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Tuberías de polímeros flexibles. Tuberías flexibles con aislamiento térmico

Vale la pena señalar que los principales fabricantes de tubos flexibles con aislamiento térmico de polímeros en el mundo son empresas europeas. Aparentemente, esto se debe al hecho de que fue en Europa donde las ideas de ahorro de energía en el suministro de calor tuvieron mayor demanda. A modo de comparación, podemos decir que en un mercado potencialmente espacioso como el estadounidense, las tuberías flexibles con aislamiento térmico están prácticamente ausentes. No existe un solo fabricante estadounidense de este tipo de tuberías, mientras que las tuberías metálicas con aislamiento de PPU están bastante representadas (Permapipe, Termacor, Rovenco, etc.). La pequeña cantidad de tubería instalada en los Estados Unidos actualmente se importa íntegramente de Europa.

Cuando se habla del uso de tubos flexibles con aislamiento térmico en redes de distribución de calor, hay que tener en cuenta que las empresas europeas desarrollaron no sólo tubos flexibles con aislamiento térmico, sino también sistemas completos de tubos de calor flexibles con aislamiento térmico de polímero. El concepto de sistema en este caso es bastante amplio. Esto incluye no sólo accesorios, componentes y equipos especializados para instalar dichos tubos de calor en la ruta. No menos, y quizás más importante aquí, es el diseño de las tuberías y el sistema de su interfaz con las tuberías y válvulas de cierre tradicionales (metálicas), el sistema de impermeabilización, el sistema de autocompensación térmica y el sistema UEC (si Se trata de tubos Casaflex con tubos portantes de acero inoxidable corrugados en espiral). Esto también debería incluir un conjunto completo de soluciones técnicas para el tendido de tuberías flexibles en condiciones difíciles de desarrollo urbano denso, un sistema para calcular las pérdidas de calor y un sistema de cálculos hidráulicos, que son muy diferentes de los utilizados para las tuberías metálicas en aislamiento de PPU.

Por separado, cabe destacar el sistema de autocompensación térmica de tuberías con aislamiento térmico de polímero flexible. A pesar de que el coeficiente de expansión térmica de las tuberías de polietileno es significativamente mayor que el de las tuberías metálicas, debido al bajo valor del módulo de elasticidad, surgen tensiones menores en las tuberías, que son significativamente menores que los indicadores de resistencia del material de la tubería. y no puede provocar una pérdida de estabilidad de las tuberías.

Si de alguna manera se podían enrollar tubos con un diámetro de 140 mm en un tambor, entonces para tubos con un diámetro de 160 mm esto resultó casi imposible.

Con todas las ventajas de los sistemas europeos de tuberías con aislamiento térmico de polímero flexible, cabe señalar que todos ellos, sin excepción, fueron desarrollados para condiciones europeas muy específicas. Como saben, en los países europeos prácticamente no existen sistemas de redes centralizadas unificadas a escala de las grandes ciudades, y especialmente de las megalópolis. Normalmente, las redes de distribución de calor dan servicio a varios barrios pequeños con pequeñas plantas de calefacción. Además, muchos países europeos están implementando constantemente un programa para reducir la temperatura del refrigerante, lo que reduce en gran medida la carga en las redes de distribución de calor.

Hace siete años, cuando los fabricantes rusos de tubos de polímero se enfrentaban a la tarea de dominar la producción de nuevos tipos de tubos para redes de distribución de calor en las ciudades rusas, las cuestiones sobre la aplicabilidad de los sistemas europeos todavía eran Terra Incognita. El primer fabricante ruso de tubos con aislamiento térmico de polímero flexible fue la planta de Moscú "Y Gaztrubplast", que comenzó a desarrollar estos productos siguiendo las instrucciones del Departamento de Gestión de Energía y Combustibles del Gobierno de Moscú (actualmente DTEH). La planta se enfrentó a la tarea de elegir uno de los sistemas europeos y al problema de adaptar este sistema a las condiciones de las ciudades rusas.

Entonces, hace siete años, el personal de la planta entendió una cosa: que estos conductos de calor flexibles son un sistema complejo y, para construir un nuevo edificio con sus propios requisitos especiales, es necesario contar con una base sólida de un sistema previamente desarrollado. . Por este motivo se tomó la decisión de adquirir varias licencias para uno de los sistemas europeos bien establecidos de tuberías flexibles con aislamiento térmico de polímero. Como lo demuestran siete años de experiencia en el desarrollo de este sistema y su funcionamiento en las condiciones rusas, y especialmente en Moscú, esta decisión fue entonces la única correcta, lo que nos permitió evitar muchos errores que, lamentablemente, otros fabricantes rusos cometieron. no evitar.

Nos gustaría cerrar casi la última línea de toda la serie de cambios y mejoras al sistema Calpex original y presentar a la comunidad profesional un sistema esencialmente nuevo de tuberías flexibles multicapa con aislamiento térmico “Isoproflex-AM”. Resumiendo todo el camino recorrido en el desarrollo del sistema Isoproflex-AM, se puede decir sin exagerar que numerosas mejoras en el desarrollo del sistema Calpex y su adaptación a condiciones operativas más severas han llevado a la creación de una nueva clase de flexibles. Tuberías con aislamiento térmico de polímero multicapa.

¿Qué es bueno para un alemán...?

Entonces, ¿por qué las organizaciones municipales rusas de suministro de calor, es decir, los principales clientes de tubos flexibles con aislamiento térmico de polímero, no estaban satisfechas con los sistemas ofrecidos por los fabricantes europeos? En primer lugar, estos son, por supuesto, los diámetros de los tubos de soporte. Si en la nomenclatura estándar de las plantas europeas el diámetro más grande de las tuberías flexibles con aislamiento térmico que soportan carga era de 110 mm (se utilizaron tuberías para reemplazar una tubería de metal con un diámetro de 108 mm), entonces, para el suministro de calor, las organizaciones rusas tenían tuberías con un diámetro Se requerían al menos 150 mm (para sustituir un tubo metálico de 159 mm de diámetro), y preferiblemente 203 mm (para sustituir un tubo de 219 mm). Parecería que nada podría ser más sencillo: conviene intentar aislar térmicamente los tubos de soporte de polietileno reticulado (PEX) con un diámetro de 140 y 160 mm.

Pero resultó que esto era extremadamente difícil de hacer. Y si de alguna manera se podían enrollar tubos con un diámetro de 140 mm en un tambor, entonces para tubos con un diámetro de 160 mm resultó casi imposible. Sería posible tomar el camino de reducir el espesor de la pared de la tubería para que la tubería fuera más flexible, pero ¿qué hacer entonces con la presión de trabajo de la tubería?

Además. Resultó que los motores térmicos rusos también necesitan tuberías de gran diámetro para presiones de 1 MPa. Esto es comprensible: los diámetros grandes requieren un gran consumo de agua y esto se utiliza en construcciones de gran altura. Aunque estos tubos prácticamente no se utilizan en Europa, en la práctica europea existe una solución técnica para la producción de tubos flexibles con aislamiento térmico para tal presión: el uso de tubos de carga PEX con mayor espesor de pared (DEG = 7,4). Fue precisamente este camino mecanicista el que tomaron la mayoría de las empresas europeas cuando intentaron conquistar el espacioso mercado ruso.

Hay que decir que incluso para diámetros de 110 mm, estos tubos con un mayor espesor de pared son, por decirlo suavemente, algo inusual. Se parecen más a cañones de artillería que a tuberías para transportar refrigerante. Está claro que la sección transversal de tales tuberías resulta muy subestimada (aproximadamente un 20%), y es bastante difícil hablar de su flexibilidad incluso para un diámetro de 110 mm y para diámetros de 140 y 160 mm. es simplemente imposible.

Pero eso no es todo. Resultó que en Europa todas las tuberías flexibles con aislamiento térmico y tuberías de soporte de polietileno reticulado se utilizan para temperaturas de funcionamiento de hasta 95 °C y presiones de funcionamiento de hasta 0,6 MPa (tubería de calefacción urbana) o hasta una temperatura de 70°C y presión hasta 1 MPa (Tubería de Agua Caliente Sanitaria). Y al mismo tiempo, los tubos flexibles con aislamiento térmico de polímero nunca se utilizan a una temperatura de 95 °C y una presión de 1 MPa al mismo tiempo. Se trata de una limitación extremadamente desagradable que prácticamente cierra el camino al uso de tubos de calor flexibles estándar para sistemas de calefacción en edificios de gran altura (a partir de 17 pisos).

Los tubos Isoproflex-AM se han suministrado a los sitios de sustitución de redes de calefacción durante tres años después de que se hayan completado todas las pruebas de laboratorio en fábrica.

Este último hecho nunca ha sido negado por los fabricantes europeos, y esto es fácil de entender en su documentación técnica. Para las redes de distribución de calor de los países europeos, este uso de tubos de calor flexibles no es muy relevante: en Europa prácticamente no hay edificios de gran altura conectados a las redes de calor municipales. Las ciudades rusas con zonas residenciales de varios pisos son otra cuestión. Teniendo en cuenta que los tubos de calor flexibles europeos se suministran a Rusia a través de organizaciones comerciales, el nivel de soporte técnico para los proyectos de instalación de estos tubos resulta bastante bajo. Por eso, los heatpipes flexibles de marcas europeas conocidas aparecen en las redes de calefacción de zonas de gran desarrollo residencial con edificios de 22 plantas o más. Al mismo tiempo, en algunos catálogos de distribuidores rusos aparecieron frases sobre el uso de tubos flexibles de polímero a temperaturas de 105 °C e incluso 110 °C. Repetiré la idea expresada al principio del artículo: casos similares de uso analfabeto de tecnologías de polímeros en redes de distribución de calor pueden llevar a una pérdida de confianza en la idea misma de utilizar polímeros en esta área.

Nuevo sistema para las condiciones rusas.

Por lo tanto, la planta de AND Gaztrubplast se enfrentó al hecho de que los sistemas europeos existentes y probados de tuberías flexibles con aislamiento térmico de polímero no eran adecuados para las condiciones operativas rusas. Ni los diámetros de las tuberías ni la presión de funcionamiento cumplieron con los valores requeridos. En otras palabras, para las condiciones operativas rusas más estrictas, se necesitaba un sistema diferente. Teniendo en cuenta que las tuberías clásicas de polietileno reticulado tienen una vida útil limitada bajo cargas tan extremas, cambiar el sistema significó cambiar el diseño de la propia tubería de soporte.

El nuevo enfoque permite diseñar tuberías con propiedades específicas según los requisitos del consumidor.

En parte, el nuevo diseño de los tubos reforzados de carga producidos por la planta AND Gaztrubplast ya está descrito en la literatura. Sin desvelar todos los detalles técnicos del nuevo diseño, que constituyen el contenido del "know-how" y que actualmente están en proceso de patente, nos detendremos en las principales características del diseño del tubo de soporte.

La tubería es un "pastel" multicapa, cuya base es la misma tubería PEX-a (de paredes delgadas), reforzada con hilo de Kevlar. La secuencia y el espesor de todas las capas tecnológicas se seleccionan de tal manera que la tubería resultante sea una estructura monolítica, resista todas las pruebas necesarias y la capa de refuerzo esté ubicada dentro del cuerpo de la tubería. Al mismo tiempo, el espesor total de la pared de la tubería resultó ser 0,6 MPa menor que el espesor de la pared de una tubería de polietileno reticulado tradicional, lo que permitió aumentar significativamente la flexibilidad de la tubería. El aumento de la flexibilidad de la tubería permitió, a su vez, crear una tubería flexible de 1 MPa hasta un diámetro de 160 mm. Pero lo más importante es que la tubería desarrollada puede soportar pruebas para las cargas máximas requeridas: 95 ° C y 1 MPa al mismo tiempo. Esta fue precisamente la tarea que se le planteó al equipo que creó un nuevo tipo de tubería.

La estructura multicapa desarrollada del tubo de soporte facilita la adición de capas adicionales necesarias para la producción de tubos con propiedades específicas. Así, a petición del cliente, se añadió una capa de barrera al diseño de la tubería para evitar la difusión de oxígeno desde el exterior. Actualmente, se están desarrollando una serie de capas adicionales que permitirán producir la tubería de acuerdo con los nuevos estándares europeos, cuyo desarrollo está actualmente en marcha.

Durante los siete años en los que se dominó la producción de heatpipes flexibles estándar y se puso en marcha el desarrollo de tubos de nuevo diseño, los fabricantes europeos no se quedaron quietos. Han aparecido una serie de mejoras en el diseño de sus sistemas, que han contribuido a un aumento significativo en la vida útil de la capa termoaislante. En particular, las empresas Brugg Rohrsysteme y Logstor comenzaron a producir tubos de calor flexibles con una capa especial que evita la difusión del gas espumante de la capa de espuma y su sustitución por el oxígeno atmosférico. El caso es que, como han demostrado numerosos estudios de los últimos años, debido al efecto sustitución, el coeficiente de conductividad térmica del aislamiento térmico aumenta un 15% durante 10 años de funcionamiento. Obviamente, el deterioro de las propiedades de aislamiento térmico en este caso resulta bastante significativo. Por eso, durante el desarrollo de las tuberías Isoproflex-AM, estas mejoras también se introdujeron en el nuevo diseño de la tubería.

Podemos concluir que el enfoque para el desarrollo de tuberías con aislamiento térmico de polímeros flexibles ha cambiado. El nuevo enfoque permite diseñar tuberías con propiedades específicas de acuerdo con los requisitos del cliente. El número de capas y su combinación puede variar significativamente. Esto nos permite transferir un nuevo tipo de tubería a la categoría de estructuras poliméricas multicapa de ingeniería y hablar sobre el nacimiento de toda una clase de tuberías flexibles multicapa con aislamiento térmico de polímero.

Los tubos Isoproflex-AM se suministran a los sitios de sustitución de redes de calefacción desde hace tres años, principalmente en Moscú, una vez finalizadas todas las pruebas de laboratorio de la fábrica. Ahora, después de la intensa temporada de calefacción del invierno anormalmente frío de 2005-2006, podemos decir con seguridad que las pruebas de campo del sistema Isoproflex-AM resultaron estar completas.

El material de partida es polietileno.

La variedad “caliente” está hecha de PE-Xa (DIN16892/16893) con barrera al oxígeno (DIN4726). Para la fabricación de variaciones "frías" se utiliza PE-100 (DIN12201). Los primeros se fabrican en tono amarillo y los segundos en negro. El aislamiento de espuma y la carcasa también son de PE. El diseño de la tubería de calor se basa en el principio de cámaras cerradas, lo que garantiza la integridad durante los trabajos de operación e instalación.

Se coloca un aislante térmico en capas entre los tubos interiores. El material aislante de espuma elástica (espuma de poliuretano), fabricado a partir de polietileno reticulado, tiene una estructura porosa. Es necesario crear una protección térmica confiable, así como separar las tuberías de suministro de las de retorno dentro de la estructura. La capa exterior corrugada está hecha de HDPE.

A partir de los artículos del catálogo de nuestra tienda online se pueden solicitar tubos con aislamiento térmico Uponor (Uponor), ISOPEKS, Isoproflex, así como productos de otros fabricantes, que van acompañados de certificados de conformidad.

Estándares estatales

La calidad del producto debe cumplir con los requisitos de las normas estatales:

GOST 32415-2013 “Tubos de presión termoplásticos y piezas de conexión para ellos para sistemas de suministro de agua y calefacción. Condiciones técnicas generales".
GOST 18599-2001 “Tubos de presión de polietileno. Condiciones técnicas".
GOST 30732-2006 "Tubos y accesorios de acero con aislamiento térmico de espuma de poliuretano con una cubierta protectora".
GOST R 54468-2011 "Tubos flexibles con aislamiento térmico para sistemas de suministro de calor, suministro de agua fría y caliente".
TU 576431-006-01297858-99 “Tuberías aisladas térmicamente con aislamiento térmico de espuma de poliuretano”.
GOST 1599-2001.

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Tuberías de aislamiento térmico en sistemas de suministro de agua.

Hoy en día, los sistemas de calefacción, aire acondicionado y suministro de agua se construyen cada vez más con tuberías de plástico flexibles. La base de los sistemas de calefacción son las tuberías flexibles y aisladas. Es raro, pero también se pueden encontrar sistemas fabricados a base de tubos de cobre con aislamiento térmico. Estos tubos están hechos de cobre recocido casi puro, recubiertos en la parte superior con una capa de PVC o polipropileno para mejorar las cualidades de aislamiento térmico. Sin embargo, un oleoducto de este tipo cuesta mucho dinero, por lo que no todo el mundo puede permitírselo.

Instalación de tubería termoaislada: 1. Tubería de presión Rex. 2. Capa protectora de oxígeno (a petición del cliente). 3. Aislamiento térmico fabricado con espuma de poliuretano semirrígida. 4. Capa barrera. 5. Carcasa protectora fabricada en polietileno. 6. Franjas identificativas verdes.

¿Qué son los tubos flexibles con aislamiento térmico?

Para empezar, vale la pena señalar que los tubos flexibles están representados por productos de plástico. Esta categoría no incluye productos de hierro fundido, acero y cobre. Pero al mismo tiempo, el plástico metálico también se clasifica como producto flexible.

Dichos productos se denominan aislados térmicamente solo porque tienen una cubierta superior especial, que mejora algunas de las características de las tuberías.

Estos productos se venden en bobinas de varios metros. Su instalación no requiere preparación previa, habilidades especiales ni equipo especial.

En cuanto al ámbito de aplicación, es muy amplio. Podemos decir que las tuberías con aislamiento térmico se utilizan allí donde se pueden utilizar productos convencionales, es decir, en sistemas de calefacción, suministro de agua fría y caliente, sistemas de alcantarillado, etc.

Estas tuberías son más eficaces en los sistemas de suministro de agua caliente. Es el aislamiento térmico el que permite transportar agua caliente a largas distancias sin prácticamente ninguna disminución de la temperatura del refrigerante.

Tuberías termoaisladas de polipropileno.

Los más populares son los productos con aislamiento térmico de polipropileno. Esto se debe al hecho de que la tubería es capaz de soportar altas presiones: constante a 10 atmósferas y a corto plazo a 13 atmósferas.

Tipos de tuberías con aislamiento térmico de varios fabricantes: 1-Tuberías de polibuteno (polibutileno), donde la capa de aislamiento térmico está hecha de polietileno PE físicamente espumado, la carcasa protectora exterior corrugada está hecha de HDPE. 2.3- Tuberías fabricadas en polietileno reticulado, donde el aislamiento térmico es de polietileno espumado, la carcasa exterior de doble protección corrugada es de HDPE.
4- Tuberías de acero con aislamiento de espuma de poliuretano, carcasa protectora exterior de PEAD.

La temperatura del refrigerante en tales productos puede alcanzar los 95 grados, mientras que el polipropileno no colapsa y la capa exterior conserva sus cualidades de aislamiento térmico.

Entre otras cosas, el polipropileno es un material muy resistente a diversos entornos agresivos. Tiene un funcionamiento fiable y bastante duradero. La vida útil de una tubería de este material es de más de decenas de años.

El polipropileno se puede utilizar en sistemas de calefacción y en sistemas de suministro de agua para alimentos. Esto es posible gracias a la limpieza de las tuberías de polipropileno. Incluso a altas temperaturas no emiten sustancias peligrosas para la salud humana.

Aunque el polipropileno se considera un material flexible, sus tuberías se fabrican en trozos de 4 metros, ya que es casi imposible enrollarlos sin dañar el producto.

Instalación de tubería de polipropileno.

Cabe señalar de inmediato que al instalar una tubería hecha de polipropileno para cualquier propósito, no debe asegurarse de que la tubería esté doblada en ningún lugar.

Para realizar el trabajo, necesitará herramientas estándar para trabajar con tuberías de plástico, es decir, tijeras especiales y una máquina de soldar.

Se necesitan tijeras especiales para realizar cortes rectos en las tuberías. Si no tienes esas tijeras, puedes usar una sierra para metales con dientes finos. En este caso, después de cada corte habrá que limpiar el extremo del tubo.

Los tubos de polipropileno se conectan entre sí mediante accesorios mediante soldadura. Para este procedimiento se utiliza una máquina de soldar especial.

¿Cómo elegir una máquina de soldar?

Actualmente, en los mercados de la construcción está disponible una amplia gama de máquinas de soldar. Sin embargo, no todos cumplen con los requisitos que se les imponen y que garantizan excelentes resultados.

Para elegir una máquina de soldar con una relación calidad/precio normal, es necesario prestar atención a algunas características técnicas de esta herramienta. Entonces, una de las principales características es el rango de tallas.. Muestra qué tamaños de tubería son adecuados para trabajar con este dispositivo. Por ejemplo, si es necesario trabajar con tuberías con un diámetro de 7 cm y el dispositivo está diseñado para diámetros de 20 a 60, entonces no sirve de nada. Lo mismo se aplica al límite inferior del rango.

Vale la pena señalar que la herramienta más cara viene con varios accesorios hechos de teflón. Con la ayuda de estos accesorios, el dispositivo puede funcionar con casi cualquier diámetro.

El segundo parámetro importante es su potencia. Si compra una herramienta solo para hacer un sistema de suministro de agua en casa, entonces una potencia de 800 W es suficiente, ya que en sus casas se utilizan tuberías cuyo diámetro rara vez supera los 63 mm.

Al elegir una herramienta, se debe prestar atención a la presencia de un termostato. Mantiene constantemente la temperatura en el nivel deseado, es decir, 270 grados, en modo automático. Si la máquina de soldar no está equipada con dicho dispositivo, la temperatura deberá mantenerse manualmente.

Muy a menudo el parámetro decisivo en una elección tan difícil es el coste. Naturalmente, los instrumentos que se fabrican aquí son mucho más baratos que sus homólogos europeos. Sin embargo, muchos de los dispositivos extranjeros llevan mucho tiempo funcionando en todo el espacio postsoviético. Pero vale la pena señalar que entre los dispositivos domésticos también hay ejemplos dignos y son suficientes para instalar un sistema de suministro de agua en casa.

Por lo tanto, la construcción real de la tubería comienza solo después de la compra de todos los componentes y componentes. Primero, encienda la máquina de soldar para calentarla. A continuación, se corta un tramo de tubería del tamaño requerido. Al marcar, no debe olvidarse que una parte de la tubería irá dentro del elemento de conexión: el accesorio.

Después de esto, se protege la pieza cortada por los extremos. A continuación, se le aplican marcas. Se coloca una marca desde el extremo a una distancia igual a la profundidad del accesorio menos 2-3 milímetros. Esta marca servirá como indicación de que la tubería entró correctamente en el elemento de conexión durante el proceso de montaje de la tubería.

Una vez que la máquina de soldar se haya calentado por completo, puede comenzar a soldar directamente. Se adjuntan un accesorio y un trozo de tubo a la boquilla. Con un suave movimiento estos dos elementos se acercan. Cuando el accesorio está completamente insertado en la boquilla, se anota el tiempo. Si durante este tiempo la tubería aún no ha alcanzado el punto deseado, simplemente es necesario subirla, pero la cuenta regresiva continúa.

Es necesario controlar el tiempo para no sobreexponer los elementos plásticos. El tiempo de soldadura para tuberías de diferentes diámetros también es diferente. Por ejemplo, un tubo con un diámetro de 2,5 centímetros debe sujetarse durante 5 segundos. Para una tubería con un diámetro de 4 centímetros, este tiempo es de 12 segundos.

Una vez transcurrido el tiempo de retención, se retiran simultáneamente la tubería y el accesorio de la boquilla. Si no puedes hacer esto con un ligero movimiento, puedes girar ligeramente la estructura alrededor de su eje. Después de eso, la tubería se inserta en el orificio de montaje de acuerdo con la marca hecha y se fija allí durante 8 a 10 segundos. Esto completa la conexión.

Tuberías aisladas de PVC

Las tuberías de PVC, como las de polipropileno, se utilizan activamente en los sistemas de suministro de agua caliente.

El PVC es un material flexible, pero aún así bastante rígido. Su coeficiente de expansión térmica es tan pequeño que resulta prácticamente invisible. Existe la creencia popular de que el PVC libera sustancias tóxicas cuando se calienta. Sí, es cierto. Sólo el proceso de separación se produce con un calentamiento muy alto, unos 400 grados. Por tanto, los productos de PVC son seguros para la salud.

Instalación de una tubería hecha de elementos de PVC.

Las herramientas que necesitarás son tijeras, papel de lija y pegamento especial con limpiador. Además, es posible que necesites una brocha para aplicar el adhesivo.

El montaje del sistema de suministro de agua se realiza pegando sus elementos individuales.

El pegamento aplicado a la superficie de PVC disuelve su capa superior. Lo mismo ocurre con el elemento de conexión. Así, la sustancia disuelta se mezcla formando una masa homogénea al solidificarse. Esta conexión es muy fuerte. En este indicador no es inferior al PVC macizo.

Antes de comenzar el pegado, se comprueban todos los elementos moldeados. Todas las tuberías se insertan secas en los accesorios. Deben encajar en ellos 2/3 de la longitud del accesorio.

Después de la verificación, la tubería se corta al tamaño requerido. Si el producto es lo suficientemente grande, es más conveniente cortarlo con un cortador de rodillo. Después del corte, el extremo del tubo se limpia o se procesa con un cuchillo especial diseñado para biselar.

A continuación, la superficie que participará en el proceso de pegado se trata con una imprimación, un limpiador especial. Este líquido suaviza la capa superior de PVC, lo que permite que la composición adhesiva penetre más profundamente en la estructura del material.

A continuación, se aplica pegamento en el interior del accesorio y en el exterior de la tubería. Se introduce en el racor y se gira allí aproximadamente ¼ de círculo alrededor de su eje. Esto le permite distribuir uniformemente el pegamento por toda la superficie a pegar. A continuación se presiona el tubo contra el elemento de conexión con suficiente fuerza. En esta posición se mantienen ambos elementos durante medio minuto.

Así se monta todo el sistema de suministro de agua. En el caso de que el diámetro de los elementos sea superior a cinco centímetros, se utilizan dispositivos de sujeción especiales.

Su diferencia fundamental con los tubos de acero utilizados tradicionalmente no reside sólo en el material del tubo de presión, que es resistente a todo tipo de corrosión. La alta flexibilidad de los tubos permite producirlos en tramos largos y entregarlos en bobinas. Sin embargo, para que la nueva tubería se pueda utilizar en la construcción, los desarrolladores tuvieron que crear un nuevo producto adaptado a las necesidades de este sector del mercado: proporcionar a la tubería un aislamiento térmico confiable y de alta calidad, desarrollar un sistema de conexión, etc. Los principales fabricantes de tubos con aislamiento térmico de polímero flexible son las empresas europeas Brugg Rohrsysteme, Uponor, Logstor, Isoplus, Microflex, etc.

Todos ellos desarrollaron no sólo tubos flexibles con aislamiento térmico, sino también sistemas completos de tubos de calor flexibles con aislamiento térmico de polímero. El concepto de sistema en este caso es bastante amplio. Incluye no solo accesorios, componentes y equipos especializados para instalar dichos tubos de calor en la ruta. No menos, y quizás más importante aquí, es el diseño de las tuberías y el sistema de su interfaz con las tuberías y válvulas de cierre tradicionales (metálicas), el sistema de impermeabilización, el sistema de autocompensación térmica y el sistema UEC (si Se trata de tubos Casaflex con tubos portantes de acero inoxidable corrugados en espiral). Esto también debería incluir todo un conjunto de soluciones técnicas para el tendido de tuberías flexibles en condiciones difíciles de desarrollo urbano denso, un sistema de cálculo de pérdidas de calor y un sistema de cálculos hidráulicos, que son muy diferentes de los utilizados para tuberías metálicas en aislamiento de espuma de poliuretano. Por separado, cabe destacar el sistema de autocompensación térmica de tuberías con aislamiento térmico de polímero flexible. A pesar de que el coeficiente de expansión térmica de las tuberías de polietileno es significativamente mayor que el de las tuberías metálicas, debido al bajo valor del módulo de elasticidad, surgen tensiones menores en las tuberías, que son significativamente menores que los indicadores de resistencia del material de la tubería. y no puede provocar una pérdida de estabilidad de las tuberías.

Las principales empresas europeas han adoptado diferentes enfoques en el diseño de sus sistemas de conductos térmicos de polímeros flexibles. Cada uno de estos sistemas tiene sus lados positivos y negativos. Pero tienen una cosa en común: todos son sistemas completos en los que se han resuelto todos los problemas enumerados anteriormente y en cuyo desarrollo se han invertido importantes recursos financieros y humanos. Y la copia ciega de parte de estos sistemas (por ejemplo, solo tuberías) o el uso de estos sistemas en condiciones de funcionamiento no previstas para ellos, como se explicará más adelante, a menudo conduce a consecuencias indeseables y grandes riesgos financieros. Además, con un enfoque analfabeto para copiar tales sistemas, la idea misma de utilizar tuberías flexibles con aislamiento térmico de polímero en redes de calefacción en nuevos mercados prometedores, como, por ejemplo, el mercado ruso, queda desacreditada. Con todos los aspectos positivos de utilizar buenos sistemas europeos de tuberías con aislamiento térmico de polímero flexible, cabe señalar que todos ellos, sin excepción, fueron desarrollados para condiciones europeas muy específicas. Como saben, en los países europeos prácticamente no existen sistemas de redes centralizadas unificadas a escala de las grandes ciudades, y especialmente de las megalópolis. Normalmente, las redes de distribución de calor dan servicio a varios barrios pequeños con pequeñas plantas de calefacción. Además, muchos países europeos están implementando constantemente un programa para reducir la temperatura del refrigerante, lo que reduce en gran medida la carga en las redes de distribución de calor.

Hace seis años, cuando los fabricantes rusos de tubos de polímero se enfrentaban a la tarea de dominar la producción de nuevos tipos de tubos para redes de distribución de calor en las ciudades rusas, las cuestiones sobre la aplicabilidad de los sistemas europeos todavía eran Terra Incognita. El primer fabricante ruso de tubos flexibles con aislamiento térmico de polímero fue la planta de Moscú "Y Gaztrubplast", que comenzó el desarrollo de estos productos siguiendo instrucciones del Departamento de Gestión de Combustibles y Energía del Gobierno de Moscú (actualmente DTEH). Fue esta planta la que se enfrentó a la tarea de elegir uno de los sistemas europeos y al problema de adaptar este sistema a las condiciones de las ciudades rusas. Entonces, hace seis años, el personal de la planta entendió solo una cosa: que estos cables térmicos flexibles son un sistema complejo y que para construir un nuevo sistema con sus propios requisitos especiales, es necesario tener una base sólida de un sistema previamente desarrollado. Y es por eso que se tomó la decisión de comprar varias licencias para uno de los sistemas europeos mejor desarrollados de tuberías flexibles con aislamiento térmico de polímero, como lo demuestran los seis años de experiencia en el desarrollo de este sistema y la experiencia de su funcionamiento en las condiciones rusas, y especialmente en Moscú, esta decisión fue entonces la única correcta, lo que permitió evitar muchos errores de los que, lamentablemente, otros fabricantes rusos no pudieron escapar. En 2000, los especialistas de la planta AND Gaztrubplast y La UTEC (actualmente DTEKH) del Gobierno de Moscú realizó un minucioso análisis técnico y económico de las tecnologías utilizadas en la práctica mundial. Los especialistas de la planta estudiaron la experiencia de las empresas Rehau (Alemania), Uponor (Finlandia), Dizayn Group (Turquía), Brugg Rohrsysteme (Suiza), Isoplus (Austria). Como resultado, se eligió la tecnología de producción de tuberías CALPEX de Brugg Rohrsysteme: no son inferiores en características técnicas a las tuberías de otros fabricantes, resultaron ser más avanzadas tecnológicamente y permitieron la posibilidad de utilizar materias primas y componentes rusos.

En 2001 se instalaron los primeros kilómetros de tuberías CALPEX en las redes de suministro de agua caliente y calefacción de varias instalaciones de la UTEH en Moscú. Mientras “trabajaban” en su primera temporada de calefacción, en la planta se instalaba una línea tecnológica para la producción de tubos flexibles con aislamiento térmico de polímero “Isoproflex” (análogo ruso de los tubos suizos CALPEX) en virtud de un acuerdo de licencia con Brugg Rohrsysteme. En la primavera de 2002 se puso en funcionamiento la línea. Las organizaciones de suministro de calor de Moscú instalaron rápidamente 50 km de redes de calefacción utilizando tuberías Isoproflex. Ese mismo año se instalaron los primeros kilómetros de redes de calefacción en Moscú utilizando tubos Casaflex con un tubo de presión de acero inoxidable ondulado en espiral con una temperatura de funcionamiento de hasta 135°C. En 2003, la planta inició su propia producción de tubos de polietileno reticulado PEX en virtud de un acuerdo de licencia con uno de sus principales fabricantes, la empresa israelí Golan Plastic. De este modo, se redujo significativamente la dependencia de la producción de los suministros importados. Sin embargo, para la introducción generalizada de nuevas tuberías en la práctica de la construcción, fue necesario adaptar la tecnología suiza a las particularidades de las grandes ciudades rusas. ¿Qué es lo que no convenía a las organizaciones municipales rusas de suministro de calor, es decir, que son los principales clientes de los tubos flexibles con aislamiento térmico de polímeros, junto con los sistemas que ofrecen los fabricantes europeos? En primer lugar, estos son, por supuesto, los diámetros de los tubos de soporte. Si en la nomenclatura estándar de las plantas europeas el último diámetro de las tuberías flexibles con aislamiento térmico que soportan carga era de 110 mm (se utilizaron tuberías en lugar de una tubería de metal con un diámetro de 108 mm), entonces, para el suministro de calor, las organizaciones rusas necesitaban tuberías en al menos hasta 150 mm (para sustituir un tubo metálico de 159 mm de diámetro), o mejor aún, un tubo de 203 mm (para sustituir un tubo de 219 mm). Por lo tanto, ya en 2004 la planta dominaba la producción de tubos Isoproflex con diámetros de tubería de presión de 140 y 160 mm. Estos tubos no tienen análogos en la práctica mundial y están destinados a las redes de calefacción de las grandes ciudades rusas.

Al mismo tiempo, para transportar tubos de este diámetro, siguiendo instrucciones de la planta, en una de las empresas cerca de Moscú se diseñaron y fabricaron semirremolques para transportar bidones con tubos flexibles aislados térmicamente. Sin embargo, esto no fue suficiente. Resultó que los motores térmicos rusos también necesitan tuberías de gran diámetro para presiones de 1,0 MPa. Esto es comprensible: los diámetros grandes requieren un gran consumo de agua y esto se utiliza en construcciones de gran altura. Aunque estos tubos prácticamente no se utilizan en Europa, en la práctica europea existe una solución técnica para la producción de tubos flexibles con aislamiento térmico para dicha presión: el uso de tubos de carga PEX con mayor espesor de pared (DEG 7,4). Fue precisamente este camino mecanicista el que tomaron la mayoría de las empresas europeas cuando intentaron conquistar el espacioso mercado ruso. Hay que decir que incluso para diámetros de PO mm, estos tubos de calor flexibles con un mayor espesor de pared de los tubos de soporte PEX se parecen más a los cañones de artillería que a los tubos para el transporte de refrigerante. Está claro que la sección transversal de tales tuberías resulta muy subestimada (alrededor del 20%), y es bastante difícil hablar de su flexibilidad incluso para un diámetro de 110 mm, y para diámetros de 140 mm y 160 mm es simplemente imposible. Pero eso no es todo. Resultó que en Europa todos los tubos flexibles con aislamiento térmico con tubos de soporte de polietileno reticulado se utilizan para temperaturas de funcionamiento de hasta 95°C y presiones de funcionamiento de hasta 0,6 MPa (tubo de calefacción urbana) o hasta una temperatura de 70°C y presión hasta 1,0 MPA (tubería de agua caliente sanitaria). Y al mismo tiempo, los tubos flexibles con aislamiento térmico de polímero nunca se utilizan a una temperatura de 95°C y una presión de 1,0 MPa al mismo tiempo. Se trata de una limitación extremadamente desagradable que prácticamente cierra el camino al uso de tubos de calor flexibles estándar para sistemas de calefacción en edificios de gran altura (a partir de 17 pisos). Este último hecho nunca ha sido negado por los fabricantes europeos, y esto es fácil de entender en su documentación técnica. Para las redes de distribución de calor de los países europeos, este uso de tubos de calor flexibles no es muy relevante: en Europa prácticamente no hay edificios de gran altura conectados a las redes de calor municipales. Las ciudades rusas con zonas residenciales de varios pisos son otra cuestión.

Teniendo en cuenta que los tubos de calor flexibles europeos se suministran a Rusia a través de organizaciones comerciales, el nivel de soporte técnico para los proyectos de instalación de estos tubos resulta bastante bajo. Por eso, los heatpipes flexibles de marcas europeas conocidas aparecen en las redes de calefacción de zonas de gran desarrollo residencial con edificios de 22 plantas o más. Al mismo tiempo, en algunos catálogos de distribuidores rusos aparecieron frases sobre el uso de tubos flexibles de polímero a temperaturas de 105°C e incluso 110°C. Repetiré la idea expresada al principio del artículo: casos similares de uso analfabeto de tecnologías de polímeros en redes de distribución de calor pueden llevar a una pérdida de confianza en la idea misma de utilizar polímeros en esta área. Por lo tanto, la planta de AND Gaztrubplast se enfrentó al hecho de que los sistemas europeos existentes y probados de tuberías flexibles con aislamiento térmico de polímero no eran adecuados para las condiciones operativas rusas. Ni los diámetros de las tuberías ni la presión de funcionamiento cumplieron con los valores requeridos. En otras palabras, para las condiciones operativas rusas más estrictas, se necesitaba un sistema diferente. Teniendo en cuenta que las tuberías clásicas de polietileno reticulado tienen una vida útil limitada bajo cargas tan extremas, cambiar el sistema significó cambiar el diseño de la propia tubería de soporte. En 2003, la planta desarrolló y puso en producción en masa un tipo de tubería fundamentalmente nuevo: "Isoproflex A", con una tubería de presión reforzada con hilo de fibra de aramida (Kevlar). El refuerzo proporciona un aumento en la resistencia de la tubería sin aumentar el espesor de la pared.

En comparación con su homólogo europeo, el tubo PEX con mayor espesor de pared, el tubo de presión reforzado tiene un mayor rendimiento, es más cómodo de instalar y, lo más importante, es mucho más económico. Una mejora adicional en el diseño de los tubos reforzados de polietileno reticulado condujo a la creación en 2005 de un nuevo tipo de producto: un tubo reforzado con aislamiento térmico de 8 capas, que reemplazó al tubo Isoproflex A producido anteriormente. La secuencia y el espesor de todas las capas tecnológicas se seleccionan de tal manera que la tubería resultante sea una estructura monolítica, resista todas las pruebas necesarias y la capa de refuerzo esté ubicada dentro del cuerpo de la tubería. Al mismo tiempo, el espesor total de la pared de la tubería resultó ser 0,6 MPa menor que el espesor de la pared de una tubería de polietileno reticulado tradicional, lo que permitió aumentar significativamente la flexibilidad de la tubería. El aumento de la flexibilidad de la tubería permitió, a su vez, crear una tubería flexible de 1,0 MPa hasta un diámetro de 160 mm. Pero lo más importante es que la tubería desarrollada puede resistir las pruebas con las cargas máximas requeridas: 95°C y 1,0 MPa al mismo tiempo.

Esta fue precisamente la tarea que se le planteó al equipo que creó un nuevo tipo de tubería. La estructura multicapa desarrollada del tubo de soporte facilita la adición de capas adicionales necesarias para la producción de tubos con propiedades específicas. Así, a petición del cliente, se añadió una capa de barrera al diseño de la tubería para evitar la difusión de oxígeno desde el exterior. Actualmente, se están desarrollando una serie de capas adicionales que permitirán producir la tubería de acuerdo con los nuevos estándares europeos, cuyo desarrollo está actualmente en marcha. Durante los seis años en los que se dominó la producción de heatpipes flexibles estándar y se puso en marcha el desarrollo de tubos de nuevo diseño, los fabricantes europeos no se quedaron quietos. Han aparecido una serie de mejoras en el diseño de sus sistemas, que han contribuido a un aumento significativo en la vida útil de la capa termoaislante. En particular, las empresas Brugg Rohrsysteme y Logstor comenzaron a producir tubos de calor flexibles con una capa especial que evita la difusión del gas espumante de la capa de espuma y su sustitución por el oxígeno atmosférico. El caso es que, como han demostrado numerosos estudios de los últimos años, debido al efecto sustitución, el coeficiente de conductividad térmica del aislamiento térmico cae un 15% durante 10 años de funcionamiento. Obviamente, el deterioro de las propiedades de aislamiento térmico en este caso resulta bastante significativo. Por eso, durante el desarrollo de las tuberías Isoproflex-AM, estas mejoras también se introdujeron en el nuevo diseño de la tubería. Por tanto, podemos concluir que el enfoque para el desarrollo de tuberías con aislamiento térmico de polímeros flexibles ha cambiado. El nuevo enfoque permite diseñar tuberías con propiedades específicas de acuerdo con los requisitos del cliente. El número de capas y su combinación puede ser cualquiera. Esto nos permite transferir un nuevo tipo de tubería a la categoría de estructuras poliméricas multicapa de ingeniería y hablar sobre el nacimiento de toda una clase de tuberías flexibles multicapa con aislamiento térmico de polímero.

Así, en cinco años se construyeron en Moscú unos 610 km de redes de distribución térmica utilizando tuberías flexibles con aislamiento térmico “Isoproflex” y “Casaflex”. ¿Es mucho o poco? Al parecer, esto no es mucho en comparación con la longitud total de las redes de distribución en Moscú. Por otro lado, esto representa sólo alrededor del 15% de todo el parque de redes de distribución térmica. Si tenemos en cuenta que entre las direcciones donde se colocaron tuberías flexibles, había aquellas donde se colocaron tuberías metálicas en 1996, resulta que cada 10 a 15 años en Moscú se reconstruye una parte importante de todas las redes de distribución de calefacción. ¿Cuál es la siniestralidad en las redes de calefacción que utilizan tuberías flexibles con aislamiento térmico? Después de todo, los primeros tubos Isoproflex ya han estado en funcionamiento durante 5 temporadas de calefacción, y las empresas operadoras saben que cuando se utilizan tubos de acero, los equipos de emergencia a veces comienzan a reaccionar en caso de accidentes en la primera temporada de calefacción después de reparaciones importantes. Cinco años es el período durante el cual se pueden acumular datos estadísticos representativos sobre situaciones de emergencia. Volvamos a la cifra de 610 kilómetros de tuberías flexibles con aislamiento térmico que se encuentran en suelo de Moscú. Teniendo en cuenta los recorridos de las redes de calefacción en versiones de dos y cuatro tubos, las tuberías Isoproflex y Casaflex están ubicadas en más de 4.500 direcciones de Moscú. Es obvio que incluso en los sistemas de tuberías más fiables, los puntos más vulnerables son las juntas. En el caso de tuberías flexibles con aislamiento térmico, prácticamente no hay juntas en el medio del recorrido (con la excepción de casos raros en los que se utilizan tees de acero inoxidable, cuya vida útil es bastante larga) y, aparentemente, necesitamos para hablar de accesorios finales: transiciones a una tubería de metal. De paso, observamos que, a pesar de que los accesorios en sí están hechos de metal ferroso, de ninguna manera afectan la vida útil de toda la sección de la tubería de polietileno reticulado. Esto se debe al hecho de que la tubería de acero a la que está conectada la tubería de polímero fallará antes que el accesorio, y al reemplazar una tubería de metal, también se reemplaza el accesorio en sí. Sin embargo, el número absoluto de accesorios enterrados y el número relativo de accesorios por unidad de longitud de tubería son cantidades importantes que caracterizan la confiabilidad a largo plazo de todo el sistema de tuberías. Como lo demuestra el análisis de un pequeño número de situaciones de emergencia (que se analizarán más adelante), casi todas ocurrieron en las conexiones finales. El procesamiento estadístico de datos sobre el suministro de tuberías Isoproflex y Casaflex a las instalaciones de Moscú mostró que en todas las instalaciones de Moscú hay alrededor de 14.500 secciones de tuberías flexibles con aislamiento térmico. En consecuencia, el número de accesorios (en la gran mayoría de las transiciones a metal) que se encuentran en el suelo es de aproximadamente 29 a 30 mil piezas. En el camino, se puede observar que si todas estas instalaciones de Moscú se instalaran utilizando tuberías de metal, entonces el número de juntas (es decir, soldaduras ubicadas en el suelo a lo largo de todo el recorrido y más susceptibles a la corrosión) sería 4 veces mayor, tomando en cuenta las juntas de dilatación, es decir . unos 120 mil porros. Durante los cinco años se registraron 32 situaciones de emergencia con las que las organizaciones de suministro de calor de Moscú se pusieron en contacto con la planta. De estos, en 20 casos, las fugas se descubrieron en los primeros 1 o 2 días después de la prueba de presión y fueron causadas por una instalación no calificada de accesorios y una violación de las instrucciones del fabricante. Las causas de los 12 casos de emergencia restantes se distribuyeron de la siguiente manera: 1. Realización de trabajos de construcción en el lugar de la red de calefacción sin las precauciones adecuadas: 2 casos; 2. Daños en tuberías durante las operaciones de carga y descarga: 3 casos; 3. La presencia de grandes escombros de construcción en la zanja y la ausencia de losas de construcción en los giros de los canales - 3 casos; 4. Accesorios de mala calidad: 2 casos; 5. Falta de juntas de tuberías de presión por culpa del fabricante: 2 casos (ambos casos ocurrieron en el primer año de producción y no ocurrieron después de depurar el proceso tecnológico).

Así, la tasa de accidentes de los sistemas de tuberías Isoproflex y Casaflex, según los datos presentados, es de 1 caso cada 51 km en 5 años, o en promedio, teniendo en cuenta la distribución desigual de las tasas de accidentes a lo largo de los años, 1 caso cada 95 Km de tuberías por año. La cifra dada resultó ser muy cercana a la que figura en las estadísticas de accidentes al utilizar tuberías flexibles con aislamiento térmico en Europa. Cabe señalar que una tasa de accidentes tan baja en las redes de calefacción se logró gracias al arduo trabajo de todos los participantes del proyecto: la planta de fabricación, la Compañía Unida de Energía de Moscú y las organizaciones operativas. Como resultado del trabajo conjunto de especialistas de todas las organizaciones, basándose en tecnologías suizas, se desarrolló toda una familia de tuberías con aislamiento térmico de polímero flexible que pueden reemplazar las tuberías metálicas en casi todo el rango de temperaturas, presiones y diámetros utilizados en el suministro de agua caliente. y redes de distribución de calefacción. De hecho, se desarrolló un nuevo sistema de tuberías, totalmente adaptado a las condiciones de una metrópoli como Moscú. El grado de novedad del nuevo sistema se evidencia en el hecho de que la empresa Brugg Rohrsysteme (Suiza), con cuya tecnología se fabricaron los primeros tubos, está negociando actualmente el suministro de tubos de presión de nuevo diseño desde Moscú para su mayor aislamiento térmico. En Suiza. En conclusión, el equipo del holding Eurotrubplast desea expresar su agradecimiento a todos los participantes en el proyecto y desear a nuestra ciudad natal que en los próximos años aproveche las oportunidades que tenemos a nuestra disposición y eleve la fiabilidad de las redes urbanas a un nivel fundamentalmente nuevo. nivel para convertirse en un ejemplo para todas las ciudades rusas.

A.Yu. SHMELEV, MM. KUZIN, A.V. SAZÓNOV