Применение жёстких пенополиуретанов (далее ППУ) для теплоизоляции трубопроводов тепло- и водоснабжения продиктовано такими уникальными качествами ППУ, как наименьший коэффициент теплопроводности, долговечность (не менее 20 лет), высокая технологичность переработки, надёжная антикоррозийная защита трубопроводов, способность к акустической изоляции, возможность изолировки изделий любых габаритов и конфигурации. При выполнении работ по технологии напыления (см. ниже) дополнительным плюсом является невозможность расхищения теплоизоляции на неохраняемых объектах. ППУ стабильно ведут себя при температурах до +110..+120 °C. При работах на объектах работающих при более высоких температурах (паропроводы) рекомендуется снижать температуру до оговоренных пределов, применяя в качестве первичной теплоизоляции базальтовые или минералватные теплоизоляторы, сертифицированные для работ при более высоких температурах. ППУ, применяемый в качестве второго слоя теплоизоляции защищает первый слой от воздействия внешних факторов (атмосферных осадков) и довершает теплоизоляцию.

При работе на криогенных трубопроводах для ППУ ограничений по нижнему порогу температур нет.

При работах на нефтепроводах и газопроводах как правило ППУ подвергаются дополнительным испытаниям на пожаробезопасность.

Выполнение работ по теплоизоляции пенополиуретаном с помощью технологии напыления ППУ.

Производство работ по напылению ППУ производится с помощью специализированных напылительных установок - пеногенераторов высокого или низкого давления отечественного или зарубежного производства.

Внешне процесс напыления выглядит, как процесс окраски с помощью пульверизатора и позволяет наносить ППУ - теплоизоляцию на изделия любых габаритов и конфигурации. Послойное напыление ППУ допускает изготовление монолитного слоя теплоизоляции любой необходимой толщины. Адгезионная прочность сцепления напылённого ППУ с поверхностью трубы - не менее 2 кг. На 1 кв. см. Монолитность напылённого покрытия обеспечивает отсутствие мостиков холода, антикоррозийную защиту и невозможность расхищения теплоизоляции.

Также немаловажно отметить снижение транспортных затрат, т.к. расходные материалы поставляются на объект в жидком виде и при напылении расширяются в объёме приблизительно в 20 раз, т.е. из 2 стандартных 200- литровых бочек хим. Компонентов получается около 10 куб.м. готового ППУ.

Требования к напыляемым поверхностям заключаются в следующем: поверхность должна быть сухой, чистой, не замасленной, без следов активной коррозии и обязательно тёплой (температура не ниже +10..+15 °C).

Поэтому при работе на криогенных трубопроводах их предварительно отключают и дают прогреться и просохнуть.

Работа в зимний период на действующих трубопроводах горячего водоснабжения принципиально не отличается от работ, проводимых в тёплое время года, с той лишь разницей, что расходные компоненты нуждаются в прогреве до рабочей температуры. В случае прогретой напыляемой поверхности температура окружающего воздуха принципиального значения не имеет. Работы по холодным поверхностям ведут к ухудшению адгезии ППУ с трубой и радикальным перерасходам компонентов.

Основные недостатки метода напыления:

• перерасходы компонентов при работе на трубах малого сечения и сильных ветрах;
• практическая невозможность работ по холодным поверхностям;
• значительный распыл компонентов может привести к порче лакокрасочного покрытия автомобилей и другого дорогостоящего оборудования, находящегося в зоне проведения работ.

Технология производства ППУ методом заливки в пресс- форму позволяет в цеховых условиях изготовить требуемое количество теплоизоляционных полуцилиндров «скорлуп» для дальнейшей их установки на трубопровод с помощью проволочных или ленточных хомутов или клеевых составов. Данный метод позволяет избавиться от недостатков присущих методу напыления ППУ, но как и любая другая технология имеет ряд своих недостатков.

Эксплуатационные качества «скорлуп» идентичны пенополиуретанам, получаемым методом напыления. Если пренебречь временем, затраченным на производство «скорлуп» в цеху, то можно считать, что производительность труда непосредственно по утеплению трубопровода многократно превышает производительность того же объёма работ при напылении.

Производство теплоизоляционных полуцилиндров «скорлуп».

Изготовление скорлуп для трубопроводов- наиболее простой процесс из области производства формованных изделий из ППУ. Общие принципы данных производств одинаковы- пенополиуретановая композиция заливается в ограничительную оснастку - пресс-форму. Пресс-форма перед заливкой смазывается антиадгезионной смазкой (литол-24, пента-120, циатим, солидол и т.п.). После заливки композиция вспенивается, расширяется и твердеет, занимая всё внутреннее пространство пресс-формы. Время выдержки скорлупы в пресс-форме 7-10 минут.

Для подготовки ППУ-композиции используются пеногенераторы, как правило несколько отличающиеся от напылительных пеногенераторов. При производстве скорлупы ппу используются заливочные установки моделей НАСТ-7У и УЗК-10/20.

Основные требования к пресс-формам - это точное соответствие геометрических размеров формы размерам требуемой детали и высокие прочностные характеристики ППУ при расширении создаёт избыточное давление внутри формы до 6 атмосфер.

При мелких, разовых заказах по изготовлению скорлуп многие потребители справляются с этой задачей, пользуясь напылительными пеногенераторами (ПГС) и комплектом форм из 4-5 штук. При организации более серьезного производства необходимо пользоваться специализированными заливочными установками и большим количеством (несколько десятков) пресс-форм.

Основные недостатки «скорлупного» метода теплоизоляции:

• существенные затраты на организацию производственного участка;
• при изоляции скорлупами необходимо уделять особое внимание антикоррозийной защите трубы, т.к. скапливающийся между трубой и скорлупой конденсат не имеет выхода и активизирует коррозию трубы.

Производство «скорлуп» в основном, на наш взгляд упирается в пресс-формы, их качество и количество. Даже самым малопроизводительным пеногенератором можно залить скорлупу в течении не более 25 секунд, в то время как выдержка ППУ в форме - 7-10 минут.

Требования к производственным помещениям.

Оптимальная температура для переработки ППУ + 22 °C. Поэтому чем ближе температура воздуха на производственном участке к оптимальной, тем лучше. Над непосредственном местом заливки необходимо установить зонд вытяжной вентиляции, обеспечивающий 8-10 кратный обмен воздуха в рабочей зоне в течении часа. Производственные помещения для подобного рода деятельности должны находиться в промышленной зоне. Для работы и обслуживания достаточно 2-х человек.

Основные принципы заливки.

Максимальный размер конечного изделия определяется тремя основными факторами: Общая производительность установки, время старта хим.компонетов и плотность (р) пеноматериала, обозначенные в нормативных документах на хим.сырьё. Временная продолжительность единократной заливки не должна превышать ? от времени старта, т.е. это не более 20-30 секунд. При возможности отливать изделие фрагментами, конечные размеры изделия в принципе не ограничены.

Расчет количества (массы) сырья для производства какого-либо изделия несложно посчитать, зная р (плотность) конечного продукта(согласно нормативным документам) и подсчитав объем V готового изделия: m=pxV

Объем 1 п.м. теплоизоляции ПН х (Rвн.2 - Rвнут.2)

П = 3,14 Н=1 м Rвн.=0,093 м³. Rвнут.=0,070 м³.

Предположим плотность ППУ – 60 кг/м³.

Объем готового изделия = 0,072 м³., следовательно m = 60x0,072=3,6кг = 3600 гр

На практике, как правило, к массе добавляют не менее 10%, следовательно расчетная масса изделия составляет 3960 грамма.

Теперь надо посчитать время заливки.

Пусть общая производительность установки 10 кг/мин, т.е. 10000 г/за 60 сек.

Составим пропорцию 10000/60 = 3960/х, отсюда х =3960•60/10000=23.76 сек.

Даже самым малопроизводительным пеногенератором можно залить скорлупу в течение не более 25 секунд, в то время как выдержка пенополиуретана в форме 7-10 минут.

Трубы с тепловой изоляцией из пенополиуретана »