¿Cuáles son las ventajas y desventajas de las tuberías aisladas de poliuretano?

Las tuberías aislantes de poliuretano son conjuntos de tuberías aisladas que se utilizan para reducir la pérdida de calor o el aumento de temperatura en sistemas de tuberías térmicas. También son conocidos comotubo aislado de poliuretano, tubo aislado de PU, tubo aislado de espuma de poliuretano, otubería de acero pre-aislada, dependiendo de la aplicación y la terminología regional. En redes de calefacción, refrigeración y servicios públicos enterrados, su rendimiento no está determinado únicamente por la capa de espuma. La tubería de servicio, la calidad de la espuma de poliuretano, la carcasa exterior de HDPE, las condiciones de unión, el sellado de las juntas, la temperatura de funcionamiento y el entorno de instalación afectan la confiabilidad a largo plazo-. Sus principales ventajas son la baja conductividad térmica, el rendimiento de aislamiento estable y la buena idoneidad para redes de calefacción o refrigeración directas enterradas. Sus principales limitaciones suelen aparecer en torno al sellado de juntas en el campo, el riesgo de entrada de agua, el rango de temperatura y la dificultad de reparación después del entierro.

En aplicaciones de calefacción urbana,EN 253 tubería pre-aisladaLos sistemas son una referencia técnica común. La norma describe conjuntos de tuberías-fabricados en fábrica para redes de agua caliente directamente enterradas, que generalmente consisten en una tubería de servicio de acero, aislamiento rígido de espuma de poliuretano y una carcasa exterior de polietileno. Las referencias estándar para sistemas tipo EN 253 también indican un servicio continuo de agua caliente de hasta 120 grados y una temperatura máxima ocasional de hasta 140 grados, según el diseño del sistema y la edición estándar.

A tubo de aislamiento de poliuretanosuele ser una tubería-en-estructura de tubería. El tubo interior transporta el medio, la capa de espuma de poliuretano proporciona aislamiento térmico y la cubierta exterior protege el aislamiento del suelo, la humedad, los daños causados ​​por el transporte y el contacto mecánico.

Descargar: Tubería de aislamiento de poliuretano Datos técnicos y guía de aplicación

Para los sistemas de calefacción urbana pre-aislados, las normas relacionadas también pueden incluir accesorios, válvulas y juntas de campo. EN 448 cubre conjuntos de accesorios aislados-fabricados en fábrica, como codos, tes, reductores, compensadores y anclajes; EN 489 cubre los conjuntos de juntas realizados entre tuberías, accesorios o válvulas pre-aisladas adyacentes en redes de agua caliente enterradas.

1. Baja conductividad térmica y pérdida de calor reducida

La principal ventaja de las tuberías con aislamiento de poliuretano es su baja tasa de transferencia de calor. La espuma de poliuretano rígida tiene una estructura de celda-cerrada, lo que ayuda a reducir la pérdida de calor en las tuberías que transportan agua caliente y ayuda a reducir el aumento de temperatura en los sistemas de agua fría. Esta es la razón por la que las tuberías aislantes de espuma de PU se utilizan ampliamente en calefacción urbana, redes de agua fría y otros sistemas de tuberías térmicas. Para las líneas de agua fría, la misma capa aislante también ayuda a reducir el aumento de temperatura y el riesgo de condensación cuando el sellado de vapor se controla adecuadamente.

Los valores específicos de conductividad térmica dependen de la formulación de la espuma, la densidad, la temperatura de prueba, las condiciones de envejecimiento y el proceso de producción. Algunas referencias de productos de tuberías pre-aisladas EN 253 enumeran la conductividad térmica de la espuma PUR alrededorλ50 = 0.0260–0.027 W/(m·K), pero esto debe tratarse como datos-específicos del producto y no como un valor universal para cada tubería aislada con espuma de poliuretano.

Esta baja conductividad térmica ayuda de varias maneras:

• reduce la caída de temperatura en largas tuberías de agua caliente;
• mejora la eficiencia energética de la calefacción urbana;
• reduce la pérdida de calor innecesaria entre la planta y los usuarios finales;
• ayuda a estabilizar la temperatura del agua enfriada en redes de refrigeración;
• Reduce el riesgo de condensación cuando el control de vapor y el sellado de la camisa están diseñados adecuadamente.

El valor técnico no es sólo el "ahorro de energía". En una red térmica larga, una menor pérdida de calor también favorece un equilibrio más estable del sistema y reduce la compensación de temperatura necesaria durante el funcionamiento.

2. Buena idoneidad para sistemas de tuberías aisladas enterradas directamente

Las tuberías aisladas con poliuretano son especialmente comunes en redes de calefacción directamente enterradas. En esta estructura, la tubería de servicio transporta presión y temperatura, el aislamiento de espuma de PU reduce la pérdida de calor y la carcasa exterior de HDPE protege la capa de aislamiento del contacto con el suelo, la humedad, la presión del relleno y daños mecánicos menores durante la instalación. El conjunto de tubería unida también ayuda a mantener la tubería de servicio, la capa de aislamiento y la carcasa exterior funcionando como un solo sistema.

Esta estructura es útil cuando la tubería debe enterrarse debajo de carreteras, corredores de servicios públicos, áreas industriales o rutas de calefacción municipales. En comparación con una tubería desnuda más aislamiento suelto-aplicado en el campo, una tubería de acero-preaislada-fabricada en fábrica proporciona una estructura más controlada antes de la instalación, especialmente donde tramos largos de tubería necesitan un espesor de aislamiento estable y continuidad de la cubierta exterior.

Para sistemas enterrados directamente, la ventaja proviene del conjunto completo:

• la tubería de servicio transporta presión y temperatura;
• el aislamiento de espuma de PU reduce la pérdida de calor;
• la carcasa exterior de HDPE actúa como una barrera protectora contra la humedad del suelo y los daños por manipulación;
• la estructura adherida ayuda a mantener la alineación de la tubería dentro de la carcasa;
• Los sistemas de juntas conectan secciones de tubería después de soldarlas o instalarlas.

Por eso términos comocarcasa exterior-resistente a la corrosión, Tubería aislada con camisa de HDPE, ytubería de aislamiento enterrada directamenteA menudo aparecen juntos. La carcasa exterior no reemplaza directamente la protección contra la corrosión en la tubería de servicio, pero ayuda a evitar que el agua llegue a la capa de aislamiento y a la superficie de la tubería.

Sin embargo, el entierro directo sólo funciona bien cuando las juntas de la camisa y del campo permanecen selladas. Una tubería aislada a prueba de agua no se crea solo con espuma; Depende de la carcasa exterior, el manguito de unión, el cierre de la carcasa y la calidad de la instalación.

3. Calidad de aislamiento más consistente-fabricada en fábrica

Los tubos de acero pre-aislados con espuma de poliuretano se fabrican en un proceso de producción controlado. En comparación con el aislamiento aplicado íntegramente en el sitio, el aislamiento fabricado-en fábrica puede proporcionar un espesor de espuma, alineación de la carcasa, concentricidad y formación de la cubierta exterior más consistentes.

Esto es importante porque el rendimiento del aislamiento térmico se ve afectado por detalles que no siempre son visibles después de la instalación:

• el relleno de espuma desigual puede crear áreas térmicas débiles;
• una unión deficiente puede afectar la estabilidad del sistema;
• los huecos de espuma pueden reducir el rendimiento térmico;
• la excentricidad de la carcasa puede provocar un espesor de aislamiento desigual;
• Las superficies dañadas de la chaqueta pueden convertirse en puntos-de entrada de humedad.

La producción en fábrica no elimina todos los riesgos, pero reduce algunas de las variaciones causadas por el clima, el acceso al sitio, la habilidad de la mano de obra y las condiciones limitadas de inspección.

4. Instalación más rápida para secciones largas de tubería

Debido a que la capa aislante y la carcasa exterior se aplican en la fábrica, el trabajo de campo puede centrarse en la alineación de tuberías, la soldadura, el descenso de zanjas y la finalización de juntas. Esto reduce la cantidad de-trabajo de aislamiento en el sitio, especialmente para secciones largas de calefacción urbana, agua helada y tuberías térmicas enterradas.

El punto clave es que el riesgo de instalación no desaparece; se desplaza al área de la articulación del campo. Después de soldar la tubería, la sección de unión debe limpiarse, secarse, aislarse y sellarse correctamente. Es necesario verificar la posición de la manga, el relleno de espuma, el cierre de la carcasa y la continuidad de la cubierta antes del entierro, porque incluso un pequeño espacio o un borde mal sellado puede permitir que el agua subterránea entre en la capa de aislamiento y reduzca el rendimiento térmico-a largo plazo.

1. Costo inicial más alto que el aislamiento de tuberías básico

Una desventaja de las tuberías con aislamiento de poliuretano es el mayor coste inicial. Una tubería de acero pre-aislada incluye más que la tubería de servicio y la capa de aislamiento; también implica la inyección de espuma en fábrica, carcasas de HDPE, producción de tubería-dentro de-tubería, kits de juntas de campo y un mayor volumen de transporte.

La diferencia de costos se ve afectada principalmente por:

• material de la tubería de servicio y espesor de la pared;
• espesor del aislamiento;
• Diámetro de la carcasa de HDPE y espesor de la cubierta;
• kits de juntas de campo y accesorios de sellado;
• Volumen de transporte causado por el mayor diámetro exterior.

Para tramos cortos de tuberías expuestas, el aislamiento aplicado-simplemente en el sitio puede ser más flexible. Para tuberías térmicas enterradas de gran longitud, a menudo se seleccionan tuberías pre-aisladas de poliuretano porque el sistema de aislamiento y protección ya está integrado en el conjunto de tuberías.

2. El sellado de juntas de campo es un punto débil importante

El tramo de tubo recto se produce en fábrica, pero las uniones entre tramos de tubo se realizan en obra. Este es uno de los puntos débiles técnicos más comunes de los sistemas de tuberías pre-aisladas.

Si la junta de campo no se sella correctamente, puede entrar agua en la capa de aislamiento. La entrada de agua en las juntas de tuberías aisladas puede reducir el rendimiento térmico, dañar la estructura de espuma y aumentar el riesgo de corrosión alrededor de la tubería de servicio. El problema es más grave en las redes enterradas porque el defecto puede permanecer oculto hasta que aparezcan pérdida de calor, alarmas de humedad, asentamiento del suelo o problemas de corrosión. Los rayones de la cubierta de HDPE, los extremos de la carcasa dañados o la espuma expuesta en las áreas recortadas también pueden convertirse en puntos de entrada de agua si no se reparan antes del entierro.

Las causas típicas de falla en el sellado de juntas de aislamiento incluyen:

• mala limpieza de la superficie antes de la instalación del manguito;
• agua de lluvia o agua subterránea que ingresa antes del cierre;
• relleno de espuma incompleto en la junta;
• cierre débil de la funda o carcasa retráctil;
• extremos de la carcasa dañados;
• manipulación incorrecta de juntas de derivación, codos o reducciones;
• Mala reparación de cortes o rayones en la chaqueta.

Para tuberías con aislamiento de poliuretano, la junta debe tratarse como parte del sistema de aislamiento, no como un detalle constructivo secundario. Las normas para juntas de tipo EN 489-se centran exactamente en esta área: juntas entre tuberías, accesorios o conjuntos de válvulas adyacentes fabricados en fábrica en redes de agua caliente enterradas.

3. La reparación es difícil después del entierro

Otra desventaja de las tuberías con aislamiento de poliuretano es el difícil mantenimiento después del entierro. Una vez que la tubería está instalada, rellenada y cubierta, el sistema de aislamiento no se puede inspeccionar tan fácilmente como el aislamiento de la tubería expuesta.

Si la carcasa exterior está dañada o el aislamiento se moja, la reparación puede requerir varios pasos:

• localizar la sección afectada;
• excavar la tubería;
• cortar o abrir el área dañada de la chaqueta;
• comprobar si la espuma de PU está mojada o degradada;
• secar, reemplazar o restaurar el aislamiento;
• reparar la carcasa;
• volver a sellar la junta o chaqueta;
• rellenando de nuevo.

Esto hace que las fallas de tuberías aisladas subterráneas sean más costosas y requieran más tiempo-que la reparación del aislamiento superficial. La dificultad no es sólo el coste laboral; también lo es la interrupción de la red de calefacción o refrigeración.

4. Los límites de temperatura y el riesgo de envejecimiento de la espuma deben comprobarse cuidadosamente

La espuma de poliuretano funciona bien en muchos sistemas de agua caliente y fría, pero no es adecuada para todas las aplicaciones de alta-temperatura. Los sistemas de tuberías preaisladas tipo EN 253- se utilizan principalmente para redes de agua caliente directamente enterradas, y las referencias estándar comúnmente mencionan un funcionamiento continuo de hasta 120 grados y una temperatura máxima ocasional de hasta 140 grados para ciertos sistemas.

Esto no significa que todas las tuberías aisladas con espuma de poliuretano puedan funcionar de forma segura a esas temperaturas. El límite de temperatura real depende de la formulación de la espuma, el diseño del sistema de tuberías, las condiciones de servicio continuo, el comportamiento de envejecimiento y la norma aplicable del proyecto. La temperatura elevada-a largo plazo puede causarenvejecimiento térmico, mientrasexposición a la humedaddespués de daños en la cubierta o fallas en las juntas de campo pueden reducir aún más el rendimiento del aislamiento.

La degradación de la espuma puede aparecer comomayor conductividad térmica, vínculo más débil,contracción o agrietamiento de la espumay pérdida de calor localizada en juntas o secciones dañadas. Para tuberías de vapor, líneas de proceso de muy alta-temperatura o servicios continuos de alta-temperatura, los materiales aislantes como lana mineral, silicato de calcio o vidrio celular pueden ser más adecuados que la espuma de poliuretano.

5. Un diámetro exterior más grande afecta el diseño y el espacio de instalación

Una tubería aislante de poliuretano tiene un diámetro exterior mucho mayor que la tubería de servicio. El tamaño final incluye el diámetro exterior de la tubería de acero, el espesor del aislamiento y la carcasa de HDPE. Esta tubería aislada de mayor diámetro exterior afecta el ancho de la zanja, el espaciamiento, el transporte, la disposición del soporte y el diseño de los accesorios.

Por ejemplo, dos sistemas pueden utilizar la misma tubería de servicio DN pero tener diferentes diámetros de carcasa debido a diferentes espesores de aislamiento o series de carcasa. Esto afecta:

• ancho de excavación de la zanja;
• espacio entre las líneas de suministro y retorno;
• radio de curvatura y holgura de montaje;
• volumen de material de relleno;
• espacio de transporte y almacenamiento;
• Tamaño de la manga de la junta de campo.

Esta es una limitación técnica que a menudo se subestima cuando solo se considera el tamaño de la tubería de servicio interna.

Descargar: Hoja de datos de ventajas y limitaciones de tuberías aisladas de poliuretano

Las tuberías con aislamiento de poliuretano no son la mejor solución para todas las tuberías. Su desempeño debe compararse con otros sistemas de aislamiento según la temperatura, la humedad, la exposición al fuego, el método de instalación y el acceso para mantenimiento.

Descargar: Comparación de materiales de aislamiento de tuberías

La espuma de poliuretano funciona bien cuando son importantes una baja pérdida de calor, un aislamiento compacto y un ensamblaje de tuberías-fabricado en fábrica. La lana mineral o el vidrio celular pueden ser más apropiados cuando el requisito principal es la resistencia al fuego, a las altas temperaturas o a la humedad severa.

El uso correcto de tuberías con aislamiento de poliuretano depende de las condiciones de funcionamiento y del entorno de instalación. La siguientefactores técnicos debe verificarse antes de seleccionar este tipo de sistema de tuberías. Para proyectos que requieren suministro de tuberías aisladas-fabricadas en fábrica con tuberías de servicio definidas, espuma de PU, cubierta exterior y alcance de entrega,aislamiento de tuberías de poliuretanodebe revisarse junto con la temperatura de funcionamiento, el espesor del aislamiento, el material de la carcasa, el sistema de juntas y la ruta de instalación.

Descargar: Lista de verificación de selección de tuberías aisladas de poliuretano

Los tubos aislantes de poliuretano son generalmente adecuados para:

• redes directas de agua caliente enterradas;
• sistemas de tuberías de calefacción urbana;
• líneas de suministro y retorno de agua helada;
• líneas de servicios térmicos industriales;
• Tuberías enterradas en regiones-frías donde se requiere retención de calor.

Requieren una revisión más detallada para:

• tuberías de vapor o servicio continuo de alta-temperatura;
• áreas expuestas sobre-el suelo con requisitos-de seguridad contra incendios;
• rutas con frecuentes excavaciones o riesgo de daños mecánicos;
• sitios donde el acceso a reparaciones futuras es difícil.

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Preguntas frecuentes

 

 

01. ¿Cuál es la mayor desventaja de las tuberías aisladas con poliuretano?

La mayor desventaja no suele ser la sección recta del tubo, sino laárea de unión de campo. Si el manguito de unión, el relleno de espuma, el cierre de la carcasa o la reparación de la camisa no se sellan correctamente, puede entrar agua en la capa aislante. Una vez que la humedad llega a la espuma de PU, el rendimiento térmico puede disminuir y puede aumentar el riesgo de corrosión alrededor de la tubería de servicio.

02. ¿Las tuberías con aislamiento de poliuretano son aptas para enterramiento directo?

Sí, las tuberías con aislamiento de poliuretano se utilizan comúnmente paraRedes de agua caliente directa enterradas.y sistemas de calefacción urbana. Un sistema típico de tipo EN 253 utiliza una tubería de servicio de acero, aislamiento de espuma de poliuretano y una carcasa de polietileno. La condición clave es que la carcasa exterior y las juntas de campo deben permanecer selladas contra la humedad del suelo, el agua subterránea y los daños del relleno.

03. ¿Se pueden utilizar tuberías aisladas de poliuretano para tuberías de vapor?

No por defecto. Las tuberías con aislamiento de PU se usan ampliamente para agua caliente, agua fría y sistemas térmicos de temperatura-moderada, pero las tuberías de vapor requieren una revisión de temperatura por separado. El servicio continuo a alta temperatura-puede causar envejecimiento de la espuma, aumento de la conductividad térmica o contracción de la espuma, por lo que la lana mineral, el silicato de calcio o el vidrio celular pueden ser más adecuados para algunas líneas de vapor.

04. ¿Cómo se compara la tubería aislada con poliuretano con el aislamiento de lana mineral y vidrio celular?

La espuma de poliuretano es fuerte dondebaja pérdida de calorEs importante tener un espesor de aislamiento compacto y un ensamblaje de tubería-fabricado en fábrica. La lana mineral suele ser mejor para requisitos de resistencia a altas-temperaturas o al fuego-. El vidrio celular a menudo se considera cuando la resistencia a la humedad, la resistencia a la compresión o las condiciones severas de servicio enterrado/frío-son más importantes que el costo inicial.

Certificaciones

 

Certificado CE

Certificado ISO 9001

Certificado API Q1

Certificado ABS

Certificado AP-5L

Certificado API-5CT