СПОСОБ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ТРУБЫ ДЛЯ ВОЗДУШНОЙ, НАЗЕМНОЙ И ПОДЗЕМНОЙ ПРОКЛАДКИ
METHOD FOR HEAT INSULATION OF PIPE FOR AIR, GROUND AND UNDERGROUND INSTALLATION

Изобретение относится к теплоизоляции труб, а именно к способу формирования теплоизоляционного покрытия из вспенивающихся материалов, например пенополиуретана.
Известен способ (SU 832235, F16L 59/14, 1981) нанесения вспенивающейся теплоизоляции с помощью установки трубы в форму с размещенной в ней эластичной оболочкой, с диаметром, не превышающим внутреннего диаметра формы, с заполнением кольцевой полости между трубой и эластичной оболочкой теплоизоляционным материалом и выдержкой времени на его структурирование.
Недостатком способа является необходимость формирования на наружной поверхности теплоизоляции дополнительного слоя укрепляющей гидроизоляции для предотвращения повреждений при перевозке и монтаже.
Известен способ (RU 2136495, 6 В29С 63/18, 6 В29С 67/20, 6 F16L 59/14, 1999), включающий размещение трубы с центрирующими элементами в полимерную оболочку, герметизацию торцов кольцевого зазора между трубой и оболочкой, заполнение зазора вспенивающимся теплоизоляционным материалом и выдержку времени на его структурирование.
Недостатком этого способа является использование в качестве гидроизолирующей оболочки полиэтиленовых труб с толщиной стенки от 5 до 30 мм, которые для своего изготовления требуют большие капитальные затраты, сложное технологическое оборудование, дорогостоящее сырье и дополнительную специальную обработку внутренней поверхности для обеспечения достаточного сцепления с пенополиуретаном. Кроме того, для определения степени влажности теплоизоляции и возникших дефектов трубы при эксплуатации в теплоизоляции между трубами прокладываются два кабеля оперативного контроля.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является принятый в качестве прототипа способ (RU 2200897 F16L 59/00, 2003) теплоизоляции труб путем установки трубы с концентричным зазором в оболочку, выполненной из упрочненной стальной тонколистовой стали, герметизации торцов кольцевого зазора между трубой и оболочкой, заполнения кольцевой полости между трубой и оболочкой тсплоизолирующим материалом и последующей выдержки времени на его структурирование.
Недостатками этого способа являются зависимость от наличия промышленной технологии для изготовления замкнутых оболочек, дополнительная концентрическая установка трубы в оболочке, заполнение кольцевой полости между трубой и оболочкой теплоизолирующим материалом с помощью специального оборудования и проведение сложного технического контроля для выявления дефектов изоляции.
Вышеперечисленные недостатки при этих способах теплоизоляции не позволяют существенно снизить себестоимость продукции и, следовательно, не создают достаточных экономических предпосылок для широкого применения энергосберегающих технологий.
Техническим результатом изобретения является возможность осуществления теплоизоляции в полевых условиях за счет создания доступного любому уровню производства способа, позволяющего снизить материальные затраты при изготовлении теплоизолированных труб для воздушной, наземной и подземной прокладки.
Достигается это тем, что в способе теплоизоляции трубы для воздушной, наземной и подземной прокладки, характеризующемся тем, что устанавливают концентрично относительно изолируемой трубы предварительно изготовленные секции тонколистовых вальцованных металлических обечаек, одновременно выполняющих функции формы и защитного покрытия теплоизоляции, заполняют через продольный стык находящейся в открытом состоянии обечайки кольцевую полость между трубой и обечайкой пенополиуретаном заливных марок, закрывают продольный стык обечайки с перехлестом краев и выдерживают время на структурирование теплоизоляционного материала.
Новым является то, что при формировании теплоизолирующего слоя в качестве оболочки используются секционные тонколистовые вальцованные металлические обечайки, одновременно выполняющие функцию самой формы и защитным покрытием теплоизоляции, а также кабеля для определения возникновения порывов и контроля влажности теплоизоляции. Это позволяет отказаться от сложного промышленного оборудования для заполнения кольцевого зазора между трубой и оболочкой, исключить применение стационарных форм для заливки, а также упростить процесс нанесения теплоизолирующего материала на трубы.
Приведенные чертежи поясняют сущность изобретения.
На фиг.1 проиллюстрирована операция по установке на трубе секции тонколистовой обечайки с двумя заглушками, с помощью которых достигается герметизация торцов кольцевого зазора между трубой и обечайкой.
На фиг.2 - операция по установке на трубе второй и последующих секций тонколистовой обечайки с торцевой заглушкой.
На фиг.3 - операция по нанесению на защитное покрытие теплоизоляции - защитной оболочки гидроизоляционного покрытия путем наматывания гидроизолирующей ленты на полимерной основе.
Способ осуществляют в следующей последовательности.
(См. фиг.1). Сначала изготавливают в необходимом количестве обечайки 2 из тонколистовой или оцинкованной стали толщиной 0,5-0,8 мм и длиной 1,0-2,0 м (в зависимости от возможности вальцовочного устройства). Затем поверхность подлежащей теплоизоляции трубы 1 очищают от коррозии и посторонних веществ. С помощью герметизирующих торцевых заглушек 4 и 5, концентрично трубе устанавливают секцию обечайки 2 и закрепляют ее к заглушкам с помощью клиновидных стопоров (не указаны). С помощью распорок раскрывают продольный стык секции для заливки вспенивающегося материала. В емкости с помощью скоростной мешалки смешивают необходимое количество компонентов заливочного пенополиуретана (или другого вспенивающегося материала) и через открытый продольный стык обечайки заливают состав в мсжтрубное пространство.
По окончании заливки распорки продольного стыка обечайки убираются и обечайка закрывается с перехлестом краев на 12-15 мм. Для избежания раздутия обечайки теплоизолирующим материалом во время его формирования на наружную обечайку застегивается необходимое (в зависимости от длины секции) количество быстросъемных бандажей. Отсутствие пустот и однородность покрытия при формировании и структуризации теплоизоляции достигается за счет свободного выдавливания воздуха через продольный стык обечайки. При этом не происходит выдавливания самого вспенивающего материала, так как при увеличении объема при вспенивании в заполняемой полости возникает значительное внутреннее давление, которое прижимает тонколистовой материал обечайки к установленным бандажам, что в свою очередь приводит к самопроизвольной герметизации продольного стыка обечайки. После заполнения всего объема межтрубного пространства теплоизолятором с помощью клепального инструмента (или саморезов) проводят скрепление продольного стыка обечайки. По истечению времени структуризации снимаются бандажи и торцевая заглушка 5. Заглушка 4 передвигается вдоль трубы на необходимое расстояние для установки следующей секции обечайки.
Установка последующих секций обечаек (см. фиг.2) происходит аналогично установке первой, за исключением того, что обечайка 2 одной стороной предварительно закрепляется на 2/3 окружности с предыдущей ранее сформированной обечайкой трубы с помощью заклепок (или саморезов). Герметизация торца последующих секций обечайки 2 и концентричность их установки относительно трубы 1 обеспечиваются торцевой заглушкой 4.
Отсутствие разрывов между участками теплоизоляционного покрытия 3 и его однородность по всей длине изделия, а также его хорошее сцепление с изолируемой трубой и обечайкой достигаются за счет высокой адгезии вспенивающегося теплоизоляционного материала к металлу и уже структурированному участку теплоизоляции.
Технико-экономические преимущества способа складываются из следующего.
1. Предлагаемый способ не требует оборудования для производства дорогих полиэтиленовых труб, их изготовление или приобретение и дополнительную обработку их внутренней поверхности для достаточной сцепляемости с пенополиурстаном.
2. Отпадает необходимость в приобретении оборудования для изготовления оболочек (длиной до 12 м) из других материалов, при теплоизоляции труб по методу «труба-в-трубе».
3. Не требуется прокладки двух кабелей оперативного контроля по всей длине трубопровода для определения степени влажности теплоизоляции и возникших дефектов трубы при ее эксплуатации, так как роль кабеля выполняет тонкостенная металлическая обечайка, срок службы которой достигает до 33 лет, а при применении оцинкованной стали - 50 лет.
4. Данный способ позволяет производить теплоизоляцию труб современными теплоизолирующими материалами не только в больших производственных помещениях на сложном и уникальном оборудовании, но и на средних и малых предприятиях, с ограниченной производственной площадью при помощи широко распространенных универсальных станков, инструментов и материалов.
5. Себестоимость теплоизоляции при данном способе ниже себестоимости теплоизоляции с применением традиционных материалов (с использованием в качестве теплоизолятора минераловатных матов и плит на синтетическом связывающем марок 75, 100 и защитного покрытия) при одновременном существенном уменьшении эксплуатационных теплопотерь.
6. Доступность предлагаемого способа для применения практически любой организацией позволяет сократить время оперативного обеспечения возникающих потребностей при ремонте или монтаже трубопроводов.
7. Гибкость предлагаемого способа, позволяющего с помощью несложной универсальной оснастки обеспечить немедленный переход с теплоизоляции труб одного диаметра на другой (от 40 мм, до 800 мм и выше) без наличия заливочных форм и оборудования.
8. Применение при предлагаемом способе заливных марок пенополиуретана (с закрытыми порами до 96%) блокирует проникновение влаги за пределы поверхностного слоя теплоизоляции при повреждении гидроизолирующего слоя и тонколистовой обечайки в процессе эксплуатации.
9. Простота и надежность контроля качества теплоизолирующего покрытия за счет секционного принципа заполнения вспенивающимся пенополиуретаном кольцевого зазора между трубой и обечайкой.