использование компонентов ППУ при производстве предизолированных труб
Пенополиуретан применяется для изготовления теплоизоляции труб тепловых сетей по ГОCТ 30732-2020. Теплоизоляция ППУ получается путем смешения двух компонентов (полиолы и изоцианат) и заливки полученной смеси в ограниченную трубной сборкой и стальными заглушками-фланцами конструкцию, где происходит кристаллизация (полимеризация) ППУ в пенопласт плотностью 60-80 кг/м3.
Сегодня на отечественном рынке производителям ППУ изолированной трубной продукции предлагаются компоненты ППУ ведущих мировых и отечественных производителей трубных рецептур пенополиуретана. В свою очередь, доступность качественного ППУ является технологической основой для производства в промышленных масштабах эффективных трубопроводов в ППУ теплоизоляции.
Массовая прокладка предизолированных ППУ труб в начале 2000-х годов продемонстрировала и некоторые проблемы, решение которых позволит еще более повысить качество производимых в стране теплоизолированных трубопроводов. Один из аспектов проблемы заключается в том, что среди физико-химических показателей, указанных в ГОСТ 30732-2020, не нашло отражение такое важное свойство ППУ изоляции, как теплостойкость.
Ряд механических показателей и характеристик тепловой изоляции труб, таких, как прочность при осевом и тангенциальном сдвигах, измеряются в соответствии с ГОСТом только по требованию заказчиков. Для данных испытаний необходимо специальное оборудование и приспособления, которые в настоящее время отсутствуют практически у всех производителей трубы ППУ. Вместе с тем, существует достаточно простой и широко известный среди специалистов способ характеристики теплостойкости ППУ по ГОСТ 15088-83, когда температура размягчения по Вика определяется при постоянной нагрузке полимера. Суть данного метода заключается в определении температуры, при которой образец испытуемого полимера под действием нагрузки сжимается на 1 мм. Этот метод с высокой степенью достоверности позволил бы отбраковать ППУ системы, заведомо не работающие при температурах выше 120°С, хотя по остальным характеристикам они могут соответствовать требованиям ГОСТ.
Качественные системы ППУ для теплоизоляции труб имеют соотношение компонента А к компоненту В не менее 1:1,5, а водные рецептуры ведущих мировых производителей (например Байер, ДАУ или БАСФ) составляют отношение 1:1,65 и даже 1:1,8. Теплостойкость ППУ материала также зависит и от его плотности. Так, для эксплуатации трубы ППУ при 150°С необходимо иметь плотность пенополиуретана не менее 75-80 кг/м3. Использование показателя температуры размягчения по Вика при нагрузке 50Н позволяет оперативно контролировать качество ППУ изоляции с точки зрения теплостойкости, поставив барьер на пути различных «ППУ суррогатов», не отвечающих требованиям долговременной температурной стабильности изоляции. Достижение более высоких показателей по теплостойкости для трубопроводов тепловых сетей в нашей стране является более важной задачей по сравнению с странами Европы, поскольку температурные режимы, при которых работают трубы ППУ у нас выше, чем в Европе, где большинство трубопроводов даже системы теплоснабжения не превышают режимов в 75- 90 градусов С. Периодически на теплопроводах в нашей стране происходит пиковое нагружение трубопроводов по температуре теплоносителя до 150°C, что опасно даже для качественных исходных компонентов пенополиуретана. При использовании теплоизоляционных ППУ с низкими теплостойкими характеристиками есть риск потери структурной целостности теплоизолятора со всеми вытекающими последствиями для функционирования системы теплоизоляции трубопровода.