Перспектива применения циклопентана в производстве труб и фасонных изделий в ППУ изоляции ООО «СМИТ-Ярцево»

В настоящее время в России широкий спектр производителей, производственные мощности которых оснащены оборудованием, позволяющим применять различные виды вспенивателей /1/ и перешедших на полиольные части систем, содержащие воду в качестве вспенивающего компонента. Это негативно сказывается на теплофизических характеристиках полиуретановой пены в процессе эксплуатации трубопроводов.

Дальнейшее развитие производственных процессов при производстве труб ППУ, способствующих достижению европейского уровня качества, связано с применением современного альтернативного вспенивателя для получения теплоизоляционного слоя. На сегодняшний день самым прогрессивным вспенивателем является циклопентан, как наиболее близкий по своим характеристикам к фреоносодержащим вспенивателям.

Однако, ни один отечественный производитель труб в ППУ изоляции не имеет технических возможностей для применения циклопентана для вспенивания теплоизоляционного слоя.

Циклопентан (C₅H₁₀) (рис. 1) имеет температуру кипения Т_кип = 49 ^оС, температуру плавления Т_пл = -94^о, плотность ρ = 0,745 г/см³, коэффициент теплопроводности λ = 0,012 Вт/(мК) (20 °С). Потенциал деструкции озона и потенциал всемирного потепления циклопентана равен нулю.

Рис. 1 Структурная формула циклопентана

По комплексу свойств циклопентановые системы компонентов не уступают, а в некоторых случаях и превосходят традиционные системы, содержащие вспениватели на фреоне или воде. Применение циклопентана препятствует увеличению теплопроводности пенополиуретана при длительном сроке эксплуатации и общему снижению теплопотерь в тепловых сетях /2/.

Для цивилизованного мира энергосберегающая циклопентановая технология вспенивания давно стала обычной и успешно применяется более 10 лет в странах Западной Европы. Циклопентановая технология вспенивания перестала быть атрибутом отраслевой моды /3/. Сегодня это новый уровень научно-технического прогресса на производстве, позволяющий получить коэффициент теплопроводности изоляции не выше 0,027 Вт/мК.

Теплоизоляция труб ППУ на основе циклопентана практически не подвержена процессам старения, обладает рядом преимуществ: уменьшенный коэффициент теплопроводности 0,027 Вт/(мК) в сравнении с пенами на основе водных вспенивателей (0,03 Вт/(мК) и обеспечивает стабильные теплофизические параметры пены (рис. 2) на протяжении нормативного срока эксплуатации трубопровода (30 лет); соответствует требованиям экологических норм.

Рис. 2 Зависимость коэффициента теплопроводности систем на основе циклопентана и систем на водной основе от времени эксплуатации

Специфика применения циклопентана в качестве вспенивающего агента состоит в том, что по сравнению с фреоном он гораздо более летуч и взрывоопасен, поэтому при его использовании необходимо соблюдать повышенные требования безопасности. К тому же, в заливочную машину изоционат подается в чистом виде, полиол и циклопентан предварительно смешиваются и подаются в емкости камеры, что требует наличия дополнительного оборудования, соответствующей конфигурации заливочных модулей, а перед заливкой заливаемую трубу необходимо продувать азотом для вытеснения кислорода воздушной среды.

Кроме конструктивных характеристик оборудования, предназначенного для переработки циклопентана в чистом виде (емкости для смешивания) или смеси полиола и циклопентана (заливочные машины и смесительные головки), безопасность участков и рабочих позиций обеспечивается следующим образом /4/:

- вентиляция всех участков, на которых могут выделяться пары циклопентана. При необходимости, можно ограничить участки боксами или иными способами;

- мониторинг опасных участков с помощью газоанализаторов, определяющих присутствие циклопентана по достижении низшего предела взрываемости;

- продувка азотом емкостей для циклопентана, а также изделий, в которые заливается композиция.

Своевременный переход на вспенивающие агенты на основе циклопентановой системы могут позволить только крупные производители с высокой культурой производства, нацеленные на развитие производственных мощностей, позволяющих уверенно занимать лидирующие позиции на рынке труб в ППУ изоляции.

Литература:

1. Материалы конференции «Тепло России» Ассоциации производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией, Санкт-Петербург, 8-10 декабря 2010 года.

2. Протокол расширенного заседания Научно-технического Совета Некоммерческого партнерства «Российское теплоснабжение» по теме «Трубы и фасонные изделия стальные с индустриальной тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой» от 8 июня 2006г. г Москва.

3. Бачевский Р. «Достоинства предварительной теплоизоляции прeумножит циклопентан» Инженерные сети из полимерных материалов. №1 (23) 2008. с. 38-39.

4. Пентан – новая веха в переработке ППУ /www.cannon.ru.