La tubería de acero en espiral de gran diámetro pre-aislada, a menudo descrita como tubería directa-enterrada o con doble-control aislado, combina una tubería portadora de acero con costura helicoidal, una capa aislante de espuma de poliuretano rígida y una cubierta exterior de polietileno de alta-densidad o plástico reforzado con fibra de vidrio. El compuesto ofrece una baja pérdida de calor, una capa de aislamiento seco y una capa exterior mecánicamente resistente en un solo producto, por lo que se ha convertido en la solución estándar para redes de calefacción y refrigeración urbanas, líneas de agua caliente-industriales y redes de calefacción enterradas.
Composición estructural
| Capa | Material | Función |
|---|---|---|
| Tubo portador | Tubería de acero soldada en espiral según GB/T 9711 o la norma de producto aplicable, desnuda o con revestimiento interno | Transporta el medio de trabajo y resiste la presión interna. |
| Aislamiento | Espuma de poliuretano rígida de células cerradas- | Limita la pérdida de calor y mantiene estable la temperatura del medio. |
| Chaqueta exterior | Polietileno de alta-densidad, negro y estabilizado a los rayos UV; Plástico reforzado con fibra de vidrio para temperaturas más altas o cargas más altas. | Proporciona protección mecánica, una barrera impermeable y la superficie de carga exterior- |
| Auxiliar | Cables de alarma de fuga incrustados en la espuma. | Detecta la entrada de humedad en redes de calefacción urbana |
El espesor de la pared de la camisa no es una cifra arbitraria: se selecciona de modo que la tubería ensamblada cumpla con los requisitos de rigidez del anillo y de impacto de la norma del producto para la profundidad de enterramiento y la carga de tráfico del proyecto.
Rendimiento del aislamiento y pérdida de calor
La espuma de poliuretano rígida tiene una conductividad térmica del orden de 0,015 a 0,035 W/(m·K), muy por debajo de la de los materiales aislantes tradicionales, por lo que un determinado espesor de aislamiento produce una pérdida de calor mucho menor.
El estándar de producto para tuberías pre-aisladas directamente enterradas normalmente requiere una conductividad térmica de diseño que no supere los 0,033 W/(m·K) a 50 grados C, medida en muestras de espuma de producción.
La absorción de agua es muy baja porque la espuma es de celda cerrada en la gran mayoría de su volumen, lo que evita que el valor de aislamiento colapse cuando la tubería se entierra en suelo húmedo.
Debido a que la espuma permanece seca detrás de la chaqueta impermeable, la pérdida de calor se mantiene cerca del valor de diseño durante toda la vida útil, a diferencia de las tuberías tendidas en zanja-con una capa aislante húmeda.
La chaqueta también proporciona atenuación del sonido, lo que reduce el ruido transmitido por el agua que fluye en la tubería.
La consecuencia práctica es una menor pérdida de calor a lo largo de la red principal, una menor temperatura del agua de retorno para los sistemas de calefacción urbana y una menor caída de temperatura al final de la red. Debido a que se eliminan la zanja, el trabajo de aislamiento separado y el conducto de concreto, el costo de instalación de un sistema de poliuretano enterrado directamente-es generalmente menor que el de la disposición tradicional de conducto-en-zanja.
Límites de temperatura y servicio
La espuma de poliuretano rígida estándar está clasificada para temperaturas medias continuas de hasta aproximadamente 120 grados C. Las formulaciones modificadas y las construcciones híbridas amplían el rango utilizable para trabajos a temperaturas más altas.
La cubierta de polietileno de alta-densidad tiene su propio límite de temperatura y la temperatura de la superficie de la cubierta debe permanecer dentro de ese límite; cuando el diseño no puede garantizar esto, se especifica en su lugar una cubierta de plástico reforzado con fibra de vidrio.
Las tuberías aisladas de gran diámetro enterradas debajo del nivel freático están sujetas a flotabilidad; el diseño debe verificar la flotación y agregar un revestimiento de peso de concreto o bloques de anclaje cuando sea necesario.
Los requisitos del producto siguen GB/T 29047 para tuberías pre-aisladas, con EN 253 adoptada para proyectos europeos, y la instalación y el diseño siguen el código para tuberías de calefacción directamente enterradas, como CJJ/T 81.
Cuando la tubería cruza una carretera o se tiende bajo un tráfico intenso, la clase de rigidez del anillo de la camisa y el diseño del lecho aumentan en consecuencia.
Instalación y unión
Las secciones-fabricadas en fábrica se envían con los extremos recortados para que se pueda soldar el tubo portador; Después de soldar, la junta de campo se aísla vertiendo o inyectando espuma y cerrando la chaqueta con una funda termorretráctil o una funda de electrofusión.
Inspeccione la chaqueta para detectar cortes y daños por impacto al llegar y durante la manipulación, y repárela con un parche termorretráctil del mismo material antes de rellenarla.
Coloque la tubería sobre un lecho de arena sin cargas puntuales, mantenga los cables de la alarma de fugas continuos a través de cada junta y pruebe el circuito de la alarma a medida que avanza la instalación.
Pruebe la presión de la tubería portadora después de unirla y solo entonces cierre las uniones y rellénelas en capas compactadas con cinta marcadora sobre la tubería.
En terminaciones, transiciones y cámaras de válvulas, utilice los accesorios de transición especificados para que el aislamiento y la camisa permanezcan continuos y herméticos.
Controles de calidad del producto terminado
Tubería portadora: inspección dimensional y de soldaduras, prueba hidrostática y verificación de recubrimiento según lo exige su propia norma de producto.
Espuma: densidad, contenido de células-cerradas, resistencia a la compresión, absorción de agua y conductividad térmica medidas en muestras cortadas de tuberías de producción.
Chaqueta: espesor de la pared, apariencia, ausencia de huecos y cualquier propiedad mecánica especificada, como rigidez del anillo o resistencia al impacto.
Unión: se verifica la unión de la espuma-con-acero y de la espuma-con-la cubierta para que el compuesto actúe como un elemento estructural.
Sistema de alarma: continuidad y resistencia de aislamiento de los cables incorporados verificados en cada tramo antes del envío.
Preguntas frecuentes
P: ¿Cuáles son las principales características de una tubería espiral aislada de gran diámetro?
Un tubo portador de acero soldado en espiral, un aislamiento rígido de espuma de poliuretano-de células cerradas y una cubierta de plástico reforzado con polietileno de alta-densidad o fibra de vidrio, combinados en un solo producto que proporciona baja pérdida de calor, resistencia al agua, protección mecánica y atenuación del sonido.
P: ¿Qué temperatura puede soportar el aislamiento?
La espuma de poliuretano rígida estándar es adecuada para temperaturas medias continuas de hasta aproximadamente 120 grados C. Hay sistemas de espuma modificados y construcciones híbridas disponibles para trabajos a temperaturas más altas, con el material de la cubierta seleccionado para combinar.
P: ¿Por qué el aislamiento sigue siendo eficaz cuando la tubería está enterrada en suelo húmedo?
Debido a que la espuma tiene células cerradas en la gran mayor parte de su volumen, absorbe muy poca agua y la chaqueta exterior forma una barrera impermeable continua. Por lo tanto, el valor de aislamiento se mantiene cerca del valor de diseño en lugar de deteriorarse como lo haría una capa de aislamiento húmeda.
P: ¿Cómo se aíslan las juntas de campo?
Primero se suelda el tubo portador, luego se rellena la junta con espuma de poliuretano y se cierra la camisa con una funda termorretráctil o electrofundida. Los cables de alarma de fuga integrados se vuelven a conectar y se prueban al mismo tiempo.
P: ¿Qué estándares se aplican a este producto?
GB/T 29047 cubre productos de tuberías pre-aisladas para redes de calefacción, EN 253 se utiliza para proyectos europeos y el diseño y la instalación de tuberías de calefacción directamente enterradas siguen códigos como CJJ/T 81. La tubería portadora se fabrica según su propio estándar de producto de tubería de acero.
P: ¿Qué se debe comprobar antes de rellenar?
Que la tubería portadora haya pasado su prueba de presión, que cada junta de campo esté adecuadamente aislada y sellada, que el circuito de alarma sea continuo y probado, que la camisa no tenga daños y que la tubería descanse sobre un lecho de arena adecuadamente preparado sin cargas puntuales.
