ППУ для теплоизоляции трубопроводов: расчет расхода и технология напыления

В чем преимущества утепления труб ППУ, как рассчитать необходимое количество материала, а также как его напылять на поверхность — читайте в статье.

Зачем утеплять трубопроводы

Теплоизоляция трубопроводов — функциональная часть эксплуатации теплотрасс, по которым в дома, на фабрики и сооружения поступает тепло в виде воды, пара, газа, нефти. Если трубы не утеплить, потеря энергии может составить до 35 %. К тому же металл подвержен коррозии, действию грибка, плесени, агрессивных сред. Теплоизоляция трубопроводов отопления ППУ необходима: пенополиуретан хорошо удерживает тепло за счет низкого коэффициента теплопроводности, не пропускает воду, напыляется единым неразрывным слоем. Безвоздушные установки высокого и низкого давления позволяют в течение одного дня напылить ППУ на площадь в 500 м².

Раньше теплотрассы утепляли минеральной ватой, пенополистиролом (подробнее о технологиях можно прочитать в статье). Но минвата впитывает влагу, которая впоследствии снижает способность удерживать тепло. Пенополистирол подвержен горению, выделяет едкий токсичный запах, неудобен при монтаже.

Плюсы и минусы использования ППУ для теплоизоляции трубопроводов

При выборе теплоизоляционных материалов обращают внимание на коэффициент теплопроводности, способность впитывать влагу, класс горючести, экологичность. Например, чем выше коэффициент теплопроводности, тем толще должен быть слой утеплителя. У пенополиуретана он варьируется от 0,022 Вт/м·К до 0,026 Вт/м·К, у минваты — 0,051 Вт/м·К, у кирпича — 0,45 Вт/м·К. Слой минваты должен быть в два раза толще, чем слой ППУ для утепления объекта. Кирпича потребуется в 10 раз больше, чем пенополиуретана. Толщина влияет на скорость монтажа и расход материала.

Преимущества теплоизоляции трубопроводов напылением ППУ

• Высокая адгезия: возможность напылять материал на поверхность любой формы.
• Гомогенность: пенополиуретан проникает во все поры и трещины, не образует зазоров.
• Низкий коэффициент теплопроводности: от 0,022 Вт/м·К до 0,026 Вт/м·К.
• Срок службы: более 30 лет.
• Низкий класс горючести: не поддерживает горение, не разрушается от воздействия огня.
• Устойчивость к грибку, плесени, микроорганизмам.
• Температурная гибкость: эксплуатация пенополиуретана возможна в диапазоне от -100 до +100 °С.

Недостатки теплоизоляции трубопроводов пенополиуретаном

• Подготовительный этап перед напылением: компоненты нужно разогреть, смешать, работать только при помощи специальных установок.
• Возможен перерасход материала из-за особенностей геометрии трубы: ширина факела при напылении больше, чем диаметр конструкции.
• Утеплитель нельзя напылять на холодные поверхности. Это приводит к замедлению химической реакции.

Требования к напыляемым поверхностям

Перед тем как начать работы по напылению теплоизоляции из ППУ на трубопровод, поверхность нужно подготовить. Это повлияет на качество напыляемого слоя, поможет увеличить адгезию к поверхности. Поверхность должна отвечать требованиям СНиП 3.04 01-87. Зимой ППУ тоже можно напылять, но необходимо использовать системы напыления с пометкой «Зимний». Например, СКН-30/141-Г3 (зимний), СКН-40/141-Г3 (зимний), СКН-60/141-Г3 (зимний).

ППУ можно наносить на рубероид, шифер, металл без их демонтажа, но после подготовки поверхности к напылению:

1. Трубопровод очистить от пыли, грязи, масел.
2. Удалить коррозийные участки.
3. Проверить поверхность на однородность, не должно быть отслаивающихся и сломанных частей.
4. Обеспечить температуру воздуха и поверхности в рабочей зоне не менее +10 °С при работе с летними системами и -10 °С при работе с зимними системами напыления.
5. Проверить влажность поверхности. Она должна быть сухой.

Расчет расхода ППУ для теплоизоляции труб

На толщину теплоизоляции трубопроводов из ППУ влияют два фактора:

• плотность материала,
• требуемое сопротивление теплопередачи.

Чтобы рассчитать необходимое количество сырья, нужно знать плотность конечного продукта и его объем.

Формула для расчета теплоизоляции ППУ для трубопроводов состоит из двух частей: сначала нужно найти объем слоя, затем его массу.

Чтобы рассчитать объем напыления для трубы радиусом 100 мм при толщине утеплителя 20 мм и длинной 10 м, воспользуемся формулой:

V=S×t,

где S— площадь поверхности цилиндра, t — толщина теплоизоляции 20 мм.

Формула для вычисления S:

S=πR²H,

где H — длина,R — величина радиуса, R = 0,1 м.

Получаем: 3,14×10×(0,1)²= 0,314 м³.

Далее вычисляем V: 0,314×0,02 = 0,00628 м³.

Для расчета массы подойдет следующая формула:

M=p×V,

где p — плотность, а V — объем.

При плотности «Химтраст СКН–60 Г2» 65 кг/м³ получаем:

0,00628×65 = 0,4082 кг системы компонентов.

Часто в работе к полученной массе прибавляют еще 10 %, чтобы нивелировать погрешность в расчетах.

Технология напыления ППУ для теплоизоляции трубопровода

Перед напылением компоненты подогреть: компонент А до +30 °С, Б — до +40...+50 °С. Полиольный компонент А перемешать в течение 10–15 минут. Компонент Б перемешивать не нужно, если температура в месте его хранения не ниже +15 °С.

После подготовки поверхности на установке низкого или высокого давления нужно задать толщину покрытия. Она должна быть не более 25 мм за один проход. Чем меньше слоев при утеплении, тем выше характеристики пены. Если напыление проводить на холодные поверхности, формирование первого слоя занимает больше времени.

Для определения оптимальной технологии теплоизоляции трубопроводов ППУ нужно провести пробное напыление. Для этого обработать небольшой участок. После 10 минут от начала реакции образец проверить на наличие пузырей, разрывов и кратеров.

В процессе работы следить за уровнем давления в шлангах, исправностью терморегуляторов, чистотой фильтров. Шланги должны быть ровными, без перегибов.

Напылять ППУ лучше с расстояния одного метра от поверхности. Распылитель должен находиться перпендикулярно поверхности. Работать без рывков и перерывов. За один проход можно обработать 10 метров поверхности. Спустя 5–30 минут после нанесения первого слоя приступать к напылению следующего.

При утеплении теплотрасс также используют изделия из ППУ — скорлупы. Материал заливают в пресс-форму, чтобы получить цилиндры из пенополиуретана, которые затем надевают на трубы. Их закрепляют металлическими жгутами и полиуретановым клеем.

Смотрите на видео процесс производства ППУ скорлуп.

Недостаток такого метода во временных затратах. Для изготовления скорлуп нужно организовать целое производство. Подробнее об этом можно почитать здесь.

Вывод

Теплоизоляция трубопроводов напылением ППУ позволяет защитить металл от коррозии, износа, а также сократить теплопотери на более чем 30 %. Компания «Химтраст» производит и продает целую линейку компонентов ППУ для теплоизоляции нефте- и газопроводов, теплотрасс и других промышленных корпусов. Все продукты прошли испытания и готовы к напылению. «Химтраст СКН-60 Г3» подходит для бесшовного утепления газопроводов и объектов гражданского строительства. «Химтраст СКН-40/141 Г3» используют для защиты от холода трубопроводов, кровель и фундаментов.

Доставка продуктов «Химтраст» возможна по России и странам СНГ. Предоставляем скидку при заказе от 1 тонны в интернет-магазине.