ABC rurociągów preizolowanych. Rura w piance

Jeśli spojrzeć na zrealizowaną sieć czy przyłącze ciepłownicze, rury preizolowane stanowią zdecydowaną większość, jeśli chodzi o długość rurociągu. To dzięki rurom „posuwamy” się z budową do przodu. Inne elementy służą do zmiany kierunku, względnie mają specyficzną funkcję do spełnienia. Rura preizolowana, składająca się z rury przewodowej, izolacji poliuretanowej i płaszcza osłonowego, wyposażona jest w przewody systemu alarmowego. Najczęściej są to dwa druty miedziane o przekroju 1,5 mm2, z których jeden w celu odróżnienia pobielony jest cyną. Handlowe długości rur to odcinki 12 i 6 m. Dla określonych, szczególnie dużych projektów dostarcza się też rury o długości 16 m. Rura przewodowa wykonana jest ze stali węglowej gatunku St 37.0 i posiada szew wzdłużny. Na rynku spotkać też można rury bezszwowe wykonane ze stali R35, która posiada podobny skład chemiczny. Do spawania rur stosuje się elektrodę otuloną typu ER, spawanie w osłonie argonu lub palnikiem acetylenowo-tlenowym. Przy czym spawanie autogeniczne można stosować tylko do średnicy DN 65. Przy większych średnicach strefa przegrzania może być miejscem awarii po uruchomieniu sieci, gdy pojawią się wysokie naprężenia związane z pracą rurociągu. Ze względu na ochronę środowiska wszyscy wytwórcy zobowiązani są do dostarczania pianek poliuretanowych (PUR) bezfreonowych. Najczęściej czynnikiem spieniającym jest cyklopentan (CP), czasami dwutlenek węgla (CO2). W przypadku zastosowania CO2 własności izolacyjne pianki są gorsze, współczynnik przewodności cieplnej wynosi ok. 0,032 W/(m x K), w porównaniu do 0,027 W/(m x K) dla CP. Współczynniki te są przedmiotem ustawicznej „walki” producentów i należy traktować je jako orientacyjne. Należy mieć jednak świadomość, że własności izolacyjne poliuretanów są wielokrotnie lepsze od występujących na rynku innych izolatorów, takich jak styropian czy wełna mineralna. Gęstość pianki poliuretanowej wynosi ok. 60 kg/m3 i dzięki dużej ilości zamkniętych komórek wykazuje się mała absorpcją wody. Rury preizolowane charakteryzują się pewną elastycznością, co ma znaczenie przy niewielkich zmianach kierunku budowanego rurociągu. W praktyce wykonawczej często stosuje się gięcie rur na budowie. Do gięcia elastycznego, szczególnie niewielkich średnic, nie wymaga się praktycznie żadnego oprzyrządowania. Przy większych średnicach potrzebna jest większa siła przy użyciu sprzętu mechanicznego. W przypadku kątów przekraczających wartości dopuszczalne producent może dostarczyć rurę giętą fabrycznie. Wiąże się to z dokładnym wyliczeniem kąta gięcia na etapie projektowania, a dostawa odcinka rury giętej jest dużo droższa niż odcinka prostego. Do zasadniczej zmiany kierunku służą kolana preizolowane.

Kolana preizolowane, nazywane czasami łukami, są elementami konstrukcyjnymi umożliwiającymi zmianę trasy, a jednocześnie wykonanie elementów kompensacji naturalnej ciepłociągu. Z kolan, najczęściej 90°, buduje się elementy U-, Z- lub L-kształtne. W praktyce najczęściej spotkać się można z kolanami prefabrykowanymi o długości ramion 1 lub 0,6 m. W zależności od dostawcy oraz stopnia zmiany kierunku w standardzie występują kolana 90°, 75°, 60° i 45°. Niektórzy wytwórcy dostarczają kolana o 30° i 15°, przy czym należy mieć świadomość, że elementy te kompensują w niewielkim stopniu. W ogóle kolano jest elementem, w którym podczas pracy sieci, tj. wydłużania się odcinków prostych, występują największe naprężenia. Złożony stan naprężeń osiąga tym większe wartości, im mniejszy jest kąt gięcia kolana. Na życzenie zamawiającego producent jest w stanie dostarczyć kolano o dowolnym kącie gięcia, jednakże cena kolana odbiegającego od standardów jest znacznie wyższa. Sporadycznie stosowane są kolana z mufami składanymi. W tym przypadku spawanie kolana hamburskiego (1,5 x d) odbywa się na budowie, następnie montuje się mufę składaną i izoluje całość. W tym przypadku nie ma dowolności kąta, ponieważ mufy kolanowe mają z góry określone kąty (90°, 45°, 15° i 7,5°). Odgałęzienia, nazywane często trójnikami, pozwalają na wykonanie przyłącza na trasie ciepłociągu, jak również umożliwiają redukcję średnicy na przelocie i odejściu. Konstrukcyjnie trójniki można podzielić na prostopadłe (wznośne) i równoległe. W pierwszym przypadku ramię odejścia jest skierowane prostopadle do kierunku przelotu, w drugim równolegle. Trójniki równoległe stosuje się m.in. dla długich przyłączy, gdy występuje konieczność kompensacji wydłużeń w miejscu wpięcia. Występuje wtedy typowy układ: trójnik równoległy, wstawka rury preizolowanej, kolano, przyłącze. Istotną sprawą przy zabudowie odgałęzienia jest znajomość jego pracy. Jeżeli trójnik jest zabudowywany na końcu długiego odcinka prostego, to jego przemieszczenia wynikające z wydłużeń termicznych są znaczne i może dojść do sytuacji, że grunt zagęszczony wokół rury odejścia stanowi taki opór, że może dojść do zniszczenia połączenia. Może mieć to miejsce szczególnie przy sieciach wysokoparametrowych, gdy średnica odgałęzienia jest dużo mniejsza od średnicy przewodu głównego. Dlatego zaleca się, aby rury odgałęzienia były zawsze okładane poduszkami kompensacyjnymi. Przy montażu odgałęzienia istotną rolę pełni miejsce montażu trójników na przewodzie zasilającym i powrotnym. Ich ustawienie powinno być takie, aby na przyłączu została zachowana zasada – przewód zasilający po prawej, a powrotny po lewej stronie. Redukcje służą do zmiany średnicy rury przewodowej na trasie rurociągu. Oferowane przez dostawców redukcje preizolowane mają długość od 90 do 150 cm i posiadają wyprowadzone końcówki do spawania. Możliwe jest też wykonanie połączenia redukcyjnego na budowie. W tym celu między redukowane średnice wspawuje się zwężkę stalową, na którą nasuwa się mufę redukcyjną i pustą przestrzeń wypełnia się pianką poliuretanową. Przy tym sposobie należy pamiętać, aby mufa nachodziła co najmniej po 15 cm na płaszcz łączonych rur. Istnieje też możliwość wykonania połączenia redukcyjnego z użyciem zwężki i mufy zwykłej. W tym przypadku należy zastosować specjalne pierścienie redukcyjne pozwalające na zmniejszenie średnicy płaszcza. Konstrukcyjnie punkt stały łączy rurę przewodową z blokiem betonowym. W miejscu zabudowania punktu stałego sieć cieplna zostaje unieruchomiona. Miejsce zabudowania punktu stałego wynika z analizy pracy sieci w momencie, gdy temperatura czynnika osiąga założone maksimum. Punkty stałe występują z reguły na sieciach wysokoparametrowych w sytuacjach, gdy zastosowanie kompensacji kształtowej jest niemożliwe. Zaleca się, aby punkt stały był zabudowany na połączeniach sieci preizolowanej i kanałowej. Długość prefabrykowanego punktu stałego wynosi, w zależności od dostawcy, od 1,5 do 3 m. Po zamontowaniu prefabrykowanego punktu stałego należy obudować go zbrojonym blokiem betonowym. Uruchomienie sieci jest możliwe dopiero po związaniu betonu i zasypaniu bloku. Zadaniem zaworu odcinającego jest zamknięcie przepływu czynnika w rurociągu. Zawór preizolowany jest to zaizolowany zawór kulowy z końcówkami do spawania z przedłużonym trzpieniem. Przesterowanie zaworu następuje z poziomu gruntu przy pomocy klucza ręcznego. Końcówka trzpienia, wychodząca z izolacji zamkniętej kapturkiem, powinna być umieszczona w studzience. Z reguły, jeśli zawory na przewodzie zasilającym i powrotnym są położone obok siebie, końcówki trzpieni umieszcza się w jednej studzience. Można też spotkać się z rozwiązaniem, że każdy trzpień jest obudowany oddzielnie skrzynką uliczną. Dla prawidłowego funkcjonowania zaworu zaleca się, aby przesterować go (zamknąć i otworzyć) co kilka miesięcy. Długość zaworu zależy od średnicy, a także producenta i wynosi od 1,2 do 2,0 m. W niektórych przypadkach mają zastosowanie zawory odcinające z umieszczonym w jednej izolacji odwodnieniem lub odpowietrzeniem, względnie obydwoma elementami naraz. Odpowietrzenie preizolowane jest elementem zabudowywanym w najwyższym punkcie sieci preizolowanej i służy do odprowadzania wypychanego w trakcie napełniania sieci powietrza. Używać go można także w trakcie pracy sieci, gdy występują objawy zapowietrzenia. Konstrukcyjnie jest to zaizolowany prosty trójnik z przyspawanym na końcówce odejścia zaworem kulowym. Średnica przelotu trójnika odpowiada średnicy ciepłociągu. Średnica zaworu kulowego wynosi z reguły DN 25 lub DN 40. Przesterowanie zaworu umieszczonego w studzience odbywa się ręcznie z poziomu gruntu. Wysokość odpowietrzenia mierzona od osi rury przelotowej do końcówki zaworu kulowego wynosi ok. 40-50 cm i jest przystosowana do standardowego układania sieci preizolowanych z przykryciem ok. 60 cm. W przypadku znacznego przegłębienia sieci przy zamawianiu odpowietrzenia należy podać wymaganą wysokość. W przeciwnym razie mogą być problemy z przesterowaniem zaworu kulowego umieszczonego na zbyt dużej głębokości.

Odwodnienie preizolowane, zwane też systemowym, jest elementem zabudowywanym w najniższym punkcie sieci preizolowanej i służy do odpompowania wody sieciowej w razie konieczności opróżnienia rurociągu. Ma ono podobną budowę do wspomnianego wcześniej odpowietrzenia, przy czym średnica zaworu kulowego jest większa i wynosi z reguły DN 40 lub DN 50. Wszystkie wymienione wcześniej uwagi na temat zabudowy odpowietrzenia odnoszą się także do odwodnienia. Odwodnienie należy montować w taki sposób, aby umożliwić montaż elementów urządzenia do odwadniania. W wielu przypadkach można się spotkać z odwadnianiem sieci preizolowanych w sposób tradycyjny, tj. przez zamontowanie preizolowanego trójnika prostopadłego skierowanego do dołu i wprowadzenie go do studzienki schładzającej. Przy prostych sieciach i przyłączach projektanci starają się prowadzić ciepłociąg ze spadkiem w jednym kierunku, wtedy nie ma konieczności zabudowy odwodnień i odpowietrzeń preizolowanych, bowiem elementy te zabudowane są na części tradycyjnej w węźle ciepłowniczym bądź pomieszczeniu rozdzielczym. Zakończenia termokurczliwe, nazywane czasami END-CAP, służą do zamknięcia izolacji na czole rury. Najczęściej umiejscowione są po przejściu rurociągu ściany budynku lub komory. Ponieważ stanowią one obwód zamknięty, ich założenie musi nastąpić przed zespawaniem rurociągu. Właściwy montaż polega na oczyszczeniu końcówki płaszcza rury i odpowiednim obkurczaniu palnikiem na gaz propan-butan. Najpierw należy obkurczać część przylegającą do rury osłonowej, a po jej ostygnięciu część opasującą rurę przewodową. Temperatura obkurczania powinna wynosić 60-70°C. Zadaniem pierścieni wykonanych z gumy jest niedopuszczenie do napływu wody opadowej z gruntu do pomieszczeń budynku, do którego wprowadzony jest ciepłociąg. Pierścień powinien być ciasno nasunięty na rurę osłonową i zamurowany w murze. Ten typ pierścienia nie chroni przed napływem wód gruntowych. Zabezpieczenie przed wodami gruntowymi daje rozprężny pierścień uszczelniający, osadzony w specjalnej tulei umieszczonej w murze budynku lub komory. Mufy służą do zabezpieczenia połączenia rur preizolowanych przed ingerencją wilgoci od zewnątrz. Ze statystyk wynika, że mufy są najczęstszą przyczyną awarii sieci preizolowanych. Pomimo że montaż tych elementów nie jest skomplikowany, zdarzają się uchybienia prowadzące do zawilgocenia pianki.
Podział muf:
* mufy składane – występujące w wersji dwu- lub trzyczęściowej, wykonane są z blachy stalowej powleczonej polietylenem i wyposażone w ochronę anodową. Zabezpieczenie szczelności uzyskuje się przez nałożenie pomiędzy płaszcz i mufę taśmy uszczelniającej.
* mufy nasuwkowe – wykonane z polietylenu (HDPE), posiadające średnicę niewiele większą od odpowiedniego płaszcza rury osłonowej. Szczelność dają opaski termokurczliwe nakładane na końcach mufy i nachodzące na płaszcz rury osłonowej.
* mufy termokurczliwe – wykonane z odpowiednio przygotowanego polietylenu z pamięcią kształtu, których końcówki, wyłożone od wewnątrz mastikiem uszczelniającym, są obkurczane w trakcie montażu na rurze osłonowej. Dodatkowe uszczelnienie stanowią opaski termokurczliwe.
Najnowszą odmianą muf termokurczliwych są mufy sieciowane, posiadające lepsze własności uszczelniające. Na rynku występują najczęściej mufy sieciowane radiacyjnie, chociaż można spotkać też wyroby sieciowane chemicznie.
* mufy elektrozgrzewane – wykonane z polietylenu (HDPE), dostarczane w postaci pasa bądź zwitki z wtopionym na obrzeżu przewodem grzewczym. Montaż polega na zaciśnięciu mufy na końcówkach rur preizolowanych i zgrzaniu materiału mufy z materiałem płaszcza rury, – wykonane jako obwód zamknięty z wtopionym na krańcach elementem grzewczym, wstępnie obkurczane. Izolacja wszystkich ww. muf polega na wlaniu pianki poliuretanowej poprzez otwory znajdujące się w mufie.
Na rynku można spotkać także mufy uszczelniane gotowymi łupkami poliuretanowymi. W tym przypadku stosowane są mufy termokurczliwe, które obkurcza się na całej długości. W przypadku zakończenia rurociągu preizolowanego pod ziemią, np. z perspektywą dalszej rozbudowy, w celu „zamknięcia” rury stosuje się, po uprzednim zaspawaniu rury przewodowej, mufę końcową. Jest to mufa nasuwana zamknięta z jednej strony, uszczelniona przy pomocy opaski termokurczliwej.
W trakcie piankowania takiej mufy powstaje duży napór na denko i dlatego należy ją zabezpieczyć przed zsunięciem. W systemach rur preizolowanych spotyka się dwa rodzaje systemów alarmowych. System impulsowy i system oporowy. W praktyce najczęściej spotyka się system impulsowy. W tym przypadku każda rura preizolowana wyposażona jest w dwa druty miedziane prowadzone w piance poliuretanowej równolegle do rury przewodowej. Dla rozróżnienia jeden z drutów jest pocynowany i ma barwę srebrną. Połączenie przewodów w mufach wykonuje się przy pomocy tulejek-łączników zaciskowych. Wyprowadzenie przewodów alarmowych powinno odbywać się w koszulkach termokurczliwych pod zakończeniem termokurczliwym po płaszczu rury osłonowej, nigdy po rurze przewodowej. Przewody podłączane są do puszek. Przy rozległych systemach stosuje się sygnalizatory awarii. Każdy wybudowany ciepłociąg powinien być oznakowany taśmą ostrzegawczą. Położenie taśmy powinno gwarantować, w przypadku prowadzenia robót ziemnych, jej odkrycie przed uszkodzeniem rury preizolowanej. Dlatego nie powinna być on układana bezpośrednio nad rurami. Nieodzownymi elementami przejmującymi wydłużenia sieci preizolowanych są maty (poduszki) kompensacyjne. W przypadku ich używania należy stosować się do wymagań projektowych odnośnie ich ułożenia. Oprócz wymienionych powyżej elementów przy budowie sieci można jeszcze spotkać: kompensatory osiowe, adaptery, reliwery i inne. Adam Dwojak
Zobacz artykuł w wersji pdf pdf pdf pdf pdf




Prenumerata Magazynu Instalatora

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *

Ta strona korzysta z ciasteczek (cookies) Więcej informacji

Ustawienia plików cookie na tej stronie są włączone na "zezwalaj na pliki cookie", aby umożliwić najlepszy z możliwych sposób przeglądania. Jeśli w dalszym ciągu chcesz korzystać z tej strony, bez zmiany ustawienia plików cookie lub kliknięciu przycisku "Akceptuję", a następnie użytkownik wyraża zgodę na to.

Zamknij