Определение реальной долговечности тепловых сетей в ППУ-изоляции на предмет соответствия их десятилетней гарантии

Итоговое резюме исследования

Прежде всего необходимо отметить, что данная статья входит в цикл публикаций, посвящённых проблеме определения реальной долговечности тепловых сетей в ППУ-изоляции в российских условиях. В данном материале приведены выдержки из Предварительного заключения от 2 июля 2021 года №001–3306-ЭЗ.

В ходе проведения испытаний случайным образом были отобраны восемь групп образцов ППУ-изоляции, произведённых по ГОСТ 30732–2006/2021 (далее — ГОСТ), в трёх городах России. Группы образцов пронумерованы римскими цифрами I-VIII. Предварительное заключение распространяется на I-V группы образцов (фото 1 и 2). Продукция (I-V группы изделий) не соответствует ГОСТ 30732–2020/2006 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой» (фото 3).

Продукция (I-V группы изделий) не соответствует требованиям ГОСТ по параметрам теплопроводности/энергоэффективности (I-III группы), прочности/долговечности (IV группа), коррозия (ржавчина) под тепловой изоляцией (III и V группы), несмотря на однозначно выраженную лояльность требований ГОСТ к качеству и характеристикам продукции (фото 4).

Продукция (I-V группы изделий), произведённая по ГОСТ, не соответствует ни собственным критериям качества, ни общепринятым критериям с позиции понимания смысла терминов качества: надёжность, энергоэффективность. Применение труб с ППУ-изоляцией заводского нанесения не рекомендуется при проектировании тепловых сетей с ожидаемым сроком службы более десяти лет (фото 5).

Технические требования ГОСТ фактически не распространяются на изделия с диаметром стальной трубы свыше 57–108 мм. Теплопроводность (энергоэффективность) фактически не подтверждается на производимых изделиях, а подтверждается только в лабораторных условиях на образцах-свидетелях. Теплопроводность при старении (на срок службы не менее 30 лет) определяется при режиме работы не более 150 суток при температуре теплоносителя 90°C.

Гарантия на изделие утрачивается фактически ещё на складах завода-изготовителя, то есть при хранении на воздухе в течение 14 дней (фото 6–8).

Данное заключение и протоколы испытаний могут быть использованы потребителями, на чьих складах были отобраны образцы, в качестве основания для предъявления исковых требований к поставщикам продукции несоответствующего качества.

Предварительное заключение по результатам лабораторных испытаний от 2 июля 2021 года №001–3306-ЭЗ

Основанием для проведения испытаний стало Распоряжение Министерства строительства и жилищно-коммунального хозяйства Российской Федерации от 24 марта 2021 года №11675-ИФ/04. Целью проведения испытаний стало определение реальной долговечности тепловых сетей в ППУ-изоляции в российских условиях на предмет соответствия их обязательной десятилетней гарантии.

В соответствии с п. 17 ст. 14 Федерального закона №190-ФЗ «О теплоснабжении» следует ограничить применение материалов, сделанных по ГОСТ 30732–2020 в системах теплоснабжения (до пересмотра ГОСТ 30732–2020), так как изделия по ГОСТ 30732–2020 не в состоянии обеспечить десятилетнюю гарантию.

Примечание: технология заводского нанесения ППУ для централизованных систем теплоснабжения является одной из лучших практик в мире. Результаты данного заключения являются следствием системной деградации технических требований к продукции по ГОСТ и качества продукции в российских реалиях.

Объекты испытаний

Группа образцов, условно обозначаемая I: тепловая изоляция на основе ППУ, изготовленная по ГОСТ 30732–2006 фирмой АО «Тепло-изоляционная Компания» (фото 9). Образцы отобраны в МУП «Тепло Коломны» (г. Коломна).

Группа образцов, условно обозначаемая II: тепловая изоляция на основе ППУ, изготовленная по ГОСТ 30732–2006 фирмой ООО «ПСК Полистрой» (фото 10).

Образцы отобраны в МУП «Тепло Коломны» (г. Коломна).

Группа образцов, условно обозначаемая III: тепловая изоляция на основе ППУ, однозначно установить производителя не удалось (по этикетке: ООО «Теплострой+», фото 11–12). Образцы отобраны в МУП «Тепло Коломны» (г. Коломна).

Группа образцов, условно обозначаемая IV: тепловая изоляция на основе ППУ, изготовленная по ГОСТ 30732–2020 фирмой ООО «СМИТ-Ярцево» (фото 13–14). Образцы отобраны в АО «Мытищинская теплосеть» (г. Мытищи).

Группа образцов, условно обозначаемая V: тепловая изоляция на основе ППУ, изготовленная по ГОСТ 30732–2020 фирмой ООО «ВАДИС-центр» (фото 15). Образцы отобраны в АО «Мытищинская теплосеть» (г. Мытищи).

Группа образцов, условно обозначаемая VI: тепловая изоляция на основе ППУ, изготовленная по ГОСТ 30732–2020 фирмой ООО «ПК «Трубопром». Образцы отобраны в АО «УСТЭК» (г. Тюмень).

Группа образцов, условно обозначаемая VII: тепловая изоляция на основе ППУ, изготовленная по ГОСТ 30732–2020 фирмой ООО «Курганский завод энергетических технологий». Образцы отобраны в АО «УСТЭК» (г. Тюмень).

Группа образцов, условно обозначаемая VIII: тепловая изоляция на основе ППУ, изготовленная по ГОСТ 30732–2020 фирмой ООО «СМИТ-Ярцево». Образцы отобраны в АО «УСТЭК» (г. Тюмень).

Заключение

Заключение получено на основании анализа нормативного документа ГОСТ 30732–2020/2006, визуального осмотра образцов при отборе и лабораторных испытаний по определению соответствия продукции требованиям ГОСТ и соответствия трубопроводов в ППУ-изоляции тепловых сетей обязательной десятилетней гарантии.

Анализ нормативного документа ГОСТ 30732–2020 на возможность обеспечения требованиями ГОСТ реальной долговечности тепловых сетей в ППУ-изоляции в российских условиях на предмет соответствия их обязательной десятилетней гарантии приведён ниже в подразделах «Гарантия», «Область применения» и «Методы испытаний».

Гарантия

Предложенный разработчиками стандарта, некоммерческой организацией «Ассоциация производителей и потребителей трубопроводов с индустриальной полимерной изоляцией» (НО «АППТИПИ»), в окончательной редакции ГОСТ 30732–2020 п. 11.2 имел следующую формулировку: «Гарантийный срок хранения изолированных труб и фитингов — два года со дня изготовления. На изолированные трубы и фитинги предприятие-изготовитель предоставляет гарантию качества в отношении выполненных работ по изоляции и применённых для этого материалов на срок десять лет с момента отгрузки, включая хранение, при условии соблюдения потребителем правил транспортирования, хранения, монтажа и эксплуатации».

Существующая редакция ГОСТ 30372–2020 содержит п. 11.2 в следующем виде: «…на эксплуатацию — десять лет со дня отгрузки…».

Данная формулировка — результат вмешательства НП «РТ» и АО «НИИСТ» в разработку ГОСТ (протокол от 29 января 2019 года №ТК465–036/19-пр). НП «РТ» и АО «НИИСТ» выступали за детализацию раздела 11 «Гарантии предприятия-изготовителя» с выделением гарантии на изделия и комплектующие с введением показателя снижения характеристик продукции в ходе старения через 10, 30 и 50 лет, а не только на момент изготовления изделия.

Область применения

Редакция ГОСТ 30372–2020 в п. 1 «Область применения» содержит следующую формулировку: «Настоящий стандарт распространяется на… работающие со следующими расчётными параметрами теплоносителя (перегретая вода): рабочим давлением согласно проекта и температурой не более 150°C в пределах графика качественно-количественного регулирования отпуска тепла 150°C — 70°C в соответствии с Приложением А».

Исходя из области применения, температуростойкость и долговечность определяются не по средствам испытаний, а расчётным путём, используя неоднозначные формулировки и справочные необязательные приложения.

Методы испытаний

В рамках данного исследования была частично проанализирована редакция ГОСТ 30732–2020 по отношению к редакции ГОСТ 2006 года. Рассмотрим параграф 9 «Методы испытаний».

Из проведённого анализа следует, что при актуализации ГОСТ были целенаправленно внедрены требования с целью снизить риски при производстве некачественной продукции, в том числе и путём усложнения методов изготовления образцов и проведения испытаний (фото 16, 17).

Обоснование приводится ниже.

Пункт 9.9 ГОСТ 30732–2020 (ранее п. 9.10 в ГОСТ 30732–2006) гласит: «Образцы должны иметь форму прямоугольного параллелепипеда размерами 30×30×L мм или цилиндра диаметром 30 мм (для стальных труб диаметрами 45–114 мм допускается выборка образцов диаметром 22 мм с торца изоляции) и длиной L, где L — максимально достижимая длина в радиальном направлении, но не более 50 мм» (фото 18–20).

Отсутствие допусков на линейные размеры и углы между поверхностями делает невозможным изготовление образцов с требуемыми по ГОСТ размерами.

В пунктах 9.16–9.19 и 9.23 ГОСТ 30732–2020 представлены показатели качества продукции: прочность на сдвиг в осевом и тангенциальном направлениях до и после старения и теплопроводность после старения. Причём эти важные показатели качества определяются только на диаметрах стальной трубы 57–108 мм.

Данные требования являются нововведением по отношению к ГОСТ 307362–2006 и направлены на уменьшение стоимости испытаний для производителей, одновременно приводя к невозможности проверить качество продукции для диаметров стальных трубы свыше 108 мм (фото 21).

Пункт 9.10 ГОСТ 30732–2020: «Перед проведением испытаний по определению теплопроводности образец ППУ кондиционируют при температуре (23±2)°C и влажности (55±10)% в течение не более двух часов после вырезки образца, после чего образец немедленно помещают в прибор для проведения измерений».

Данный пункт является нововведением по отношению к редакции 2006 года и направлен на сглаживание проблемы и недоисследованных в Российской Федерации весьма насущных вопросов «старения» теплопроводности пенополиуретановых образцов за счёт диффузии вспенивающих газов из пор пенополиуретановых материалов.

Другими словами, результаты испытаний по п. 9.10 ГОСТ 30732–2020 будут всегда лучше, чем реальные показатели поставляемых образцов (фото 22).

В редакции ГОСТ 30732–2020 в п. 9.23 указано: «Теплопроводность ППУ после старения определяют по ГОСТ 32025–2012 или Приложению К на образцах изолированных труб, подвергшихся искусственному старению. Образец изолированной стальной трубы диаметром 57 мм (108 мм) и длиной не менее 3 м должен быть состарен путём поддержания температуры стальной трубы (90±1)°C в течение 150 суток, при температуре среды, окружающей образец изолированной трубы, равной (23±2)°C. При этом торцы образцов должны быть герметизированы для предотвращения проникновения воздуха в изолирующий слой».

Примечательно следующее: во-первых, по данным АО «НИИСТ», в РФ нет аккредитованных или аттестованных установок по ГОСТ 32025–2012 «Тепловая изоляция. Метод определения характеристик теплопереноса в цилиндрах заводского изготовления при стационарном тепловом режиме»; во-вторых, требования в ГОСТ 30732–2020 к установке по Приложению К не соответствуют Федеральному закону №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» в части метрологических параметров: точность, повторяемость и т. д. Другими словами, по редакции ГОСТ 30732–2020 теплопроводность материала после старения является фактически нерегламентированным параметром; в-третьих, данное испытание необязательно ни при приёмо-сдаточных испытаниях, ни при периодических испытаниях и носит рекомендательный характер.

Выводы к разделу

Технические требования ГОСТ фактически не распространяются на изделия с диаметром стальной трубы свыше 57–108 мм. Теплопроводность (то есть энергоэффективность) фактически не подтверждается на производимых изделиях, а подтверждается только в лабораторных условиях на образцах-свидетелях. Теплопроводность при старении (на срок службы не менее 30 лет) определяется при режиме работы не более 150 суток при температуре теплоносителя 90°C. Гарантия на изделие утрачивается фактически ещё на складах завода-изготовителя, то есть при хранении на воздухе в течение 14 дней.

В соответствии с п. 17 ст. 14 Федерального закона №190-ФЗ «О теплоснабжении» следует ограничить применение материалов, сделанных по ГОСТ 30732–2020, в системах теплоснабжения (до пересмотра данного ГОСТ 30732–2020), так как изделия по ГОСТ 30732–2020 не в состоянии обеспечить десятилетнюю гарантию.

Примечание: особое внимание к внесению требований в ГОСТ для усложнения процессов контроля качества при разработке редакции ГОСТ 30732–2020 уделили представители следующих компаний, в порядке активности: НО «АППТИПИ», ООО «ТД «Мосфлоулайн», АО «Тепло-изоляционная Компания», ООО «СМИТ-Ярцево», ООО «Группа Полимертепло», АО «ВМЗ».

Производитель, принявший активную позицию за ужесточение требований ГОСТ: НПО «Стройполимер». Остальные заводы-изготовители РФ и стран СНГ проявили пассивную или лояльную позиции при снижении требований к продукции при введении новой редакции ГОСТ 30732–2020.

Раздел «Методика испытаний»

Как уже было изложено выше (п. 6.2), ГОСТ 30732–2020 содержит множество допущений и требований с возможностью «двойного трактования». В редакции данного ГОСТ слово «допускать» и его производные в тексте встречаются 48 раз. Требования к отбору образцов в данном ГОСТ практически отсутствуют, а методика старения применяется только к части показателей, она неявно выражена и не может служить основанием обеспечения десятилетней гарантии.

Для возможности определения реальной долговечности тепловых сетей в ППУ-изоляции в российских условиях на предмет соответствия их обязательной десятилетней гарантии АО «НИИСТ» актуализировало СТО 004.3306–2021 «Правила отбора проб, заготовок и образцов. Пенополиуретановой тепловой изоляции заводского нанесения» (далее — СТО 004) и разработало СТО 005.3306–2021 «Методика испытаний. Старение. Пенополиуретановые материалы» (далее — СТО 005).

Суть методики старения образцов ППУ-изоляции по СТО 005:

1. Отбираются 10–11 образцов, по возможности квадратной формы 100×100 мм, максимально возможной толщины, но не более 30 мм. Все образцы берутся строго из одного изделия (фото 23). Не допускается проведение испытания на образцах, специально изготовленных для испытаний, в отличие от ГОСТ 30732–2020, п. 9.10 которого гласит: «…допускается их [образцов для испытаний — прим. автора] изготовление путём заливки компонентов ППУ в форму…».

2. У всех изготовленных образцов измеряют плотность, массу и теплопроводность при 50°C.

3. Далее все образцы подвергаются старению, и по истечении 0, 500, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000 и 10000 часов у них замеряют теплопроводность, массу и прочность на сжатие (фото 24). Прочность на сжатие — испытание, при котором образец приходит в негодность, поэтому для получения динамики изменения параметров старения ППУ во времени изготавливают 10–11 образцов из одного изделия.

4. Старение происходит при максимально разрешённой по ГОСТ температуре, при которой изделие должно обеспечивать десятилетнюю гарантию, то есть при 150°C.

Примечание: в п. 1 «Область применения» ГОСТ 30732–2020 указано: «Настоящий стандарт распространяется на… температурой не более 150°C в пределах графика качественно-количественного регулирования отпуска тепла 150°C — 70°C в соответствии с Приложением А, однако Приложение А носит справочный характер, а п. 1 «Область применения» обязателен, следовательно, десятилетняя гарантия должна распространяться на изделия, постоянно эксплуатирующиеся при 150°C в течение 10 лет».

Выводы к разделу

Испытания проведены в соответствии с ГОСТ 30732–2020/2006. Для конкретизации неоднозначных или фактически невыполнимых требований ГОСТ 30732–2020/2006 были использованы не противоречащие ГОСТ 30732–2020/2006 СТО 004.3306–2021 и СТО 005.3306–2021.

Данное заключение и протоколы испытаний могут быть использованы потребителями, на чьих складах были отобраны образцы, в качестве основания для предъявления исковых требований к поставщикам продукции несоответствующего качества.

Раздел «Визуальный осмотр»

В ходе визуального осмотра труб при отборе в группах III и V обнаружены следы ржавчины под теплоизоляционным материалом (далее — ТИМ) (фото 1–4). ТИМ образца IV имел сложность при отборе, так как материал крошился и ломался больше, чем образцы I-V. Маркировка, нанесённая на поверхности образца IV, стиралась при небольшом механическом воздействии — маркировка стиралась даже пальцем (фото 25–29).

Выводы к разделу

Образцы групп III и V не соответствуют требованиям ГОСТ 30732–2020, а именно п. 5.1.1.1: «Перед нанесением тепловой изоляции поверхность стальных труб и фитингов должна быть высушена и очищена от масла, жира, ржавчины, окалины, пыли и подвергнута абразивно-струйной или дробемётной обработке».

Фото 29. Следы ржавчины на ТИМ (гр. III)
 

Раздел «Лабораторные испытания»

Отбор образцов (фото 30) осуществлялся в соответствии с требованиями ГОСТ 30732–2020 «Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой», ГОСТ 17177–94 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний», ГОСТ 7076–99 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления при стационарном тепловом режиме», СТО 004.3306–2021 «Правила отбора проб, заготовок и образцов пенополиуретановой тепловой изоляции заводского нанесения» АО «НИИСТ».

Фото 30. Образы перед размещением в термошкафу (гр. I)

Испытания по определению параметров ТИМ проведены в соответствии с методиками ГОСТ 30732–2020/2006 и СТО 005.3306–2021 «Методика испытаний. Старение. Пенополиуретановые материалы» АО «НИИСТ». В ходе лабораторных испытаний были сделаны замеры следующих параметров: плотность, теплопроводность, прочность на сжатие.

Результаты первичных испытаний (до старения) представлены в табл. 1.

Выводы к разделу

Вся исследованная продукция (I-V группа изделий) не соответствует ГОСТ 30732–2020/2006. Продукция не соответствует требованиям ГОСТ даже несмотря на выраженную лояльность требований ГОСТ 30732–2020/2006 к качеству/характеристикам продукции.

Дальнейшие испытания

Результаты испытаний образцов после старения будет представлены по ходу выполнения испытаний. Из исследований вынужденно исключены группы образцов IV-V, которые обманным путём были уничтожены представителями компании ООО «СМИТ-Ярцево».