Прокладка трубопроводов в оболочке из ППУ

14.08.2012

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 предизолированных 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 предизолированными 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.

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

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

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