Адгезия, или прилипание материалов друг к другу — важный показатель, от которого зависит, насколько крепко слой пенополиуретана будет прилегать к поверхностям стальной трубы и защитной оболочки. Чем выше адгезия, тем лучше.
Причинами низкой адгезии ППУ в теплоизолированных трубных изделиях могут стать нарушения, возникшие на одном из этапов производственного цикла, а также неправильная транспортировка и хранение.
На производстве можно выделить такие важные этапы, как подготовка изделий, необходимых для сборки трубных конструкций, их очистка и обработка и, конечно, сам заливочный процесс.
Пример плохой адгезии — слой ППУ отходит от внешней оболочки
Очистка стальной трубы
Чтобы ППУ лучше прилипал к трубе, ее поверхность должна быть хорошо подготовлена. Она очищается от всех видов загрязнений, включая масла и следы питтинга (коррозии), до степени не ниже Sa 2 ½ (сверхтщательная абразивная струйная очистка).
Для этого стальные трубы пропускают через специальную дробеструйную или дробеметную установку, где подаваемая дробь освобождает изделие от любых видов загрязнений. Благодаря абразивной обработке поверхность трубы приобретает некоторую шероховатость, которая также положительно влияет на прочность сцепления изоляции и стали.
Поверхность трубы должна быть не только чистой, но и сухой. Специальные антикоррозионные составы, наносимые на ее поверхность, также увеличивают адгезию между ППУ и трубой.
Испытания на сдвиг в осевом и тангенциальном направлениях показывают, что слой ППУ у предизолированных изделий, в которых стальная труба не имела должной предварительной очистки, может полностью отходить от ее поверхности.
Стальные трубы после дробеструйной очистки
Подготовка ПЭ оболочки
Для полиэтилена, как и прочих видов пластика, характерна непористая и химически неактивная поверхность, поэтому он обладает недостаточно высокими адгезионными свойствами.
Чтобы пенополиуретан имел хорошее сцепление с оболочкой ПЭ, ее обрабатывают специальным коронным разрядом, тем самым активируя поверхность — она становится шершавой, на поверхностном слое образуются полярные группы, притягивающие к себе молекулы полиуретана.
После коронирования сборка конструкции и последующее ее заполнение компонентами ППУ должны быть произведены в течение 3-х дней, так как по истечении этого времени ПЭ оболочка возвращает свои первоначальные свойства.
Без активации поверхности может произойти полное отслоение пенополиуретана от оболочки.
Подробно о коронарной обработке мы написали тут ←
Процесс коронирования оболочки ПЭ
Соблюдение температурных условий
Реакция между компонентами, образующими пенополиуретан, происходит при температурах, рекомендуемых производителем. Как правило, этот показатель находится в пределах 25-30 °C.
Подготовленная трубная конструкция, в которую заливаются компоненты ППУ, также должна быть прогрета до оптимальной температуры. В противном случае в месте контакта смеси с холодными стенками поверхностей трубы и оболочки химическая реакция будет проходить слабо, образуя хрупкий слой неотвержденного ППУ с низкими показателями адгезии.
Необходимо учитывать также, что изделия нужно выдерживать некоторое время при достаточной температуре до полного отверждения изоляции, чтобы не произошла усадка ППУ и его отслоение от оболочки и стальной трубы.
Конструкция «труба в трубе», подготовленная для изоляции
Работа с компонентами ППУ
Причины отслоения изоляции при работе с компонентами пенополиуретана могут быть связаны не только с несоблюдением температурных показателей, но и с нарушением ряда других технологических особенностей производства, таких как:
- Неверное соотношение подаваемых компонентов и их количества.
- Превышение времени дозирования смеси внутрь изделия — продолжение подачи компонентов после начала старта их активной реакции может повредить образующуюся пену, привести к разрывам и пустотам в изоляционном слое и ее плохой адгезии.
- Кантование изделия или его транспортировка до завершения процесса отверждения ППУ после заливки — формирование пенополиуретана протекает в течение суток, когда материал набирает необходимую прочность.
- Использование компонентов низкого качества, приобретаемых у непроверенных поставщиков.
Процесс заливки компонентов ППУ в подготовленную трубную конструкцию
Транспортировка и хранение
1. Перевозка, погрузка, разгрузка
Использование неподготовленного транспорта и неаккуратное обращение с изделиями во время доставки, а также несоблюдение правил погрузочно – разгрузочных работ могут привести к деформациям продукции, в том числе к повреждению изоляции.
В первую очередь это связано с большой массой стальной трубы по отношению к слою утеплителя — еще одна причина, по которой предизолированная продукция, согласно требованиям ГОСТ 30732-2020, должна проходить испытания прочности на сдвиг и сжатие изоляции.
При разгрузке недопустимо сбрасывание или скатывание изделий из кузова транспорта на землю — необходимо использовать траверсы, мягкие полотенца или стропы.
Про правила погрузки и разгрузки труб ППУ мы написали в отдельной статье ←
Трубы ППУ, готовые для погрузки
2. Хранение
Длительное нахождение изделий ППУ на открытых площадках без навеса может привести к отслоению изоляции вследствие намокания, вызванного попаданием осадков в виде дождя, снега и конденсата на торцевые части труб.
Также под воздействием ультрафиолетовых солнечных излучений ППУ может начать изменять цвет и отслаиваться — это говорит о старении материала (УФ деструкции) и, как следствие, деградации его свойств.
Для защиты торцов поставщики труб ППУ могут использовать консервационные гидроизоляционные покрытия, заглушки или пленку, которой плотно упаковывают концы изделий.
Про заглушки для труб и другие виды защиты торцов ППУ трубопровода у нас есть отдельная статья ←
Торцы труб ППУ, закрытые пленкой и транспортировочными заглушками
Таким образом, использование сырья высокого качества и соблюдение всех требований ГОСТ 30732-2020 при производстве трубных изделий, изолированных в заводских условиях, а также ответственный подход при работе с перемещением и хранением продукции обеспечивают надежное прилегание пенополиуретанового слоя ко внутренним поверхностям изделия и, как следствие, высокий уровень эффективности теплоизолированного трубопровода.
Также будут интересны эти статьи:
