Влияние высоких температур на долговечность пенополиуретановой изоляции тепловых сетей

Abstract

Актуальность. В связи с появлением новых изоляционных материалов, а также с тенденцией к замене минераловатной изоляции на пенополиуретановую при реконструкции тепловых сетей исследование долговечности теплоизоляционных материалов - актуальная задача, особенно учитывая широкий диапазон температур, в котором эксплуатируются материалы при изоляции трубопроводов тепловых сетей. При выборе теплоизоляционного материала необходимо учитывать, что воздействие высоких температур на материал может приводить к его термической деградации. Цель. Оценка долговечности и предельной температуры применения пенополиуретановой изоляции путем определения степени термической деструкции материала под действием температур в диапазоне 100-150 °C. Методы. Долговечность и предельная температура применения пенополиуретановой изоляции определялись по результатам проведенного термогравиметрического анализа с использованием изоконверсионных методов кинетического анализа. Результаты. По результатам проведенного термогравиметрического анализа рассчитана энергия активации процесса термического разложения для пенополиуретановой изоляции. Полученные значения энергии активации использовались для расчёта долговечности и предельной температуры применения. Рассчитаны предельные температуры применения пенополиуретановой изоляции для разной степени разложения материала в зависимости от сроков эксплуатации. Представлена зависимость долговечности материала от температуры воздействия на материал. Заключение. Предложена методика оценки долговечности и предельной температуры применения теплоизоляционных материалов. Показано как температура, при которой эксплуатируются теплоизоляционные материалы в тепловых сетях, влияет на термическую деструкцию пенополиуретановой изоляции. Данная методика может использоваться для оценки соответствия долговечности материала требованиям, предъявляемым к теплоизоляционным конструкциям трубопроводов тепловых сетей

Relevance. Due to the emergence of new insulating materials, as well as the tendency to replace mineral wool insulation with polyurethane foam insulation during the reconstruction of heating networks, the study of the durability of thermal insulation materials is an urgent task, especially given the wide range of temperatures in which materials are used when insulating heating network pipelines. When choosing a thermal insulation material, it is necessary to take into account that exposure to high temperatures on the material can lead to its thermal degradation. Aim. To evaluate the durability and maximum temperature of application of polyurethane foam insulation by determining the degree of material thermal destruction at 100-150°C. Methods. The durability and maximum application temperature of polyurethane foam insulation were determined based on the results of thermogravimetric analysis using isoconversion methods of kinetic analysis. Results. Based on the results of the thermogravimetric analysis, the authors have calculated the activation energy of the thermal decomposition for polyurethane foam insulation. The obtained activation energy values were used to calculate the durability and maximum application temperature. The authors calculated the maximum temperatures of using polyurethane foam insulation for different degrees of decomposition of the material depending on the service life. The paper introduces the dependence of the material durability on the temperature of exposure to the material. Conclusions. The paper proposes the method for assessing the durability and maximum temperature of application of thermal insulation materials. It is shown how the temperature, at which thermal insulation materials are used in heating networks, affects the thermal destruction of polyurethane foam insulation. This method can be used to assess the compliance of the material durability with the requirements imposed on thermal insulation structures of heating network pipelines