Тел./факс: (495) 660-11-09

Рынок пенополиуретановой теплоизоляции труб (2008 год)

Основное направление использования пенополиуретана — теплоизоляция сооружений и трубопроводов. Пенополиуретан обладает самой низкой теплопроводностью среди всех известных теплоизоляционных материалов. Материал трудносгораемый. Высокая адгезия ко всем строительным материалам и отличные гидроизоляционные свойства.

Пенополиуретановая теплоизоляция предназначена для сохранения температуры перекачиваемой среды для защиты от коррозии наружной поверхности стальных труб и фасонных частей.

Преимущества данной теплоизоляции заключается в следующем:

• Защита наружной поверхности стальной трубы от почвенной влаги, блуждающих токов, атмосферных осадков и солнечных лучей в зависимости от вида прокладки трубопровода.
• Самая низкая теплопроводность среди теплоизоляторов.
• Отсутствие влагонасыщенности.
• Сокращает теплопотери в 2,5…3 раза, что в среднем составляет 10…15% от отпускаемого тепла.
• Высокие механические свойства пенополиуретана и наружной оболочки труб позволяет вести строительство трубопроводов бесканальным способом, что снижает капитальные затраты на 30% и увеличивает темпы строительства.
• Применение труб и фасонных изделий с пенополиуретановым теплоизолятором снижает затраты на эксплуатацию, ремонт и повторную замену труб. Срок службы теплоизолированных труб – 25 лет.
• Теплоизолированные трубы и фасонные изделия могут поставляться с системой контроля за порывами трубопровода.

Данный способ теплоизоляции труб предполагает их размещение в специальном кожухе. Теплоизоляция труб осуществляется при помощи полиэтилена. Полость между изолированными трубами и полиэтиленом заполняется затвердевшей полиуретановой пеной. Изоляция стальных труб дает возможность значительно снизить стоимость прокладки теплотрасс. Экономия достигается из-за отсутствия необходимости строительства бетонных коробов с дренажной системой. Теплоизолированные трубы прокладываются непосредственно в грунт. Теплоизоляция труб необходима для того, чтобы сохранить тепло в трубопроводе и повышения ресурса системы. Благодаря таким преимуществам теплоизоляция труб становится все более востребованной и эффективной.

Компания ППУ Формат была создана в 2006 году и с этого времени смогла многократно увеличить свой производственный потенциал, заработать себе репутацию на рынке тепловой изоляции трубопроводов как успешно развивающася компания производитель, оперативно и качественно удовлетворяющая потребности быстро растущего числа потребителей своей продукции.

Основные виды деятельности компании:

• предизолированных пенополиуретаном трубопроводов ТГИ (трубы ппу, фасонные изделия и элементы трубопроводов, шаровые краны и сильфонные компенсаторы),
• ремнотные работы на трубопроводах теплотрасс, монтаж теплоизоляции, работы по изоляции стыков трубопроводов в ппу изоляции,
• производство теплоизоляционных скорлуп из ппу скорлуп-отводов ппу, монтаж скорлуп ппу, комплектация теплотрасс материалами для заделки стыков (комплекты стыков муфтовых, стыков заливочных и стыков скорлуповых),
• прокладка трубопроводов наружных систем под тепло, горячую воду, газ и канализацию.

Компаниия ППУ Формат производит все виды скорлуп ппу (включая северное исполнение по толщине теплоизоляционного слоя с толщиной пенополиуретана до 160 мм), которые необходимы для строительства трубопроводных систем: водопровод, теплопровод, теплотрассы, нефте- и продуктопроводы.

Производительность цеха – до 400 погонных метров скорлупы ппу в смену.

Полуцилиндры скорлуп ппу диаметрами 32 – 720 мм и толщиной теплоизоляции пенополиуретана от 25 до 160 мм.

Успешное управление вывело компанию ППУ-Формат в лидеры на рынке производителей скорлупы ппу московоского региона.

Нормативная база применения предизолированных труб ппу

Производство трубопроводов в ппу изоляции в России обеспечено значительным перечнем нормативных документов, разработанных за последние 5 – 10 лет, что позволило достаточно оперативно, учитывая россйские реалии по внедрению в экономику инноваций, обеспечить условия для развития рынка потребителей и производителей данной продукции. В частности, именно для обеспечения массового и качественного применения трубопроводов в ппу изоляции в 1999 году была создана Ассоциация производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией, при активном участии которой был разработан основательный пакет нормативной документации, для работы над созданием которого привлекались многие ведущие отечественные специалисты и институты.

Научное и проектное обеспечение нового направления в теплоснабжении обеспечивается крупнейшими институтами – членами Ассоциации: НИИМосстрой, ВНИПИЭнергопром, Мосинжпроект, Полимерсинтез, ВНИИСТ и другими организациями.

Тесная координация осуществляется с Российской ассоциацией «Коммунальная энергетика» и Национальным Союзом предприятий жилищно-коммунальной отрасли (членами нашей Ассоциации). Поддержка в обеспечении сырьем – компонентами ППУ оказывается НПП «Изолан», ЗАО «Блок-форм» и иностранными членами Ассоциации – фирмами «Хантсман Полиуретаны» и «ДАУ Кемикал». За время действия Ассоциации были разработаны и приняты следующие нормативные документы:

• Межгосударственный стандарт ГОСТ 30732-2001 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке»;
• СТ 4937-001-18929664-04 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана со стальным защитным покрытием»;
• СП 41-105-2002 «Проектирование и строительство тепловых сетей бесканальной прокладки из стальных труб с индустриальной тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке»;
• РД 10-400-01 «Нормы расчета прочность трубопроводов тепловых сетей»;
• Компьютерные программы «СТАРТ»;
• СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети»;
• СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»;
• СП 41-107-2004 «Проектирование и монтаж подземных трубопроводов горячего водоснабжения из труб ПЭ-С с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке» и др.

С января 2008 года введен в действие межгосударственный (национальный стандарт) ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой».

Ассоциация объединяет производителей сырья, теплоизолированных ппу трубопроводов и некоторые специализированные институты, что позволяет комплексно рассматривать проблему современной тепловой изоляции труб ппу, обмениваясь опытом и учитывая недостатки и проблемы в процессе развития данной отрасли.

Состояние тепловых сетей и труб гвс

Протяженность сетей централизованного теплоснабжения России составляет примерно 366 тыс.км в однотрубном исчислении и по данному показателю наша страна занимает первое место в мире. При этом около 75-80% составляют разводящие сети, состоящие из труб до диаметров 200-300 мм, остальные – это магистральные трубопроводы больших диаметров.

В настоящее время 80% трубопроводов тепловых сетей превысили срок безаварийной службы, более 30% находятся в аварийном состоянии и требуют ремонта.

Утечки и неучтенные расходы воды в системах теплоснабжения составляют в среднем по России 15-20% от всей подачи воды в год, а тепловые потери достигают 50%.

Основные причины катастрофического состояния тепловых сетей заключается в массовом применении канальной прокладки трубопроводов и использовании недолговечных теплоизоляционных материалов. Применяемая в данных технологиях гидроизоляция (защитные покрытия из стеклопластиков, гидроизола, полимерных пленок, штукатурки), а также гидрофобизация волокнистых материалов не защищают их от увлажнения для длительной эксплуатации, а, следовательно, и от ухудшения их теплофизических характеристик, прежде всего от увеличения коэффициента теплопроводности, а также от коррозии, фактический срок службы таких трубопроводов для магистральных сетей составляет 12-15 лет, распределительных и квартальных сетей – 7-8 лет, сетей горячего водоснабжения – 3-5 лет, т.е. значительно ниже нормативных 25 лет. При износе тепловых сетей в 60% количество аварий лавиноабразно возрастает и в настоящее время удельная повреждаемость по регионам России составляет в среднем 1,8-2,2 на 1 км в год при допустимыз 0,3. В Западной Европе этот показатель равен 0,1.

Объем перекладки изношенных тепловых сетей не превышает 1,2% их общей протяженности и только в отдельных регионах составляет 1,8% при необходимости 4-5 и более в год.

По данным Госстроя России, число аварий на российских сетях теплоснабжения возросло в 5 раз по сравнению с их количеством в 1991 году, а по другим оценкам – в 10 раз. Только в текущем году на теплотрассах произошло 300 тыс. аварий или 2 аварии на 1 км трубопроводов. Из 136 тыс. км (в двухтрубном исчислении) российских тепловых сетей 29 тыс. км находятся в аварийном состоянии. Потери тепла при транспортировке достигают в среднем 60% и составляют по стране более 80 млн. т. у. т. в год при общем расходе на теплоснабжение 400 млн. т. у. т. в год. То есть каждая пятая тонна условного топлива расходуется на обогрев атмосферы и грунта. Утечки теплоносителя не идут ни в какое сравнение с нормами, принятыми в развитых странах. Замена трубопроводов из-за коррозии происходит в 4–5 раз чаще, чем принято в других странах.

В крайне изношенных российских тепловых сетях теряется вся экономия от комбинированной выработки тепла и электроэнергии на ТЭЦ. Высокоразвитая в России теплофикация (второе место в мире после США) подтверждает правильность технической идеи централизованного теплоснабжения: на российских ТЭЦ в наиболее экономичном теплофикационном режиме вырабатывается более 70% от общей выработки тепла.

Несомненно, преимущества комбинированной выработки тепла и электроэнергии приведут вновь к возрождению разрушенной системы теплоснабжения. К сожалению, за последние годы вследствие кризиса в теплоснабжении тепловые сети страны, ее кровеносная система, были почти полностью разрегулированы.

Сокращение финансирования в сфере тепловых сетей привело к уменьшению объемов перекладок трубопроводов, но даже в такой ситуации качество работ низкое. Переложенные трубы имеют очень низкий ресурс и вновь требуют перекладки через 5–7 лет вместо предусмотренных 20 лет.

Производственные мощности

Количество производящих трубы ппу компаний быстро растет. Предприятия оснащены различным по качеству оборудованием, и степень подготовки персонала также существенно отличается. Однако уже сегодня можно говорить о начале создания в России новой передовой отрасли промышленности. На конец 2008 года уже в 35 регионах страны работали более 80 предприятий. Статистика по регионам следющая: в Центральном округе примерно 35 предприятий (в Москве и Московской области – 25), в Северо-Западном регионе – 8 предприятий, в Поволжском, Уральском и Сибирском округах – по 9 предприятий (27), а в Южном ФО – 5 предприятий.

Общая примерная мощность имеющихся производств составляет около 10 тыс. км в год как магистральных, так и разводящих трубопроводов (от 57 мм и ниже до 1200 мм). Однако из-за недостатка в финансировании строительства и ремонта тепловых сетей мощность предприятий используется в среднем на 30-60 % (с сезонными колебаниями, достигающими 5 – 7 раз). Начиная с 2000 года, периода массового перехода на применение труб в ппу изоляции в среднем производится по 2-3 тысячи км труб ппу для тепловых сетей отопления и горячего водоснабжения, что примерно в 10 раз меньше потребностей, учитывая ветхость и запущенность систем теплоснабжения в стране.

Опыт применения труб ппу

Безусловным лидером в процессе модернизации тепловых сетей с применением трубы ппу является Москва. Здесь сосредоточено примерно треть производственных мощностей (Москва и Московская область) данного способа теплоизоляции трубопроводов. Московская объединенная энергетическая компания (ОАО «МОЭК») проложила за 2005 – 2006 гг. 125 км тепловых сетей из стальных труб в ппу изоляции и примерно 470 км теплосетей с применением гибкой трубы ппу.

В 2007 году произведена реконструкция 68 км сетей стальными трубопроводами и 191 км гибкими трубами ппу изоляции.

В 2007 году из общей протяженности теплотрасс на тот момент в 9830 км (2823 км магистральных и 7007 км разводящих в однострубном исчислении) находилось в эксплуатации 13% стальных труб ппу и 11% гибких труб ппу, то есть примерно 2359 км.

Общяя протяженность сетей теплоснабжения и гвс в Москве на конец 2008 года составила 10 405,192 км.

В 2008 году было внедрено 566,308 км новых труб ппу, что дало дополнительно годовую экономию тепловой энергии в количестве 130,109 тыс. Гкал за счет снижения технологического расхода теплоносителя при передаче тепловой энергии. При этом внедрено 449,989 км трубопроводов из полимерных материалов и 106,715 км стальных труб в пенополиуретановой теплоизоляции, в том числе 9,604 км магистральных трубопроводов в пенополиуретановой изоляции диаметром больше 250 мм.

В отопительный сезон 2008-2009 гг. (период с 1 октября по 1 марта) количество повреждений на тепловых сетях ОАО «МОЭК» снизилось по сравнению с таким же периодом отопительного сезона 2007-2008 г. более чем на 20%.

В 2009 году планируется реконструкция тепловых сетей с использованием труб в ппу изоляции протяженностью 232,89 км. Обследование тепловых сетей ООО «Теплосеть сервис» показало, что за последние 9 лет количество повреждений тепловых сетей в г. Москве составило для труб с ппу изоляцией около 0,01 на 1 км трассы в год, для прочих прокладок более 1,2, причем основные повреждения были связаны с механическими повреждениями при проведении земляных работ и разрушением элементов для подключения приборов СОДК - 62% и лишь 4% повреждений от внутренней коррозии и 0% от внешней.

Развитие трубных технологий ппу

Технология ппу изоляции трубопроводов не стоит на месте. Ужесточение требований к качеству, долговечности и экономичности труб, а также развитие материалов и производственных технологий приводит к тому, что в последние годы на базе технологии ппу изоляции предизолированных систем «труба в трубе» начали внедряться совершенно новые несущие трубы, меняется технология, разрабатывается и внедряется новое технологическое оборудование, то есть реально идет процесс модернизации производственного потенциала лидеров рынка, внедрение инноваций.

Сегодня отечественные производители производят тепловую изоляцию пенополиуретаном не только стальные трубы, но и трубы полимерные, в том числе в бухтах, осуществляя непрерывную технологию заливки ппу и изготовления одновременно с этим наружной полиэтиленовой защитной оболочки. Так, для сетей горячего водоснабжения и тепловых сетей с рабочей температурой до 95 гр.С и давления 1,0 МПа (10 атм.), прокладываемых бесканальным способом, широко применяются гибкие теплоизолированные пенополиуретаном теплостойкие полимерные трубы из сшитого полиэтилена. Срок службы данных трубопроводов превышает расчетно 50 лет. Длина таких теплоизолированных труб в бухте может достигать при диамете 40 мм – 250 метров, а при диаметре 160 мм – 70 метров. Для эксплуатации тех же трубопроводов при температуре до 135 гр.С и давления до 16 атм. применяются гибкие гафрированные нержавеющие стальные трубы диаметром до 127 мм.

К преимуществам гибких трубопроводов в ппу изоляции относится малое количество фасонных изделий, требуемых для прокладки теплотрассы и ускорение монтажа труб. Резко снижается применение неподвижных опор, стыковых соединений, отводов и компенсаторов. Область применения гибких труб ппу – внутриквартальные разводящие сети, протяженность которых значительно превосходит протяженность первичных магистральных сетей.

Преимущества технологий пенополиуретановой теплоизоляции труб

Выход из создавшегося положения возможен, с нашей точки зрения, путем массового внедрения при строительстве тепловых сетей систем предварительно изолированных трубопроводов бесканальной прокладки с пенополиуретановой (ппу) изоляцией в полиэтиленовой оболочке. Применение трубопроводов типа «труба в трубе» является сейчас наиболее прогрессивным способом теплосбережения в строительстве теплосетей. В Америке и Западной Европе, особенно в северных странах, эти конструкции применяются с середины 60-х годов, а у нас всего лишь с 90-х годов.

Основные преимущества вышеупомянутых систем трубопроводов очевидны:

• Повышение долговечности конструкций до 25–30 лет и более, т. е. в 2–3 раза.
• Снижение тепловых потерь до 2–3% по сравнению с существующими 20–40% (и более) в зависимости от региона.
• Уменьшение эксплуатационных расходов в 9–10 раз.
• Снижение расходов на ремонт теплотрасс не менее чем в 3 раза.
• Снижение капитальных затрат при строительстве новых теплотрасс в 1,2–1,3 раза и значительное (в 2–3 раза) снижение сроков строительства.
• Значительное повышение надежности теплотрасс, сооружаемых по новой технологии.

По мнению ведущих специалистов в области теплоснабжения, применение новой технологии – это мощный рывок вперед в развитии систем теплоснабжения. Потери тепла в трубах новой конструкции минимальны, трубы в ппу изоляции практически не подвержены действию блуждающих токов, значит, и внешней коррозии. Сама конструкция «труба в трубе» позволяет полностью исключить наружную коррозию трубопровода. Это – надежность, долговечность, снижение к минимуму затрат ручного труда при строительстве и монтаже тепловых сетей с ппу изоляцией, а также значительное снижение эксплуатационных расходов после запуска теплосети в действие.

Кроме вышеупомянутых достоинств, новые конструкции имеют еще одно важное преимущество – систему оперативного дистанционного контроля (ОДК) за увлажнением изоляции, что позволяет своевременно реагировать на нарушение целостности стальной трубы или полиэтиленового гидроизоляционного покрытия и заранее предотвращать утечки и аварии. Именно поэтому Госстрой России с 1 января 2002 года ввел в действие изменение № 2 в СНиП 2.04.07-86 (п. 7.46), в котором рекомендуется: «при бесканальной прокладке тепловых сетей следует преимущественно применять предварительно изолированные в заводских условиях трубы с пенополиуретановой (по ГОСТ 30732-2001) тепловой изоляцией. Трубопроводы тепловых сетей из труб с пенополиуретановой тепловой изоляцией в полиэтиленовой защитной оболочке должны быть снабжены системой дистанционного контроля состояния влажности пенополиуретана».

В отличие от устаревших способов прокладки теплотрасс, технология применения трубопроводов в ппу изоляции позволяет:

• увеличить срок службы теплотрасс до 30-40 лет;
• снизить тепловые потери при транспортировке до 2%, что существенно сократит расход топлива и электроэнергии (при диаметре труб 1020 мм - 0,106% на 1 км сетей; при диаметре труб 530 мм 0,217% на 1 км сетей; при диаметре труб 219 мм 0,08% на 1 км сетей; падение температуры соответственно при 1020 мм — 0,05 С/км; при 530 мм — 0,12 С/км; при 219 мм — 0,46 С/км);
• снизить капитальные затраты на 15-20%, эксплуатационные в 9 раз, ремонтные в 3 раза;
• уменьшить время прокладки теплотрассы в 3-4 раза;
• исключить аварийность теплотрасс, благодаря обязательной установке системы оперативного дистанционного контроля за увлажнением тепловой изоляции (СОДК).

Литература:
1. И. Л. Майзель, канд. техн. наук, исполнительный директор Ассоциации производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией, «Трубы с тепловой изоляцией из пенополиуретана – реальный путь усовершенствования системы теплоснабжения», ж-л «Энергосбережение», № 2, 2002 г.
2. И. Л. Майзель «Крах современного теплоснабжения и проблемы повышения надежности тепловых сетей», ж-л «Индустриально-строительный бизнес», № 1, 2008 г.