Тепловая изоляция и антикоррозийная защита.

Тепловая изоляция теплопроводов имеет огромное значение в экономике централизованного теплоснабжения. Благодаря ней уменьшаются падение температуры теплоносителя и потери теплоты при транспортировании его на большие расстояния, улучшаются условия охраны труда в рабочих помещениях: поддерживается определенная температура воздуха, уменьшается опасность ожогов обслуживающего персонала. Потери теплоты при наземной прокладке теплосетей снижаются в 10-15 раз, а при подземной - в 3-5 раз по сравнению с неизолированными теплопроводами.

При подземной прокладке теплопроводов применяют следующие теплоизоляционные конструкции: подвесные из сегментов и скорлуп или матов, для изготовления которых используют оберточные мягкие материалы; засыпки с применением волокнистых и сыпучих материалов в виде крошки; мастичные (применяют главным образом для изоляции криволинейных участков трубопроводов при ремонте); монолитные в виде оболочек, изготавливаемые в заводских условиях. Повышение качества тепловой изоляции теплопроводов относится к одной из важных задач централизованного теплоснабжения и носит особенный характер после издания третьей директивы президента.

Для защиты от коррозии теплопроводов основным мероприятием является их противокоррозионное покрытие. В настоящее время применяют покрытие эпоксидное и стеклоэллалевое. Из рулонных материалов для защиты теплопроводов от коррозии применяют главным образом бризол и изол. Выбор вида покрытия обосновывается в проекте. При бесканальной прокладке теплопроводных сетей в грунтах с повышенной коррозионной активностью возникает опасность коррозии труб от блуждающих токов. Для защиты от электрокоррозии предусматривают мероприятия, исключающие проникание блуждающих токов к трубам, либо устраивают так называемый электрический дренаж или катодную защиту.

Предварительно изолированные трубы

Особое внимание в современном строительстве при проложении теплопроводов следует уделить применению предварительно изолированных труб. Предварительно изолированные пенополиуретаном трубы и фасонные детали представляют собой трехслойную систему, в которой внутренняя стальная труба, расположенная центрировано в оболочке, воспринимает давление и температуру транспортируемого теплоносителя. Полиэтиленовая или стальная оцинкованная оболочка соединена пенополиуретановой изоляцией с проводящей трубой. Такая предварительно изолированная труба является единой монолитной системой.

При проектировании системы теплоснабжения, особое внимание уделяется способу прокладки трубопроводов. Наиболее рациональным является бесканальный способ прокладки трубопроводов из предварительно изолированных пенополиуретаном труб.

С экономической точки зрения это целесообразно, т.к. при канальной прокладке имеются дополнительные затраты на приобретение, доставку и укладку железобетонных плит.

При бесканальной прокладке трубопроводов для компенсации их температурных удлинений при подаче горячей воды, предусмотрено 3 метода строительства трубопроводов с применением ПИ труб.

Компенсационный метод

Температурные удлинения компенсируются за счет изменения направлений трубопроводов, образующих самокомпенсирующие участки П-образной, Г-образной или Z-образной формы. В этих случаях между стенкой траншеи трубопроводом в местах изменения направления перед обратной засыпкой устанавливаются специальные подушки из эластичного материала (пенополиуретан, пенополистерол, специальные конструкции из минеральной ваты), обеспечивающие свободное перемещение труб при температурном удлинении.

1.2.Метод предварительного нагрева трубопровода и сильфонных компенсаторов

Предварительное напряжение трубопровода возникает при его предварительном

нагреве. До начала обратной засыпки системы трубопроводов, их предварительно нагревают до температуры предварительного прогрева (равной 50% температуры эксплуатации), после чего производится полная засыпка.

При этом методе сила трения между наружной оболочкой и грунтом обеспечивает общую устойчивость системы, а изменение температуры приведет к изменению осевых напряжений в трубопроводах. Продольные перемещения труб в этом случае исключаются. Сильфонные компенсаторы теплоизолируются в заводских условиях. Температурные удлинения труб в этом методе воспринимаются компенсаторами. Система проектируется таким образом, чтобы 95-98% компенсационной способности компенсаторов использовалось при 100% удлинении трубопровода, т.е. чтобы всегда имелся запас компенсационной способности компенсатора.

Расстановка опор

При разработке монтажной схемы системы теплоснабжения необходимо правильно определить места установки опор. Одним из преимуществ бесканальной прокладки предварительно изолированных трубопроводов является возможность изъятия физических неподвижных опор в отличии от трасс канальной прокладки с аналогичной конфигурацией. Как известно, неподвижная опора ограничивает три степени свободы труб. В трубопроводе, который заключен в грунт, две степени свободы ограничены. Грунт сам «следит» за распределением компенсационных участков путем образования условных неподвижных опор, которые фактически являются местом уравновешивания сил, действующих на трубопровод .

Существуют такие случаи, когда невозможно обойтись без физической неподвижной опоры:

• при выполнении угла поворота трассы на угол от ' 0° до 45°_;

• на вводах в здания в том случае, когда прямолинейный участок трубопровода,

непосредственно входящий в здание, имеет длину более ^f;

• при переходе диаметров на прямых участках с целью защиты участка с меньшим диаметром трубы.

В этом случае при разнице диаметров больше чем на один типоразмер необходимость установки неподвижной опоры проверяется расчетом. При разнице диаметров на один типоразмер неподвижная опора не применяется.

Физическая неподвижная опора представляет собой специальный элемент заводского изготовления, который бетонируется при монтажных работах. Размеры бетонного блока и его армирование рассчитываются на основании сил, которые зависят от конкретных условий прокладки [9].

Определение условной неподвижной опоры заключается в правильном нахождении места между двумя свободными концами участка, в котором отсутствует перемещение трубы под влиянием изменения температуры. Условная неподвижная опора на прямом участке трубопровода образуется в том месте, где наступает равновесие сил трения между грунтом, трубой и силами, возникающими от влияния температуры. Не сложно определить место образования условной неподвижной опоры, когда участок уложен параллельно к уровню земли. В этом случае условная неподвижная опора будет находиться посередине между свободными концами участка. Очевидно, что условием является однородность засыпки грунтом всего участка рельефа.

Монтаж трубопроводов из ПИ труб и фасонных изделий должен выполняться в строгом соответствии с проектной документацией. Перед укладкой в траншею все элементы ПИ трубопровода тщательно осматривают с целью обнаружения вмятин, сколов, надрезов и внешних повреждений полиэтиленовой оболочки и пенополиуретановой изоляции.

Укладку труб и фасонных элементов в траншею должна производиться с помощью крана или трубоукладчика. Опускание ПИ труб следует производить плавно, без рывков и ударов о дно, стенки каналов и траншей.

При прокладке предварительно изолированных труб в траншее необходимо выдержать минимальные расстояния (рисунок 9).

На дне траншеи следует устраивать песчаную подушку толщиной не менее 10 см . При обратной засыпке теплопровода обязательно устройство над верхом теплоизоляции защитного слоя из песчаного грунта толщиной не менее 10 ^см, не содержащего твердых включений (щебня, камней, кирпичей), с подбивкой пазух между теплопроводами и основанием и послойным уплотнением, как между трубами, так и между трубами и стенками траншеи.

Монтаж трубопроводов производиться, как правило, на бровке траншеи. Допускается

производить сварку прямых участков на бровке траншеи при температуре + и выше.

Несколько труб свариваются в плеть и изолируются на деревянных подкладках. В этом случае собранную плеть опускают в траншею на широких стропах - полотенцах с помощью кранов. Количество кранов с строп зависит от длины и диаметра трубопровода.

Резку труб производят газовой горелкой, при этом теплоизоляция снимается ручным инструментом на участке длиной 300 - 400 мм, а торцы теплоизоляции в ходе резки стальных труб закрываются защитными экранами.

После сдачи обьекта в эксплуатацию, необходимо вести оперативный контроль за состоянием трубопроводов. Для систематического мониторинга состояния изоляции и оперативного выявления участков с повышенной влажностью изоляции в трубопроводах из предварительно изолированных пенополиуретаном труб, служит система оперативного дистанционного контроля (ОДК) [13].

Принцип действия системы ОДК основан на измерении электрического сопротивления теплоизоляционного слоя между стальной трубой и проводами системы контроля. Сигнальную цепь образуют два медных провода, проходящие по всей длине теплосети.

В абсолютно сухом состоянии пенополиуретан, используемый для теплоизоляции стальной трубы, является, диэлектриком и имеет сопротивление ^ = 00. При появлении влаги в изоляционном слое, сопротивление пенополиуретана начинает уменьшаться. При использовании специальных приборов контроля становиться возможным определить как сам факт увлажнения изоляции, так и место его возникновения с приемлемой точностью. Проводя же определенную градацию электрической проводимости становится возможным установить степень увлажнения изоляции.

В ПИ трубах серийно закладывают два провода системы контроля. В

качестве основного (сигнального) провода используется луженый медный провод белого цвета, который всегда распологается в трубопроводе справа по ходу подачи воды потребителю. Второй провод (транзитный) - голый медный провод, в трубопроводе его принято располагать слева по ходу подачи воды потребителю. Провода контрольной системы соединяются на стыках трубопровода и выводяться при помощи соединительных кабелей через герметичные кабельные выводы в коммутационные терминалы.

Для устройства мест «точек контроля», где возможно присоединение приборов контроля состояния изоляции и произведения периодических замеров, служит измерительный терминал. Измерительный терминал представляет собой коробку с герметичным кабельным выводом сигнальных проводов и разъемами (или клеммами) для подсоединения приборов контроля.