Produção de tubos em isolamento de espuma de poliuretano: equipamentos e tecnologia

A questão do isolamento de tubulações de influências ambientais permaneceu em aberto até que a tecnologia de proteção da casca de poliuretano fosse introduzida na produção. Os tubos com isolamento de espuma de poliuretano têm uma vida útil mais longa e são mais protegidos contra corrosão e correntes dispersas. Os indicadores de perda de calor em redes protegidas por isolamento de espuma de poliuretano são reduzidos aos padrões prescritos pelo SNiP 2.04.14 e SP para o projeto.

A produção de tubos no isolamento de espuma de poliuretano pode efetivamente resolver os problemas de isolamento térmico de redes de aquecimento e outras rodovias

O processo de fabricação de tubos em isolamento de espuma de poliuretano

A produção envolve o recebimento do produto acabado com o princípio de "tubo em tubo". O produto de aço do diâmetro requerido é colocado nos suportes de centragem e entra na carcaça externa do tubo. Para tubos destinados à colocação interna, é usado como tubo de revestimento de polipropileno o segundo tubo de revestimento. Para produtos utilizados ao ar livre, é utilizado aço galvanizado. O espaço uniforme entre os dois tubos é preenchido com componentes de polímero, que com o tempo endurecem e formam um único isolamento monolítico.

O processo tecnológico pelo qual a produção de tubos em isolamento é realizada inclui 8 etapas sucessivas. A ordem de execução é controlada pelo GOST com o número 30732-2006 (versão anterior - 30732-2001).

1. A primeira etapa do trabalho de produção será o controle de qualidade dos materiais preparados. É necessário controle para a detecção oportuna de defeitos na superfície do tubo de aço interno e do tubo de polietileno (galvanizado). As matérias-primas com falhas detectadas estão sujeitas a rejeição. Nesta fase, certificados, passaportes e outras documentações são preparados e verificados.
2. A preparação da superfície externa do tubo de aço interno. No caso de tratamento superficial insuficiente do aço, não será garantida a adesão suficiente à camada de PUF. A adesão é afetada negativamente pela presença de manchas de óleo ou graxa, áreas de ferrugem, incrustações, contaminantes de poeira e sujeira. Para um processamento ideal, são utilizados jateamento, jateamento ou escovação. Às vezes, chama ou tratamento químico é usado.
3. A preparação de elementos de centralização e sistemas UEC está sendo realizada. A uma distância uniforme constante um do outro, são distribuídos centralizadores que mantêm o tubo interno de aço no centro geométrico exato do polietileno protetor ou do invólucro galvanizado. Um fio de cobre é puxado através dos orifícios (“orelhas”) dos centralizadores, que fornecem um sistema operacional de controle remoto (em resumo - UEC).
4. O tubo de aço com o cabo estendido do sistema UEC é colocado em uma bainha de proteção. Para isso, é utilizado equipamento de tração de esteiras. O uso deste dispositivo fornece uma distância igual entre a superfície do tubo interno e a bainha de proteção. Essa condição é especialmente importante para a mesma camada de espuma em todo o produto.
5. A estabilização da temperatura da peça de trabalho é realizada.O tubo aquece a uma temperatura de +230 graus. Este procedimento permite obter a máxima adesão do invólucro de PUF com outras superfícies.
6. Nas extremidades da estrutura, flanges de fundição são instaladas, destinadas a vazamentos adicionais de espuma de poliuretano. Um dos flanges está equipado com os orifícios necessários para sangrar o ar no espaço anular. Uma máquina de fundição de alta pressão é usada para encher o material isolante. O tubo é colocado em uma inclinação de 1 a 15 graus à horizontal absoluta.
7. Para melhorar a adesão e obter alto desempenho, um produto com uma camada inundada de espuma de poliuretano é enviado para um armazém de armazenamento. Os flanges de fundição são removidos do tubo, o excesso de espuma é limpo.
8. O produto acabado, que passou do período de envelhecimento, passa por rigoroso controle técnico de qualidade. O grau de conformidade com certas normas do SNiP é determinado.

O tubo em PPU é uma construção de três camadas, na qual há um lingote de aço e duas camadas de isolamento

Às vezes, o processo de vazamento de espuma de poliuretano é substituído pela tecnologia de pulverização do material em um lingote de aço em rotação contínua. A GOST assume o lançamento de produtos com isolamento reforçado e convencional. Também foi levado em consideração o fato da presença obrigatória de segmentos e duas extremidades do tubo, desprovidos de isolamento. Esta medida é necessária para simplificar o trabalho de instalação.

Usando conchas de PPU prontas para tubos

Além de derramar e pulverizar o material, existe um método que envolve a produção de reservatórios individuais para isolamento térmico. Ele pode ser usado para isolar uma tubulação acabada ou cobrir tubulações com um alívio não padrão. A tubulação está pronta para operação quando o invólucro de PPU é fixado a uma superfície previamente preparada com cola especialmente projetada para isolamento térmico.

Antes de colar as superfícies de aço e espuma de poliuretano, é necessário não apenas limpar o tubo da contaminação, mas também tratá-lo com mástique. Para uma conexão mais forte, braçadeiras de retenção são usadas.

Importante! O uso de adesivos e mástiques não contradiz as normas do SNiP relativas à instalação de redes de aquecimento com isolamento.

Os invólucros isolantes de PUF são produzidos misturando sob alta pressão dois componentes químicos. O material é derramado em moldes de várias espessuras e diâmetros. Devido à variedade de formas, os fabricantes oferecem ao cliente uma ampla seleção de espessuras de casca projetadas para várias condições operacionais.

Os segmentos da casca possuem juntas de travamento transversais e longitudinais, reduzindo assim o risco de fendas. Ao colar segmentos diretamente em um tubo de aço, a costura de isolamento é quase completamente selada, aproximando-se em suas propriedades de um monólito. As conchas podem ser cobertas não apenas com um invólucro de metal ou polímero, mas também com fibra de vidro ou armofol.

Para instalação subterrânea, são utilizados tubos com revestimento externo de polímero, pois não estão sujeitos a umidade e corrosão

Requisitos para a produção de tubos de PPU de acordo com o SNiP

As disposições do SNiP 41-03-2003 determinam os requisitos relacionados ao projeto de estruturas em isolamento térmico. Os requisitos relacionados à fabricação de tubos de PPU serão os seguintes:

1. O SNiP 41-03-2003 declara que, a uma temperatura das substâncias e líquidos de refrigeração contidos na faixa de +20 a +300 graus e com qualquer método de assentamento (não é considerada a assentamento sem canal), são utilizados materiais isolantes de calor com densidade não superior a 200 g / m3. O valor máximo do coeficiente de condutividade térmica de acordo com o SNiP no estado seco e a uma temperatura média de operação de +25 graus é de 0,06 W / (m * K).
2. Se a temperatura do líquido de refrigeração exceder +300 graus, o SNiP permite o uso de materiais de isolamento térmico com uma densidade de até 350 g / m3.
3. Ao escolher um material para isolamento térmico e suas camadas de revestimento, é levada em consideração a resistência de outros elementos estruturais a substâncias quimicamente ativas no ambiente.
4. O documento normativo define a espessura do isolamento térmico.

O SNiP impõe obrigações aos fabricantes de tubos em materiais isolantes sobre a disponibilidade de certificados (conclusão higiênica, certificados de incêndio, certificados de conformidade de produtos).

Além disso, de acordo com as normas do SNiP, são feitos testes de resistência e densidade de produtos acabados em isolamento e conexões. Os principais testes são realizados hidraulicamente.

As disposições da joint venture para o projeto de tubos de PPU

O Código de Prática apresentado (SP 41-105-2002) contém normas e diretrizes relacionadas ao projeto e construção de redes de aquecimento de tubos e acessórios de aço ("pretos") revestidos com isolamento industrial de espuma de poliuretano.

A produção de tubos de PPU é realizada sob rigoroso controle, de acordo com as normas GOST

Importante! A implementação das ações descritas na joint venture está correlacionada com os requisitos obrigatórios estabelecidos no SNiP 41-03-2003 e outros materiais isolantes que estipulam o SNiP. A joint venture refere-se a tubos de PPU, cuja produção foi realizada de acordo com o GOST sob o número 30732.

As disposições da joint venture determinam:

1. A presença de condutores lineares para UEC, monitorando o estado de umidade.

2. Classes de aço para operação em áreas com temperatura externa abaixo de 0 graus:

• até -30 graus - as classes de aço 10, 20 e Vst3sp5 são usadas;
• até - 40 graus - marcas 17ГС, 17Г1С ou 17Г1СУ;
• até - 50 graus - marca 09Г2С.

3. As joint ventures permitem uma margem de corrosão da espessura da parede dos tubos internos, conforme solicitação do cliente a uma organização específica.

4. Se a possibilidade de ovalização do tubo sob o peso do solo aparecer durante a instalação interna, a joint venture recomenda o uso de paredes reforçadas.

5. As extremidades dos tubos, não isoladas na fábrica para facilitar a instalação, devem ser revestidas com mástiques anticorrosão durante todo o tempo de instalação.

6. De acordo com a joint venture, a produção de tubos com isolamento térmico, com um diâmetro de 530 a 720 mm, foi projetada para a instalação de redes de aquecimento sem canal em toda a Federação Russa e nos países do exterior próximo.

7. A joint venture também obriga os fabricantes a fornecer elementos completos com tubos de PPU, como:

• suportes em concreto armado;
• compensadores axiais;
• compensadores de partida;
• elementos de isolamento de ponta a ponta;
• componentes de espuma de poliuretano para enchimento de juntas;
• mangas de vedação em borracha ou polímeros;
• dispositivos de sistemas para controle remoto.

A fábrica que produz tubos de PPU também produz uma variedade de acessórios, suportes e outros componentes para esse tipo de produto

Além disso, a joint venture estipula as condições de resistência estática e recomenda que os fabricantes façam os cálculos necessários usando programas de desktop.

Equipamento para a criação de isolamento de espuma de poliuretano para tubos

As linhas de produção são oferecidas como um produto completo e como unidades de trabalho individuais. A opção é praticada quando o cliente compra da empresa um conjunto de desenhos para produção independente de locais de produção individuais. O conjunto completo de linhas de produção depende dos requisitos de capacidade e área da oficina. O equipamento padrão é:

• rolos vivos de tubos de aço;
• Transportador de corrente;
• rolo vivo de produtos poliméricos;
• rolos vivos de tubos de aço acabados;
• máquinas de envase;
• preenchimento de mesas;
• câmaras para aquecimento de espaços em branco;
• inclinação de estruturas de tubos acabados;
• tilter de conchas de tubos de polietileno;
• mesa de montagem;
• usina hidrelétrica;
• dispositivo de armazenamento.

Um dos elementos mais importantes da linha de produção é uma máquina para vazar espuma de poliuretano, operando sob alta pressão. As máquinas de envase permitem criar tubos de todos os diâmetros especificados no GOST relevante. Algumas máquinas estão equipadas com controladores programáveis. Esse equipamento possui até 60 modos de vazamento diferentes.

A planta para a produção de tubos de espuma de PU deve ter equipamentos para trabalhar com diferentes tipos de cascas externas

É interessante! Sob condições operacionais otimizadas, o tempo mínimo gasto no preenchimento de um segmento pode ser de 0,5 mm.

Além disso, será necessário equipamento especial para galvanizar a carcaça externa. Para a fabricação de reservatórios de plástico, serão necessários equipamentos rosqueados e de soldagem para trabalhar com materiais poliméricos.

O equipamento que utiliza a tecnologia de isolamento de tubos PPU possui um pacote padrão:

• dois recipientes para misturar componentes;
• bomba para injeção;
• usina hidrelétrica com capacidade de 3 kW;
• quadro elétrico com sistema de controle automatizado;
• Aparelho de injeção de espuma de poliuretano.

As máquinas de enchimento de espuma de poliuretano têm diferenças de desempenho. A partir desse indicador, o custo da máquina dependerá. Para fazer a escolha certa, ao comprar, você deve se concentrar no diâmetro planejado dos produtos fabricados. É necessário calcular a quantidade de espuma de poliuretano injetada a cada minuto e determinar a produtividade da máquina a partir deste indicador. Por exemplo, o diâmetro da tubulação com um diâmetro interno do tubo de 426 mm será 560 mm. Para preencher essa quantidade de espaço, serão necessários 87 kg de material isolante. Isso significa que a produtividade da máquina de envase é necessária com um indicador de 96 kg por minuto.

Ao comprar redes de equipamentos para tubos isolados, lembre-se de que são necessários instalação, comissionamento e custos de treinamento de pessoal.

Tudo o que é necessário para organizar a produção de tubos de PPU é um estudo detalhado das complexidades do processo de produção e das disposições destacadas em GOST, SNiP e SP para tubos em materiais isolados. O equipamento para derramar ou pulverizar a camada (ou casca) de PUF é selecionado de acordo com os requisitos de desempenho individuais.