Конструкции теплопроводов. 
Влияние различных эксплуатационных факторов на тепловые потери в бесканальных подземных трубопроводах тепловой сети

Основные объемы строительства тепловых сетей в городе на Неве связаны с массовой постройкой жилых кварталов в 60−70-е годы. С начала 60-х годов вплоть до 1976 г. включительно, в связи с резким расширением объема жилищного строительства и недостаточной мощностью изоляционно-сварочного завода в г. Ленинграде, ежегодными распоряжениями Ленгорисполкома давалось разрешение на прокладку теплопроводов следующей конструкции:

Подающий трубопровод с изоляцией из армопенобетона (АПБ), состоящий из нескольких слоев теплои гидроизоляционных материалов в следующей последовательности: автоклавный армопенобетон (теплоизоляция), битумная мастика, армированная металлической сеткой, изол, бризол, битумная мастика и асбоцементная штукатурка по металлической сетке (гидроизоляция).

Обратный трубопровод с усиленной гидроизоляцией, состоящей из нескольких слоев материалов в следующей последовательности: битумная мастика, изол, битумная мастика, асбоцементная штукатурка по металлической сетке.

С 1977 г. прокладка тепловых сетей осуществлялась трубопроводами, теплоизолированными армопенобетоном (АПБ) вне зависимости от направления движения и температуры теплоносителя.

В настоящее время, из 5061 км трубопроводов тепловой сети в однотрубном исчислении, находящихся на балансе ГУП «ТЭК СПб», около 80% трубопроводов проложены в АПБ теплоизоляции; 563 км имеют ППУ изоляцию, около 500 км (9,84%) трубопроводов (обратные трубопроводы со сроком эксплуатации более 25 лет) — имеют только гидроизоляционное покрытие «Тип 5».

Армопенобетон (АПБ) относится к теплоизоляционным изделиям из ячеистых бетонов. Основным сырьем служат: цемент, известь, кварцевый песок и др. Вводя в их смесь клееканифольную мыльную пену, получают пенобетон, в который для повышения прочности в период изготовления закладывают арматуру в виде проволочных каркасов.

Повреждения асбоцементных покрытий возникают, прежде всего, под влиянием вод с очень низкой карбонатной жесткостью, находящихся в кислых почвах (болотистые почвы, торф) с переменным вентилированием. Армопенобетон представляет собой капиллярно-пористую (иногда капиллярно-пористую коллоидную) систему, поры и капилляры которой заполнены воздухом и водой.

Пористыми материалами называют тела, содержащие достаточное количество пустот, характерный размер которых мал по сравнению с характерным размером тела. Пустоты могут быть сообщающимися или не сообщающимися между собой, и распределены внутри тела упорядоченным или неупорядоченным образом.

Незамкнутые или сквозные поры определяют так называемую «открытую пористость», обеспечивающую доступ влаги и кислорода к поверхности трубы. Наличие пор и капилляров в стенках ячеек пенобетона повышает значение его «открытой пористости». Неоднородность структуры теплоизоляции, содержание комплекса химических реагентов в условиях температурно-влажного режима эксплуатации предопределяют возможность развития в широком диапазоне интенсивности коррозионного процесса металла труб.

Процессы растворения и вымывания усиливаются при наличии пор и трещин, а также отслаивании покрытия, неизбежно возникающих при изменении температуры в теплопроводе и трения о грунт. При этом снижается величина показателя рН воды, содержащейся в порах бетона. В армопенобетоне возникает коррозия арматурной стали и ее разрушение.

Нарушение наружной асбоцементной оболочки существенно ослабляет гидроизоляционную конструкцию, в которой изол приклеивается при помощи битумных мастик, которые размягчаются при температурах чуть больших 70−80 єС, битумная мастика стекает вниз и отслаивается.

Температурные перемещения трубопровода увеличивают трение о грунт. Остатки гидроизоляционного слоя полностью отслаиваются от теплоизоляционного слоя. Почвенные воды проникают к наружной поверхности теплоизоляции.