Технология ППУ изоляции трубопроводов — современно, выгодно, надежно.

Созданная в России отрасль производства предизолированных труб позволяет обеспечить нормативную потребность в замене изношенных тепловых сетей на более долговечные и энергоэффективные трубопроводы. Но из-за недофинансирования строительства и ремонта трубопроводного хозяйства общая мощность действующих предприятий сегодня задействована менее чем на треть.

Техническое состояние трубопроводов сетей ГВС и отопления в РФ

По протяженности сетей централизованного теплоснабжения Российская Федерация занимает первое место в мире — 340 тыс. км в однотрубном исчислении. Из них 250 тыс. км (или 74%) составляют трубопроводы распределительных сетей (Ду ≤ 200 мм). К началу 2012 года, по данным официальной статистики, замены требовали более 97 тыс. км тепловых сетей, что составляет 29% от их общей протяженности.

Данные Некоммерческой организации «Ассоциация производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией» (АППТИПИ) свидетельствуют о том, что в настоящее время удельная повреждаемость сетей в регионах России в 6–7 раз выше допустимой и составляет в среднем 1,8–2,2 случаев на км в год при норме 0,3 повреждений. Для сравнения, в Западной Европе этот показатель составляет 0,1. Несмотря на высокую аварийность трубопроводов, фактический объем перекладки изношенных тепловых сетей, по данным АППТИПИ, в среднем по России не превышает 1,2% их общей протяженности и только в отдельных регионах достигает 1,8% при нормативной потребности не менее 4% в год.

Основными причинами катастрофического состояния тепловых сетей признаны массовое применение канальной прокладки трубопроводов и использование недолговечных теплоизоляционных материалов, не отвечающих современным требованиям к подобной продукции.

Применяемые в этих устаревших технологиях гидро-изоляция и теплоизоляционные материалы на волокнистой основе не защищают трубы от увлажнения при длительной эксплуатации, что приводит к ухудшению теплофизических характеристик и, прежде всего, к увеличению коэффициента теплопроводности. Итог — ускорение процессов коррозии и разрушение трубопроводных коммуникаций раньше расчетного периода.

Фактический срок службы таких трубопроводов, по данным АППТИПИ, составляет: для магистральных сетей —12–15 лет, для распределительных сетей — 7–8 лет, сетей горячего водоснабжения — 3–5 лет. Как видим, значительно меньше нормативных 25 лет.

Отраслевые производственные мощности по современным трубам в ППУ изоляции

Общая мощность имеющихся в Российской Федерации производств составляет около 10 тыс. км труб. Однако из-за недостатка в финансировании строительства и ремонта тепловых сетей мощность предприятий используется в среднем на 30% (со значительными сезонными колебаниями, достигающими 500–700% от зимних минимумов к летним пикам).

По данным АППТИПИ, в 2011 году в России было произведено 2 850 км металлических труб в пенополиуретановой (ППУ) изоляции. С 2000 года — с начала массового перехода на технологии с ППУ изоляцией — этот показатель составляет 2–3 тыс. км в год (рис. 1).

Количество производителей предизолированных труб в ППУ изоляции в России неуклонно растет. Рыночный успех этой технологии обусловлен не только ее объективными техническими и эксплуатационными преимуществами, но и другими факторами. В частности, наличием хорошо проработанной нормативной базы по применению труб в ППУ изоляции. Кроме того, в России налажен выпуск технологического оборудования, сырья и материалов для организации крупномасштабных производств с применением пенополиуретановых композиций для защитных покрытий трубопроводов. Действующие предприятия оснащены различным по качеству оборудованием, и уровень подготовки их персонала также существенно отличается. Однако масштабы производства предизолированных труб уже сегодня позволяют говорить о появлении в России новой подотрасли промышленности. Так, в 35 регионах страны работают более 80 предприятий, производящих трубы в ППУ изоляции. Средняя производительность заводов составляет 120 км труб в год, максимальная — 400 км в год. В продуктовой структуре выпуска преобладают трубы для распределительных сетей ГВС и отопления Ду ≤ 200 мм (рис. 2).

Опыт внедрения трубопроводов в ППУ изоляции

Безусловным лидером в применении труб в ППУ изоляции является Москва и Московская область. Неслучайно здесь сосредоточено более 40% всех российских производственных мощностей по выпуску металлических труб ППУ изоляции (35 предприятий-производителей). Трубы в ППУ изоляции активно применяет крупнейший в мире теплосетевой оператор — ОАО «Московская объединенная энергетическая компания». Широко известен также опыт ОАО «Мытищинская теплосеть» — одного из самых передовых предприятий теплоснабжения России: предприятие эксплуатирует 130 км теплотрасс, на 2/3 выполненных с применением ППУ технологии.

Отечественная практика внедрения труб в ППУ изоляции не была безоблачной. Основные трудности отрасль испытывала в самом начале своего развития, когда небольшие предприятия порой нарушали требования ГОСТ 30732-2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана в полиэтиленовой оболочке». Несоблюдение стандарта усугублялось и другими, не зависящими от производителя, факторами: низким качеством стальных труб для потребностей ЖКХ, снижением уровня водоподготовки и профилактики внутренней коррозии тепловых сетей и др. К очевидным минусам в первые годы внедрения технологии можно отнести и другие недоработки, которые приводили к проблемам в эксплуатации новой для рынка продукции. Зачастую при изготовлении изолированной трубы не монтировалась система оперативного дистанционного контроля (ОДК), а при работе с имеющейся конструкцией системы ОДК возникали определенные сложности. Стыки между трубами при бестраншейной прокладке изолировались скорлупами и термолентой, хотя в таких случаях необходимо применять заливку пенополиуретаном и установку термоусадочных муфт. Использовались компоненты ППУ низкого качества или в неправильной дозировке, что приводило к снижению теплостойкости полимерного теплоизолятора, не выдерживавшего рабочую температуру в 130 оС согласно требованиям ГОСТ 30732-2006.

Однако, несмотря на эти «проблемы роста», следует подчеркнуть, что в целом качество ППУ изолированной трубной продукции ежегодно растет: предприятия оснащаются новым, более производительным оборудованием, развивается внутренний рынок сырья и материалов, растет уровень профессионального мастерства как производителей, так и строительно-монтажных предприятий отрасли.

Уровень наружной коррозии сетей — постоянной и, практически, не решенной проблемы прежних лет — в последние годы стал заметно снижаться именно благодаря надежности конструкции трубы в ППУ изоляции.

Развитие технологии ППУ изоляции трубопроводов в России

Технология ППУ изоляции трубопроводов непрерывно совершенствуется. Сегодня отечественные производители изолируют пенополиуретаном не только стальные трубы, но и трубы полимерные, применяя непрерывную технологию заливки ППУ и изготовления одновременно с этим наружной полиэтиленовой защитной оболочки. Так, для сетей горячего водоснабжения и тепловых сетей с рабочей температурой до 115 °С и рабочим давлением 1,0 МПа, прокладываемых бестраншейным способом, широко используются гибкие теплоизолированные пенополиуретаном теплостойкие полимерные трубы из сшитого полиэтилена (РЕХ-а).
Гарантийный срок службы таких трубопроводов составляет 49 лет. Длина теплоизолированных труб в бухте может достигать 250 метров при диаметре 40 мм, а при диаметре 160 мм — 70 метров.

Помимо этого, в сетях высокотемпературного теплоснабжения с рабочей температурой до 160 °С и давлением до 16 атм. применяются гибкие гофрированные нержавеющие стальные трубы диаметром до 127 мм в ППУ изоляции.

К преимуществам гибких трубопроводов в ППУ изоляции относится малое количество фасонных изделий, требуемых для прокладки теплотрассы, и высокая скорость монтажа труб; резко снижается потребность в применении неподвижных опор, стыковых соединений, отводов и компенсаторов.

Область применения гибких труб ППУ — внутриквартальные разводящие сети. Ведущие отраслевые эксперты и участники рынка признают, что применение ППУ изоляции стало мощным рывком в развитии систем теплоснабжения. Потери тепла в трубах новой конструкции минимальны — предизолированные трубы практически не подвержены действию блуждающих токов, а следовательно и внешней коррозии. В отличие от устаревших способов прокладки теплотрасс, технология применения трубопроводов в ППУ изоляции позволяет существенно снизить затраты, повысить качество и срок службы коммунальных трубопроводных систем. С этим сегодня вынуждены согласиться даже те специалисты, которые выступали оппонентами в дискуссии по вопросу широкого использования данной технологии на практике.

Научное и проектное обеспечение этого направления в теплоснабжении обеспечивается крупнейшими институтами, членами Ассоциации: ВНИПИЭнерго-пром, ВНИИСТ, НИИМосстрой, Мосинжпроект и др. Поддержку в обеспечении сырьем – компонентами ППУ — оказывают: ООО «Дау Изолан», ЗАО «Баейер», ООО «Эластокам» и иностранные члены Ассоциации — фирмыHuntsmanPolyurethanes, BASFPolyurethanesGmbH.

Ассоциация объединяет производителей оборудования для производства теплоизолированных ППУ трубопроводов и ряд специализированных институтов, что позволяет комплексно рассматривать проблему современной тепловой изоляции труб, обмениваясь опытом и учитывая недостатки и проблемы развития данной отрасли.