Produzione di tubi in isolante in schiuma poliuretanica: attrezzature e tecnologia

La questione dell'isolamento delle condutture dalle influenze ambientali è rimasta aperta fino a quando la tecnologia di protezione del guscio in poliuretano è stata introdotta in produzione. I tubi in materiale isolante in schiuma poliuretanica hanno una maggiore durata e sono più protetti dalla corrosione e dalle correnti vaganti. Gli indicatori di perdita di calore nelle reti protette dall'isolamento in schiuma poliuretanica sono ridotti agli standard prescritti da SNiP 2.04.14 e SP per la progettazione.

La produzione di tubi in materiale isolante in schiuma poliuretanica può risolvere efficacemente i problemi di isolamento termico della rete di riscaldamento e di altre autostrade

Il processo di produzione di tubi in isolante in schiuma poliuretanica

La produzione prevede la ricezione del prodotto finito secondo il principio del "tubo in tubo". Il prodotto in acciaio del diametro richiesto viene posizionato sui supporti di centraggio ed entra nel guscio esterno del tubo. Per i tubi destinati alla posa interna, viene utilizzato un tubo impermeabilizzante in polipropilene come secondo tubo di guaina. Per i prodotti utilizzati durante la posa all'aperto, viene utilizzato acciaio zincato. Lo spazio uniforme tra i due tubi è riempito con componenti polimerici, che nel tempo si induriscono e formano un singolo isolamento monolitico.

Il processo tecnologico attraverso il quale viene eseguita la produzione di tubi in isolamento comprende 8 fasi successive. L'ordine di esecuzione è controllato da GOST con il numero 30732-2006 (versione precedente - 30732-2001).

1. La prima fase del lavoro di produzione sarà il controllo di qualità dei materiali preparati. Il controllo è necessario per il rilevamento tempestivo di difetti sulla superficie del tubo interno in acciaio e del tubo in polietilene (zincato). Le materie prime con difetti rilevati sono soggette a rifiuto. In questa fase, vengono preparati e verificati certificati, passaporti e altra documentazione.
2. La preparazione della superficie esterna del tubo d'acciaio interno. In caso di trattamento superficiale insufficiente dell'acciaio, non sarà garantita un'adesione sufficiente allo strato PUF. L'adesione è influenzata negativamente dalla presenza di macchie di olio o grasso, macchie di ruggine, incrostazioni, polvere e sporco. Per una lavorazione ottimale, vengono utilizzati granigliatura, granigliatura o spazzolatura. A volte viene utilizzato un trattamento a fiamma o chimico.
3. È in corso la preparazione degli elementi di centraggio e dei sistemi UEC. A una distanza uniforme uniforme tra loro, vengono distribuiti centralizzatori che trattengono il tubo interno in acciaio nel centro geometrico esatto del polietilene protettivo o del guscio zincato. Un filo di rame viene tirato attraverso i fori ("orecchie") dei centralizzatori, fornendo un sistema di controllo remoto operativo (in breve - UEC).
4. Il tubo d'acciaio con il cavo esteso del sistema UEC è inserito in una guaina protettiva. Per questo, viene utilizzata un'attrezzatura di estrazione del binario. L'uso di questo dispositivo fornisce una distanza uguale tra la superficie del tubo interno e la guaina protettiva. Questa condizione è particolarmente importante per lo stesso strato di schiuma in tutto il prodotto.
5. Viene eseguita la stabilizzazione della temperatura del pezzo.Il tubo si riscalda fino a una temperatura di +230 gradi. Questa procedura consente di ottenere la massima adesione del guscio PUF con altre superfici.
6. Alle estremità della struttura sono installate flange di colata, destinate all'ulteriore colata di schiuma poliuretanica. Una delle flange è dotata di fori necessari per lo spurgo dell'aria nell'anello. Una macchina per colata ad alta pressione viene utilizzata per riempire materiale isolante. Il tubo viene posizionato con un'inclinazione di 1-15 gradi rispetto all'orizzontale assoluto.
7. Per migliorare l'adesione e ottenere prestazioni elevate, un prodotto con uno strato allagato di schiuma poliuretanica viene inviato a un magazzino di stoccaggio. Le flange di fusione vengono rimosse dal tubo, la schiuma in eccesso viene rimossa.
8. Il prodotto finito, che ha superato il periodo di invecchiamento, è sottoposto a rigorosi controlli tecnici di qualità. Viene determinato il grado di conformità a determinate norme di SNiP.

Il tubo in PPU è una costruzione a tre strati in cui sono presenti una billetta d'acciaio e due strati di isolamento

A volte il processo di colata della schiuma di poliuretano è sostituito dalla tecnologia di spruzzatura del materiale su una billetta d'acciaio a rotazione continua. GOST presuppone il rilascio di prodotti con isolamento rinforzato e convenzionale. Considerato anche il fatto della presenza obbligatoria di segmenti e due estremità del tubo, privo di isolamento. Questa misura è necessaria per semplificare il lavoro di installazione.

Utilizzo di shell PPU già pronte per tubi

Oltre a versare e spruzzare il materiale, esiste un metodo che prevede la produzione di singoli gusci per l'isolamento termico. Può essere utilizzato per isolare una tubazione finita o coprire i tubi con uno scarico non standard. La tubazione è pronta per il funzionamento quando la shell PPU è fissata su una superficie precedentemente preparata utilizzando una colla appositamente progettata per l'isolamento termico.

Prima di incollare superfici in acciaio e schiuma poliuretanica, è necessario non solo pulire il tubo dalla contaminazione, ma anche trattarlo con mastice. Per una connessione più forte, vengono utilizzati morsetti di fissaggio.

Importante! L'uso di adesivi e mastici non contraddice le norme di SNiP relative alla posa di reti di riscaldamento con isolamento.

I gusci isolanti in PUF vengono prodotti miscelando ad alta pressione due componenti chimici. Il materiale viene versato in stampi di vario spessore e diametro. Grazie alla varietà di forme, i produttori offrono al cliente una vasta gamma di spessori di calotta progettati per varie condizioni operative.

I segmenti di guscio presentano giunti di bloccaggio trasversali e longitudinali, riducendo così il rischio di fessure. Quando si incollano segmenti direttamente su un tubo d'acciaio, la giuntura isolante è quasi completamente sigillata, avvicinandosi nelle sue proprietà a un monolito. I gusci possono essere coperti non solo con un involucro di metallo o polimero, ma anche con fibra di vetro o armofol.

Per l'installazione sotterranea, vengono utilizzati tubi con un guscio esterno di polimero, poiché non sono soggetti a umidità e corrosione

Requisiti per la produzione di tubi in PPU secondo SNiP

Le disposizioni di SNiP 41-03-2003 determinano i requisiti relativi alla progettazione di strutture in isolamento termico. I requisiti relativi alla fabbricazione di tubi in PPU saranno i seguenti:

1. SNiP 41-03-2003 afferma che a una temperatura delle sostanze contenute e dei refrigeranti nell'intervallo da +20 a +300 gradi e con qualsiasi metodo di posa (non si considera la posa senza fili), vengono utilizzati materiali termoisolanti con una densità non superiore a 200 g / m3. Il valore massimo del coefficiente di conducibilità termica secondo SNiP allo stato secco e ad una temperatura media di funzionamento di +25 gradi è 0,06 W / (m * K).
2. Se la temperatura del liquido refrigerante supera i +300 gradi, SNiP consente l'uso di materiali termoisolanti con una densità fino a 350 g / m3.
3. Quando si sceglie un materiale per l'isolamento termico e i suoi strati di rivestimento, viene presa in considerazione la resistenza di altri elementi strutturali alle sostanze chimicamente attive nell'ambiente.
4. Il documento normativo definisce lo spessore dell'isolamento termico.

SNiP impone ai produttori di tubi obblighi in materia di materiali isolanti sulla disponibilità di certificati (conclusione igienica, certificati antincendio, certificati di conformità dei prodotti).

Inoltre, in conformità con le norme di SNiP, vengono testati la resistenza e la densità dei prodotti finiti in isolamento e raccordi. Le prove principali vengono eseguite idraulicamente.

Disposizioni JV per la progettazione di tubi in PPU

Il codice di condotta presentato (SP 41-105-2002) contiene norme e linee guida relative alla progettazione e costruzione di reti di riscaldamento da tubi di acciaio ("neri") e raccordi rivestiti con isolamento industriale da schiuma di poliuretano.

La produzione di tubi in PPU viene effettuata sotto stretto controllo, in conformità con gli standard GOST

Importante! L'attuazione delle azioni descritte nella joint venture è correlata ai requisiti obbligatori stabiliti in SNiP 41-03-2003 e altri SNiP che stipulano materiali isolanti. La joint venture si riferisce a tubi in PPU, la cui produzione è stata effettuata secondo GOST con il numero 30732.

Le disposizioni della joint venture determinano:

1. La presenza di conduttori lineari per UEC, monitorando lo stato di umidità.

2. Gradi di acciaio per funzionamento in aree con una temperatura dell'aria esterna inferiore a 0 gradi:

• fino a -30 gradi - vengono utilizzati i gradi di acciaio 10, 20 e Vst3sp5;
• fino a - 40 gradi - marchi 17ГС, 17Г1С o 17Г1СУ;
• fino a - 50 gradi - marca 09Г2С.

3. Le joint venture consentono un margine di corrosione dello spessore delle pareti dei tubi interni, secondo la richiesta del cliente a un'organizzazione specifica.

4. Se durante l'installazione interna appare la possibilità di ovalizzazione del tubo sotto il peso del terreno, l'impresa comune raccomanda l'uso di pareti rinforzate.

5. Le estremità dei tubi, non isolate in fabbrica per facilitare l'installazione, devono essere rivestite con mastici anticorrosione per l'intero tempo di installazione.

6. Secondo la joint venture, la produzione di tubi isolati termicamente con un diametro di 530-720 mm è progettata per la posa senza canali di reti di riscaldamento in tutta la Federazione Russa e nei paesi del vicino estero.

7. La joint venture obbliga inoltre i produttori a fornire elementi completi di tubi in PPU, quali:

• supporti per pannelli in cemento armato;
• compensatori assiali;
• compensatori di partenza;
• elementi isolanti end-to-end;
• componenti in schiuma poliuretanica per riempimento di giunti;
• manicotti di tenuta in gomma o polimeri;
• dispositivi di sistemi per il controllo remoto.

La fabbrica che produce tubi in PPU produce anche una varietà di raccordi, supporti e altri componenti per questo tipo di prodotto

Inoltre, la joint venture stabilisce le condizioni di resistenza statica e raccomanda ai produttori di effettuare i calcoli necessari utilizzando programmi desktop.

Attrezzatura per la creazione di isolamento in schiuma poliuretanica per tubi

Le linee di produzione sono offerte sia come prodotto completo sia come singole unità di lavoro. L'opzione è praticata quando il cliente acquista dall'azienda una serie di disegni per la produzione indipendente di singoli siti produttivi. Le serie complete di linee di produzione dipendono dai requisiti di capacità e area dell'officina. L'attrezzatura standard è:

• rotoli vivi di tubi d'acciaio;
• trasportatore a catena;
• rotolo vivo di prodotti polimerici;
• rotoli in tensione di tubi d'acciaio finiti;
• macchine riempitrici;
• tavoli di riempimento;
• camere per il riscaldamento di spazi vuoti;
• piastrellista di strutture di tubi finiti;
• piastrellista di gusci di tubi in polietilene;
• tavolo di montaggio;
• centrale idroelettrica;
• dispositivo di archiviazione.

Uno degli elementi più importanti della linea di produzione è una macchina per colare schiuma di poliuretano, che opera ad alta pressione. Le macchine riempitrici consentono di creare tubi di tutti i diametri specificati nel relativo GOST. Alcune macchine sono dotate di controller programmabili. Tale attrezzatura ha fino a 60 diverse modalità di getto.

L'impianto per la produzione di tubi in schiuma PU dovrebbe disporre di attrezzature per lavorare con diversi tipi di gusci esterni

È interessante! In condizioni operative ottimizzate, il tempo minimo impiegato per riempire un segmento può essere di 0,5 mm.

Inoltre, saranno necessarie attrezzature speciali per la zincatura della calotta esterna. Per la produzione di gusci di tubi in plastica, saranno necessarie attrezzature filettate e di saldatura per lavorare con materiali polimerici.

Le apparecchiature che utilizzano la tecnologia di isolamento dei tubi in PPU hanno un pacchetto standard:

• due contenitori per miscelare componenti;
• pompa per iniezione;
• centrale idroelettrica con una potenza di 3 kW;
• quadro elettrico con un sistema di controllo automatizzato;
• apparato di iniezione di schiuma poliuretanica.

Le riempitrici in schiuma poliuretanica presentano differenze di prestazioni. Da questo indicatore, di conseguenza, dipenderà il costo della macchina. Per fare la scelta giusta, al momento dell'acquisto, è necessario concentrarsi sul diametro pianificato dei prodotti fabbricati. È necessario calcolare la quantità di schiuma di poliuretano iniettata ogni minuto e determinare la produttività della macchina da questo indicatore. Ad esempio, il diametro della tubazione con un diametro interno del tubo di 426 mm sarà 560 mm. Per riempire una tale quantità di spazio occorreranno 87 kg di materiale isolante. Ciò significa che è richiesta la produttività della riempitrice con un indicatore di 96 kg al minuto.

Quando si acquistano reti di apparecchiature per tubi in isolamento, è necessario tenere presente che sono necessari l'installazione, la messa in servizio e il costo della formazione del personale.

Tutto ciò che è necessario per l'organizzazione della produzione di tubi in PPU è uno studio dettagliato delle complessità del processo di produzione e delle disposizioni evidenziate in GOST, SNiP e SP per tubi in materiali isolati. L'attrezzatura per versare o spruzzare lo strato (o il guscio) di PUF è selezionata in base ai requisiti di prestazione individuali.