Утепление судов и кораблей напыляемым пенополиуретаном

Речные и морские суда, корабли и другие стационарные и плавучие сооружения – одни из самых сложных инженерных конструкций, при постройке и эксплуатации которых приходится постоянно решать сложные задачи. Чаще всего для их постройки используют металлы и сплавы, которые отличаются высочайшей теплопроводностью. Даже толстые конструкции корпусов судов ледового плавания не защитят внутренние помещения от низких температур за бортом.

Теплоизоляция судовых конструкций должна обеспечить эффективное сохранение тепла внутри помещений, как под палубой, так и в надстройках и рубках, для комфортного пребывания людей и корректной работы приборов, оборудования, машин и механизмов. При этом теплоизоляционные материалы должны соответствовать множеству требований, продиктованных условиями эксплуатации и спецификой морских и речных судов, кораблей, буровых платформ и других подводных и надводных сооружений.

Особенности конструкции и эксплуатации судов и других подводных и надводных сооружений

Во многих районах России судоходство не прекращается круглый год несмотря на замерзание водоемов. Ледоходы и специально усиленные суда ледового плавания, самостоятельно или при помощи ледоколов, бороздят замерзшие моря и океаны, заходят в скованные льдом реки.

Даже в самый лютый мороз, во внутренних помещениях, расположенных в подводной и надводной части судна, должно быть тепло. А вот летом, когда солнце припекает и металлические поверхности сильно нагреваются, внутри должно быть прохладно. Без надежной теплоизоляции, даже при постоянной работе обогревателей или кондиционеров, обеспечить такие условия невозможно. Причем одни и те же конструкции подвергаются как нагреванию, так и воздействию низких температур, что неминуемо приводит к температурным расширениям.

Кроме того, на судне есть помещения, в которых необходимо круглый год поддерживать определенный температурный режим – для собственных нужд или перевозки грузов. Пищевые продукты, СПГ, нефтепродукты и многие другие грузы нуждаются в поддержании высоких или низких температур для безопасной транспортировки, сохранения определенных характеристик или качества.

Если помещение необходимо охлаждать, а температура в нем ниже, чем за бортом, из-за разности парциального давления возникает тепловой поток, направленный внутрь. В результате велика вероятность образования конденсата на судовых конструкциях.

Из-за повышенной влажности воздуха, неминуемого попадания брызг, велик риск попадания влаги к корпусным конструкциям, электрическим коммуникациям, трубопроводам. Теплоизоляционные материалы также подвергаются риску намокания. Кроме того, влага, содержащаяся в воздухе, может содержать достаточно высокий процент соли, что создает дополнительное агрессивное воздействие на все материалы.

При движении судна на волнении возникают удары корпуса о воду. Работа машин и механизмов передается на корпус вибрацией. В результате все конструкции и материалы подвергаются воздействию механических, динамических и вибрационных нагрузок.

Обязательные свойства теплоизоляционных материалов для утепления конструкций, коммуникаций водного транспорта и сооружений

Исходя из условий эксплуатации, можно вывести требования к утеплителю, чтобы его можно было применить на судне или другом сооружении, постоянно пребывающем в воде:

• низким коэффициентом теплопроводности и малой плотностью;
• низкой гигроскопичностью, водопоглощаемостью и паропроницаемостью;
• достаточной прочностью, морозостойкостью и эластичностью, чтобы выдерживать вибрацию и деформацию корпусных конструкций;
• огнестойкостью или трудногорючестью;
• однородной структурой с одинаковыми свойствами;
• отсутствием запаха и способностью не впитывать его;
• длительным сроком службы без изменения физических свойств в процессе эксплуатации;
• коррозионностойкостью, не вызывать коррозии металла;
• стойкостью к грызунам и грибкам;
• безвредностью для здоровья людей, флоры и фауны водоемов;
• удобством транспортировки, монтажа и ремонта, ремонтопригодностью.

Важно, чтобы была возможность вскрыть небольшой участок теплоизоляции, например, для проведения точечного ремонта коммуникаций или корпусных конструкций, а потом восстановить теплозащиту без потери ее качества.

Пенополиуретан – один из немногих, если не единственный материал для утепления, в полной мере отвечающий всем приведенным требованиям. Кроме того, он образует монолитное покрытие, не требует применения клеев или крепежа. За счет различных добавок пенополиуретану можно придать дополнительные свойства и характеристики, разные группы горючести, степень прочности и эластичности.

Закрытоячеистые жесткие пенополиуретаны дополнительно обеспечивают гидрозащиту конструкций, предотвращают возникновение коррозии. Даже при длительном взаимодействии с водой не впитывают влагу, а также не разрушаются и не вступают с ней в химические реакции. Пенополиуретан входит в состав систем звукоизоляции, самостоятельно гася звуковые волны, а также усиливая звукоизоляционные свойства других материалов.

Требования к полиуретановой теплоизоляции судов, кораблей и других морских и речных сооружений

Защищать от воздействия высоких и низких температур на судах и других надводных или подводных транспортных средствах и сооружениях нужно корпусные конструкции, кабельные трассы, трубопроводы. К каждым из них предъявляют определенные требования, зафиксированные в главном руководящем документе – Российском Морском Регистре Судоходства или в Российском Речном Регистре Судоходства. Суда и другие плавучие сооружения, а также буровые платформы должны соответствовать требованиям одного из этих документов. Суда река-море должны следовать более строгим требованиям РМРС.

Для каждого материала, конструкции, системы, помещения и другого элемента водного транспорта или сооружения разработаны четкие указания, найти которые можно в соответствующем разделе Регистра. Пенополиуретан используют не только в качестве утеплителя, но и заполнителя стальных панелей и пространств между несущими нагрузку поверхностями трехслойных конструкций, воздушных ящиков спасательных шлюпок и других полых пространств, для армирования и придания дополнительной жесткости, а также для обеспечения положительной плавучести и предотвращения заполнения водой различных конструкций.

Общие требования к пенополиуретанам, предъявляемые Российским Морским Регистром судоходства:

• Свойства полиола и изоцианата используемых полиуретановых систем, а также процедура их применения должны соответствовать требованиям РМРС или других допустимых стандартов.
• Каждая поставляемая для использования на судах и плавучих сооружениях партия компонентов и ее единицы должны быть промаркированы и проверены на визуальное соответствие и соблюдение сроков годности. Условия хранения, транспортировки, использования, а также применяемое оборудование должны соответствовать требованиям завода-изготовителя полиуретановых систем.
• Пенополиуретан, нанесенный на конструкции, должен сохранять работоспособность и эксплуатационные характеристики в диапазоне температур от -45˚С до +100˚С в холодильных камерах, от -40˚С до +70˚С на открытых палубах и от -10˚С до +70˚С во внутренних помещениях, если не установлены другие требования.
• Показатели горючести, воспламеняемости, количества дыма и токсичных веществ должны соответствовать требованиям Раздела «Противопожарная защита» РМРС или РРРС к утепляемым элементам.
• В процессе эксплуатации под воздействием морской воды, нефтепродуктов и других агрессивных факторов, пенополиуретан не должен становиться хрупким или снижать механические свойства более чем на 30% от исходных, если другая степень не указана особо.
• Стойкость к гниению, поражению грибками.
• Отсутствие отрицательного воздействия на материалы, с которыми соприкасается пенополиуретановая теплоизоляция.

К отдельным конструкциям или другим элементам судов, кораблей и водных сооружений могут предъявляться более жесткие требования, связанные с ответственностью мест нанесения или сложными условиями эксплуатации. Пенополиуретан все чаще вытеснят другие материалы, применяемые в судостроении для теплоизоляции, гидроизоляции, заполнении пространств и других целей. При использовании ППУ впервые необходимо согласование с надзорными органами и соответствие всем требованиям, предъявляемым к материалам, используемым ранее.

Особенности нанесения пенополиуретановой теплоизоляции на судовые конструкции, системы и коммуникации

Корпусные конструкции в основном сделаны из стали или из других металлов и сплавов. Они могут быть гладкими или с продольным и поперечным набором. Трубы и кабели проходят вдоль бортов, днища или подволока, часто проникая через переборки. В зависимости от проекта и требований, теплоизоляцию могут наносить на каждый элемент в отдельности или заполнять ею пространство вместе с коммуникациями.

Пенополиуретан, благодаря малой массе и высокой проникающей способности пены оптимально подходит для решения задач утепления, гидроизоляции и защиты конструкций и коммуникаций. Отличная адгезия к металлическим поверхностям обеспечивает надежное соединение с металлоконструкциями без применения клея или крепежа, что повышает скорость проведения работ по утеплению, снижает затраты, ликвидирует риск возникновения мостиков холода.

Пенополиуретановую теплоизоляцию наносят в один или несколько слоев на внутренние поверхности обшивки, переборки, набор и другие металлоконструкции так, чтобы исключить образование островков холода. Из-за высокой теплопроводности металла даже конструкции, непосредственно не соприкасающиеся с забортной водой или воздухом, необходимо тщательно утеплять с обеих сторон полностью или с одной стороны по периметру только на ширину риббанда.

В помещениях, где не планируется дальнейшая зашивка, пенополиуретановую теплоизоляцию можно оставлять открытой, так как она обладает достаточной устойчивостью к механическим повреждениям. Для сохранения характеристик важна только защита от солнечных лучей, для чего можно использовать краску.

Пенополиуретановая теплоизоляция с закрытой ячейкой не требует дополнительного применения гидроизоляции или пароизоляции для защиты самого утеплителя, так как не впитывает влагу. Однако для удаления излишков влаги необходимо устройство вентиляции и системы осушения, конструкция и производительность которых зависят от назначения и особенностей эксплуатации помещения. 

Преимущества использования пенополиуретана в судостроении

В России массовое использование пенополиуретана в качестве теплоизоляции началось относительно недавно. В судостроении применения новых материалов сопряжено с необходимостью прохождения процедур одобрения контролирующими органами. Однако внедрение пенополиуретана настолько перспективно, что в ближайшие годы можно ожидать вытеснения других теплоизоляционных материалов.

• Срок службы пенополиуретана позволит не возвращаться к вопросам теплоизоляции от сдачи судна до планового капитального ремонта.
• Малая масса пенополиуретанового утеплителя даже при большом объеме не оказывает влияния на остойчивость, дедвейт и другие характеристики судна.
• Устойчивость к воздействию пресной и морской воды, экологичность и безопасность пенополиуретана для людей позволяют максимально расширить область его применения для любых помещений, конструкций и систем на судне.
• Дополнительные свойства: гидроизоляция, пароизоляция, звукоизоляция, защита от коррозии, делают пенополиуретановую теплоизоляцию универсальным многофункциональным материалом.
• Удобство нанесения, нетребовательность к предварительному осушению утепляемых поверхностей и сохранению влажностного режима в процессе отвердения, позволяют применять пенополиуретан в самых неудобных локациях и маленьких пространствах, обеспечивать высочайшее качество.
• Отсутствие необходимости устройства каркаса, применения крепежа или клея позволяют сокращать расходы и время на утепление судна, платформы, другого плавучего или стационарного водного сооружения.
• Доставка пенополиуретанового утеплителя в бочках и увеличение его в объеме до 100% облегчает логистику и сокращает накладные расходы.

Компания Экотермикс изготавливает собственные системы пенополиуретана и производит работы по утеплению. Собственная лаборатория позволяет проводить эксперименты по оптимизации существующих систем и приданию им качеств, необходимых заказчику – судоверфи, владельцу судна, ремонтным компаниям. Возможно взаимодействие с конструкторскими бюро для закладывания характеристик определенных оптимизированных продуктов Ecotermix в проекты судов.

Обращайтесь к менеджерам для получения любой информации по утеплению судов пенополиуретаном, напыляемой теплоизоляции Ecotermix, заказа работ.