Хабаровский завод трубной изоляции Ассоциация
8 (914) 372-1888

Корзина

Отличие ППУ и ППМ изоляции

Пенополиуретановая (ППУ) изоляция


{Фото=pp1}
Пенополиуретан – ППУ является неплавкой термореактивной пластмассой, имеющей ярко выраженную ячеистую структуру и уникальные физико-химическими свойства, благодаря чему он обладает высочайшими эксплуатационными характеристиками. Проще говоря, это, по сути, вспененный пластик, который не подвергается гниению и разложению и отлично подходит в качестве утеплителя. Структура его такова, что всего лишь 3% объёма составляет твёрдый материал, который образует каркас. Всё остальное – это поры, которые заполнены фторхлорметаном, представляющим собой газ с низким коэффициентом теплопроводности.

Система ППУ является двухкомпонентной, и собственно сам вспененный пенополиуретан образуется в процессе реакции поликонденсации изоционатов с полиолами - после смешивания двух жидких частей: компонента "А" - "полиол", который успешно изготавливается многими отечественными предприятиями, и компонента "Б" - "полиизоцианат", который к большому сожалению в России не производится (из-за законодательных запретов), и завозится к нам исключительно из-за границы (преимущественно из Европы, Японии и Южной Кореи), что делает его цену нестабильной из-за большой волатильности курса рубля.

{Фото=pp2}
Этот материал пытались получить в тридцатые годы прошлого столетия в Америке. Однако впервые пенополиуретан появился в Германии в 1937 году. Он был синтезирован известным немецким химиком и промышленником Отто Байером (на фото), который также впервые и начал его производить в промышленных масштабах. ППУ быстро получил распространение в США, Канаде и западноевропейских странах в качестве теплоизоляции, применяемой в строительной отрасли. В нашей стране этот материал был не так распространён и до недавнего времени применялся лишь в военной промышленности, а также для решения каких-либо узких задач, к примеру, для теплоизоляции холодильных камер. Только последние пару десятков лет ППУ занял своё достойное место среди теплоизолирующих материалов.
 
Сравнительная теплоизоляционная характеристика строительных материалов:
{Фото=pp3}
Свойства ППУ впечатляют. Коэффициент теплопроводности этого материала составляет от 0.019 до 0.03 Вт/мК, что значительно ниже, чем у других термоизоляционных материалов, таких как минеральная вата, пенополистирол, керамзит. К примеру, для обеспечения определённого уровня теплоизоляции слой ППУ толщиной 50 мм эквивалентен слою минеральной ваты толщиной 90.
 
Сегодня ППУ-изоляция широко применяется для теплотрасс в качестве:

– теплоизолятора предварительно изолированных ППУ-трубопроводов, имеющих полиэтиленовую или оцинкованную защитную оболочку:
{Фото=pp4}
– изоляции стыков ППУ-трубопроводов при помощи смешивания двух компонентов непосредственно на объекте строительства и заполнения термоусаживающейся муфты или оцинкованного кожуха: 
{Фото=pp5}
– для изготовления формованных ППУ-скорлуп – полностью готовых теплоизоляционных изделий для труб: 
{Фото=pp6}
Следует отметить, что при простоте монтажных работ с использованием труб с ППУ, их доступной ценой, надёжностью и долговечностью и, как следствие, невысокой стоимостью эксплуатации получаемых теплотрасс, необходима надежная гидроизоляционная защита пенополиуретана.
  
Для предварительно изолированных ППУ-труб в заводской полиэтиленовой оболочке требуется качественная изоляция стыков с использованием термоусаживающихся муфт или лент. Если этим пренебречь, то ППУ-изоляция будет набирать влагу, и все теплозащитные свойства будут резко снижаться, а также начнутся коррозийные процессы на теле трубы, которые протекают очень стремительно при высоких температурах теплоносителя.

Для теплотрасс наружного пролегания применение ППУ-скорлуп с последующей гидроизоляцией термоусаживающимися изоляционными материалами позволяют с одной стороны предоставлять коммунальные услуги стабильно высокого качества, избегая лишних теплопотерь и ремонтов, а с другой – существенно экономить средства.


ППМ изоляция

Пенополимерминеральная изоляция – ППМ (ППМИ) представляет собой тепловую изоляцию на основе вспененного полимера и минерального наполнителя. Основные компоненты ППМ изоляции – это, как правило, пенополиуретан (ППУ) и введённый в него для придания механической прочности минеральный наполнитель, в качестве которого обычно выступает песок, зола или другие материалы.
Не так давно ППМ начал активно применяться в качестве теплоизоляционного материала при строительстве труб в ППМ изоляции. Стоимость изготовления и монтажа сравнительно мала, пенополимерминеральные трубы прокладывать значительно легче, чем, к примеру, ППУ-трубы в полиэтиленовой оболочке. При строительстве отсутствует необходимость монтажа системы ОДК, а затем контроля над ней. Нет нужды обучать персонал методикам дистанционной диагностики, оборудовать коверы системы ОДК, не надо прозванивать провода - закопал и забыл, о чем ещё можно мечтать эксплуатирующим теплотрассы муниципальным предприятиям?  Выходит, что цена ППМ изоляции действительно низкая, однако рассмотрим сравнение технических характеристик ППМ и ППУ  подробнее: 
 
Для этого обратимся к результатам лабораторных испытаний, представленным компанией BASF на ежегодной международной конференции "Тепло России" в 2010 году в Санкт-Петербурге. 
 
Снимки, выполненные при помощи электронного микроскопа с 63-кратным увеличением:
{Фото=nnn1}
ППУ, заливочная плотность 80 кг/м3.
{Фото=nnn2}
ППМ, заливочная плотность 260 кг/м3, доля песка по массе 41,3%.
Прочность ППУ и ППМ при сжатии:
{Фото=nnn3}
Сравнение теплопроводности ППУ и ППМ:
{Фото=nnn4}
Водопоглощение ППУ и ППМ:
{Фото=nnn6}
Как видно из приведенных графиков – свойства и характеристики ППМ-изоляции сопоставимы со свойствами ППУ. Но! Все эти измерения проводились и проводятся в лабораториях при сухом теплоизоляционном материале, а что же происходит в реальности? На практике,  производители ППУ-труб зачем-то защищают пенополиуретан надежной полиэтиленовой оболочкой, долго и тщательно изолируют ППУ-стыки проводя опрессовку и контроль каждого стыка, монтируют и отслеживают намокание ППУ через сложную систему ОДК. Зачем? 
Всё дело в том, что и ППУ и ППМ при контакте с водой медленно, но верно набирают влагу, причем водопоглощение ППМ даже несколько выше (см.график). Влага распространяется по всему теплоизоляционному слою, достигая металла трубы, который при сверхвысокой температуре теплоносителя коррозирует и разрушается со стремительной скоростью. То же самое можно сказать о теплопроводности, которая у обоих материалов более-менее сопоставима при сухом материале: 
 
График изменения теплопроводности при старении для сухого ППУ и ППМ:
{Фото=nnn7}
Но если ППУ или ППМ намокнет – то коэффициент теплопроводности возрастает многократно. И вот, чтобы этого не случилось, производители ППУ-труб надежно защищают свои трубопроводы оболочкой, контролируют намокание системой ОДК и при первом же сигнале откапывают трубу и восстанавливают гидроизоляционную защиту.


Трубы ППУ и ППМИ что выбрать?

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.

Основные преимущества труб в ППУ изоляции представляем в таблице.

Показатели Сравниваемые конструкции теплоизоляции
ППУ ППМ
Нормативный документ для производства изделия ГОСТ 30732-2006 ТУ
Теплопроводность, Вт/мС, при t=50С 0,033 По СНиП 41-03-2003 при расчете толщины теплоизоляции применяется коэфф-т увлажнения=1, тогда теплопроводность 0,033 0,047 (в сухом состоянии) По СНиП 41-03-2003 при расчете толщины теплоизоляции применяется к-т увлажнения=1,05, тогда теплопроводность 0,049
Плотность, кг/м3 80-100 200-250
Термостойкость, °С 150 150
Водопоглощение при полном погружении за 30 суток по массе, % Водопоглощение конструкции отсутствует т.к. в качестве гидрозащитного покрытия используется полиэтиленовая труба 7% Испарение влаги из теплоизолирующего слоя отнимает энергию теплоносителя; циклическая сезонная пропитка и выпаривание влаги разрушает ППМ слой.
Наличие системы оперативного дистанционного контроля есть Невозможность установки системы диагностики из-за постоянного наличия влаги в ППМ слое
Наличие попутного дренажа Не требуется по СНиП 41-02-2003 п. 12.3 Необходимо устройство
Дополнительная наружная антикоррозийная защита Не требуется по СНиП 41-02-2003 п. 13.5 Необходимо устройство
Предел прочности при сжатии, МПа при изгибе, МПа 0,4, что соответствует СНиП 41-03-2003, ГОСТ 30732-2006 0,4, что соответствует требованиям ГОСТ 30732-2006 1,2; 1,7Эти показатели должны быть высоки, т.к. слой ППМ должен выдерживать нагрузки, которые в ППУ конструкции приходятся на полиэтиленовую трубу-оболочку
Защита от механических повреждений Гидрозащитная оболочка из полиэтилена является хорошей защитой от механических повреждений, изготавливается в заводских условиях и проходит ОТК Такой защитой является корка из песка и пенополиуретана, которая в процессе производства получается неоднородной и разной толщины по длине трубы
Адгезия к трубе, МПа Не менее 0,12, что соответствует требованиям ГОСТ 30732-2006 0,4 и не должна быть меньше, т.к. в противном случае, при отрыве изоляции от рабочей трубы влага, находящаяся в теплоизоляционном слое будет проникать к поверхности рабочей трубы, вызывая ее коррозию
Способ прокладки Надземная, бесканальная Бесканальная, надземная. При надземной прокладке требуется дополнительная защита от улитрофиолетовых лучей
Срок службы По ГОСТ не менее 25 лет. По опыту западных стран доказано, что срок службы около 35 лет Предполагается 30 лет
Изоляция арматуры, тройников, тройниковых ответвлений ГОСТ 30732-2006 предусматривает изоляцию всех фасонных частей, технологической мощности производителей хватает укомплектовать заказываемый теплопровод всеми необходимыми фасонными изделиями Типовыми решениями не предусмотрена изоляция запорной арматуры. Многие производители не поставляют тройники и тройниковые ответвления, т.к. формы для их изготовления дороги, что ведет к удорожанию изготовления ответвлений в полевых условиях