Які види ізоляції для труб бувають?

Які види ізоляції для труб бувають?

Ізоляція трубопроводів виконує три основні функції: запобігання тепловтратам, захист від замерзання та попередження утворення конденсату. Неізольована труба діаметром 100 мм при температурі теплоносія 70 ° C втрачає до 150 Вт тепла на кожен погонний метр. За довжини трубопроводу 50 метрів втрати становитимуть 7,5 кВт, що за опалювальний сезон призведе до перевитрати енергії вартістю 15000-20000 гривень.

Пінополіуретанова ізоляція (ППУ)

Пінополіуретан є жорстким пористим матеріалом із закритою комірчастою структурою, де 85-90% обсягу займає повітря. Коефіцієнт теплопровідності ППУ становить 0,019-0,025 Вт/(м·К), що робить його одним із найефективніших утеплювачів. Матеріал витримує температури від -180 ° C до +130 ° C, що дозволяє використовувати його для більшості інженерних систем.

Пінополіуретанова ізоляція випускається у трьох основних формах. Шкаралупи є циліндровими сегментами товщиною 20-100 мм для труб діаметром 15-1420 мм. Їх легко монтувати завдяки замковому з'єднанню типу "шип-паз". Циліндри підходять для прямих ділянок трубопроводів та виготовляються під конкретний діаметр труби. Напилюваний ППУ застосовується для ізоляції складних ділянок з поворотами, трійниками та запірною арматурою.

Далі варто відзначити сферу застосування ППУ ізоляції. Матеріал ідеально підходить для теплових мереж, систем гарячого водопостачання та паропроводів завдяки високій температурній стійкості. У системах кондиціювання ППУ запобігає утворенню конденсату на холодних трубопроводах. Закрита структура клітин забезпечує нульове водопоглинання, тому ізоляція зберігає властивості навіть при прямому контакті з водою.

Монтаж шкаралупи ППУ не потребує спеціальних інструментів. Сегменти надягають на трубу та з'єднують замками, додатково фіксуючи алюмінієвою стрічкою або пластиковими хомутами через кожні 50 см. Стики між сегментами герметизують монтажною піною або герметиком для запобігання місткам холоду

Якісна теплоізоляція знижує втрати тепла на 85-95%, окупаючись за 1-2 опалювальні сезони. Взимку ізоляція запобігає замерзанню труб при температурах до -30°C, що особливо важливо для зовнішніх ділянок водопроводу та систем опалення в приміщеннях, що не опалюються.

Утворення конденсату на холодних трубах призводить до корозії металу та появи цвілі. Труби холодного водопостачання діаметром 50 мм при температурі води 5°C та навколишньому повітрі 25°C утворюють до 0,3 літра конденсату на добу на погонний метр. Теплоізоляція повністю вирішує цю проблему, підтримуючи температуру зовнішньої поверхні труби, близьку до температури навколишнього повітря.

Мінеральна вата (базальтова та скловата)

Мінеральна вата виробляється з розплавлених гірських порід (базальтова) або скляної сировини (скловата) методом центрифугування з подальшим формуванням волокнистої структури. Коефіцієнт теплопровідності базальтової вати становить 0,032-0,048 Вт/(м·К), скловати – 0,030-0,052 Вт/(м·К). Матеріал витримує температури до 700°C (базальтова) та 450°C (скловата).

Мінеральна вата поставляється у різних формах для зручності монтажу. Циліндри з базальтового волокна виготовляються для труб діаметром 18-324 мм із товщиною ізоляції 20-100 мм. Мати щільністю 80-200 кг/м³ використовуються для ізоляції великих діаметрів та нестандартних форм. Рулонні матеріали завтовшки 25-200 мм підходять для обмотки труб будь-якої конфігурації.

Базальтова вата відноситься до класу НГ (негорючі матеріали) та витримує вплив відкритого полум'я без руйнування структури. Це критично для ізоляції газопроводів, димоходів та трубопроводів у котельнях. Матеріал екологічно безпечний і виділяє шкідливих речовин під час нагрівання.

Однак мінеральна вата вимагає захисту від вологи, тому що при зволоженні теплоізоляційні властивості знижуються на 40-60%. Поверх ізоляції монтують пароізоляційну плівку та захисний кожух із оцинкованої сталі або алюмінію. Циліндри кріплять дротом діаметром 0,8-1,2 мм з кроком 40-50 см, а стики закладають тим самим матеріалом.

Пінополістирольна ізоляція (пінопласт/EPS)

Пінополістирол отримують спінюванням полістирольних гранул пором при температурі 80-100°C. Матеріал має комірчасту структуру, де 95-98% обсягу займає повітря. Коефіцієнт теплопровідності якісного пінопласту становить 0,031-0,042 Вт/(м·К) залежно від густини, яка варіюється від 15 до 35 кг/м³.

Пінополістирольні шкаралупи випускаються для труб діаметром 20-1200 мм із товщиною ізоляції 20-100 мм. Половинки шкаралупи з'єднуються замками і фіксуються скотчем чи дротом. Фасонні вироби (відводи, трійники, переходи) виготовляються на замовлення для конкретних розмірів трубопровідної арматури.

Пінополістирол практично не вбирає воду – водопоглинання за 24 години становить трохи більше 2% за обсягом. Це дозволяє використовувати його для ізоляції підземних трубопроводів та у вологих приміщеннях без додаткової гідроізоляції. Матеріал стійкий до більшості хімічних речовин, включаючи кислоти, луги та солі.

Обмеження пінопласту пов'язані з температурним режимом. Матеріал розм'якшується за температури вище 70-80°C і може деформуватися під вагою труби. Тому його застосовують лише для холодного водопостачання, каналізації та систем кондиціювання. При впливі ультрафіолету пінополістирол руйнується, тому зовнішня ізоляція вимагає захисного покриття фарбою або кожухом.

Екструдований пінополістирол (XPS)

Екструдований пінополістирол виробляється методом екструзії розплавленої полістирольної маси з спінюючим агентом, що створює рівномірну мелкоячеистую структуру з розміром пор 0,1-0,2 мм. Коефіцієнт теплопровідності XPS становить 0,028-0,034 Вт/(м К), що на 15-20% краще звичайного пінопласту при тій же товщині.

Підвищена міцність матеріалу досягається завдяки безперервній екструзійній технології. Міцність на стиск становить 200-500 кПа проти 60-150 кПа у звичайного пінополістиролу. Це дозволяє використовувати XPS для ізоляції підземних трубопроводів без ризику деформації під навантаженням ґрунту до 2-3 метрів глибини.

Варто виділити виняткову вологостійкість матеріалу. Водопоглинання XPS за 24 години не перевищує 0,2-0,4% за обсягом проти 2% у звичайного пінопласту. При повному зануренні у воду на 30 діб поглинає матеріал не більше 0,5% вологи, що в 4-5 разів менше інших утеплювачів. Це робить екструдований пінополістирол ідеальним для ізоляції труб у підвалах, траншеях та інших місцях із підвищеною вологістю.

Довговічність XPS становить 50-80 років без втрати теплоізоляційних властивостей. Матеріал стійкий до циклів заморожування-розморожування, витримуючи більше 1000 циклів без руйнування структури. Температурний діапазон застосування від -50°C до +75°C обмежує використання систем холодного водопостачання, каналізації та низькотемпературного опалення.

Обробка XPS вимагає гострих інструментів через щільну структуру. Матеріал ріжеться монтажним ножем або пилкою з дрібним зубом, при цьому не кришиться та дає рівний зріз. Шкаралупи з екструдованого пінополістиролу з'єднуються замковою системою та додатково фіксуються пластиковими хомутами.

Спінений поліетилен (НПЕ)

Спінений поліетилен одержують шляхом введення газоутворюючих агентів у розплав поліетилену з подальшим формуванням пористої структури. Коефіцієнт теплопровідності НПЕ становить 0,031-0,038 Вт/(м К) при щільності 25-45 кг/м³. Матеріал відрізняється високою еластичністю та здатністю відновлювати форму після деформації на 90-95%.

Гнучкість матеріалу полегшує монтаж на трубопроводах складної конфігурації. Трубки зі спіненого поліетилену випускаються для труб діаметром 6-160 мм із товщиною стінки 6-25 мм. Матеріал легко розрізається ножем уздовж для надягання на вже встановлені труби. Самоклеючий шар на внутрішній поверхні деяких трубок забезпечує герметичне прилягання без додаткового кріплення.

Після встановлення важливо враховувати температурні обмеження. Стандартний НПЕ витримує температури від -60 ° C до +95 ° C, що підходить для більшості систем опалення та гарячого водопостачання. Модифіковані марки з антиоксидантними добавками працюють при температурі до +105°C без втрати властивостей.

Додаткові переваги включають звукоізоляційні властивості та хімічну стійкість. Коефіцієнт звукопоглинання НПЕ становить 0,2-0,4, що знижує шум від руху води у трубах на 15-25 дБ. Матеріал стійкий до дії кислот, лугів, олій та не підтримує розвиток мікроорганізмів. Термін служби у закритих системах сягає 25-30 років.

Каучукова ізоляція (синтетичний каучук)

Синтетичний каучук для ізоляції труб виготовляється на основі етиленпропіленового каучуку (EPDM) з додаванням вуглецевої сажі та стабілізаторів. Коефіцієнт теплопровідності становить 0,036-0,042 Вт/(м·К), що можна порівняти з іншими еластичними утеплювачами. Щільність матеріалу 60-100 кг/м³ забезпечує оптимальне співвідношення теплоізоляційних та механічних властивостей.

Еластичні властивості каучуку дають змогу витримувати значні температурні розширення трубопроводів без руйнування ізоляції. Матеріал зберігає гнучкість при температурі -40°C та витримує нагрівання до +105°C без втрати еластичності. Відносне подовження при розриві досягає 200-400%, що запобігає утворенню тріщин при деформаціях.

Далі необхідно відзначити високу стійкість до перепадів температур. Каучукова ізоляція витримує більше 10000 циклів нагрівання-охолодження в діапазоні від +90 до -20°C без розтріскування. Це робить матеріал ідеальним для систем із змінним температурним режимом та частими пусками-зупинками.

Трубки із синтетичного каучуку випускаються для труб діаметром 6-160 мм із товщиною стінки 9-32 мм. Листові матеріали завтовшки 3-50 мм використовуються для ізоляції фланцевих з'єднань та арматури. Чорний колір забезпечує стійкість до ультрафіолетового випромінювання під час зовнішнього застосування.

Монтаж каучукової ізоляції не потребує спеціальних інструментів. Трубки розрізають уздовж гострим ножем, надягають на трубу і склеюють стик спеціальним клеєм на основі каучуку хлоропренового. З'єднання між окремими ділянками виконують внахлест 20-30 мм з обов'язковим проклеюванням.

Фольгована ізоляція

Фольгована ізоляція працює за принципом відображення інфрачервоного випромінювання алюмінієвою фольгою завтовшки 12-50 мікрон. Коефіцієнт відбиття полірованої фольги становить 95-97%, що дозволяє знизити радіаційні втрати втрати на 40-60% в порівнянні зі звичайною ізоляцією тієї ж товщини.

Комбіновані матеріали поєднують традиційні утеплювачі із фольгованим шаром. Найбільш поширені трубки із спіненого поліетилену із зовнішнім фольгуванням, які мають сумарний коефіцієнт теплопровідності 0,025-0,030 Вт/(м·К). Мінеральна вата із фольгуванням застосовується для високотемпературних трубопроводів до +250°C.

Підвищення ефективності теплоізоляції досягається створенням повітряного прошарку між фольгою та зовнішньою поверхнею. Зазор 10-20 мм підвищує тепловий опір ізоляції на 20-30% за рахунок зниження конвективного теплообміну. Для створення зазору використовують дистанційні планки чи спеціальні профілі.

Фольгована ізоляція найефективніша для гарячих трубопроводів із температурою вище +50°C, де частка радіаційних тепловтрат становить 30-50%. У системах холодопостачання фольга запобігає поглинанню тепла ззовні та зменшує нагрівання теплоносія.

Монтаж фольгованих матеріалів вимагає акуратності для збереження цілісності шару, що відбиває. Стики проклеюють алюмінієвою стрічкою шириною 50-75 мм для створення безперервного екрану, що відбиває. Фольгу звертають у бік джерела тепла – назовні для гарячих труб, усередину для холодних. При зовнішньому застосуванні захищають фольгу від механічних пошкоджень кожухом або додатковою оболонкою.

Рідка теплоізоляція (керамічна)

Рідка керамічна теплоізоляція є водною суспензією порожнистих керамічних мікросфер діаметром 20-150 мікрон в акриловому або силіконовому сполучному. Коефіцієнт теплопровідності висохлого покриття становить 0,0012-0,0018 Вт/(м·К), що у 15-20 разів нижче традиційних утеплювачів. Щільність готового покриття 300-600 кг/м³ за змістом керамічних сфер 70-85% за обсягом.

Склад наноситься пензлем, валиком або розпорошенням 2-4 шари з проміжною сушкою кожного шару 2-4 години. Робоча товщина покриття становить 2-6 мм, що еквівалентно теплоізоляційним властивостям 50-150 мм мінеральної вати. Витрата матеріалу становить 0,5-1,0 кг/м² для одержання товщини 1 мм.

Порожнисті керамічні сфери створюють множинні повітряні прошарки, які переривають теплопровідність. Додатково високий вміст кераміки забезпечує відображення інфрачервоного випромінювання. Температурний діапазон застосування від -60 ° C до +260 ° C дозволяє використовувати покриття на більшості інженерних систем.

Захист від корозії досягається за рахунок створення герметичного бар'єру між металом труби та навколишнім середовищем. Покриття запобігає конденсатоутворенню та проникненню кисню до поверхні металу. Термін служби становить 15-20 років за дотримання технології нанесення.

Застосування у важкодоступних місцях – головна перевага рідкої ізоляції. Матеріал легко наноситься на фланці, відводи, трійники та іншу арматуру складної форми, де монтаж традиційних утеплювачів утруднений. Покриття повторює всі нерівності поверхні, забезпечуючи рівномірну товщину ізоляції.