БЕСКАНАЛЬНая ПРОКЛАДКа
ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ИЗОЛИРОВАННЫХ ТЕПЛОПРОВОДОВ В ОБОЛОЧКЕ ИЗ ПЛАСТМАССОВЫХ ТРУБ
Бесканальные прокладки получили развитие с
применением предварительно изолированных труб в заводских условиях по типу
"труба в трубе", те. в полиэтиленовую трубу-оболочку соосно помещают
стальную трубу, кольцевое пространство заполняют пеноизоляцией с достаточно
низким коэффициентом теплопроводности. Разработанные герметичные конструкции прсднзоли-
рованных труб предохраняют изоляцию и поверхность трубы от проникновения
почвенной влаги Таким образом, поверхность трубы надежно защищена от наружной
коррозии (рис. 4)
Принимая
защитные меры против внутренней коррозии - в виде противокоррозионной обработки
сетевой воды, срок службы теплосети бесканальных прокладок с
предизолированными трубами в оболочке из полиэтиленовых труб увеличивается до
30 лег и более.
Рис 4 Общий вид предварительно изощюваипой трубы
В [8] приведены основные положения по применению, проектированию
и монтажу тепловых сетей с предварительно изолированными трубами. В частности,
допускается прокладывать пре- дызолированные трубы в канале и надземным
способом, причем
при надземной прокладке необходимо выполнять покровный
слой в соответствии с требованиями [3].
С целью контроля состояния изоляции (увлажнения),
прокладки с предизолированными трубами оборудуются системой аварийной
сигнализации, так называемой системой оперативного дистанционного контроля
(ОДК) состояния изоляции.
Компенсация температурных удлинений производится за
счет использования углов поворота ("П", "Z" и
"Г" - образных компенсаторов), путем предварительного нагрева
теплопроводов с использованием одноразовых компенсаторов и, частично, за счет
увеличения внутреннего продольного напряжения в стенках труб при их защемлении
в грунте.
В Беларуси с каждым годом увеличивается внедрение бесканальных
прокладок тепловых сетей с предизолированными трубами. Существует несколько
предприятий и фирм по изготовлению и монтажу предизолированных труб. Среди них
наиболее известной является СП "Бел-Изолит", которое изготавливает и
поставляет комплектное оборудование и трубопроводы диаметром до 600 мм, а для
квартальных сетей горячего водоснабжения применяет предизолированные трубы и
фасонные части из стеклопластика и полипропилена.
Большую популярность в мире по внедрению бесканальных
прокладок с предызолированными трубами имеет фирма АББ И.Ц. Мюллер, которая
имеет представительства более чем в 20 странах. Рассмотрим подробнее систему
фирмы АББ.
Строительство теплосетей по разработанной фирмой
технологии проектирования, изготовления и монтажа всех элементов конструкции
отличается высокой индустриальностыо и надежностью. Изготавливаются
предизолированные трубы и вся оснастка для строительства тепловых сетей
диаметром от Ду 20 до Ду 1000 (табл. 3.8.1) [6].
Стальные бесшовные трубы изготавливаются в соответствии
с международным стандартом ISO 4200/DIN 2458. Допускаются к применению
сварные трубы по стандарту DIN 1626. Трубы испы- тываются под давлением
не менее 5 МПа.
Рабочее давление теплоносителя - до 1,6 МПа,
максимальная температура - 130°С, допустимая кратковременная температура 140°С.
Наружная защитная оболочка изготавливается из
полиэтилена низкого давления плотностью р = 950 кг/м3.
Теплоизоляция - пенополиуретан плотностью р = 80
кг/м3 с коэффициентом теплопроводности Хнл = 0,027
Вт/(м*°С) (рис. 4).
Для увеличения адгезии (сцепления с
теплоизоляцией) поверхность трубы подвергается дробеструйной обработке. С этой
же целью внутренняя поверхность полиэтиленовых труб обрабатывается
электрическим коронным разрядом
Взамен традиционных поворотов применяются гнутые
трубы больших радиусов гнутья, причем трубы Ду 25.. .85 изгибаются с помощью
приспособлений на месте монтажа, а Ду 100 и более изготавливаются на заводе.
Изготовление криволинейных участков с диаметром
Ду 500 и более производится сваркой отдельных частей труб со скошенным срезом
с последующей изоляцией в сваренной оболочке Длины гнутых участков, радиусы
гнутья и углы определяются расчетом при проектировании.
Тепловые сети по системе АББ могут
проектироваться и монтироваться с применением следующих технологий:
-
предварительный подогрев;
-
самокомпенсация;
-
с применением разработанных Е-компснсаторов,
-
холодный монтаж.
При монтаже с предварительным тепловым
напряжением теплопровод подвергается предварительному нагреванию до 70°С, что
соответствует изменению температуры на 60°С (тм 1К = 130°С, тМ111|
= 10°С). Первое перемещение после засыпки теплоссш вследствие охлаждения ДЬ^
(рис 5) ограничивается трением на наружной поверхности оболочки участков
теплопровода, ближайших к поворотам. Это так называемые фрикционные отрезки L(i0,
а участки трубопровода, находящиеся от поворота на расстоянии более чем L60,
блокируются за счет сил трения оболочки о грунт и не имеют температурных
перемещений за счет увеличивающегося внутреннего напряжения в стенках труб.
Сила трения поверхности оболочки о грунт равна 12.. 15 Н/мм по диаметру
оболочки на метр длины трубы.
При монтаже с естественной компенсацией
(самокомпенсацией) осевые напряжения принимают "Г", "П" и "Z''-образные
компенсаторы Если длина участка трубопровода между
компенсаторами равна величине 2L60, то максимальное осевое
напряжение составит амак = ±150 Н/мм2. При нагревании от температуры монтажа тмак = 10°С до
расчетной
тЫ11Н
= 130°С первое суммарное перемещение составит ЗД^60. Последующие
перемещения будут равны 2Д^60 5 как и в теплопроводах с предварительным
тепловым напряжением (рис. 6).
При
применении Е-компенсаторов осевое напряжение в трубах после нескольких
перемещений составит ±150 Н/мм2, как и в трубах с предварительным
тепловым напряжением. При разогревании теплопровода от тмнп = 10°С
до тмак = 130°С первое перемещение, как и при самокомпенсации,
будет равным ЗД^60, последующие перемещения будут равны, как и в
теплопроводах с предварительным тепловым напряжением, 2Д^60
(рис.7).
При
нагревании теплопровода от 10°С до 130°С первое перемещение у поворотов будет
равно 4Д^60 , а последующие перемещения составят 2a?6q ,
как и при предыдущих методах.
На рис. 9 показан пример использования углов
поворота для самокомпенсации, здесь на участке D между
условными неподвижными опорами расположен Е-компенсатор.
Е-компенсатор (Е-муфта) (рис. 10) представляет
собой устройство, срабатывающее только один раз, когда он поглощает (компенсирует)
удлинение, соответствующее данному участку при средней температуре. При первом
пуске горячей воды после монтажа теплопровода с неподвижными опорами
теплопровод удлиняется, Е-компенсатор сжимается до тех пор, пока не сомкнутся
внутренние концы труб.
Участок теплопровода зафиксирован, и в
предварительно-напряженном состоянии последующие температурные изменения будут
преобразовываться в предварительные и допустимые напряжения (3). После
нескольких температурных циклов напряжение в стенках трубы стабилизируется (4).
Предварительный подогрев сети при монтаже производи гея
горячей водой, водяным паром или электричеством от источника постоянного тока.
Работа участков естественной компенсации, т. е.
"П", "Z", "Г"-образных компенсаторов
осуществляется за счет уплотнения грунта и обертывания участков перемещения
специально изготавливаемыми матами из гранулированного мягкого пенополиуретана
плотностью р = 100 кг/м3.
На
рис. 12 показаны штрихами места обертывания матами толщиной, принимаемой по
расчету.
Места
свариваемых стыков труб соединяются полиэтиленовыми муфтами, состоящими из 2-х
или 3-х частей с коническим соединительным замком.
На рис.
13 показана соединительная муфта для труб Ду 90.. .200.

Рис. 13. Сборная муфта с
коническим соединительным замком
В зазор между наружной поверхностью трубы и
внутренней поверхностью муфты устанавливается уплотнительная прокладка в виде
ленты.
Уплотнительная лента также накладывается в
местах соединений обеих половин муфты.
После установки и фиксации замков муфт их
опрсссовываюг под давлением 200 кПа. Через специальное отверстие в муфгс пространство
между муфтой и трубой заполняется приготовленной на месте монтажа
полиурстановой теплоизоляцией в виде пено- образующей двухкомпонентной жидкости
При смешивании обоих компонентов в изолируемом пространстве образуется изоляционный
вспененный материал, который, расширяясь, выдавливает воздух через другое
отверстие.
Двухкомпонентная жидкость (исходный
теплоизоляционный материал) поставляется в специальных пакетах в виде заранее
дозируемых наборов для изоляции всех типов соединений в зависимости от
диаметров труб.
Е-компенсаторы после их предварительного
разогрева, приварки кожуха к поверхности и опрессовки также закрывают полиэтиленовыми
муфтами.
Отводы для труб всех диаметров, изготавливаемые
на заводе вместе с теплоизоляцией, применяют для углов поворота 90° и 45°
Сборные отводы с изоляцией на месте монтажа применяют для углов поворота на
7,5°; 15°; 45°; 90°, что дает широкие возможности для проектирования и монтажа
На рис 14 показана сборная муфта для покрытия и изоляции отвода 90°. Заполнение
изоляцией производится так же, как и на местах соединений труб.

В качестве запорной арматуры применяются шаровые
клапаны диаметром Ду 25...Ду 300. Клапаны Ду 40...300 изготавливают вместе с
воздушным и сливным кранами (рис. 16).
Рис 16 Шаровой клапан с
двумя воздушными и сливными кранами
Шаровые
краны изготавливают вместе с изоляцией и покрытием из полиэтилена.
Присоединяются к трубопроводу на сварке, стыки изолируются на монтажной
площадке. Для обеспечения доступа к арматуре устанавливается железобетонная
камера в виде усеченного конуса, закрываемая крышкой. Открытие-закрыше крана
осуществляется специальным ключом с удлинителем шпинделя. Также могут
открываться-закрываться спускникп и воздушники (рис. 17).

Рис 17. Открытие-закрытие
запорной арматуры
В необходимых местах могут устанавливаться отдельно воздушники
и спускники. Их изоляция и покрытие оболочкой осуществляется в виде седловых
муфт. Так как спускипки устанавливаются на верхней части трубы, полный слив
воды из трубы осуществляется сжатым воздухом с присоединением сливного шланга к
спускнику.
Неподвижные опоры изготавливаются
в виде железобетонного щита с закладными деталями, привариваемыми к трубопроводу.
Переходы диаметров труб
также изготавливаются на заводе с предварительной их изоляцией.
Для присоединения отдельных потребителей к
теплосети применяются легкогнущиеся трубы с предварительной их изоляцией,
которые поставляются на катушках (рис. 18). Диаметр труб 20/63 и 28/90 (в
числителе наружный диаметр трубы, в знаменателе диаметр оболочки в мм). Трубы
изготавливаются из стали Ст 30, изоляция из пенополиуретана, наружная оболочка
из стойкого полиэтилена высокой плотности, гофрированная. Запорная арматура на
ответвлениях к потребителям от магистральной или распределительной сети не
устанавливается.
Рис 18 Предизолированная
легкогнущаяся труба
Система аварийной сигнализации предназначена для подачи
соответствующего сигнала о месте увлажнения теплоизоляционного слоя, что
позволяет своевременно устранить повреждение. Механизм действия системы
основан на изменении сопротивления при увлажнении изоляции.
Два неизолированных медных
провода помещены в слой изоляции. Один провод оголенный, другой - луженый
оловом. Первый провод является сигнальным, луженый - для подачи сигнала
тревоги. Соединяют провода отдельных труб обжимкой с последующей пайкой, в
местах соединений под луженый провод под- кладывают сухие фетровые подкладки,
являющиеся индикатором увлажнения изоляции.
Готовые детали теплопроводов с изоляцией
(отводы, клапаны) имеют заложенные в изоляционный слой два провода.
Монтаж системы аварийной сигнализации
производится одновременно с монтажом теплопроводов. Качество сборки по участкам
контролируется испытательным прибором с автономным питанием.
Сигнальные провода выводятся в специальные
коробки, которые устанавливаются в котельной, подвалах или помещениях, куда
осуществляются вводы теплосети.
Детектор - прибор для непрерывного контроля
трубопроводов длиной до 1000 м, регистрирует разрывы и увлажнение изоляции, в
этом случае загорается красный свет. Место повреждения определяется с помощью
специального обслуживающего устройства. Детектор присоединяется к системе труб
через устанавливаемые коробки. Пример монтажной схемы системы аварийной
сигнализации на рис. 19.
Прибор для централизованного контроля и
обнаружения мест повреждений контролирует участок сети до 1000 м по 4 линиям
Устанавливается постоянно, подключается к сети переменного тока 220 В. Прибор
постоянно посылает закодированные импульсные сигналы по луженому проводу. Если
сигналы встречают неисправности в виде коротких замыканий или обрывов
проводов, а также увлажнения фетровых прокладок и, соответственно, изоляции,
сигналы будут отражаться и поступать обратно в прибор Здесь отраженные сигналы
преобразовываются в метраж с указанием номера участка схемы.

Рис. 19 Монтажная схема системы аварийной
сигнализации