Теплоизолированная труба
Заявленная полезная модель относится к многослойным трубам, которые могут быть использованы в системах горячего водоснабжения и теплоснабжения.
Теплоизолированная труба, содержащая внешнюю гофрированную трубу и установленную в нее внутреннюю стальную гофрированную трубу, и расположенный между ними теплоизоляционный слой, при этом толщина стенки внутренней трубы относится к толщине теплоизоляционного слоя как 1 к 20-60, а на внешней поверхности теплоизоляционного слоя выполнено множество углублений, кроме того, внутренняя труба выполнена из стали и способна выдерживать испытание на коррозионную устойчивость в 42% растворе MgCl 2 при рН6 и температуре кипения в течении, по меньшей мере, 4 часов до начала образования коррозионных трещин. 1 н.п. ф-лы, 3 фиг.
Область техники
Заявленная полезная модель относится к многослойным трубам, которые могут быть использованы в системах горячего водоснабжения и теплоснабжения.
Предшествующий уровень техники
Известна теплоизолированная труба, содержащая внутреннюю пластиковую трубу и нанесенный на ее внешнюю поверхность теплоизоляционный слой, поверх которого установлена пластиковая гофрированная труба (публикация ЕР 0897788А1, кл. МПК B29C 44/30, опубл. 24.02.1999 г.)
Внутренняя пластиковая труба обладает низкой массой, хорошей гибкостью и отличается долговечностью, срок ее эксплуатации составляет не менее 50 лет. Однако при эксплуатации известной трубы не допускается пропускать через нее жидкость, температура которой превышает 70°C, кроме того, также не допускается пропускать через указанную трубу жидкость, давление которой превышает 0,6 МПа.
Недостатком данной трубы является то, что данная труба может использоваться при ограниченной температуре и внутреннем давлении.
Также известна многослойная труба, содержащая внутреннюю металлическую трубу, с полимерным покрытием ее внутренней и наружной поверхностей, и нанесенный на ее внешнюю поверхность теплоизоляционный слой, выполненный из полиолефина, поверх которого установлена рукав из полиэтилена толщиной 0,02-0,05 мм (публикация RU 2204757C2, кл. МПК F16L 9/12, опубл. 20.05.2003 г.)
Полимерное покрытие внутренней поверхности металлической трубы в процессе изготовления, транспортировки и монтажа, а также эксплуатации при высоких температурах (свыше 80°C) и давлениях (свыше 1,5 МПа) подвержено растрескиванию и/или отслоению от внутренней поверхности металлической трубы.
Кроме того, известна, выбранная в качестве ближайшего аналога, труба с теплозащитным покрытием, содержащая внешнюю гофрированную трубу, установленную в нее внутреннюю стальную гофрированную трубу и расположенный между ними теплоизоляционный слой, пространство между указанными трубами заполнено теплоизоляционным материалом (публикация RU 2293247 С2, кл. МПК F16L 59/00, опубл. 10.02.2007 г.)
В данной трубе частично решена проблема защиты от воздействия изгибающих и ударных нагрузок за счет выполнения внутренней и внешней труб гофрированными, однако слой теплозащитного покрытия не всегда способен защитить внутреннюю трубу от деформаций, вызывающих остаточные напряжения и приводящих к коррозионному растрескиванию (стресс-коррозии).
Таким образом, недостатком известной трубы является невысокая коррозионная устойчивость, особенно к стресс-коррозии.
Раскрытие полезной модели
Стресс-коррозия - один из наиболее опасных видов коррозии, т.к. имеет остро локализованный характер и распространяется мгновенно. Стресс-коррозия возникает при одновременном воздействии различных напряжений или пластической деформации, вызывающих остаточные напряжения в металле и агрессивной среды. Иными словами основными причинами стресс-коррозии являются остаточные напряжения и воздействие агрессивной среды.
Техническим результатом, на решение которого направлена настоящая полезная модель, является повышение устойчивости внутренней трубы к стресс-коррозии при сохранении возможности отклонения оси от прямолинейного положения при монтаже и хранении на угол не менее 45°.
Технический результат достигается за счет того, что в теплоизолированной трубе, содержащей внешнюю гофрированную трубу, установленную в нее внутреннюю стальную гофрированную трубу и расположенный между ними теплоизоляционный слой, толщина стенки внутренней трубы относится к толщине теплоизоляционного слоя как 1 к 20-60, при этом на внешней поверхности теплоизоляционного слоя выполнено множество углублений, а внутренняя труба способна выдерживать испытание на коррозионную устойчивость в 42% растворе MgC12 при рН6 и температуре кипения в течении, по меньшей мере, 4 часов до начала образования коррозионных трещин.
Теплоизоляционный слой может быть выполнен из пенополиуретана или из пенополиизоцианурата.
Возможно выполнение внешней трубы из полиэтилена.
Толщина стенки внешней трубы относится к толщине теплоизоляционного слоя как 1 к 6-12.
Возможно выполнение гофр внутренней и внешней трубы винтовыми.
Описание чертежей
Заявленная полезная модель поясняется при помощи чертежей представленных на фиг.1-3.
На фиг.1 показана теплоизолированная труба в разрезе.
На фиг.2 показан вид на торец теплоизолированной трубы.
На фиг.3 показана теплоизолированная труба, у которой ось отклонена от прямолинейного положения на угол 45°.
Осуществление полезной модели
Заявленная теплоизолированная труба содержит внутреннюю гофрированную стальную трубу 1 установленную во внешнюю гофрированную трубу 2, пространство между которыми заполнено теплоизоляционным материалом, образующим теплоизоляционный слой 3.
Для достижения заявленного технического результата выбирались стали, предпочтительно легированные или высоколегированные. Изготовленные из этих сталей внутренние гофрированные трубы 1 способны выдерживать испытание на коррозионную устойчивость в 42% растворе MgCl2 при рН6 и температуре кипения не менее 4 часов до начала образования коррозионных трещин. Эти условия соответствуют условиям испытаний сталей по ГОСТ 23284-84, Приложение 1.
Использование в теплоизолированных трубах, содержащих внутренние трубы 1, способные выдерживать указанные испытания, обеспечивает оптимальное соотношение трудозатрат на их изготовление и срока их службы.
Выполнение внутренней трубы 1 и внешней трубы 2 гофрированными позволяет указанным трубам переносить изгибающие нагрузки, воспринимать усилия сжатия и растяжения.
Теплоизоляционный слой 3 предпочтительно выполнен из пенополиуретана или из пенополиизоцианурата. Указанные материалы являются хорошими теплоизоляторами, кроме того, они хорошо упруго деформируются и поэтому теплоизоляционный слой 3 выполняет функцию амортизатора при воздействии на трубу внешних нагрузок.
На внешней поверхности теплоизоляционного слоя 3 выполнено множество углублений 4. Указанные углубления 4 могут иметь произвольную форму и глубину, при этом более предпочтительна форма конуса, однако указанная форма сложновыполнима. Указанные углубления 4 могут быть выполнены механическим путем. Выполнение на внешней поверхности теплоизоляционного слоя 3 множества углублений 4 создает перфорацию внешнего поверхностного слоя теплоизоляционного слоя 3, который наиболее подвержен деформациям при изгибе трубы и целостность которого может быть нарушена в результате указанного изгиба. Выполнение множества углублений 4 на внешней поверхности теплоизоляционного слоя 3 приводит к тому, что при сгибании трубы указанный внешний поверхностный слой хорошо растягивается и сжимается (упруго деформируется) без образования разрывов указанного слоя теплоизоляционного слоя 3, которые могут приводить к снижению теплозащитных свойств теплозащитного слоя и амортизирующей способности. Кроме того, выполнение множества углублений 4 на внешней поверхности теплоизоляционного слоя 3 позволяет выполнять изгиб на угол больший, чем угол изгиба теплоизолированной трубы, у которой на внешней поверхности теплоизоляционного слоя отсутствует множество углублений 4.
Для повышения устойчивости теплоизолированной трубы против воздействий внешней среды (например, против действия органических и неорганических кислот, щелочей и т.д.) внешняя труба 2 выполнена из полиэтилена.
Для надежной защиты теплоизоляционного слоя 3 от внешних ударных нагрузок, порезов выкрашиваний и т.п., толщина стенки внешней трубы 2 относится к толщине теплоизоляционного слоя как 1 к 6-12.
Для надежной защиты внутренней трубы 1 от возникновения в ней остаточных напряжений от воздействия ударных, изгибающих и иных механических нагрузок толщина стенки внутренней трубы 1 относится к толщине теплоизоляционного слоя 3 как 1 к 20-60.
Выполнение гофр внутренней трубы 1 и внешней трубы 2 винтовыми, упрощает изготовление теплоизолированной трубы.
При этом опытным путем было определено, что если толщина стенки внутренней трубы 1 относится к толщине теплоизоляционного слоя 3 как 1 к меньше чем 20, то после воздействия на теплоизолированную трубу внешних ударных нагрузок, во внутренней трубе 1 возникают остаточные напряжения, в отдельных случаях на поверхности внутренней трубы 1 наблюдались следы от воздействия указанных нагрузок в виде вмятин. После воздействия нагрузок внутренняя труба 1 подвергалась испытанию на коррозионную устойчивость в 42% растворе MgCl 2 при рН6 и температуре кипения. До начала образования коррозионных трещин проходило менее 3 часов.
Если толщина стенки внутренней трубы 1 относится к толщине теплоизоляционного слоя 3 как 1 к 20-60, то после воздействия на теплоизолированную трубу внешних ударных нагрузок и изгибающих нагрузок с отклонением оси теплоизолированной трубы от прямолинейного положения на угол 45°, как показано на фиг.3, во внутренней трубе 1 остаточных напряжений не выявлено. При этом теплоизолированная труба была удобна для монтажа и хранения, ее можно было неоднократно сгибать таким образом, что ее ось отклонялась от прямолинейного положения на угол 67°. После воздействия указанных ударных и изгибающих нагрузок внутренняя труба 1 подвергалась испытанию на коррозионную устойчивость в 42% растворе MgCl2 при рН6 и температуре кипения. После 4 часов указанных испытаний образования коррозионных трещин в во внутренней трубе 1 не наблюдалось.
Если толщина стенки внутренней трубы 1 относится к толщине теплоизоляционного слоя 3 как 1 к более чем 60, то после воздействия на теплоизолированную трубу внешних ударных нагрузок, во внутренней трубе 1 остаточных напряжений во внутренней трубе 1 не выявлено, не наблюдались следы от воздействия нагрузок. После воздействия нагрузок внутренняя труба 1 подвергалась испытанию на коррозионную устойчивость в 42% растворе MgCl2 при рН6 и температуре кипения. После 4 часов указанного испытания, образования коррозионных трещин в во внутренней трубе 1 не наблюдалось. Однако данная труба стала неудобна для монтажа и хранения, ее можно было сгибать таким образом, что ее ось отклонялась от прямолинейного положения на угол не превышающий 10°.
Заявленная теплоизолированная труба реализуется следующим образом.
Заявленная теплоизолированная труба предназначена для подземной бесканальной прокладки высокотемпературных систем отопления, которая является наиболее экономичным способом сооружения теплосетей, обеспечивающая меньшие объемы земляных и строительно-монтажных работ, экономию сборного железобетона, снижение трудоемкости строительства и повышение производительноститруда.
Теплоизолированную трубу укладывают в траншею на глубину от 0,5 м до 1,5 м и засыпают грунтом. Рельеф местности, на которой выполняют прокладку высокотемпературных систем отопления, как правило, имеет неровности в виде бугров, холмов, оврагов, лощин и т.п. В связи с этим теплоизолированная труба укладывается в траншею с изгибами. Практика прокладки высокотемпературных систем отопления показала, что для укладки теплоизолированной трубы в траншею на глубину от 0,5 м до 1,5 м, достаточно укладывать указанную трубу с отклонением ее оси от прямолинейного положенияна угол, не превышающий 45°. Выполнение нескольких указанных отклонений оси трубы позволяет укладывать теплоизолированную трубу в траншею на глубину от 0,5 м до 1,5 м, даже на высоких крутых холмах и в глубоких узких оврагах.
Таким образом, за счет того, что толщина стенки внутренней трубы относится к толщине теплоизоляционного слоя как 1 к 20-60,при этом на внешней поверхности теплоизоляционного слоя выполнено множество углублений, а внутренняя труба выполнена из стали и способна выдерживать испытание на коррозионную устойчивость в 42% растворе MgCl 2 при рН6 и температуре кипения в течении, по меньшей мере, 4 часов до начала образования коррозионных трещин, повышается устойчивость внутренней трубы к стресс-коррозии при сохранении возможности отклонения оси теплоизолированной трубы от прямолинейного положения при монтаже и хранении на угол не менее 45°.
1. Теплоизолированная труба, содержащая внешнюю гофрированную трубу, установленную в нее внутреннюю стальную гофрированную трубу и расположенный между ними теплоизоляционный слой, отличающаяся тем, что толщина стенки внутренней трубы относится к толщине теплоизоляционного слоя как 1:20-60, при этом на внешней поверхности теплоизоляционного слоя выполнено множество углублений, а внутренняя труба выполнена из стали и способна выдерживать испытание на коррозионную устойчивость в 42%-ном растворе MgCl2 при рН6 и температуре кипения в течение, по меньшей мере, 4 ч до начала образования коррозионных трещин.
2. Труба по п.1, отличающаяся тем, что теплоизоляционный слой выполнен из пенополиуретана.
3. Труба по п.1, отличающаяся тем, что теплоизоляционный слой выполнен из пенополиизоцианурата.
4. Труба по п.1, отличающаяся тем, что внешняя труба выполнена из полиэтилена.
5. Труба по п.1, отличающаяся тем, что толщина стенки внешней трубы относится к толщине теплоизоляционного слоя как 1:6-12.
6. Труба по п.1, отличающаяся тем, что гофры внутренней трубы выполнены винтовыми.
7. Труба по п.1, отличающаяся тем, что гофры внешней трубы выполнены винтовыми.
