж. Дополнительная защита – рубероид и алюминиевая фольга.

Лакокрасочное покрытие проще всего наносится, однако достоинств здесь меньше:

Красивый эстетичный вид трубопровода.
Защита от коррозии.
Предотвращение конденсата.
Невысокая цена.

От замерзания такая изоляция не защитит трубопровод на улице, но полезна в доме. Пример наружной тепловой изоляции внутри здания смотрите в видео:

Пенополиуретан просто распыляется по смонтированному трубопроводу. Пена отлично крепится к поверхности, преобразовываясь в твёрдый прочный материал. Необходима дополнительная защите в виде рубероида или алюминиевой фольги от пагубного воздействия солнца на теплоизолятор.

Изоляция пенополистеролом . Соединение двух «скорлуп» осуществляется с нахлёстом друг на друга для качественного крепления. Сложные места и повороты обкладываются фигурными «скорлупами» с неодинаковыми размерами.