РАО «ЕЭС России»

ОАО «Объединение ВНИПИэнергопром:

ТИПОВЫЕ РЕШЕНИЯ ПРОКЛАДКИ ТРУБОПРОВОДОВ ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ В ПЕНОПОЛИМЕРМИНЕРАЛЬНОЙ (ППМ) ИЗОЛЯЦИИ.

ДИАМЕТРОМ Д_у 50-400 мм.

Конструкции и детали

АТР313.ТС-006.000

Москва 2005 г.

Содержание

Пояснительная записка.................. -......................................3

1.    Общая часть................................ _....................................................................................................3

2.    Номенклатура стальных труб и изделий. Физико-мсханичсскис свойства ППМ изоляции............................................ „............4

3.    Конструкция прокладок теплопроводов................................................ ................... 7

4.    Опрелслснис тепловых потерь......................................................................................................................... 8

5.    Компенсация температурных деформаций. Сильфонные компенсаторы......................................................................................................................11

6.Опрелслснис усилий на неподвижные опоры................................................................................................-...................... 13

7. Рскомсндации по строительству...................... — ........ „......................18

8. Траиспор1ировка и хранение.............................. -........ 19

9. У катания по монтажу теплопроводов.......................................................................... 19

11омограмм и ......... —......... —............. —.............................——....................................................... 21

Правила пользования номограммами........................ S6

Подземная прокладка труб...............................................................-................................................... 66

Фасонные изделия.................. „........................„......................—............68

Отводы.--------------------------------------------------...---------............-------------------------------------------------------------------- —--------------------------......----------68

Тройники............„.......... 73

I [срсходы-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------„--------------------------------------- 78

Заделка стыков труб на прямых участках теплопроводов монолитной ППМ.......................................... 81

Установка скользящих опор я каналах и футлярах........................ 83

Конструкции скользящих опор при прокладке трубопроводов в каналах......................................................................................................... 84

Скользящие хомутовые опоры, выполненные в футляре.......... ............ 88

Изолирование неподвижных опор...................................................................................................... „....94

Железобетонные опорные типа неподвижной опоры............................................. 98

Опорные щиты для неподвижных опор при прокладке трубопроводов в канале Ду 50...125 мм______....„............................. 102

Опорные щиты для неподвижных опор при прокладке трубопроводов в канале Ду 150.. .200 мм.................................................................................106

Варианты прокладки трубопроводов в ППМ изоляции.................................... НО

Конструкция сопряжения бссканальной прокладки с канальным участком....»...................................... 127

Решение углов поворота теплопроводов в ППМ изоляции с эластичными амортизирующими прокладками.............................................................131

Компенсаторы осевые сильфонные......................... 133

Конструкция прокладки груб через внутренние стены хтания...........................................................................................................................................138

Конструкции неподвижных опор при прокладке труб в существующих стенах и фундаментах. ................................................................... 141

где. D„ • наружный диаметр трубы, м;

D, - внутренний диамсгр трубы, м;

D_H, - диаметр изоляции, м

Хм, - теплопроводность изоляции, Вг/м°С;

Х^, - теплопроводность гру нта, Вт/м^вС;

Н - глубина укладки до осевой линии трубы, м;

В - расстояние между изолированными трубами, м.

5. Компенсация температурных деформаций. Сильфонные компенсаторы.

5.1 Расчет теплового удлинения участка теплопровода.

Тепловое удлинение участка теплопровода находится по формуле: А/ = а • Л/ • /. = а-(1 - 1_Ы) ■ I., где а - коэффициент линейного расширения стали в мм/м °С (см. таблицу 1); L - длина участка теплопровода между неподвижными опорами в м; t - максимальная температура теплоносителя в °С; 1нв - расчетная температу ра наружною воздуха для проектирования отопления и

Таблица 5.1 Значение модуля упругости и коэффициента линейного расширения при различных температурах.

Температура стенки трубы, °С 20 75 100 125 150 175"1 200 225 250 275 300 325 350 Модуль упругости Е-10\ кгЫсм1 2,03 1.99 1.973 1.95 1.93 1.915 1.875 1,847 1.82 1,79 1.755 1,727 1.695 Коэффициент линейного расширения стали а ■ 10 мм/м °С 1.18 1.2 1.22 1.24 1.25 1.27 1,28 U1 1,32 U4 1.35 1,36

Минимальные длины компенсирующих плеч Г-образных участков трубопроводов с ратными плечами без учета гибкости отвода в м.

Таблица 5.3

Пролеты между неподвижными опорами при естественной компенсации в м.

Du в мм П-образный компенсатор 57 60 76 70 i 80 80 108 80 133 90 159 100 219 120 273 120 325 120 426 120 Естественная компенсация 36 42 [ 48 48 54 60 72 72 72 72

5.2    Компенсация тепловых перемещений трубопроводов осуществляется путем применения конструктивных решений в зависимости от конфигурации трассы, условий и вида прокладки трубопроводов. При этом для всех способов прокладки теплопроводов и всех видах компенсации устройств наиболее эффективными являются симметричные схемы компенсации, позволяющие достичь наименьших усилий в элементах теплосети, в том числе в неподвижных опорах, отводах и др.

5.3    При наличии поворотов трассы под углом от 90^е до 135° рекомендуется использовать естественную компенсацию тепловых перемещений (самокомпснсацию).

5.4    Для компенсации тепловых удлинений трубопроводов на прямолинейных участках трассы между неподвижными опорами при бссканальиой прокладке труб и Г1ПМ изоляции рекомендуется применять осевые сильфонные компенсаторы.

5.5    При невозможности применения сильфонных компенсаторов Ду 50...400мм из-за несоответствия cociaaa сетевой воды требованиям технических условий для компенсации тепловых перемещений трубопроводов рекомендуется применять П-, Z-, I -образные компенсаторы и rjt

5.6    При компенсации температурных удлинений П-образными. /-обратными или Г -образными компенсаторами последние пелесообразно размещать в середине прокладываемого бссканальнот о компенсирующею учаегка. При П-образных компенсаторах длина наибольшего плеча, как правило, нс должна превышал. 60% общей длины компенсируемого участка.

5.7    П-образные компенсаторы и примыкающие к ним участки теплопровода рекомендуется прокладывать в ненроходнмх каналах или бссканально с эластичными амортитирующими прокладками.

5.8    При полностью бее канальной прокладке 11-обратные компенсаторы теплопроводов прокладывают в траншеях с эластичными амортизирующими прокладками на участках, примыкающих к углам поворота. В качестве амортизирующих прокладок применяется вспененный полиэтилен или полиуретан при плотности 30 кг/м\ обладающий достаточно большой и продолжительной упругостью в широком диапазоне температур и гидрофобноетью. Толщина амортизирующих прокладок должна быть не менее 1,5 величины расчетного смещения трубопровода.

5.9    В целях уменьшении габаритов 11-образного компенсатора, а также компенсационного напряжения в трубопроводах, рекомендуется производить предварительную растяжку компенсатора в обоих направлениях плоского участка на половину расчетного теплового удлинения трубопровода между неподвижными опорами (без учега защемления труб в грунте).

5.10    Размеры ниш для II-образных компенсаторов н длины примыкающих к ним канальных участков, а также длины канальных участков для самокомпенсации температурных перемещений на Г- и /.-образных поворотах определяются по соответствующим таблицам и номограммам.

5.11    Расчет П-образных компенсаторов производится по приведенным н настоящем альбоме номограммам, с помощью которых определяются размеры створа и вылета П-оброзного компенсатора, а также сил упругой деформации в зависимости от диаметра стальной трубы.

5.12    Расчет на прочность стальных трубопроводов и подбор П-, Z- и Г-образных компенсаторов можно осуществлять также на ПЭВМ при помощи различных программных пакетов (копр. ПК «Старт»), основанных на действующих нормативных документах.

5.13    При бссканальной прокладке рекомендуется применение задвижек фирмы «Клингер» и «Бросн», комплектующихся удлиненными штоками привода, позволяющими управлять арматурой с поверхности земли без сооружения камер.

б.Определение усилий на немоднижные опоры.

6.1    Нагрузки на неподвижные опоры зрубопроводов подразделяются на вертикальные и горизонтальные. Вертикальные нагрузки зависят от веса трубы с изоляционной конструкцией и водой и расстояния (продета) до ближайших подвижных опор.

6.2    При бссканальной прокладке на теплопровод, помимо собственного веса, действует давление окружающего грунта, а также давление от наземного транспорта.

6.3    Горизонтальные осевые и боковые нагрузки (усилия) возникают от сил упругой деформации гибких компенсаторов горячего трубопровода, сил внутреннего давления среды и за счет реакции сил трения при перемещении трубопровода под влиянием теплового удлинения.

6.4    При определении расчетных осевых и боковых усилий на неподвижные опоры фубопроводов необходимо учитывать нагрузки, возникающие под влиянием следующих сил:

•    трения в неподвижных опорах на участках канальной прокладки или в футлярах;

•    трения теплопровода о грунт на участках бссканальной прокладки;

•    сил, возникающих в трубопроводах от сильфонных компенсаторов (распорное усилие компенсатора, жесткость компенсатора);

■ неуравновешенных сил внутреннего давления;

•    упругой деформации гибких компенсаторов или самокомисисацин.

Температурные деформации силы трения теплопровода с термоизоляционной конструкцией определяются по деформации стальной

трубы.

6.5    Для бссканальных прокладок силы трения трубопровода о грунт, а также предельные длины участков определены из условия фунта над верхом труб 0,6 - 1,5 м, что соотваствуст оптимальным условиям прокладки теплопроводов, при удельном весе фунта у- 1,8 т/м* и величине угла внутреннего трения - 19^е-30^е.

6.6    Сила трения трубопровода о фунт при бсскаиальиой прокладке ( !*%, kic), рассчитывается но формуле:

C=/' k>-0.5 sinp,) r, Z ^ D,10*+₉,| (7)

где, р - козффиниенг трения (идрозащнгного покрытия теплопровода о фунт, равный 0,4;

Di - диаметр теплопровода (по наружной толщине гидротспло1поляции), м;

- вес 1 метра теплопровода с водой, 11/м; у,, - удельный вес фунта, Н/м;

Z - глубина заделки трубопровода по ошошению к оси грубы, м; ч>_1? - угол внутреннего трения фунта (см. таблицу W? 10)

6.7    Силы трения на участках канальной прокладки (Р*^; ктс) определяются по формуле:

(8)

где, q- масса 1м стальной фубы с изоляционной конструкцией и водой, кге/м; 1 - длина пролета между неподвижными опорами, м;

6.8    Нагрузка на неподвижную опору (НО) от неуравновешенных сил внутреннего давления ( Р»_Л их) определяется по формуле:

где, Dh - наружный диаметр стальной трубы, см.

6.9    Нагрузка на НО от сил упругой деформации при Н-образных компенсаторах (Р«). или самокомпенсацин Z и Г-обратими поворотами трубопроводов (Р„ Р,) определяются по номограммам.

6.10    Распорное усилие сильфонною компенсатора от внутреннего давления (Рр, кге) определяется по формуле:

^Рр=^РрабЪфЛрОО

где, Р_рл • рабочее давление теплоносителя, мх/см²;

F* • эффективная плоишь поперечного сечения компенсатора, см²;

К„ - коэффициент перегрузки, равный 1,2.

Эффективная площадь поперечного сечения определяется по формуле:

где, D_H . О_м- соотисгственно наружный и внутренний диаметр гибкого элемента компенсатора, см.

6.11 Жесткость осевого сильфонного компенсатора (Р_к, их) определяется по формуле:

Р~=С,-\л 12)

где. Со-жесткость компенсатора при его сжатии на 1мм, мх/мм;

X - компенсирующая способность компенсатора, мм.

IS

Таблица X? 6.1

Сила трения при бссканалыюй прикладке труб в тенлогидроизоляции из НИМИ. тс/м.

Геометрические размеры трубы Масса изолированной трубы, кг/м 1 Л П.1 Угол внутреннего трения грунта. Диаметр условного прохода трубы Ду. мм (Л Диаметр изоляции Д,,,. мм 1 СП 19° A A/VA 24е А ЛП7 30° А АО£ 50 65 150 180 10.У4 15.51 U,ir/v 0.113 O.OVJ 0,107 0.100 80 180 16.8 .0127 0.120 0,113 100 205 21.63 0,141 0,134 0,125 125 257 30.62 0,157 0,150 0,141 150 257 31.51 0.176 0.167 0.156 200 300 49.39 0,222 0210 0,197 250 359 66,70 0,282 0267 0,250 300 412 87.93 0.317 0.300 0.280 350 514 111,00 0.356 0,339 0.315 400 514 126.07 0.395 0,347 0.350

Таблица № 10.2

Вспомогательные величины для вычисления Рк Р, и

Условный проход Ду, мм Наружный диаметр Дн, см Толщина стенки трубы S, мм Радиус оси шугой трубы (по МВМ) R, мм Момент инерции поперечною сечения трубы I. см4 аЕ1 аЕД. аЕ1 аЕД. 107 кг*м7ЛС 107 кг*м/ммг* °С mV кг/°С 107R кг/мм,,0С 50 5.7 3.5 0.2 21.1 0.05*8 0.0137 1,27 0.0685 65 7.6 3.5 0.35 52.5 0.126 0.0182 1.03 0.0521 «0 8.9 3.5 0.35 86 0.206 0.0214 1,09 0,0611 100 10.8 4 0.5 177 0.425 0,0259 1.7 0.0518 12$ 13.3 4 0.5 337 0.809 0.0319 3.24 0,0618 150 15.9 4.5 0.6 652 1.56 0.0382 4.35 0,0636 200 21.9 6 0.85 2279 5.47 0.0526 7.57 0.0618 250 27.3 7 1.0 5177 12.4 0.0655 12.4 0.0655 300 32.5 8 \л 10010 24.0 0.678 16.7 0.065 350 37.7 9 W 17620 42.3 0.0905 18.8 0.0604 400 42.6 9 1.7 25650 61.6 0,102 21.3 0.0601

При подсчете вспомогательных величин принято аЕ “ 2,4 х 10* ki*mm/cm²m°C

W ’

(16)

При ладанной толщине стенки трубы, отличающейся от прицеленных в номограммах силу упругой деформации следует пересчитать по формуле:

Где, Р,-сила упругой деформации, опрслсленная по номограмме, тс;

W.W* - момент сопротивления поперечного сечения стенки трубы соответственно по номограмме и при заданной толщине стенки трубы. см^}.

7.Рекомендации но строительству.

7.1    Прокладку тепловых сетей ит труб с пснополимерминеральной изоляцией следует производить в соответствии с проектом производств работ (ППР), разрабатываемым на основе рабочей документации и настоящею альбома типовых решений.

7.2    Земляные работы по разработке траншей и котлованов следует производить в соответствии с правилами производства и приемки земляных работ по СНиП 3.05.03-85 и СНиП Ш-4-80. Для предотвращения просадок теплопроводов должны быть соблюдены следующие требования:

•    рытье траншей должно производиться без нарушения естественной структуры грунта в основании. Разработка траншеи производится с недобором на величину 0,1 -0,15 м. Зачистка траншей производится бульдозером или вручную;

•    в случае разработки грунта ниже проектной отметки на дно должен быть подсыпан песок до проектной отметки с тщательным уплотнением К,*, “ 0.98 на толщину нс более 0.5 м.

•    при производстве работ в зимнее время нс допускается монтаж трубопроводов на промерзшее основание.

7.3    Перед устройством песчаного основания (пластового дренажа) производится осмотр дна траншеи, выровненных участков перебора грунта, проверка уклонов дна траншеи, их соответствие проекту. Результаты осмотра оформляются актом на скрытые работы.

7.4    На дне траншеи устраивается песчаная подсыпка толщиной 150-200 мм в зависимости от диаметров теплопроводов.

7.5    В основании траншеи (с учетом подсыпки) выполняются приямки для возможности производить сварку, наносить теплоизоляцию и гидроизоляцию стыков.

7.6    При засыпке трубопровода над верхом механо-защитной оболочки изоляции труб обязательно устройство защитного слоя из песчаного фунта толщиной нс менее 150 мм. не содержащего твердых включений (щебня, камня и т.д.) с послойным уплотнением (особенно пространства между трубопроводами, а также между трубопроводами и стенками траншей). Стыки нс засыпают до проведения 1зифоисиытаний.

7.7    Сварные стыки труб подвергаю1Ся гидравлическому испытанию на плотность водой при давлении в 1,25 раза превышающем условное давление (Р_у) при одновременном визуальном контроле швов на наличие утечек.

7.8    После гидравлического испытания трубопровода производится его засыпка и уплотнение мест стыков с последующей равномерной засыпкой траншеи экскаватором слоем местного фунта толщиной 30 см с разравниванием фунта вручную, ковшом экскаватора и бульдозером.

7.9    Перед укладкой трубы соединительные детали и элементы подвергаются тщательному осмотру с целью обнаружения трещин, сколов, глубоких надрезов, прокатов, нмровов и других повреждений. При обнаружении повреждений длиной менее 300 мм их заделывают на месте.

7.10    Укладка труб в траншею разрешается пекле проверки отметок верха песчаного основания траншеи и опорных подушек н каналах.

7.11    Цептропка стыков стальных труб, их сварка и контроль качества производится согласно требованиям СНиП 41 -02-2003.

7.12    После сварки концов труб и деталей производится присыпка теплопровода песчаным грузгтом (кроме стыков), проверка качества швов и предварительные испытания на прочность и герметичность согласно СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети».

8.Траиспортнровка и храпение.

8.1    Транспортировка и хранение изолированных труб, изолированных элементов, отводов, неподвижных опор должны осуществляться в соответствии с техническими требованиями на лги изделия.

8.2    Складирование и хранение изолированных труб на приобъектных складах и стройплощадке должно осуществляться в штабелях на подготовленной и выровненной площадке с соблюдением мер, обеспечивающих сохранность труб. Расстояние между прокладками под нижний ярус должно быть 2.0 м. Ширина прокладок 0,12-0,15 м. Высота штабеля трубопроводов Ду - 50-400 мм должна быть не более 1,0 м.

8.3    Изолированные соединительные детали должны храниться по видам изделий.

8.4    Скорлупы хранятся в помещении или под навесом в заводской упаковке.

8.5    Перевозку, погрузку и разтрузку изолированных труб и деталей следует производить при температуре нс ниже минус 20*С. При разгрузке запрещается сбрасывать трубы и детали.

8.6    Погрузку и разгрузку труб, изолированных элементов следует производить с помощью мягких «полотенец» или других специальных устройств, обеспечивающих сохранность изоляции, а тройники, отводы, неподвижные опоры при помощи специальной оснастки.

8.7    Сроки хранения изолированных труб, фасонных деталей принимаются по данным заводов-изготовителей.

8.8    Для предохранения концов труб рекомендуется до производства сварочных работ закрывать их заглушками.

9.У катания но монтажу теплопроводов.

9.1 До настала укладки все изолированные грубы должны быть разложены в две линии вдоль траншеи на расстоянии 1,5 м от бровки в том порядке, в каком они будут уложены в траншею. Все повреждения изоляции, обнаруженные визуально, должны быть

19

устранены. Сколы и другие повреждения изоляции, образованные при транспортировке изолированных труб к месту монтажа, заделываются полимерной мастикой.

9.2    Спуск изолированных труб в траншею производят трубоукладчиком с помощью мжких «полотенец» или других (рузозахватных приспособлений, обеспечивающих сохранность изоляции. Запрещается строповка труб непосредственно тросом за изолированные участи и сбрасывание труб в траншею.

9.3    Освобождение изолированных труб от захватных приспособлений производят после закрепления труб подбивкой песком, выверки но уклону и сварки стыков.

9.4    Не допускается укладка трубопроводов «змейкой» в вер шкальной или горизонтальной плоскостях.

9.5    В местах естественной компенсации (углы поворота и в местах установки П-образиых компенсаторов) трубопроводы следует прокладывать в каналах или бсскамально с применением гибких элементов.

9.6    Сварные соединения трубопроводов выполняют электро дуговой сваркой.

9.7    Перед сборкой и сваркой труб необходимо:

•    полностью очистить трубы от грунта, грязи, мусора;

■    выправи ть или. при необходимости, обрезать концы труб;

•    проверить форму кромок;

■    очистить от окалины и масляных пятен кромки и прилетающие к ним внутреннюю и наружную поверхность труб на ширину нс менее 10 мм. При контактной сварке наружну ю поверхность защищают на ширину 100 мм.

9.8    Изоляцию сварных стыков разрешается производить после проверки качества сварки в соответствии с действующими нормам путем контроля 5*Л стыков физическими методами и опрессовки.

9.9    Перед устройством изоляции стыка сварной шов должен быть очищен от грязи, окалины, влаги и жировых пятен.

9.10    Изоляцию стыков выполняют НИМ изоляцией, свойства которой должны соответствовать свойствам изоляции на основной трубе соглагено действующей ИТД.

9.11    Изолирование участков стыковки теплопроводов можно производить непосредственно на монтаже. В этом случае приготовленную на трассе НИМ изоляцию но рецептуре производства НИМИ заливают в съемную инвентарную опалубку, которая по истечении 30 минут может быть снята с отформованного участка и направлена для заделки следующего стыка. Перед установкой на стыке внутреннюю поверхность съемной инвентарной опалубки смазывают тонким слоем низкомолекулярного полиэтилена, разведенною веретенным маслом в соотношении I : 3.

Пояснительная записка.

I. Общая часть.

1.1    Типовые решения по проектированию и строительству тепловых сетей в пснополимсрминсропыюй изоляции (ППМ) для труб Ду50...400мм разработаны для районов с расчетной температурой до минус 40°С.

1.2    Технические решения разработаны для двухтрубных водяных тепловых сетей на расчетные параметры транспортируемою теплоносителя: рабочее давление Р^д £ 1.6 МПа. температура до 150°С.

1.3    Принятые решения предусмотрены для подземной бесканалмюй, канальной и надземной прокладки тепловых сетей. При этом конструкция теплопроводов является идентичной для всех видов прокладки. Вссканалмтая прокладка теплопроводов с изоляцией в ППМ рекомендуется при строительстве тепловых сетей в нспросалочиых грунтах с естественной влажноеiwo или водонасышснных и просадочмых грунтах 1-ого типа. При прокладке ниже уровня грунтовых иод. а также к насыщенных водой грунтах, необходимо устройство попутного дренажа.

1.4    При других природных условиях строительства тепловых сетей и оболочке в ППМ (вечномерзлые, пучииистыс, илистые, просадочиыс 11-го типа, заторфованные грунты, пойменные территории) в типовые решения требуется внесение соответствующих дополнений н корректировок, учитывающих климатические, геологические и другие особенности строительства в увязке с требованиями СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети».

1.5    При проектировании и строительстве должны соблюдаться следующие действующие нормативные документы:

•    «Правила устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды, утвержденные Госгортехнадзором России постановлением №45 от 18.07.1995г.»,

•    СНиП 41-02-2003 - «Тепловые сети»,

•    СНиП 3.05.03-85    -    «Тепловые сети».

•    СПиП Ш-42-80    -    «IIравила производства и приемки работ. Магистральные    трубопроводы»,

•    СНиП 41-03-2003    -    «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». Нормы проектирования,

•    СНиП 111-4-80*    -    «Техника безопасности в строительстве»,

•    СНиП 2.01.07-85- «Нагрузки и воздействия».

•    СНиП 2.02.01-83*- «Основания зданий и сооружений».

•    Нормы проектирования, а закже требования по технике безопасности в строительстве с учетом правил пожарной безопасности при проведении сварочных и других огневых рабог на объектах народного хозяйства ГУПО МВД Российской Федерации и других документов, утвержденных и согласованных Минстроем РФ.

1.6    При разработке типовых решений учтена нормативно-техническая документация, касающаяся номенклатуры сборных железобетонных конструкций канатов, камер, сборных шнтовьгх железобетонных неподвижных опор, используемых для строительства тепловых сетей, «Временные указания по применению осевых неразгруженных сильфонных (волнистых)

3

1. Номограмма для определения длин канальных участков нрн Г-оОралюй самокомпснсацин для бесканальной прокладки

компенсаторов для тепловых сетей»; «Руководящий документ по применению компенсаторов сильфонных осевых (КСО-ТПЗ) по ТУЗ-120-81 ОЛО «Тульский патронный завод» и компенсаторов сильфонных стартовых (КСС-ТПЗ) но ТУ 3695-056-08629358-2000 ОАО «Тульский патронный завод» при проектировании и строительстве, «Руководящий документ по применению осевых сильфонных компенсаторов (СК С КГБ) по ТУ 5-98 ИЯНШ.300260.029.ТУ и сильфонных компенсирующих устройств (СКУ С КГБ) по ТУ 5-99 ИЯНШ.300260.033 ТУ предприятия РКП «Компенсатор» при проектировании, строительстве и эксплуатации тепловых сетей», ратрзботанмых ВНИПИэнертопромом, а также ряд других материалов, обобщающих отечественный и зарубежный опыт проектирования, строительства и эксплуатации труб с тепловой изоляцией на основе Г1ПМ изоляции.

1.7 Материалы альбома подлежат уточнению и корректировке » дальнейшем, по результатам эксплуатации и по мере накопления отпита проектирования и строительства тепловых сетей с использованием труб в пснополимерминералытой изоляции.

2. Номенклатура стальных труб и изделий. Физико-механические свойства III1M изоляции.

2.1    Для строительства тепловых сетей с использованием трубонроволов в индустриальной тенлоптлроизоляцин в ПИМ должны применяться стальные трубы, отвечающие требованиям стандартов и технических условий, регламентированных «Правилами устройства н безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды», утвержденными Госгортехнадзором России Постановлением А'“45 от 18.07.1994 г. Толщина стенок труб должна определяться расчетом в зависимости от параметров теплоносителя и марки стали труб с учетом принимаемых технических решений и расстояний между неподвижными опорами.

2.2    Применения трубопроводов, не указанных в «Правилах устройства и безопасной эксплуатации зрубопроводов парам горячей воды» допускается с разрешения Госгортехнадзора России на основании положительного заключения специализированной научно-исследовательской организации (п.3.1.3. «Правил»)- НПО ЦКТИ или НПО ЦНИИТМА111.

2.3    В альбоме приведена номенклатура труб и других изделий в нснополимерминсролмюй изоляции, изготавливаемая заводами России:

•    трубы стальные в НИМ изоляции, применяемые для сооружения линейной части трубопроводов при бсскаиальной прокладке, в канатах и назем но;

■ отводы изолированные ИПМ, используемые для устройства поворотов и в гибких компенсаторах;

•    тройники    различных    диаметров.    изолированные ППМ, используемые при ответвлениях, как равнопроходных

трубопроводов, так м при разных диаметрах;

•    изоляция стыков труб;

•    переходы диаметров трубопроводов в III IM изоляции;

•    основные габариты и техническая характеристика односильфонных и двухенльфоинмх компенсаторных установок, рекомендуемых к применению при строительстве тепловых сетей в изоляции из ППМ.

2.4    Конструкция теплопровода с инлучлриазыюй ППМ тсплоизо;тяцисй представляет собой 12-тм метровую стальную трубу с нанесенной на ее поверхность в заводских условиях теплоизоляцией из ППМ для подземной прокладки. При этом, и процессе изготовления труб образуется система, состоящая из стальной трубы и пснополимерминералытой теплоизоляции с высокой степенью

адI сии теплоизоляции к стальной трубе. Концы труб длиной 200 мм остаются неизолированными для обеспечения возможности сварки звеньев в траншеях на монтаже с последующим закрытием стыков скорлупами из пснополимсрминсралыюй смеси на месте монтажа.

2.5    Гидроизоляционные свойства поверхностною слоя пснололимсрминсральной изоляции исключают возможность увлажнения основного теплоизоляционного слоя в процессе эксплуатации.

2.6    Тсплогидроизоляционная НИМ оболочка представляет собой новый вид НИМ теплогидроизоляции, являющейся иысоконаполнснным композиционным материалом, получаемым на основе полнизоционагов, полиольных композиций и минерального наполнителя.

2.7 Все компоненты, кроме минеральною наполнителя, являются жидкостями с различной плотностью, температурой кипения и молекулярной массой. Вспенивание и твердение НИМ протекает в нормальных воздушно-сухих условиях с экзотермическим эффектом.

НИМ на стальной трубе представляет собой монолитную конструкцию изоляции с переменной плотностью но сечению. При этом за один цикл формирования образуется одновременно три слоя:

•    внутренний антикоррозионный слой толщиной 3-5 мм. плотно прилегающий к трубе, с объемной массой 400-700 кг/м⁵;

■    средний теплоизоляционный слой, требуемый по расчету толщины, с объемной массой 70-80 кг/м’;

•    наружный мсхано-гидрозащитный слой толщиной 5-10 мм, с объемной массой 400-700 кг/м\

2.8. Физико-механические свойства пснополимсрмннсральной изоляции характеризуются следующими показателями, представленными в таблице Nr 2.1.

2.9    'Грубы и фасонные изделия с теплоизоляционным покрытием получают посредством заполнения компонентами ППМ пространства между стальной трубой и формой с обеспечением соблюдения требований к качеству и точности изготовления, приведенных ниже в таблице №2.2.

2.10    Для изготовления монтажных стыков стальных труб и фасонных изделий применяется запивка ППМ изоляцией. Изоляцию стыков путем заливки ППМ осуществляют на месте мот пажа теплотрассы в инвентарной опалубке.

Физико-механические свойства НИМ изоляции.

№№ п.п. Наименование показателя Единица измерения Показатели 1. Объемная масса кг/м* 270±50 2. Предел прочности при сжатии МПа нс менее I.S 3. Предел прочности при изгибе МПа нс менее 1,7 4. Водопоглошсиие при полном пофужении в воду на одни сутки, по объему % не более 1,5 5. Теплопроводность и сухом состоянии при Is- 50°С Вг/(м- *С) нс более 0,047 6. Рабочая температура теплоносителя °С до 150 7. Адгезия ППМ к стальной трубе МПа нс менее 0.25

Таблица №2.2

Требования к качеству и точности ит1 отоплении ctu.ti.hmx труб, применяемых для нанесения ППМ изоляции.

Наименование отклонений 1СОмстричсскою параметра	Наименование гсомсфическото параметра	Отклонения в мм
Отклонения по наружному диаметру труб	Диаметр труб с тсплогидроизоляционным покрытием, мм:
	100	+3,0; -2,7
	125
	150
	180	+3.4;-3,7
	205	+3.4;-3.7
	257	+5.6; -5,9
	300	+6.0; -6,3
	359	+6.8; -6.3
	412
	514
Отклонение изолированной части трубы	Длина теттогидроизоляционного покрытия трубы 11600 мм	+ 10
Свободные от изоляции концы труб	Длина неизолированного конца трубы и фасонных изделий 200 мм	-5.0

2.8    Г1ПМ мастику изготавливают па площадке монтажа теплотрассы в специально оборудованной машине технической поддержки при температуре нс ниже 5®С. Приготовленной мастикой обматывают внутренние и ториспме поверхности скорлуп и поверхность трубы в моете стыка. В незамоноличенные щели подливают полимерную мастику.

2.9    Омоноличиванис участков стыков теплопроводов можно производить непосредственно на монтаже при температуре наружного воздуха 5-25 °С. 13 лом случае приготовленную на трассе ППМ мастику по рецептуре производства ГНIM заливают в съемную инвентарную опалубку, которая но истечении 30 минут может быть снята с отформован ною участка и использована для заделки следующею стыка.

2.10    Отводы с индустриальной теплоизоляцией представляют собой комбинацию из крутоизотугого отвода по ГОСТ 1735-83* и двух приваренных к нему прямых патрубков из стальных труб с диаметром условного прохода Ду - 50...400 мм. Нанесение на них пенополимерми моральной изоляции производят в заводских условиях с сохранением обоих неизолированных концов длиной 200 мм для удобства приварки их к прямым трубам. Конс1рукции отводов разработаны для утло» 45^е, 60®, 90^е.

2.11    Тройники с индустриальной теплоизоляцией представляют собой комбинацию из равно- или разнопроходных тройников по ГОСТ 17376-83* и Трех Приваренных к нему прямых патрубков из стальных труб с диаметром условного прохода Ду ■ 50...400 мм. Нанесение на них 11ПМ изоляции производят в заводских условиях с учетом сохранения мсыи визированных концов труб длиной 200 мм для удобства приварки их к прямым трубам.

2.12    Переходы с индустриальной теплоизоляцией представляют собой комбинацию из переходов по ГОСТ 17376-83* и патрубков из стальных труб с диаметром условного прохода Ду - 50.. .400 мм. 11апесемис на них III IM изоляции производят в заводских условиях с учетом неизолированных концов труб длиной 200 мм для удобства приварки их к прямым трубам.

2.13    Физико-механические свойства тсплогидроиюдиро ванных труб и фасонных изделий, а также скорлуп для изоляции стыков труб, должны полностью соответствовать свойствам теплоизоляции конструкций, применяемых для линейных участков трубопроводов.

2.14 Неподвижные опоры заводского изготовления представляют собой сборные железобетонные щиты с закладными металлическими деталями, обрамляющими отверстия для пропуска труб. Неподвижные монолитные железобетонные опоры аналогичны сборным. Неподвижные железобетонные опоры разработаны на восприятие горизонтальных осевых усилий.

3. Конструкция прокладок теплопроводов.

3.1 Использование труб в ППМ изоляции рекомендуется, как правило, при строительстве тепловых сетей бссканальным способом. Iвозможно также использование этих труб в каналах и в надземной прокладке (при условии зашиты их от ультрафиолетовых лучей).

3.2    При бссканальной прокладке сваренные в плеп! звенья труб в ППМ изоляции укладываются в траншеи па песчаное основание с последующей засыпкой песком или местным фунтом, нс содержащим твердых включений.

3.3    При использовании трубопроводов без предварительного напряжения для компенсации теплового расширения предусматривается прокладка труб в амортизирующих прокладках, либо в каналах или нишах для 11-образных компенсаторов.

3.4    Прокладку н каналах или футлярах следует также применяй, пол проездами, площадями, автомагистралями, при пересечении с трамвайными и железнодорожными путями, в районах с плотной застройкой, при большой насыщенности зоны прокладки подземными коммуникациями, при значительном приближении (менее $ м) трассы к фундаментам зданий и сооружений.

3.5    При бссканальной прокладке заглубление верха конструкции изоляции от поверхности земли или дорожного покрытия должно быть не менее 0,7 м в проезжей части. Па вводе тепловой ести н здания и в непроезжей части допускается уменьшение величины заглубления до 0,5 м. В случае вынужденного уменьшения величины заглубления над теплопроводами следует укладывать разфуточные железобетонные плиты.

3.6 Рекомендуемые пролеты между подвижными опорами для труб при наземной прокладке и прокладке в каналах для усредненных условий расчета трубопровода на прямых участках приведены в таблице. Для прочих участков к ттнм пролетам вводится коэффициент:

Для участков между ближайшими к повороту опорами (до и после поворота)    0,67

Для участков между последней и предпоследней опорами конечной точки трубопровода (перед заглушкой, гибким компенсатором, 0,82 поворотом)

Таблица 3.1

11ролеты между подвижными опорами трубопроводов на бетонных поду шках.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 II 12 — Условный проход, мм 50 70 S0 100 125 ISO 175 200 250 300 350 400 Наружный диаметр, мм 57 76 89 108 133 159 194 219 273 325 377 426 Толшина стсмки трубы, мм 3.0 3.0 3.5 4,0 4.0 “ V 5,0 6.0 7,0 8,0 9.0 9.0 _ Пролет между скалмвщими опорами, м 3.0 3.0 3.5 4.5 5.0 А° L&0- 7.0 e.o s.o 8,5

4. Определение тсплоных потерь.

4.1 Толщина основного слоя теплоизоляционной конструкции определяется по нормам тепловых потерь. Исходя из требований унификации и индустриализации работ, рекомендуется толщину основного слоя теплоизоляционной конструкции для

двухтрубных ВОДЯНЫХ тепловых сетей принимать для подающего и обратного трубопровода одинаковой, исходя из условия: не превышать среднегодовых нормативных тепловых потерь подающим и обратным трубопроводом.

4.2    При определении потерь тепла при 2*-трубной прокладке учитываются:

■    расстояние между трубами;

• температура воды в подающем н обратном теплопроводе;

■    термическое сопротивление стальной трубы, июляциоиного материала и трута.

4.3    Потери тепла на один метр 2‘-трубной прокладки рассчитываются по формуле:

Q-яО.+«,-*•«,). 0)

где, Q - потери тепла на метр прокладки, Вт/м; q -удельные потери тепла на 1°С, Вт/м*С;

t, - температура воды в подающем теплопроводе (средняя за год), °С;

V, - температура воды в обратном теплопроводе (средняя за год), ®С;

U • температура грунта, °С.

Удельные потери тепла рассчитываются по формуле:

<? =-^!-,(2)

R +R + R + R

ip из гр о

где, R,p - тсрмосопротнвлснис трубы, °СУВт;

R«, - термосопротивление изоляционного слоя. °С/Вт;

R,_p - тсрмосонротивлсние фунта, *С/Вт;

Ro * сопротивление теплообмену между подающей н обратной трубой, ®С/Вт.

4.4    В таблице Xv 4.1 приведены величины удельных тепловых потерь на 1°С теплопроводами с теплоизоляционным Г1Г1М слоем. Исходными данными при определении удельных потерь тепла на 1®С послужили:

Хст. = 76 Вт/м°С Хпм > 0.047 Вт/м-С К, " 1.5 Вт/м°С

глубина засыпки до верха трубы - 700 мм. расстояние между трубами - ISO мм.

Нормы плотности теплового потока через изолированную поверхность трубопроводов при двухтрубной подземной Get канальной

прокладке водяных тепловых сетей и П11М изоляции.

Yt-ювный диаметр трубопровола, мм	1 !ормы плотности теплового потока при числе часов работы в год 5000 и менее		1 !ормы плотности теплового потока при числе часов работы в год 5000 и более
	Суммарная линейная плотность теплового потока при | температурном графике 95-70 *С; Вт/м	Суммарная линейная плотность тепловою потока при температурном |рафикс 150-70 *С; Вт/м	Суммарная линейная плотность теплового потока при температурном графике 95-70 С; Вт/м	Суммарная линейная плотность теплового потока прм температу рном графике 150-70 *С; Вт/м
5о	40	47	35	41
65	46	55	41	49
	51	60	45	52
1C*'	57	67	49	58
125	65	76	56	66
151*	74	86	63	73
2<»>	93	107	77	93
25ч	110	125	92	106
Л» 1	126	144	105	121
554	140	162	118	135
41»	156	177	130	148

4.5 В случаях. отличающихся от пришлых и исходных данных. выполняются уточняющие расчеты по определению удельных потерь. При этом термические сопротивления от стальной трубы, июли иконною слоя, грунта и термическое сопротивление теплообмену между подающим и обратным трубопроводом определяются по формулам, °С/Вг

(3)

|» I | , О к

*« = V > N ),

2 ЯАш

ю