Les tuyaux en acier spiralés pré-isolés de grand diamètre, souvent décrits comme des tuyaux à isolation directe-enterrés ou à double-contrôle, combinent un tuyau porteur en acier à joint hélicoïdal, une couche d'isolation en mousse de polyuréthane rigide et une gaine extérieure en polyéthylène haute densité-ou en plastique renforcé de fibres de verre. Le composite offre une faible perte de chaleur, une couche d'isolation sèche et une coque extérieure mécaniquement solide dans un seul produit, c'est pourquoi il est devenu la solution standard pour les conduites de chauffage et de refroidissement urbains, les conduites d'eau chaude industrielles- et les réseaux de chauffage enterrés.
Composition structurelle
| Couche | Matériel | Fonction |
|---|---|---|
| Tuyau porteur | Tuyau en acier soudé en spirale selon GB/T 9711 ou la norme de produit applicable, nu ou revêtu intérieurement | Transporte le fluide de travail et résiste à la pression interne |
| Isolation | Mousse de polyuréthane rigide à cellules fermées- | Limite les pertes de chaleur et maintient la température du fluide stable |
| Veste extérieure | Polyéthylène haute-densité, noir et stabilisé aux UV ; plastique renforcé de fibre de verre pour des températures plus élevées ou des charges plus élevées | Fournit une protection mécanique, une barrière étanche et la surface portante extérieure- |
| Auxiliaire | Fils d'alarme de fuite intégrés dans la mousse | Détecte la pénétration d'humidité dans les réseaux de chauffage urbain |
L'épaisseur de la paroi de la gaine n'est pas un chiffre arbitraire : elle est sélectionnée de manière à ce que le tuyau assemblé réponde aux exigences de rigidité annulaire et d'impact de la norme de produit pour la profondeur d'enfouissement et la charge de trafic du projet.
Performance d'isolation et perte de chaleur
La mousse de polyuréthane rigide a une conductivité thermique de l'ordre de 0,015 à 0,035 W/(m·K), bien inférieure à celle des matériaux isolants traditionnels, c'est pourquoi une épaisseur d'isolation donnée produit une perte de chaleur beaucoup plus faible.
La norme de produit pour les tuyaux pré-isolés directement enterrés exige généralement une conductivité thermique de conception ne dépassant pas 0,033 W/(m·K) à 50 degrés C, mesurée sur des échantillons de mousse issus de la production.
L'absorption d'eau est très faible car la mousse est à cellules fermées dans la grande majorité de son volume, ce qui évite que la valeur isolante ne s'effondre lorsque le tuyau est enterré dans un sol humide.
Étant donné que la mousse reste sèche derrière la gaine imperméable, la perte de chaleur reste proche de la valeur de conception pendant toute la durée de vie, contrairement aux tuyaux posés en tranchée-avec une couche d'isolation humide.
La gaine assure également une atténuation acoustique, ce qui réduit le bruit transmis par l'eau qui coule dans la canalisation.
La conséquence pratique est une perte de chaleur plus faible le long du réseau principal, une température d'eau de retour plus faible pour les systèmes de chauffage urbain et une baisse de température plus faible à l'extrémité du réseau. Étant donné que la tranchée, les travaux d'isolation séparés et le conduit en béton sont tous éliminés, le coût d'installation d'un système de polyuréthane directement-enterré est généralement inférieur à celui d'un conduit traditionnel-en-disposition en tranchée.
Limites de température et de service
La mousse de polyuréthane rigide standard est conçue pour des températures moyennes continues jusqu'à environ 120 degrés C. Les formulations modifiées et les constructions hybrides étendent la plage d'utilisation pour des températures plus élevées.
La gaine en polyéthylène haute-densité a sa propre limite de température, et la température de la surface de la gaine doit y rester ; lorsque la conception ne peut pas garantir cela, une gaine en plastique renforcée de fibres de verre est spécifiée à la place.
Les tuyaux isolés de grand diamètre enfouis sous la nappe phréatique sont sujets à la flottabilité ; la conception doit vérifier la flottaison et ajouter un revêtement de poids en béton ou des blocs d'ancrage si nécessaire.
Les exigences du produit suivent le GB/T 29047 pour les canalisations pré-isolées, la norme EN 253 étant adoptée pour les projets européens, et l'installation et la conception suivent le code pour les canalisations de chauffage directement enterrées telles que CJJ/T 81.
Lorsque le pipeline traverse une route ou est soumis à un trafic intense, la classe de rigidité annulaire de l'enveloppe et la conception de l'assise sont augmentées en conséquence.
Installation et jointoiement
Les sections-fabriquées en usine sont expédiées avec les extrémités coupées afin que le tuyau porteur puisse être soudé ; après le soudage, le joint de chantier est isolé en versant ou en injectant de la mousse et en fermant la gaine avec un manchon thermorétractable ou un manchon électrosoudable.
Inspectez la gaine pour détecter les coupures et les dommages causés par les impacts à l'arrivée et pendant la manipulation, et réparez-la avec une -pièce thermorétractable du même matériau avant de remblayer.
Posez le tuyau sur une couche de sable sans charges ponctuelles, maintenez les fils d'alarme de fuite continus à travers chaque joint et testez la boucle d'alarme au fur et à mesure de l'installation.
Testez la pression du tube porteur après le raccordement, puis fermez les joints et remblayez en couches compactées avec du ruban marqueur au-dessus du pipeline.
Aux terminaisons, transitions et chambres de vannes, utilisez les raccords de transition spécifiés afin que l'isolation et la gaine restent continues et étanches.
Contrôles de qualité sur le produit fini
Tube porteur : inspection dimensionnelle et des soudures, essai hydrostatique et contrôle du revêtement comme l'exige sa propre norme de produit.
Mousse : densité, teneur en cellules fermées-, résistance à la compression, absorption d'eau et conductivité thermique mesurées sur des échantillons découpés dans des tuyaux de production.
Gaine : épaisseur de paroi, aspect, absence de vides et toute propriété mécanique spécifiée, telle que la rigidité annulaire ou la résistance aux chocs.
Collage : la liaison de la mousse-à l'-acier et de la mousse-à-la gaine est vérifiée afin que le composite agisse comme un seul élément structurel.
Système d'alarme : continuité et résistance d'isolement des fils embarqués vérifiées sur chaque longueur avant expédition.
FAQ
Q : Quelles sont les principales caractéristiques d’un tuyau spiralé isolé de grand diamètre ?
Un tube porteur en acier soudé en spirale, une isolation rigide en mousse de polyuréthane à cellules fermées-et une gaine en plastique renforcé de fibre de verre ou de polyéthylène haute densité-, combinés en un seul produit offrant une faible perte de chaleur, une résistance à l'eau, une protection mécanique et une atténuation acoustique.
Q : À quelle température l’isolation peut-elle résister ?
La mousse de polyuréthane rigide standard convient à des températures moyennes continues allant jusqu'à environ 120 degrés C. Des systèmes de mousse modifiés et des constructions hybrides sont disponibles pour des températures plus élevées, le matériau de la gaine étant sélectionné en conséquence.
Q : Pourquoi l’isolation reste-t-elle efficace lorsque le tuyau est enterré dans un sol humide ?
Parce que la mousse est à cellules fermées sur la grande majorité de son volume, elle absorbe donc très peu d'eau et la gaine extérieure forme une barrière imperméable continue. La valeur d’isolation reste donc proche de la valeur de conception au lieu de se détériorer comme le ferait une couche d’isolation humide.
Q : Comment les joints de chantier sont-ils isolés ?
Le tuyau porteur est d'abord soudé, puis le joint est rempli de mousse de polyuréthane et la gaine est fermée avec un manchon thermorétractable ou électrofusion. Les fils d'alarme de fuite intégrés sont reconnectés et testés en même temps.
Q : Quelles normes s'appliquent à ce produit ?
La norme GB/T 29047 couvre les produits de canalisations préisolées pour les réseaux de chauffage, la norme EN 253 est utilisée pour les projets européens, et la conception et l'installation de canalisations de chauffage directement enterrées suivent des codes tels que CJJ/T 81. Le tube porteur est fabriqué selon sa propre norme de produit de tube en acier.
Q : Que faut-il vérifier avant le remblayage ?
Que le tuyau porteur a réussi son test de pression, que chaque joint de chantier est correctement isolé et scellé, que la boucle d'alarme est continue et testée, que la gaine n'est pas endommagée et que le tuyau repose sur un lit de sable correctement préparé sans charges ponctuelles.
