Пенополиуретановая и пенополимерминеральная изоляция. Взгляд с другой стороны
Выбор типа изоляции между пенополиуретановой (ППУ) и пенополимерминеральной (ППМ): обзор преимуществ и недостатков каждой из них. Испытания теплопроводов в ППМ-изоляции. Исследование процессов высыхания пено- и полимерминеральной теплогидроизоляции.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.02.2017 |
Размер файла | 690,4 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ППУ и ППМ изоляции. Взгляд с другой стороны
Выбор типа изоляции между пенополиуретановой (ППУ) и пенополимерминеральной (ППМ) - вопрос сложный. Действительно, оба типа изоляции (с наружным гидроизоляционным слоем и безоболочная) рекомендованы СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети», но конечное решение принимается эксплуатирующей организацией исходя из современных данных о свойствах и опыте применения изоляций обоих типов. В обсуждении целесообразности использования того или иного типа изоляции, в первую очередь, должны участвовать представители эксплуатирующих организаций (главный инженер, начальник ПТО), а представители производителей - только как консультанты, готовые предоставить интересующую информацию для анализа. Иначе спор превращается в басню «Лиса и журавль», где каждый приводит факты (зачастую не проверенные, противоречивые), удобные для рекламирования своей продукции, а не объективные. В этой статье автору не хотелось бы придаваться размышлениям о преимуществах и недостатках ППМ и ППУ изоляции, а провести сравнение сухим языком фактов и цифр.
Пенополимерминеральная теплогидроизоляция - монолитный высоконаполненный композиционный материал на основе полиуретана и минерального наполнителя. ППМ изоляция характеризуется переменной по сечению плотностью, получаемой в едином процессе. Конструкцию ППМ изоляции условно можно поделить на три зоны (рис. 1).
Сравнение физико-механических свойств ППУ (по ГОСТ 30732-2006) и ППМ (по ТУ 5768-00613300749-2009) приведено в табл. 1.
пенополиуретановый пенополимерминеральный изоляция
Таблица 1. Сравнительная таблица физико-механических свойств ППУ (по ГОСТ 30732-2006) и ППМ (по ТУ 5768-006-13300749-2009), производства ООО НПП «Пенополимер» г. Коломна.
Наименование показателя |
ППМ |
ППУ |
|
Рабочая температура теплоносителя, °С |
150 |
150 |
|
Плотность, кг/м3 |
300±50 |
>60 |
|
Предел прочности:- при сжигании, МПа, не менее |
1, 5 |
0, 3 |
|
- при сдвиге в осевом направлении, МПа при 23 °С, не менее |
0, 5 |
0, 12 |
|
Водопоглощение при кипячении по объему, %, не более |
0, 5 |
10 |
|
Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при t=50 °С, Вт/м °С, не более |
0, 041 |
0, 033 |
|
Радиальная ползучесть теплоизоляции при температуре испытания 140 °С, мм, не более, в течение 100 ч |
не нормируется |
2, 5 |
Теперь хотелось бы остановиться на некоторых свойствах подробнее.
Коэффициент теплопроводности. Специалистам (да и не только) понятно, что сам по себе коэффициент теплопроводности для эксплуатации не важен. Увеличение коэффициента приводит к увеличению толщины теплоизоляционного слоя - только и всего, а тепловые потери с единицы площади трубы остаются одинаковыми (в пределах НТД), что для трубы в ППУ, с толщиной изоляции эПпу, что для трубы в ППМ, с толщиной изоляции эППМ (зППУ<эППМ). По результатам сравнительного анализа, проведенного специалистами ОАО «Оренбургэнергоремонт» на действующих трубопроводах в ППУ и ППМ изоляциях [1], ППМ изоляция не уступает и даже превосходит ППУ изоляцию по теплоизоляционным свойствам (температура поверхности ППМ изоляции ниже температуры поверхности трубопровода в ППУ при одной и той же температуре теплоносителя).
Водопоглощение. Водопоглощение при одних и тех же условиях у ППМ в 20 раз меньше, чем у ППУ. При таких значениях водопоглощения наличие гидроизоляционного слоя не требуется -вся конструкция целиком защищает материал изоляции и наружную поверхность трубы от проникновения влаги. Хотелось бы заметить, что содержание влаги в ППМ при наихудших условиях эксплуатации (полное затопление водой при температуре 100 ОС) остается на уровне естественной влажности ППУ
Немного хотелось бы остановиться на достаточно хорошо исследованном процессе высыхания ППМ изоляции. В лаборатории тепловых сетей ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром» под руководством ГХ.Умеркина были смоделированы и изучены процессы высыхания ППМ [2]. Было установлено, что снижение содержания влаги с 12 до 2% происходит за 6 суток (рис. 2а). При этом большая часть влаги сосредоточена на удалении от поверхности стальной трубы в начальный момент опыта и до полного высыхания (рис. 2б). То есть поверхность стальной трубы хорошо защищена от влаги как во время подачи теплоносителя, так и в холодном состоянии. Это подтверждает постоянно на протяжении 10 лет проводимый мониторинг состояния трубопроводов в ППМ изоляции.
Адгезия. ППМ изоляция достаточно жестко соединена с поверхностью трубы (не менее 0, 5 МПа у ППМ, не менее 0, 12 МПа у ППУ). ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром» были изучены прочностные характеристики конструкции трубопроводов в ППМ теплогидроизоляции [3]. Эксперименты показали, что разрушение конструкции происходит при усилиях, превышающих усилия, при которых стальная труба теряет несущую способность. То есть конструкция при обычных условиях эксплуатации является надежной.
Повреждения изоляции (сколы, царапины). При нанесении удара, с энергией 14 Дж по корковому слою ППМ изоляции и ПЭ оболочке трубопровода в ППУ глубины повреждений ПЭ и коркового слоя ППМ изоляции вполне сравнимы (2-2, 5 мм у ПЭ и 2, 5-3 мм у ППМ изоляции по методике, аналогичной приведенной в ГОСТ 25812-83 [4]). В обоих случаях образуется вмятина без разрушения материала, т.е. можно сделать вывод о том, что конструкция ППМ изоляции защищена от повреждений не хуже, чем конструкция трубопроводов в ППУ изоляции. Кроме того, от повреждений изоляции (сколов, царапин) при монтаже не защищена так же и конструкция «труба в трубе». Только повреждение ППМ (любого размера) может быть устранено непосредственно на месте силами монтажников, в то время как поврежденный участок ППУ заменяется полностью.
Экономическое сравнение. Единственным экономическим сравнением может быть цена готовой тепловой сети. Сравнивать стоимость только труб не совсем корректно (как сравнивать стоимость автомобиля, заявляя, что у этой модели колесо стоит дешевле, чем у другой). Трубопровод - это прямые участки, отводы, тройники, неподвижные опоры, запорная арматура и т.д. Поэтому в сравнительной таблице должны присутствовать не только линейные участки, но и фасонные изделия, и комплекты для изоляции стыков (система компонентов и термоусадочная муфта). Так же необходимо отметить, что в стоимость линейных участков трубопроводов в ППМ изоляции уже входит стоимость системы компонентов для изоляции стыков. Кроме компонентов для изоляции стыков, покупка дополнительных материалов (муфт) не требуется. Все необходимое оборудование для изоляции (лист жести, стяжки из подручных материалов, строительный миксер и дрель для перемешивания) можно изготовить или приобрести в хозяйственном магазине самостоятельно, что сокращает затраты на монтаж.
В табл. 2 приведены сравнения цен линейных участков и фасонных изделий в ППУ и ППМ изоляции и суммарная стоимость условной теплосети диаметром 57, 108, 273 и 530 мм, приведенной на рис. 3. На рис. 4 приведено сравнение суммарной стоимости теплотрассы в ППУ и ППМ для диаметров от 32 до 530 мм (сравнение проведено с использованием средних цен на трубопроводы и фасонные изделия в ППУ изоляции по центральному региону России и цен на трубопроводы и фасонные изделия в ППМ изоляции производства ООО НПП «Пенополимер»).
Диаметр трубопровода, мм |
ППУ изоляция, руб. |
ППМ изоляция, руб. |
|||||||
Изоляция линейных участков |
Изолированные отводы |
Неподвижные опоры |
Комплекты для изоляции стыков (компоненты + муфта) |
Изоляция линейных участков |
Изолированные отводы |
Неподвижные опоры |
Комплекты для изоляции стыков (компоненты) |
||
106 м |
4 шт. |
2 шт. |
10 шт. |
106 м |
4 шт. |
2 шт. |
5 шт.* |
||
57 |
30528 |
6712 |
6002 |
3070 |
43672 |
2216 |
7560 |
1380 |
|
Итого: 46312 |
Итого: 54828 |
||||||||
108 |
45474 |
10480 |
9572 |
4830 |
54378 |
4512 |
11556 |
2060 |
|
Итого: 70356 |
Итого: 72506 |
||||||||
161544 |
47284 |
35756 |
15830 |
176172 |
28516 |
34578 |
4150 |
||
273 |
Итого: 260414 |
Итого: 243416 |
|||||||
414884 |
148100 |
120226 |
53460 |
454740 |
110204 |
90914 |
10720 |
||
530 |
Итого: 736670 |
Итого: 666578 |
Как видно из табл. 2 и рис. 4, суммарная стоимость теплосети в ППМ и ППУ изоляции при всех диаметрах трубопровода практически одинакова.
Необходимо отметить, что в расчет стоимости тепловой сети не входила стоимость по изоляции стыков (что еще больше увеличит стоимость теплосети в ППУ изоляции) и затраты на наладку (не говоря об эксплуатации) системы ОДК. Таким образом, заявления о, якобы, дороговизне ППМ по сравнению с ППУ безосновательны.
Система ОДК. Подробную информацию о системе ОДК можно получить у производителей трубопроводов в ППУ изоляции. Хотелось бы только остановиться на причинах обязательного использования системы при применении ППУ Дело в том, что конструкция ППУ в ПЭ оболочке (и, конечно, в стальной) является герметичной. При попадании влаги внутрь конструкции при температурах эксплуатации (100-150 ОС) происходит гидролиз ППУ с последующим разрушением [5]. Поэтому контроль за увлажнением необходим не только и не столько для обнаружения утечек, а, скорее, для предотвращения деструкции материала в присутствии воды и сокращения срока службы трубопровода. При применении ППМ изоляции, когда влага при эксплуатации из материала удаляется задолго до того, как произойдет заметное разрушение материала, контроль за увлажнением не требуется. Те. наличие системы ОДК - это не преимущество или недостаток конструкции, это необходимость при применении конструкции «труба в трубе». Требование к обязательному устройству системы ОДК при применении герметичной конструкции «труба в трубе» прописано в СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети».
Кроме того, на сегодняшний день мало доступной информации по реальным результатам применения системы ОДК на объектах теплоснабжения. В одном из немногих отчетов, посвященным проблемам применения системы ОДК, С.В. Голубков, ведущий инженер службы диагностики и электрохимической защиты Предприятия «Тепловая сеть» филиала «Невский» ОАО «ТГК-1» [6], озвучил проблемы, в том числе конструкционные, препятствующие полноценному применению системы ОДК, основанной на измерении сопротивления изоляции, и предложил свой, удобный с точки зрения эксплуатационника, метод контроля за увлажнением материала. Но, как видно, до настоящего времени интереса к усовершенствованию системы ОДК это предложение не вызвало.
Интересна для специалистов, и не только, будет статья А.А. Александрова и В.Л. Переверзева [7], в которой авторы анализируют технические проблемы эксплуатации системы ОДК в тепловых сетях. Выводы, сделанные авторами, мягко говоря, не в пользу существующей системы ОДК.
В заключение хотелось бы обратиться к авторам, желающим принять участие в обсуждении темы, с просьбой приводить, все же, больше конкретных данных и воздержаться от размышлений, основанных на собственных убеждениях.
Литература
1. Димидов Г.Ш. Об испытаниях теплопроводов в ППМ-изоляции // Новости теплоснабжения. 2006. № 4. С. 37-40.
2. Умеркин Г.Х. Исследование процессов высыхания пено- полимерминеральной теплогидроизоляции // Новости теплоснабжения. 2005. № 11. С. 45-46.
3. Умеркин Г.Х. Исследование по созданию надежной конструкции теплопровода. - М.: Энергия, 2003 г.
4. ГОСТ 25812-83 «Трубопроводы стальные магистральные. Общие требования к защите от коррозии».
5. Райт П., Камминг А. Полиуретановые эластомеры. «Химия», 1973 г.
6. Голубков С.К. Опыт эксплуатации труб в ППУ-изоляции с системой оперативного дистанционного контроля (ОДК) // Новости теплоснабжения. 2006. № 1. С. 50-51.
7. Александров А.А., Переверзев В.Л. Оперативный дистанционный контроль трубопроводов ППУ - эффективное средство контроля или бесполезное приложение?// Новости теплоснабжения. 2007. № 2. С. 36-41.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Электрическая прочность изоляции как одна из важных характеристик трансформатора. Внутренняя и внешняя изоляция, ее основные элементы. Влияние температуры на характеристики изоляции. Схема классификации изоляции силового масляного трансформатора.
контрольная работа [733,6 K], добавлен 24.03.2016Виды тепловой изоляции: естественная или природная (асбест, слюда, пробка) и предварительно обработанные материалы. Альфолевая изоляция. Термическое сопротивление теплопередачи через изолированный трубопровод. Выбор эффективной изоляции трубопроводов.
презентация [121,0 K], добавлен 18.10.2013Схема замещения изоляции и диаграмма токов, протекающих в ней. Определение увлажненности изоляции по коэффициенту абсорбции. Определение местных дефектов изоляции по току сквозной проводимости. Расчет объема работ по обслуживанию электрооборудования.
курсовая работа [205,3 K], добавлен 04.01.2011Послеремонтные испытания трехфазного трансформатора, автотрансформатора. Измерение сопротивления изоляции обмоток. Сушка изоляции синхронных компенсаторов. Способ нагрева обмоток постоянным током. Объемы текущих капитальных ремонтов электродвигателей.
контрольная работа [126,8 K], добавлен 16.12.2010Понятия разрядного напряжения и резконеоднородного поля. Внешняя и внутренняя изоляция электрических установок. Коронный разряд у электродов с малым радиусом кривизны во внешней изоляции. Целесообразность применения внутренней изоляции электроустановок.
реферат [24,3 K], добавлен 07.01.2011Технические характеристики, конструкция и марки обмоточных проводов, выпускаемых заводами РФ. Испытания на электрическую прочность изоляции исследуемых проводов. Преимущества применяемой в обмоточных проводах полиимидно-фторопластовой изоляции.
дипломная работа [4,1 M], добавлен 18.10.2011Электрическая изоляция, ее контроль. Виды заземления в зависимости от назначения. Процесс растекания электрического тока в грунте. Напряжения прикосновения и шага. Измерения сопротивлений изоляции, заземляющих устройств и удельного сопротивления грунта.
контрольная работа [461,3 K], добавлен 30.10.2011Виды электроизоляционных материалов и требования к изоляции. Особенности изоляции маслонаполненных и воздушных выключателей. Технические характеристики ограничителей перенапряжения. Выбор гирлянды изоляторов и расстояний опоры линии электропередачи.
курсовая работа [586,5 K], добавлен 19.04.2012Трехфазные электрические сети, критерии их классификации и разновидности, функциональные особенности. Описание лабораторного стенда и контрольно-измерительных приборов. Периодический контроль изоляции. Сопротивление изоляции электроустановок аппаратов.
лабораторная работа [174,8 K], добавлен 19.03.2014Изучение методов испытания изоляции, пробоя воздушного промежутка при различной форме электродов. Проверка электрической прочности трансформаторного масла. Описание испытательной установки АИИ-70 для создания напряжений постоянного и переменного токов.
лабораторная работа [270,1 K], добавлен 02.11.2014Характеристика принципа измерения степени увлажнённости изоляции методом коэффициента абсорбции. Определение примерной зависимости коэффициента абсорбции от температуры. Анализ соединения обмоток трансформатора при помощи комбинированного прибора.
лабораторная работа [147,8 K], добавлен 27.03.2019Определение степени полимеризации маслосодержащей изоляции, с развивающимися дефектами в процессе эксплуатации силовых трансформаторов. Анализ технического состояния изоляции силовых трансформаторов с учетом результатов эксплуатационного мониторинга.
курсовая работа [227,4 K], добавлен 06.01.2016Определение наружного диаметра изоляции стального трубопровода с установленной температурой внешней поверхности, температуры линейного коэффициента теплопередачи от воды к воздуху; потери теплоты с 1 м трубопровода. Анализ пригодности изоляции.
контрольная работа [106,4 K], добавлен 28.03.2010Расчет электрических величин трансформатора, определение его основных размеров. Конструкция изоляции и минимально допустимые изоляционные расстояния. Главная изоляция обмоток, изоляция от заземленных частей и между обмотками. Механические силы в обмотках.
курсовая работа [834,3 K], добавлен 18.04.2014Формы электрических полей. Симметричная и несимметричная система электродов. Расчет максимальной напряженности кабеля. Виды и схема развития пробоя твердого диэлектрика. Характеристики твердой изоляции. Зависимость пробивного напряжения от температуры.
контрольная работа [91,5 K], добавлен 28.04.2016Испытание изоляции обмотки статора генератора повышенным выпрямленным напряжением. Определение работоспособности промежуточного реле с катушкой из медного провода, выбор реле. Расчет намагничивающей и контрольной обмоток для испытания стали статора.
курсовая работа [342,2 K], добавлен 30.11.2012Главная особенность газообразных диэлектриков. Основные требования к газам, применяемым в качестве электрической изоляции. Показатель преломления некоторых газов. Относительная электрическая прочность элегаза при различных расстояниях между электродами.
презентация [358,0 K], добавлен 26.05.2014Исследование методов скрутки и пайки проводов при ремонте электрической проводки или электроприборов. Описание методики изолирования оголенного участка электропровода. Особенности снятия пластмассовой изоляции оплавлением. Ответвление проводов скруткой.
лабораторная работа [1,5 M], добавлен 11.11.2014Основные достоинства элегазового оборудования, определяемые уникальными физико-химическими свойствами элегаза. Принципиальное отличие элегазовых выключателей от других типов. Гашение дуги в выключателях типа LF. Измерение сопротивления изоляции.
реферат [3,5 M], добавлен 14.01.2015Определение электрических величин. Номинальные фазные напряжения. Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания. Выбор главной и продольной изоляции трансформатора. Выбор конструкции магнитопровода. Основные размеры трансформатора.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 26.01.2012