Характеристики утеплителей из вспененного полиэтилена для трубопроводов
Теплоизоляция трубопроводов — одно из основных условий сохранения ими работоспособности и качественного выполнения возложенных на них задач.
Для бытовых коммуникаций и промышленных систем применяют различные теплоизоляционные материалы, среди которых достойное место занимает вспененный полиэтилен.
Теплоизоляция трубопроводов ограничивает теплообмен между транспортируемой по трубам средой и окружающим пространством.
Это важно как для бытовых, так и для промышленных сетей.
Содержание статьи:
Необходимость применения теплоизоляции на трубопроводах
Отсутствие на трубах слоя теплоизолятора приводит к серьезным проблемам:
- при отрицательной температуре воздуха начинается процесс кристаллизации (замерзания) жидкости в трубопроводе, особенно, сделанного в деревенском доме из колодца (написано здесь).
Внутреннее оледенение снижает эффективное сечение трубопровода, подающего или напорного и канализационного (какой лучше септик для дома написано здесь), повышает внутреннее давление на стенки, увеличивает нагрузку на насосное оборудование.
Такие жидкости, как вода, при замерзании, снижают плотность.
В результате, происходит локальное увеличение объемов, которое приводит к разрыву трубопроводов;
- за счет интенсивного теплообмена, через стенки трубопровода с окружающим пространством температура транспортируемых горячих жидкостей и газов снижается.
Такие теплопотери наиболее критичны для систем отопления, где становятся причиной повышенного расхода энергоресурсов и увеличения интенсивности эксплуатации нагревательных установок;
- для газопроводов изменение температуры транспортируемого газа требует изменений в режимах работы нагнетающего оборудование для поддержания заданного давления.
Это приводит к нерациональному использованию мощностей компрессорных агрегатов.
Не исключена и конденсация паров жидкостей, содержащихся в закачиваемых в трубопроводы газах, в результате чего интенсифицируются коррозионные процессы на внутренних поверхностях труб, и снижается их срок службы.
А вам известно, для чего нужна пайка полипропиленовых труб — инструкция, как сделать это своими руками опубликована в полезной статье. Переходите по ссылке и прочитайте о том, что, обязательно, понадобится для выполнения безупречного монтажа труб и фитингов.
Про самые популярные электрические мини-измельчители для кухни написано на этой странице.
Требования, предъявляемые к материалам
- Главное требование к используемым утеплителям — минимальный коэффициент теплопроводности.
Чем ниже его величина, тем эффективнее препятствует слой изоляции теплообмену.
Соответственно, даже при значительных разницах температур используют более тонкие слои материала.
Экономический эффект от уменьшения толщины изоляция практически незаметен для бытовых систем с малыми диаметрами трубы и протяженностью магистралей.
Для промышленных трубопроводов, с применением труб больших диаметров и длиной магистралей в десятки километров уменьшение толщины изоляционного слоя даже на 1 мм, при прочих равных, выливается в экономию десятков тысяч рублей.
- Обязательным свойством теплоизоляционного материала считается его невосприимчивость или низкая восприимчивость к воздействию влаги.
Желательно, чтобы слой утеплителя защищал трубу от проникновения жидкости извне, и не терял при этом своих эксплуатационных качеств.
Одна из важнейших характеристик изоляционных материалов — широкий диапазон рабочих температур.
Максимально допустимая температура должна превышать один из двух параметров — температуру транспортируемой среды или летний климатический максимум.
Противоположная граница рабочего диапазона должна быть ниже минимальной температуры окружающей среды в зимний период.
Во всем диапазоне утеплитель должен сохранять характеристики.
- Механическая прочность.
Нередко трубопроводы и уложенные на них слои теплоизоляции подвергаются значительным механическим нагрузкам.
Источником воздействий становится давление грунтовых масс, статическое, при повседневной эксплуатации подземных трубопроводов, и динамическое, при подвижках грунта.
При открытой прокладке труб нагрузки возникают за счет теплового расширения, мощных порывов ветра и других факторов.
Большинством необходимых свойств обладает вспененный полиэтилен.
А вы знаете, как почистить стиральную машину от накипи уксусом? Про эффективные и испытанные нашими читателями домашние средства для удаления отложений на барабане или ТЭНах написано в полезной статье.
Какие моющие средства нужны для посудомоечной машины написано здесь.
На странице: https://ru-canalizator.com/kanalizatsiya/vygrebnaya-yama/zhiroulovitel.html прочитайте, как сделать жироуловитель для канализации своими руками.
Что такое вспененный полиэтилен
Вспененный полиэтилен (Extended Polyethylene, пенополиэтилен, ППЭ) — материал, имеющий закрытую пористую или частично капиллярно-пористую структуру.
Получают его при полимеризации этилена с одновременным образованием ячеистой структуры за счет вспенивания сырья различными методами.
По классификации пенополиэтилен относят к пенополимерам (газонаполненным термопластичным полимером). За счет своей структуры материал обладает отличными тепло-, гидро-, паро- и звукоизоляционными свойствами.
Производители вспененного полиэтилена предлагают на рынке несколько разновидностей ППЭ, которые различаются:
- по виду исходного сырья.
Вспененный полиэтилен разделяют на материалы на базе полиэтилена высокого и низкого давления;
- по молекулярной структуре.
Выпускают материал, сохраняющий молекулярную структуру полиэтилена (не сшитый). Его ячеистую структуру формируют за счёт применения физических или химических методов газообразования.
Другая разновидность — сшитый вспененный полиэтилен.
При формировании внутренней структуры он сохраняет молекулярную структуру сшитого полиэтилена, и соответственно, его отличия — большую механическую прочность, высокую устойчивость к перепадам температуры и воздействиям активных химических веществ;
- по внутренней структуре материала.
В результате различных воздействий получает пенообразную, порообразную или сотовую внутреннюю структуру вспененного полиэтилена.
Для каждой из них, характерны некоторые отличия в основных свойствах.
Одна из распространенных технологий получения ППЭ — химическое вспенивание.
Основу процесса составляет реакция взаимодействия азодикарбонамида с этиленом.
В экструдере смесь мономера и реагента разогревается, происходит расплавление сырья.
В результате активного газообразования материал приобретает сетчатую структуру, увеличивая объем в 20 раз.
Добавление в исходное сырье других компонентов придает материалу необходимые свойства — эластичность, термостойкость и т.д.
Характеристики теплопроводности и свойства
- Коэффициент теплопроводности ППЭ лежит в пределах 0.03- 0.04 Вт/м *К.
По этому показателю, он считается одним из лучших теплоизоляционных материалов.
К сведению!
Информация, представленная ниже, будет весьма полезна тем, кто стремится создать альтернативное отопление частного дома своими руками.По тепловому сопротивлению вспененный полиэтилен превосходит большинство традиционных материалов.
К примеру, слой в 10 мм ППЭ обладает такими же теплоизоляционными способностями, как 50 мм минеральной ваты или 15-сантиметровая кирпичная кладка;
- водопоглощение вспененного полиэтилена при прямом контакте с водой не превышает 1,5 -3,5 % от собственного объема материала, в первые 24 часа.
Показатель зависит от вида и структуры пенополиэтилена.
При этом, водопроницаемость, практически, не увеличивается со временем.
К примеру, утеплитель, с водопоглощением 1,5%, в первые сутки демонстрирует увеличение этого показателя до 1,9% при погружении в воду на 28 суток;
- паропроницаемость ППЭ порядка 0.001 мг/м*ч*Па, характерна для материалов, которые считаются, абсолютно, паронепроницаемыми;
- с точки зрения механических характеристик пенополиэтилен обладает следующими показателями:
- нагрузка на разрыв не хуже 0.3 МПа;
- динамический модуль упругости в пределах 0.77 МПа;
- коэффициент сжатия 0.2 (измеряется при давлении в 5000 Н/кв.м).
Такие показатели свидетельствует о высокой способности теплоизоляционного материала восстанавливать форму после механических воздействий, противостоять нагрузкам на растяжение. Однако, использование его в качестве единственной защиты от внешних механических нагрузок на трубопровод невозможно.
По этому показателю ППЭ уступает другим пенополимерам, например, пенополистиролу и пенополиуретану;
- температурный диапазон эксплуатации вспененного полиэтилена составляет от -60 до +90 градусов.
При превышении верхнего порога температуры, материал начинает плавиться и деформироваться.
Вплоть до нижнего порога ППЭ сохраняет свои свойства, при температурах ниже -80 градусов начинает терять упругость;
- одним из главных достоинств пенополиэтилена для промышленного применения является его низкая плотность, которая лежит в пределах от 25 до 40 кг/куб.м (типовое значение для продуктов различных производителей 30-35 кг/куб.м).
Это обеспечивает легкость монтажа и минимальную дополнительную нагрузку на трубопроводы;
- материал устойчив к воздействию большинства активных химических соединений.
При контакте со строительными растворами свойств не теряет;
- ППЭ, практически, не подвержен биологическому воздействию — гниению, разложению бактериям и заражению грибками.
Сегодня, широкое применение материала, впервые полученного более полувека назад, обусловлено его низкой ценой.
[note]Теплоизоляция трубопроводов с использованием вспененного полиэтилена обходится, минимум, вдвое дешевле, чем укладка других утеплителей, даже из разряда пенополимеров.[/note]
Основными недостатками вспененного полиэтилена считаются:
- потеря свойств материала под прямым воздействием ультрафиолетовых лучей.
Для эксплуатации на открытых пространствах требуется покрытие ППЭ защитным слоем.
Для применения в таких условиях подойдет выпускаемый многими производителями фольгированный полиэтилен с покрытием изделий пленкой светоотражающего материала;
другой серьезный недостаток вспененного полиэтилена — принадлежность по горючести к классу Г2 (умерено горючих материалов по ГОСТ 30244-94).
Температура самовоспламенения ППЭ составляет 417 градусов, при прямом воздействии пламени, она снижается до 306 градусов.При горении пенополиэтилен токсичных веществ не образует — разлагается на углекислый газ и воду.
Форма выпуска и применение
Производители выпускают пенополиэтилен в виде листов, матов, жгутов (про рулонные материалы для гидроизоляции фундамента написано на этой странице).
Для теплоизоляции трубопроводов малого и среднего диаметра используют гильзы стандартной длины (2 м).
Для их производства используют ППЭ толщиной 6, 9, 13, 20 мм. Внутренний диаметр гильз составляет от 12 до 200 мм.
Для теплоизоляции труб большого диаметра применяют листовой полиэтилен с креплением стяжками.
Для утепления трубопровода на этапе монтажа, гильзы, с соответствующим внутренним диаметром, надевают на трубу до окончательной сборки.
[note]Монтаж утеплителя на готовые трубопроводы осуществляют, разрезая гильзу вдоль. После установки утеплителя на трубу его крепят скобами или монтажным скотчем.[/note]
Для чего нужна теплоизоляция, какую выбрать и как установить на трубах — посмотрите в видеоролике.
