РосТепло.ru - Информационная система по теплоснабжению
РосТепло.ру - всё о теплоснабжении в России
ИЗОПРОФЛЕКС-115А

О качестве пенополимерной теплоизоляции и ее компонентов

К.С. Корнеев, инженер-технолог,
А.М. Мишина, руководитель отдела проектирования и научных разработок,
М.В. Зворыкин, главный технолог,
ООО ННП «Пенополимер», г. Коломна

Введение

С каждым годом доля тепловых сетей, проложенных с применением стальных труб в ППМ изоляции, увеличивается. Спрос на них растет, и, соответственно, растет и предложение. Количество производителей ППМ изоляции растет «не по дням, а по часам». В свое время то же самое происходило, когда набирали популярность стальные трубы в ППУ изоляции с полиэтиленовым покрытием. Сейчас число таких производителей только в России составляет более 100 организаций, а производителей ППМ изоляции уже более 30. Казалось бы, для потребителя это дает только положительный результат: снижение цен вследствие высокой конкуренции, борьба за качество, дополнительные гарантии и льготные условия. Но всего этого почему-то не происходит, а с каждым годом ситуация только ухудшается и самое главное - качество и надежность продукции множества фирм не улучшаются. А уже в каждом свободном цеху «мешают» не только ППУ изоляцию, но и ППМ.

Большинство думает, что производство полиуретанов достаточно простое: смешал два компонента, залил в форму, подождал немного и готово, можно отправлять на трассу. Как и в каждом деле, и производстве есть строгие правила и множество нюансов, несоблюдение которых приводит к плачевному результату. По отношению к ППМ изоляции у многих складывается впечатление, что ее получают из обыкновенной системы компонентов для ППУ: просто добавив наполнитель, например песок. Не учитываются такие параметры, как тип вспенивающего агента, температура, соотношение компонентов, скорость перемешивания и т.д.

Часто запуская новое производство или применяя новую систему компонентов, производитель не удосуживается проводить полный список производственных испытаний, довольствуясь простым визуальным контролем.

В рамках развития системы качества НП «Российское теплоснабжение» в блоке «Тепловые сети» в ППМ изоляции компания ООО НПП «Пенополимер» провела исследования систем компонентов различных производителей, предназначенных для получения ППМ изоляции. Результаты данных исследований будут опубликованы в журнале.

Цель данной статьи: познакомить всех заинтересованных лиц с результатами испытаний новой системы компонентов для производства ППМ изоляции, представленной компанией «Huntsman». Испытываемая система компонентов представлена полиолом «Daltofoam TE 44254» и изоцианатом «Suprasec5005». Испытываемые компоненты по результатам входного контроля соответствовали заявленным в паспорте характеристикам.

Цель проводимых испытаний: выяснить возможность использования указанной химической системы для получения ППМ изоляции и соответствие получаемой ППМ изоляции следующим нормативным документам:

■ ТУ 5768-006-13300749-2009;

ГОСТ «Трубы и фасонные изделия с пенополимерминеральной изоляцией. Технические условия» (проект).

Сравнение проводилось по следующим показателям: плотность общая, плотность среднего слоя изоляции, прочность при сжатии, прочность при сжатии при 10% деформации в радиальном направлении, водопоглощение при полном погружении, коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при t=50 ОС по ГОСТ 7076, коэффициент теплопроводности изоляции на трубе, определяемый по методу трубы при средней температуре t=50 ОС и t=90 ОС, прочность при сдвиге в осевом направлении при 23 ОС. Испытания проводились строго по методикам, указанным в нормативных документах на ППМ изоляцию.

Проведение испытаний и результаты

Испытание образцов в изоляции на прочность при сдвиге в осевом направлении и кубиков при сжатии проводились на разрывной машине ИР 5047-50, обеспечивающей перемещение подвижной плиты со скоростью V=5 мм/мин. На рис. показаны испытания образцов изоляции.

Плотность среднего слоя изоляции определяли по ГОСТ 17177. Для испытаний с отобранных изделий из их центральной части в положении 12 ч вырезались фрагменты изоляции. Фрагменты изоляции имели длину не менее 150 мм и ширину не менее 50 мм. Из полученных фрагментов изоляции вырезали не менее 3-х образцов для испытаний размером 30x30xL, где L - максимально достижимая длина в радиальном направлении.

Для определения водопоглощения при полном погружении изготавливались образцы размером 100x100x100 мм.

Для определения теплопроводности изоляции по методу «трубы» применяют установку, представляющую собой стальную трубу наружным диаметром 108 мм, длинной 2,3 м с нанесенной на нее изоляцией.

Результаты испытаний образцов на прочность при сдвиге в осевом направлении приведены в табл. 1.

Таблица 1. Результаты испытаний образцов на прочность при сдвиге в осевом направлении.

Прочность на сжатие определяли по ТУ 5768006-13300749-2009, а прочность на сжатие при 10% деформации в радиальном направлении определяется по ГОСТ 23206. Результаты испытаний кубиков на прочность при сжатии при 10% деформации в радиальном направлении приведены в табл. 2.

Таблица 2. Результаты испытаний образцов на прочность при сжатии при 10% деформации в радиальном направлении.

Величину общей плотности ρ в кг/м3 определяли с точностью до 1 кг/м3 после обмера и взвешивания образцов по формуле, приведенной в ТУ 5768-006-13300749-2009 (п. 6.8). Результаты приведены в табл. 3.

Величина плотности среднего слоя изоляции определялась по методу ГОСТ 17177. Результаты приведены в табл. 4.

Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии определяют по ГОСТ 7076-99 или ГОСТ 30256-94. Результаты испытаний при определении коэффициента теплопроводности в сухом состоянии при Т=50 ОС приведены в табл. 5.

Коэффициент теплопроводности на трубе определяется по методу «трубы» при средних температурах 50 ОС и 90 ОС. Результаты приведены в табл. 6.

Водопоглощение ω^. в % по объему определяют из соотношения:

ω об.=[(m0–m2)/(V0 * ρв)]*100%

где: m0 - масса сухого образца, кг; m1 - масса образца после пребывания в дистиллированной воде при температуре 20 ОС в течение 24 ч, кг; V0 - объем сухого образца, м3; ρв - плотность воды, кг/м3;

Результаты приведены в табл. 7.

Итоговая табл. 8 о проведенных испытаниях образцов на основе химической системы компании «Huntsman» приведена ниже.

Выводы

В результате проведенных испытаний ППМ изоляции, полученной из пенополиуретановой системы компонентов компании «Huntsman», получили следующие результаты:

■ Общая плотность системы соответствует нормативным значениям. Но ее сложно получить в производственной форме вследствие большой вязкости реакционной смеси. То есть, данная химическая система может быть рекомендована только для заливки с использованием автоматической заливочной машины, т.к. только в этом случае «кубовый» остаток отсутствует.

■ Плотность среднего слоя изоляции соответствует нормативным значениям и приближается по своим показателям к общей плотности. Это означает, что интегральной структуры ППМ изоляции не удается получить. Уплотненные слои ППМ изоляции в данной системе не образуются, т.к. вспенивающим агентом является газ СО2, который имеет высокую температуру кипения и не конденсируется у поверхности стальной формы и трубы.

■ Водопоглощение при полном погружении соответствует нормативным значениям.

■ Коэффициент теплопроводности в сухом состоянии при t=50 ОС по ГОСТ 7076 не соответствует нормативным значениям.

■ Коэффициент теплопроводности изоляции на трубе, определяемый по методу трубы при средней температуре t=50 ОС, не соответствует нормативным значениям

■ Прочность при сжатии при 10% деформации в радиальном направлении соответствует нормативным значениям.

■ Прочность при сдвиге в осевом направлении соответствует нормативным значениям.

■ Коэффициент теплопроводности изоляции на трубе, определяемый по методу трубы при средней температуре t=90 ОС, не соответствует нормативным значениям.

■ Прочность при сжатии соответствует нормативным значениям.

Таким образом, можно сказать, что данная система позволяет получить ППМ изоляцию с хорошими прочностными (механическими) свойствами, но при этом теплофизические свойства не соответствуют нормативным значениям. Так как свойства ППМ изоляции зависят от ее плотности, то для получения нормативных значений теплофизических свойств необходимо снижать общую плотность ниже нормативных значений. В то же время, уменьшение общей плотности до уровня 250 кг/м3 и ниже приводит к значительному падению механической прочности и в особенности адгезии. Кроме того, высокие значения теплопроводности можно объяснить тем, что вспенивающим агентом в исследуемой системе является газ СО2. Теплопроводность СО2 выше, чем фреона, обычно используемого в химических системах для получения ППМ изоляции, и соответственно теплопроводность всего теплоизоляционного слоя ППМ изоляции выше.

Литература

1. ГОСТ 7076-99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме», 1999 г.

2. ГОСТ 17177-94 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний», 1994 г.

3. ГОСТ 23206-78 «Пластмассы ячеистые жесткие. Метод испытаний на сжатие», 1978 г.

4. ТУ 5768-006-13300749-2009 «Трубы и фасонные изделия стальные в пенополимерминеральной изоляции», 2009 г.

К.С. Корнеев, А.М. Мишина, М.В. Зворыкин , О качестве пенополимерной теплоизоляции и ее компонентов

Источник: Журнал "Новости теплоснабжения" №11 (159), 2013 г. , www.ntsn.ru/11_2013.html

Оставить комментарий

Тематические закладки (теги)

Тематические закладки - служат для сортировки и поиска материалов сайта по темам, которые задают пользователи сайта.

Похожие статьи: