Moderní ocelová potrubí se často potýkají s problémy s korozí a ztrátou vnitřního tepla (jako je horká voda). Řešením těchto problémů byla izolace potrubí. Existuje několik typů ochranných nátěrů pro různé účely: tepelná izolace a antikorozní izolace.
- Typy izolačních nátěrů
- Izolace VUS a US
- PPU izolace
- PPM izolace
- Epoxidová izolace
- Výkon
Tepelná izolace – jeden z nejdůležitějších aspektů návrhu a konstrukce potrubí. Používá se ke snížení tepelných ztrát, prevenci vzniku korozních procesů a kontrole vlivu vnějších faktorů, jako jsou teplotní změny a mechanické poškození.
Antikorozní izolace – plní především úkol zabraňovat korozním procesům, ale také dokáže zadržovat teplo potrubí a chránit ho před jeho mechanickými vlivy.
V tomto článku budu hovořit o typech tepelných a antikorozních izolací potrubí, jejich výhodách, k čemu se používají a způsobech aplikace.
Existují čtyři hlavní typy ochrany potrubních systémů: VUS, PPU, PPM a epoxidový nátěr, z nichž každý má své vlastní vlastnosti – všechny je třeba vzít v úvahu při navrhování, instalaci a dalším provozu potrubních systémů.
VUS a US, což je jiný název “velmi zesílená izolace” a “zesílená izolace”, vyrobena z polyetylenu a je jedním z nejpoužívanějších typů protikorozní ochrany. Jedná se o dvouvrstvý nebo třívrstvý nátěr, který se nanáší boční extruzí. Jeho podstata spočívá v tom, že se trubky, otáčející se, pohybují po „dopravníku“ a v tuto chvíli speciální „rozprašovače“ nanášejí roztavený polyethylen.
Velmi zesílená izolace potrubí se skládá z následujících vrstev:
1. Lepidlo (adhezivní látka) – zajišťuje těsné přilnutí epoxidového základního nátěru k vnějšímu plášti. Lepicí vrstva se skládá z vinylacetátu a etylenu.
2. Epoxidový základní nátěr – vrstva, která propůjčuje odolnost proti korozi a dále zlepšuje přilnavost („lepení“) izolačních vrstev.
3. Vnější vrstva polyethylenu má vysoké antikorozní vlastnosti a spolehlivě chrání potrubí před vlhkostí.
Potrubí v izolaci VUS může být dvouvrstvé nebo třívrstvé. Dvouvrstvá izolace se skládá z přilnavého povlaku a vnější vrstvy z polyethylenu. Na třívrstvou izolaci se přidá vrstva epoxidového základního nátěru.
Pro podzemní potrubí je nezbytná antikorozní izolace US a VUS. Bez ochranného povlaku bude ocelový povrch potrubí náchylný ke korozi půdy, která zhoršuje výkon potrubí a může vést k poruchám a nehodám.
Hlavní výhody VUS a US izolace jsou: vysoká životnost – potrubí VUS může správně fungovat od 30 do 50 let), odolnost vůči vysokým teplotám – izolace VUS je odolná vůči teplotnímu rozsahu od -40 do +60 stupňů, dobrá odolnost proti mechanickému poškození – povlak vydrží rázové zatížení do 2,1 kilogramu.
PPU izolace je tepelná izolace z polyuretanové pěny v plášti z polyetylenu nebo pozinkované oceli. Polyuretanová pěna vzniká smícháním dvou složek: isokyanátu a polyolu.
PPU izolace, jejíž převážnou část tvoří polyuretanová pěna, je považována za bezpečnější a tepelně úspornější ve srovnání s jinými typy, proto se PPU povlak nejefektivněji používá pro tepelnou izolaci potrubí.
Izolace PPU se skládá ze dvou ochranných povlaků a nanáší se metodou „pipe in pipe“:
1. Pěnová polyuretanová pěna. To zajišťuje hlavní funkci povlaku. Materiál nepropouští teplo a má vysokou pevnost, odolnost vůči teplotním výkyvům (odolává teplotám od -70 do +120 stupňů) a „imunitu“ vůči tvorbě plísní a plísní.
2. Ochranný plášť tvořený buď polyetylenem (izolace PPU PE) nebo pozinkovanou ocelí (izolace PPU OC). Polyetylenový povlak je zničen působením ultrafialového záření, takže je vhodný pouze pro použití na podzemních potrubích. Zinkový povlak je odolnější vůči vnějším vlivům, proto se používá při zemních pracích.
Požadavky na složení izolace z polyuretanové pěny upravuje GOST 30732-2020.
Trubky potažené PPU se dodávají v „hotové“ podobě přímo z továrny. Technologie výroby je jednoduchá – trubka je instalována ve statické poloze a umístěna uvnitř ochranného pláště, zachovává prázdný prostor. Poté se do této prázdné mezery nalijí komponenty, které ztuhnou a vytvoří vrstvu polyuretanové pěny.
Dále jsou výrobky umístěny na sklad, kde jsou po určitou dobu uchovávány (v závislosti na konkrétní technologii výroby).
Hlavním úkolem izolace PPU je zachovat teplo materiálu potrubí. Izolace z polyuretanové pěny je ideální pro systémy zásobování teplou a studenou vodou, protože neumožňuje velké tepelné ztráty při přepravě kapalin. A plášť PE a OC je navržen tak, aby chránil vrstvu tepelně izolační polyuretanové pěny.
Jedna z hlavních výhod tepelné izolace PPU – jedná se o možnost využití systému pro operativní dálkové monitorování potrubí (SORK). Tento systém se skládá z detektorů poškození a spínacích svorek.Umožňuje sledovat stav potrubní sítě v izolaci z polyuretanové pěny bez dodatečné preventivní údržby. Trubky PPU se systémem UEC obsahují signálové vodiče a výstupní kabely, které se připojují na svorky. Díky tomuto systému je možné včas odhalit porušení nebo navlhnutí pláště z polyuretanové pěny.
PU pěna vykazuje nízký koeficient tepelných ztrát – součinitel tepelné vodivosti 0,027 W/μ.
PPM (PPMI) je zkratka pro izolaci z polymer-minerální pěny. Odtud je složení okamžitě jasné – PPM je dvousložkový „systém“, jehož hlavní složkou je polyuretanová pěna, navíc smíchaná s minerálním plnivem (křemenný písek, popel, obyčejný písek nebo jiné jemné materiály). Tento nátěr má vynikající tepelně izolační vlastnosti a snadno se aplikuje.
Hlavní nevýhodou PPM je, že postupně akumuluje vodu, která se nakonec dostane až do samotného potrubí a způsobí korozi. Dalším faktorem, který zvyšuje korozivní účinek, je teplo – potrubí, které má „nahromaděnou“ vodu, se rychle zahřívá a teplota dále zvyšuje korozi. Obecně jsou však tepelně izolační vlastnosti srovnatelné s vlastnostmi povlaku z PU pěny. Standardní indikátory izolace PPM jsou stanoveny v GOST 56227-2014.
Technologie aplikace PPM je jednoduchá – nejprve se do formy vloží trubka a poté se do ní nalije pěna-polymer-minerální kompozice, která se rozdělí po celé délce a ztvrdne za 20-40 minut.
I přes své nedostatky se izolace PPM používá ke snížení tepelných ztrát, stejně jako povlak PPU. Instalace tohoto nátěru je jednoduchá. Při pokládce bez kanálů nejsou nutné ochranné železobetonové konstrukce. Potrubí je uloženo v zemi až do bodu nad bodem mrazu, což zkracuje dobu výkopových prací. Pro žlabovou a nadzemní instalaci jsou nutné posuvné podpěry s válcovou nosnou plošinou. PPMI se používá ke snížení peněžních nákladů při pokládce potrubní sítě.
Epoxidový nátěr je druh inertní izolace potrubí, která se používá především k ochraně potrubí před korozí a snížení jeho elektrické vodivosti. Inertnost znamená absenci chemických reakcí při kontaktu s kapalinami, biologickými a chemickými látkami a také minimalizaci rizika plísní a plísní. Epoxidová pryskyřice může být aplikována jak na vnější, tak na vnitřní části potrubí – proto lze takové potrubí použít i k přepravě potravinářských výrobků.
Epoxidová izolace může obsahovat jednu až tři vrstvy, z nichž jedna je samotná epoxidová pryskyřice a zbytek jsou směsi epoxidové pryskyřice s jinými materiály.
Epoxidová pryskyřice se nanáší nástřikem na povrch vyhřívané trubky – v důsledku toho materiál na ocelové části ztvrdne a vytvoří odolný ochranný plášť. Mezi výhody epoxidové izolace potrubí patří vynikající ochrana proti korozi, vysoké provozní teploty (epoxidový nátěr odolá teplu až 150 stupňů) a odolnost (díky vysoké inertnosti). Epoxidová izolace má také vysoký stupeň přilnavosti, takže ochranný nátěr spolehlivě přilne k povrchu oceli.
Epoxidová izolace je nezbytná pro ochranu povrchů ocelových trubek. Vnější antikorozní nátěr chrání před vnějším agresivním prostředím a jeho vlivy a chrání před korozí. Aby se zabránilo interakci unikající kapaliny s vnitřní stěnou potrubí, používá se vnitřní epoxidový povlak.
Každá technologie výroby tepelné izolace pro potrubí má své vlastní jedinečné vlastnosti a výhody:
1. Trubky VUS jsou známé svou vynikající antikorozní ochranou a odolností proti mechanickému a koroznímu poškození,
2. Vrstva polyuretanové pěny má silné tepelně izolační vlastnosti a v závislosti na typu vnějšího nátěru je použitelná pro nadzemní i podzemní práce,
3. PPM izolace je odolnější vůči mechanickému poškození a má dobrou míru udržení tepla v potrubním systému,
4. Epoxidová pryskyřice je nejodolnější vůči nepříznivým faktorům prostředí – nereaguje s chemikáliemi, neztrácí své vlastnosti vlivem ultrafialového záření a odolává mechanickému namáhání.
Izolace potrubí a tvarovek je v moderním světě jednou z nejdůležitějších oblastí při projektování potrubních sítí. Jsou nezbytné k ochraně ocelových výrobků před korozí, mechanickým poškozením a tepelnou ochranou. V současné době existují typy izolací, které vyhovují všem potřebám. Proto výběr typu ochranného nátěru závisí především na funkcích potrubí a jeho účelu.
Pro tepelnou izolaci potrubí se používají různé materiály dodávané ve formě rolí, pouzder, plášťů a také ve formě různých kompozic.
Nejrozšířenější jsou následující tepelné izolace potrubí:
- minerální vlna;
- skleněná vlna;
- expandovaný polystyren;
- polyuretanová pěna;
- pěnový polyethylen;
- bezešvá (tekutá) tepelná izolace;
- termoizolační barviva.
Izolace rolovými materiály, i když je široce používána, má řadu významných nevýhod, z nichž hlavní je velké množství času stráveného montáží a instalací, což způsobuje potíže majitelům potrubí při organizaci práce. Kromě toho utěsnění spár způsobuje určité potíže.
Minerální vlna
Docela spolehlivá tepelná izolace pro potrubí, vyznačující se působivým teplotním limitem. Vlákna materiálu se začínají tavit při teplotě cca +1000 °C. Minerální vlna si přitom zachovává své vlastnosti v rozsahu teplot od -60 °C do +200 °C. Minerální vlna se vyrábí ve formě rolí, desek a válců. Používá se k izolaci různých potrubních systémů. V tomto případě je vnější vrstva při použití pro tepelnou izolaci potrubí vyztužena ochrannou vrstvou skelného vlákna nebo fólie.
Izolace potrubí z minerální vlny se vyrábí ve formě rolí, desek nebo válců. Vnější vrstva izolace je vyztužena fólií nebo skelným vláknem.
skleněná vlna
Skleněná vlna je nejbližším příbuzným minerální vlny. Má dobré tepelně izolační vlastnosti a nepodporuje hoření. Jeho jedinou nevýhodou je vysoká hygroskopičnost, proto musí být vyztužena ochrannou vrstvou. Dnes někteří výrobci vyrábějí tuto izolaci s již nanesenou ochrannou vrstvou. Skelná vlna se vyrábí v rolích, deskách a válcích.
Polyethylenová pěna
Tato izolace se vyrábí ve formě ohebných trubek o délce až 2000 mm a vnitřním průměru 5-31 mm. Jeho hlavním účelem je izolace vnitřních topných a vodovodních sítí. Zároveň má teplotní limit +95 °C. Spoje tohoto materiálu jsou utěsněny páskou nebo lepidlem.
Tepelná izolace z pěnového polyetylenu se vyrábí pro izolaci vnitřních topných nebo vodovodních sítí. K dispozici ve formě pružných dutých válců o délce až 2000 mm.
Styrofoam
Tepelná izolace z pěnového polystyrenu pro potrubí se vyrábí ve formě pláště sestávajícího ze dvou půlválců se spojem pero-drážka. Výhodou tohoto typu materiálu jsou jeho vysoké tepelně izolační vlastnosti, snadná instalace, opětovná použitelnost, chemická inertnost a nízká cena. Jeho nevýhodou je relativně krátká životnost a také nízký bod tání, proto se používá pro těsnění potrubí s provozní teplotou do 80 °C.
Polyuretanová pěna
PPU plášť je pokročilejší alternativou k expandovanému polystyrenu. Má stejné výhody, má vyšší hustotu a lepší odolnost proti mechanickému namáhání. Polyuretan je nejlepší materiál na trhu z hlediska tepelné vodivosti. Teplotní rozsah, ve kterém je PU pěna účinná, je od -180 °C do +130 °C. Podle požární klasifikace je polyuretanová pěna klasifikována jako málo hořlavý materiál. Požár polyuretanové pěny vzniká při 415 °C s následným samozhášením. Díky snadné instalaci mohou dva lidé snadno izolovat až 300 m.p. za jednu směnu.
Skořepiny z polyuretanové pěny jsou vysoce odolné vůči mechanickému namáhání. K dispozici ve formě půlválců s drážkami pro pero a drážku, stejně jako ochranný povlak nebo bez něj.
Další možností izolace trubek z polyuretanové pěny je metoda stříkání. V tomto případě se polyuretanová pěna nanáší pomocí speciálních instalací v souvislé vrstvě, výsledkem je bezespará tepelná izolace potrubí. Stříkanou polyuretanovou pěnu lze aplikovat na povrchy libovolné konfigurace.
Tepelně izolační barviva
Jedná se o relativně nový typ tepelné izolace, což jsou skleněné nebo keramické granule pojené akrylovými polymery na vodní nebo lakové bázi. Materiál se nanáší jako běžná barva, a proto se také nazývá „teplá barva“. Má nízký součinitel tepelné vodivosti a spolehlivě chrání před korozí, ale mnozí jsou před novým produktem stále opatrní.
