Трубопроводы с пенополиуретановой изоляцией для тепловых сетей

Россия является страной с самым высоким уровнем централизованного теплоснабжения в Европе. Страну пронизывают около 260 тысяч километров тепловых сетей.

Более 40 – 50% тепловых сетей нуждаются в ремонте и перекладке. Общие потери тепла в системах централизованного теплоснабжения составляют до 30% отпускаемого тепла (около 80 млн.тонн условного топлива в год),что в несколько раз превышает аналогичный показатель в странах Западной Европы. 

Для решения поставленных проблем наиболее эффективным является широкое внедрение в практику строительства тепловых сетей трубопроводов с пенополиуретановой (ППУ) теплоизоляцией в полиэтиленовой оболочке типа «труба в трубе».

Применение таких трубопроводов является основным источником теплосбережения в строительстве.

Основные преимущества труб с ППУ перед традиционными:

• Повышение долговечности (с 10-15 до 30 и более лет);
• Снижение тепловых потерь с действительных 25-30 до 2-3%;
• Снижение эксплуатационных расходов в 9 раз;
• Снижение расходов на ремонт теплотрасс в 3 раза;
• Снижение капитальных затрат в строительстве в 1,3 раза;
• Значительное снижение сроков строительства.

Наличие системы оперативного дистанционного контроля за увлажнением изоляционного слоя.

Однако, несмотря на все указанные преимущества, внедрение нового вида конструкций трубопроводов тепловых сетей с индустриальной изоляцией из жестких пенополиуретанов (ППУ) идет медленно, что объясняется целым рядом как объективных, так и субъективных причин, сложившихся со времени начала создания в России новой отрасли промышленности - производства систем трубопроводов с индустриальной пенополиуретановой (ППУ) изоляцией. Сегодня общий потенциальный объем производства таких трубопроводов в России превышает 2000 километров в год.

Предприятия, расположенные в различных регионах России, объединены с 1999 года в Ассоциацию производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной ППУ изоляцией. При всех преимуществах, выгоде и надежности теплотрасс с ППУ изоляцией, строящихся в новой технологии, вопросы проектирования не должны считаться упрощенными.Значительно усложнились расчеты трубопроводов по прочности в условиях грунтовой засыпки. Само по себе проектирование тепловых сетей усложнилось: появились дополнительные требования по экологическим разделам проекта - необходимость анализа грунтов по трассе теплосети на радиологическое и токсико-химическое загрязнение. В 1999 году в компании был разработан и испытан новый материал для изоляции стыков - "МосФлоулайн-1000", который является принципиально новой конструкцией, сочетающей в себе лучшие свойства электросварных стыков и термоусаживающихся материалов. Эта конструкция обеспечивает более надежную герметизацию соединяемых элементов. Новый стык на 50% дешевле применявшихся импортных материалов.

Статистика Мосэнерго по дефектности теплосетей с пенополиуретановой (ППУ) изоляцией:

38% относятся к повреждению сторонними лицами элементов системы ОДК;

32% происходят вследствие механических повреждений оболочек и стальных труб;

14% — за счет дефектов стыковых соединений, устанавливаемых подрядными строительно-монтажнымиорганизациями без соблюдения правильного технологического регламента;

8% - ошибки при монтажной коммуникации систем ОДК;

2% - за счет некачественной сварки трубопроводов в процессе монтажа;

6% - за счет внутренней коррозии металла труб. Во всех случаях проблемы внутренней коррозии стальной трубы возникали с трубами западной поставки, где применялась европейская сталь 37, которая при всех своих положительных характеристиках оказалась недостаточно коррозионно-стойкой в российских условиях эксплуатации.

Рекомендации по основным направлениям работы:

• завод-изготовитель должен усилить гидроизоляцию торцов элементов трубопроводов с ППУ изоляцией;
• завод-изготовитель должен также в обязательном порядке снабжать все элементы временными заглушками изоляции;
• осуществлять строительство трубопроводов с ППУ изоляцией должны организации, специально сертифицированные на городском уровне на проведение работ с этим видом изоляции;
• монтаж стыков трубопроводов следует проводить только силами бригад завода-изготовителя с соблюдением технологического регламента, поскольку гарантию качества продукции несет именно он, а монтаж стыков зачастую выполняют не вполне квалифицированные подрядчики;
• для теплосетей Мосэнерго следует применять к установке исключительно электросварные по полиэтиленовой оболочке стыки, обеспечивающие надежную герметизацию ППУ изоляции.

 В процессе эксплуатации новых теплосетей с ППУ изоляцией возникает необходимость выпуска новых нормативных документов по их эксплуатации, где должны быть предусмотрены новые рекомендации. В частности, существующие на сегодня гидравлические испытания на расчетную температуру теплоносителя для данного типа прокладки не требуются. Более того, они приводят к разрыву трубопроводов с ППУ изоляцией в период их проведения. Эти испытания просто не требуются в связи с высокой степенью надежности теплосетей с ППУ изоляцией. Исключение гидравлических испытаний из процесса эксплуатации новых теплосетей сэкономит эксплуатационные затраты на проведение этих испытаний.

Производство качественных трубопроводов с пенополиуретановой (ППУ) теплоизоляцией в полиэтиленовой оболочке плюс грамотное строительство плюс новые принципы эксплуатации дадут в результате новые надежные и долговечные теплосети. Все элементы трубопроводов, снабжены сигнальными проводами системы оперативного дистанционного контроля (ОДК). Система ОДК предназначена для непрерывного или периодического контроля состояния влажности теплоизоляционного пенополиуретанового слоя и целостности сигнальных проводников. Достоинствами данного метода являются его применимость для широкого диапазона степени увлажнения изоляции и возможность поиска обрывов сигнальных проводников в нескольких местах, он применяется на 70% объектов, эксплуатируемых Мосэнерго. Система оперативного дистанционного контроля (ОДК) включена в разработанный по заказу Ассоциации первый ГОСТ на новую продукцию в качестве обязательного элемента. 

Существенным тормозом на пути массового внедрения трубопроводов с ППУ изоляцией является отсутствие полного пакета нормативных документов, регламентирующих производство и применение при строительстве новых материалов.

В этой связи, подготовлены:

• разработан ГОСТ Р-2000 "Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке", находящийся на утверждении в Госстрое РФ;
• составлены "Нормы расчета на прочность трубопроводов тепловых сетей" (НПП "Трубопровод");
• разработаны технические рекомендации по строительству тепловых сетей из стальных труб с индустриальной теплоизоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке (НИИМосстрой);
• внесены отдельные изменения и дополнения в СНиП "Тепловые сети".