Бесканальная прокладка трубопроводов из стальных труб в оболочке из ППУ
ЦЕНТР СНАБЖЕНИЯ
строительными материалами и инженерным оборудованием
8 800 200 9778
Бесканальная прокладка трубопроводов из стальных труб в оболочке из ППУ
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.
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:
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.
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.
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
