Чтобы обеспечить долговечность изолированной трубы, важно определить, какой компонент стареет первым. Слой пенопласта чувствителен к теплу и разрушается изнутри, тогда как внешний защитный кожух уязвим к воде и свету и разрушается снаружи внутрь. Регулярный осмотр как внутри, так и снаружи необходим для длительного срока службы.
Хотя слой пенопласта и внешняя защитная оболочка изолированной трубы тесно связаны друг с другом, механизмы и скорость их старения существенно различаются. Понимание того, какой компонент стареет первым и как происходит это старение, имеет решающее значение для оценки оставшегося срока службы трубопровода и планирования технического обслуживания.
Старение пенополиуретана преимущественно термическое. Обычно такая пена выдерживает температуру до 120 градусов; за счет модификации или комбинации с другими изоляционными материалами этот порог можно увеличить до 180 градусов. Если рабочая температура постоянно превышает эти пределы, полимерные цепи внутри пенопласта разрушаются, что приводит к увеличению теплопроводности, потере прочности на сжатие, а также усадке или даже карбонизации пенопласта. Более высокие температуры ускоряют процесс старения. Кроме того, деградация пены происходит изнутри наружу: пена, находящаяся в непосредственном контакте с поверхностью стальной несущей трубы, подвергается воздействию самых высоких температур и, следовательно, стареет первой. В результате, когда изолированная труба с длительным сроком службы разрезается, пенопласт возле стальной трубы часто становится более темным по цвету и хрупким по текстуре, в то время как пенопласт ближе к внешнему защитному кожуху остается относительно неповрежденным.
Старение внешнего защитного корпуса связано, прежде всего, с окружающей средой. Когда оболочка из полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) закапывается под землю, она подвергается постепенному разложению, вызванному химическими веществами почвы, грунтовыми водами и микроорганизмами. Если корпус находится над землей, например, при прокладке подвесных трубопроводов или во время хранения, ультрафиолетовое (УФ) излучение ускоряет процесс старения, в результате чего полиэтилен становится хрупким и растрескивается под прямыми солнечными лучами. Признаками старения внешней оболочки являются появление микротрещин на поверхности, потемнение материала, снижение ударопрочности.
Какой компонент стареет первым, зависит от конкретных условий эксплуатации. Если трубопровод работает при высоких температурах, пена может выйти из строя раньше внешней оболочки – пена может обуглиться, а оболочка останется в хорошем состоянии. И наоборот, если трубопровод заглублен в коррозионно-активную почву или на участке с высоким уровнем грунтовых вод, внешняя оболочка может выйти из строя, в результате чего первыми появятся трещины, в то время как слой пены останется практически нетронутым. Если трубопровод проложен над землей, его внешний защитный кожух подвергается воздействию ультрафиолетового (УФ) излучения, что может привести к его старению даже быстрее, чем изоляция из пенопласта.
Процессы старения этих двух материалов влияют друг на друга. Как только внешняя оболочка треснет, грунтовые воды могут просочиться в слой пены, ускоряя ее разрушение. И наоборот, если пенопласт сжимается, внешняя оболочка теряет внутреннюю опору, что делает ее более восприимчивой к растрескиванию под действием внешних сил. Обслуживание трубопроводов не должно быть сосредоточено только на одном из этих материалов; оба требуют регулярного осмотра.