Патент на изобретение №2189521

(54) СПОСОБ ТЕПЛО- И ГИДРОИЗОЛЯЦИИ ТРУБЫ

(57) Реферат:

Изобретение относится к строительству трубопроводов и предназначено для тепло- и гидроизоляции труб тепловых сетей при подземной бесканальной прокладке. Сущность изобретения заключается в способе тепло- и гидроизоляции трубы, заключающемся в установке ее в гидроизоляционную полиэтиленовую оболочку, герметизации оболочки и нанесении на трубу жидкой теплоизоляционной композиции, ее вспенивании и отвердении, причем внутреннюю поверхность полиэтиленовой оболочки обрабатывают электроискровым разрядом напряжением 28000 В при экструдировании, а наружную поверхность стальной трубы – дробеструйной машиной с получением необходимой шероховатости, кроме того, теплоизоляционную пенополиуретановую композицию получают смешением полиольного компонента и полиизоцианата в соотношении 1:1,53-1,67, а массу композиции, подлежащей заполнению межтрубного пространства, рассчитывают по формуле: Р= VJК, где Р – расчетная масса композиции пенополиуретана, кг, V – объем межтрубного пространства, м³, J – расчетная кажущаяся плотность пенополиуретана, кг/м³, К – коэффициент избытка пены, а по рассчитанной массе композиции определяют продолжительность заливки в изолированный объем. Техническим результатом изобретения является повышение качества трубной конструкции и улучшение адгезии изолирующего слоя к полиэтиленовой оболочке.

Изобретение относится к строительству трубопроводов и предназначено для тепло- и гидроизоляции труб тепловых сетей при подземной бесканальной прокладке. Известен способ тепло- и гидроизоляционной оболочки, ее герметизации в образуемой оболочке, затем нанесение жидкой теплоизоляционной композиции на трубу с торца и последующее вспенивание и отвердение [Промышленные способы предварительной изоляции трубопроводов жестким пенополиуретаном. Всесоюзный центр переводов научно-технической литературы и документации. Перевод А-6549, М., 1977, с. 10].

Недостатком способа является возможность получения пенопласта только одинаковой плотности по толщине из-за давления, развивающегося только от химической реакции.

Наиболее близким к заявляемому является способ тепло- и гидроизоляции трубы, включающий установку ее внутри гидроизоляционной оболочки и последующее нанесение на трубу теплоизоляционной композиции, ее вспенивание и отвердение, причем перед нанесением на трубу теплоизоляционной композиции гидроизоляционную оболочку герметизируют и создают в ней давление порядка 01-0,6 мПа. По окончании заливки композиции трубу поворачивают на 240-300^o вокруг оси [авторское свидетельство 1060876, кл. F 16 L 59/14, БИ 46, 1983г. ].

Недостатком способа является низкий показатель адгезии образуемого термопласта вследствие того, что сложно при повороте трубы на 240-300^o обеспечить обмазку всей поверхности трубы жидкой композицией, а также деформативность трубы, что не обеспечивает способность трубной конструкции воспринимать осевые нагрузки при эксплуатации.

Задача изобретения – повышение качества трубной конструкции за счет обеспечения способности ее воспринимать осевые нагрузки при эксплуатации, а также повышение адгезии изолирующего слоя к оболочке.

Поставленная задача достигается тем, что способ тепло- и гидроизоляции трубы, включающий установку ее в гидроизоляционную полиэтиленовую оболочку, герметизацию оболочки и нанесение на трубу жидкой теплоизоляционной композиции, ее вспенивание и отвердение, причем внутреннюю обрабатывают 28000 B при экструдировании, а наружную поверхность стальной трубы – дробеструйной машиной с получением необходимой шероховатости, кроме того, теплоизоляционную пенополиуретановую композицию получают смешением полиольного компонента и полиизоцианата в соотношении: 1,57-1,63, массу композиции, подлежащей заполнению межтрубного пространства, рассчитывают по формуле
P=VJK,
где Р – расчетная масса композиции пенополиуретана, кг;
V – объем межтрубного пространства, м³;
J – расчетная кажущаяся плотность пенополиуретана в конструкции, кг/м³;
К – коэффициент избытка пены, определяемый экспериментально и зависящий от толщины теплоизоляционного слоя, отклонений от заданной температуры нагрева стальных труб и оболочек, принимается равным от 1,02 до 1,2 на уровне освоения производства.

По рассчитанной массе композиции определяют продолжительность заливки в изолированный объем:
T=60P/Q
где Т – время заливки, сек;
Р – расчетная масса композиции, кг;
Q – установленная производительность заливочной машины.

Труба в сборе представляет собой единую конструкцию благодаря связи между стальной трубой и изолирующим слоем из пенополиуретана (ППУ), а также связи между ППУ и материалом внешней оболочки – полиэтиленом (ПЭ). Эти связи являются основными с обеспечением нормальной работы системы трубопроводов при эксплуатации. Прочное сцепление между всеми элементами трубы в сборе (сталь, ППУ и ПЭ) достигается в процессе производства за счет предварительной дробеструйной обработки стальной трубы и обязательной обработке высоковольтным электроискровым разрядом внутренней поверхности полиэтиленовой оболочки, что обеспечивает повышение качества трубной конструкции за счет обеспечения способности ее воспринимать осевые нагрузки при эксплуатации, а также лучшую адгезию изолирующего слоя в полиэтиленовой оболочке.

Способ тепло- и гидроизоляции трубы осуществляют следующим образом. Наружную поверхность изолируемой трубы, устанавливаемую с уклоном 0-5^o, обрабатывают дробеструйной машиной с получением необходимой шероховатости и помещают в цилиндрическую оболочку из полиэтилена низкого давления трубных марок. Для повышения адгезии изолирующего слоя – ППУ к оболочке внутреннюю поверхность полиэтиленовой оболочки предварительно обрабатывают электроискровым разрядом напряжением 28000 B при эксплуатации. Полиэтиленовую оболочку герметизируют путем установки на концах трубы заглушек с расположением воздушных отверстий вверх, оставляя при этом выпуски трубы порядка 15-25 см. Затем производится заливка в межтрубное пространство теплоизоляционной композиции ППУ (расчет массы которой приведен ниже) через отверстие заглушки со стороны поднятого конца трубы. В процессе вспенивания ППУ композиции происходит заполнение межтрубного пространства по направлению снизу вверх с одновременным вытеснением из него воздуха через воздушные отверстия в верхней заглушке. ППУ композицию получают смешением полиольного компонента и полиизоцианата в соотношении 1:1,57-1,63.

Исходя из объема межтрубного пространства, подлежащего заполнению пенополиуретаном, рассчитывается масса композиции по формуле
P=VJK,
где Р – расчетная масса композиции пенополиуретана, кг;
V – объем межтрубного пространства, м³;
J – расчетная кажущаяся плотность пенополиуретана в конструкции, кг/м³;
К – коэффициент избытка пены, определяемый экспериментально и зависящий от толщины теплоизоляционного слоя, отклонений от заданий температуры нагрева стальных труб и оболочек, принимается равным от 1,02 до 1,2 на уровне освоения производства, а по рассчитанной массе композиции определяется продолжительность заливки в объем
T=60P/Q
где Т – время заливки, сек;
Р – расчетная масса композиции, кг;
Q – установленная производительность заливочной машины, кг/мин.

По окончании процесса заливки, расчет продолжительности которой приведен выше, заливочное отверстие в заглушке закрывается. После заливки требуется определенное время для завершения химических реакций, при протекании которых происходит образование пенополиуретана и его отвердение обычно 10-15 минут. Использование предложенного способа позволит:
повысить качество трубной конструкции воспринимать осевые нагрузки при эксплуатации, что обеспечивается применением обработки внутренней поверхности полиэтиленовой оболочки электроискровым разрядом напряжением 28000 B при экструдировании;
улучшить адгезию изолирующего слоя к полиэтиленовой оболочке за счет обработки внутренней поверхности полиэтиленовых оболочек электроискровым разрядом и вследствие обработки наружной поверхности стальной трубы дробеструйной машиной.

Пенополиуретановая изоляция рассчитана на длительное воздействие температуры теплоносителя до 130^oС и на кратковременное пиковое воздействие до 150^oС и обеспечивает работоспособность теплоизоляции не менее 25 лет.

Формула изобретения

Способ тепло- и гидроизоляции трубы, включающий установку ее в гидроизоляционную полиэтиленовую оболочку, герметизацию оболочки и нанесение на трубу жидкой теплоизоляционной композиции, ее вспенивание и отвердение, отличающийся тем, что внутреннюю поверхность полиэтиленовой оболочки обрабатывают электроискровым разрядом напряжением 28000 В при экструдировании, а наружную поверхность стальной трубы – дробеструйной машиной с получением необходимой шероховатости, кроме того, теплоизоляционную пенополиуретановую композицию получают смешением полиольного компонента и полиизоцианата в соотношении 1: 1,57-1,63, массу композиции, подлежащей заполнению межтрубного пространства, рассчитывают по формуле
Р= VJК,
где Р – расчетная масса композиции пенополиуретана, кг;
V – объем межтрубного пространства, м³;
J – расчетная кажущаяся плотность пенополиуретана, кг/м³,
К – коэффициент избытка пены, определяемый экспериментально и зависящий от толщины теплоизоляционного слоя, отклонении от заданной температуры нагрева стальных труб и оболочек, принимается равным от 1,02 до 1,2 на уровне освоения производства, а по рассчитанной массе композиции определяется продолжительность заливки в изолируемый объем.