Production de tuyaux en mousse isolante polyuréthane: équipements et technologies

La question de l'isolement des pipelines des influences de l'environnement est restée ouverte jusqu'à ce que la technologie de protection de la coque en polyuréthane soit introduite dans la production. Les tuyaux en isolation en mousse de polyuréthane ont une durée de vie plus longue et sont mieux protégés contre la corrosion et les courants parasites. Les indicateurs de perte de chaleur dans les réseaux protégés par une isolation en mousse de polyuréthane sont réduits aux normes prescrites par SNiP 2.04.14 et SP pour la conception.

La production de tuyaux en isolation en mousse de polyuréthane peut résoudre efficacement les problèmes d'isolation thermique des canalisations de chauffage et autres autoroutes

Le processus de fabrication de tuyaux en isolation en mousse de polyuréthane

La production implique la réception du produit fini sur le principe du "pipe in pipe". Le produit en acier du diamètre requis est placé sur les supports de centrage et pénètre dans la coque extérieure. Pour les tuyaux destinés à la pose intérieure, un tuyau d'étanchéité en polypropylène est utilisé comme deuxième tuyau de gaine. Pour les produits utilisés lors de la pose à l'extérieur, de l'acier galvanisé est utilisé. L'espace uniforme entre les deux tuyaux est rempli de composants en polymère qui durcissent avec le temps et forment une seule isolation monolithique.

Le processus technologique par lequel la production de tuyaux en isolation est réalisée comprend 8 étapes successives. L'ordre d'exécution est contrôlé par GOST sous le numéro 30732-2006 (version antérieure - 30732-2001).

1. La première étape du travail de production sera le contrôle de la qualité des matériaux préparés. Un contrôle est nécessaire pour la détection rapide des défauts sur la surface du tuyau intérieur en acier et du tuyau en polyéthylène (galvanisé). Les matières premières présentant des défauts détectés sont susceptibles d'être rejetées. À ce stade, les certificats, passeports et autres documents sont préparés et vérifiés.
2. La préparation de la surface extérieure du tube intérieur en acier. Si la surface de l'acier n'est pas suffisamment traitée, une adhérence suffisante à la couche de PUF ne sera pas assurée. L'adhérence est altérée par la présence de taches d'huile ou de graisse, de zones de rouille, de tartre, de poussière et de saletés. Pour un traitement optimal, un grenaillage, un grenaillage ou un brossage est utilisé. Parfois, une flamme ou un traitement chimique est utilisé.
3. La préparation des éléments de centrage et des systèmes UEC est en cours. À une distance uniforme constante les uns des autres, des centralisateurs sont distribués qui maintiennent le tuyau intérieur en acier au centre géométrique exact de la coque de protection en polyéthylène ou galvanisée. Un fil de cuivre est tiré à travers les trous («oreilles») des centralisateurs, fournissant un système de télécommande opérationnelle (en bref - UEC).
4. Le tuyau en acier avec le câble prolongé du système UEC est placé dans une gaine de protection. Pour cela, un équipement de traction de voie est utilisé. L'utilisation de ce dispositif assure une distance égale entre la surface du tuyau intérieur et la gaine de protection. Cette condition est particulièrement importante pour la même couche de mousse dans tout le produit.
5. La stabilisation de la température de la pièce est effectuée.Le tuyau chauffe jusqu'à une température de +230 degrés. Cette procédure permet d'obtenir une adhérence maximale de la coque PUF avec d'autres surfaces.
6. Aux extrémités de la structure, des brides de coulée sont installées, destinées à couler davantage la mousse de polyuréthane. L'une des brides est équipée des trous nécessaires pour purger l'air dans l'espace annulaire. Une machine de coulée à haute pression est utilisée pour remplir le matériau isolant. Le tuyau est placé à une inclinaison de 1 à 15 degrés par rapport à l'horizontale absolue.
7. Pour améliorer l'adhérence et obtenir des performances élevées, un produit avec une couche de mousse de polyuréthane inondée est envoyé dans un entrepôt de stockage. Les brides de coulée sont retirées du tuyau, l'excès de mousse est nettoyé.
8. Le produit fini, qui a passé la période de vieillissement, subit un contrôle qualité technique rigoureux. Le degré de conformité à certaines normes de SNiP est déterminé.

Le tuyau en PPU est une construction à trois couches dans laquelle il y a une billette en acier et deux couches d'isolation

Parfois, le processus de coulée de mousse de polyuréthane est remplacé par la technologie de pulvérisation du matériau sur une billette en acier en rotation continue. GOST assume la libération de produits avec une isolation renforcée et conventionnelle. Tient également compte du fait de la présence obligatoire de segments et de deux extrémités de tuyaux, dépourvus d'isolation. Cette mesure est nécessaire pour simplifier les travaux d'installation.

Utilisation de coques en PPU prêtes à l'emploi pour les tuyaux

En plus de verser et de pulvériser le matériau, il existe une méthode impliquant la production de coques individuelles pour l'isolation thermique. Il peut être utilisé pour isoler un pipeline fini ou couvrir des tuyaux avec un relief non standard. Le pipeline est prêt à fonctionner lorsque la coque en PPU est fixée sur une surface préalablement préparée avec de la colle spécialement conçue pour l'isolation thermique.

Avant de coller des surfaces en acier et en mousse de polyuréthane, il est nécessaire non seulement de nettoyer le tuyau de toute contamination, mais également de le traiter avec du mastic. Pour une connexion plus solide, des pinces de retenue sont utilisées.

Important! L'utilisation d'adhésifs et de mastics ne contredit pas les normes de SNiP relatives à la pose de réseaux de chaleur avec isolation.

Les coques PUF isolantes sont produites en mélangeant sous haute pression deux composants chimiques. Le matériau est coulé dans des moules de différentes épaisseurs et diamètres. En raison de la variété des formes, les fabricants offrent au client une large sélection d'épaisseurs de coque conçues pour diverses conditions de fonctionnement.

Les segments de coque ont des joints de verrouillage transversaux et longitudinaux, réduisant ainsi le risque de crevasses. Lors du collage de segments directement sur un tuyau en acier, le joint d'isolation est presque complètement scellé, se rapprochant dans ses propriétés d'un monolithe. Les coques peuvent être recouvertes non seulement d'un boîtier en métal ou en polymère, mais aussi de fibre de verre ou d'armofol.

Pour une installation souterraine, des tuyaux avec une enveloppe extérieure en polymère sont utilisés, car ils ne sont pas soumis à l'humidité et à la corrosion

Exigences pour la production de tuyaux en PPU selon SNiP

Les dispositions du SNiP 41-03-2003 déterminent les exigences liées à la conception des structures en isolation thermique. Les exigences liées à la fabrication de tuyaux en PPU seront les suivantes:

1. SNiP 41-03-2003 indique qu'à une température des substances contenues et des liquides de refroidissement dans la plage de +20 à +300 degrés et avec toutes les méthodes de pose (la pose sans canaux n'est pas prise en compte), des matériaux calorifuges d'une densité ne dépassant pas 200 g / m3 sont utilisés. La valeur maximale du coefficient de conductivité thermique selon SNiP à l'état sec et à une température de fonctionnement moyenne de +25 degrés est de 0,06 W / (m * K).
2. Si la température du liquide de refroidissement dépasse +300 degrés, SNiP permet l'utilisation de matériaux calorifuges d'une densité allant jusqu'à 350 g / m3.
3. Lors du choix d'un matériau pour l'isolation thermique et de ses couches de revêtement, la résistance des autres éléments structuraux aux substances chimiquement actives dans l'environnement est prise en compte.
4. Le document normatif définit l'épaisseur de l'isolation thermique.

SNiP impose des obligations aux fabricants de tuyaux en matériaux isolants sur la disponibilité des certificats (conclusion hygiénique, certificats incendie, certificats de conformité des produits).

En outre, conformément aux normes SNiP, des tests sont effectués sur la résistance et la densité des produits finis dans l'isolation et les raccords. Les principaux tests sont effectués hydrauliquement.

Les dispositions de la joint-venture pour la conception de tuyaux en PPU

Le code de bonnes pratiques présenté (SP 41-105-2002) contient des normes et des lignes directrices relatives à la conception et à la construction de réseaux de chauffage à partir de tuyaux et de raccords en acier ("noirs") revêtus d'une isolation industrielle en mousse de polyuréthane.

La production de tuyaux en PPU est effectuée sous contrôle strict, conformément aux normes GOST

Important! La mise en œuvre des actions décrites dans la coentreprise est en corrélation avec les exigences obligatoires énoncées dans SNiP 41-03-2003 et d'autres SNiP stipulant des matériaux isolants. La coentreprise se réfère aux tuyaux en PPU, dont la production a été effectuée conformément à GOST sous le numéro 30732.

Les dispositions de la coentreprise déterminent:

1. La présence de conducteurs linéaires pour UEC, surveillant l'état d'humidité.

2. Nuances d'acier pour fonctionnement dans des zones où la température de l'air extérieur est inférieure à 0 degré:

• jusqu'à -30 degrés - les nuances d'acier 10, 20 et Vst3sp5 sont utilisées;
• jusqu'à - 40 degrés - marques 17ГС, 17Г1С ou 17Г1СУ;
• jusqu'à - 50 degrés - marque 09Г2С.

3. Les coentreprises permettent une marge de corrosion de l'épaisseur de paroi des tuyaux intérieurs, conformément à la demande du client à une organisation spécifique.

4. Si la possibilité d'ovaliser le tuyau sous le poids du sol apparaît lors de l'installation interne, la coentreprise recommande l'utilisation de murs renforcés.

5. Les extrémités des tuyaux, non isolées en usine pour faciliter l'installation, doivent être enduites de mastics anticorrosion pendant toute la durée de l'installation.

6. Selon l'entreprise commune, la production de tuyaux calorifugés d'un diamètre de 530 à 720 mm est conçue pour la pose sans canalisation de réseaux de chaleur dans toute la Fédération de Russie et dans les pays proches de l'étranger.

7. L'entreprise commune oblige également les fabricants à fournir des éléments complets avec des tuyaux en PPU, tels que:

• panneaux supports en béton armé;
• compensateurs axiaux;
• compensateurs de démarrage;
• éléments d'isolation de bout en bout;
• composants en mousse de polyuréthane pour le remplissage des joints;
• manchons d'étanchéité en caoutchouc ou en polymères;
• dispositifs de systèmes de télécommande.

L'usine produisant des tuyaux en PPU produit également une variété de raccords, de supports et d'autres composants pour ce type de produit

En outre, la coentreprise stipule les conditions de résistance statique et recommande aux fabricants de faire les calculs nécessaires à l'aide de programmes de bureau.

Equipement pour créer une isolation en mousse de polyuréthane pour tuyaux

Les lignes de production sont proposées à la fois en tant que produit complet et en tant qu'unités de travail individuelles. L'option est pratiquée lorsque le client achète à l'entreprise un ensemble de dessins pour la production indépendante de sites de production individuels. Les ensembles complets de lignes de production dépendent des exigences de capacité et de surface d'atelier. L'équipement standard est:

• rouleaux de tuyaux en acier sous tension;
• Transporteur à chaîne;
• rouleau en direct de produits en polymère;
• rouleaux sous tension de tuyaux en acier finis;
• machines de remplissage;
• tables de remplissage;
• chambres pour chauffer les ébauches;
• basculeur de structures de tuyaux finies;
• basculeur de tubes-coquilles en polyéthylène;
• table de montage;
• centrale hydroélectrique;
• périphérique de stockage.

L'un des éléments les plus importants de la chaîne de production est une machine à couler la mousse de polyuréthane, fonctionnant sous haute pression. Les machines de remplissage vous permettent de créer des tuyaux de tous les diamètres spécifiés dans le GOST correspondant. Certaines machines sont équipées de contrôleurs programmables. Un tel équipement a jusqu'à 60 modes de coulée différents.

L'usine de production de tuyaux en mousse PU doit disposer d'équipements permettant de travailler avec différents types de coques externes

C'est intéressant! Dans des conditions de fonctionnement optimisées, le temps minimum consacré au remplissage d'un segment peut être de 0,5 mm.

De plus, un équipement spécial sera nécessaire pour galvaniser la coque extérieure. Pour la fabrication de tubes-coques en plastique, des équipements filetés et de soudage pour travailler avec des matériaux polymères seront nécessaires.

Les équipements utilisant la technologie d'isolation des tuyaux PPU ont un package standard:

• deux conteneurs pour mélanger les composants;
• pompe pour injection;
• centrale hydroélectrique d'une puissance de 3 kW;
• armoire électrique avec un système de contrôle automatisé;
• appareils d'injection de mousse de polyuréthane.

Les machines de remplissage en mousse de polyuréthane ont des différences de performances. À partir de cet indicateur, en conséquence, le coût de la machine dépendra. Afin de faire le bon choix, lors de l'achat, vous devez vous concentrer sur le diamètre prévu des produits fabriqués. Il est nécessaire de calculer la quantité de mousse de polyuréthane injectée chaque minute et de déterminer la productivité de la machine à partir de cet indicateur. Par exemple, le diamètre de la canalisation avec un diamètre de tuyau intérieur de 426 mm sera de 560 mm. Pour remplir une telle quantité d'espace, il faudra 87 kg de matériau isolant. Cela signifie que la productivité de la machine de remplissage est requise avec un indicateur de 96 kg par minute.

Lors de l'achat de réseaux d'équipements pour tuyaux en isolation, il convient de garder à l'esprit que l'installation, la mise en service et le coût de la formation du personnel sont nécessaires.

Tout ce qui est nécessaire pour organiser la production de tuyaux en PPU est une étude détaillée des subtilités du processus de production et des dispositions mises en évidence dans GOST, SNiP et SP pour les tuyaux en matériaux isolés. L'équipement pour verser ou pulvériser la couche (ou coque) de PUF est sélectionné en fonction des exigences de performance individuelles.