Exterio05.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тепловая изоляция трубопроводов и оборудования перспективы развития

Рациональное применение и использование топливных и энергетических ресурсов — это одна из самых приоритетных задач в развитии любой экономики.

Схема тепловой изоляции трубопроводов.

Изоляция для трубопровода и оборудования обуславливает технические возможности и экономическую эффективность в осуществлении технологических процессов.

Главная роль в решении подобной проблемы принадлежит эффективной тепловой промышленной изоляции. Изоляцию для трубопровода широко используют в энергетике и жилищно-коммунальном хозяйстве. Применяется также в металлургической, нефтеперерабатывающей, пищевой и химической отраслях.

В энергетике тепловая изоляция для трубопроводов используется в паровых котлах, газовых и паровых турбинах, теплообменниках, а также, в баках, аккумулирующих горячую воду, и в дымовых трубах. В промышленности изолируют технологические аппараты (вертикальные и горизонтальные), насосы и теплообменные аппараты. Тепловой изоляции подлежат резервуары для хранения нефтепродуктов, нефти и воды. Повышенные требования предъявляются к тепловой изоляции криогенного оборудования и прочих низкотемпературных агрегатов. Изоляция для трубопроводов обеспечит проведение различных процессов, в том числе и технологических, позволить создавать исключающие опасность травм и повреждений условия труда. Она снизит потери от испарений нефтепродуктов из резервуаров и позволит хранить природные и сжиженные газы в изотермическом хранилище.

Нормативная регуляция

Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов основывается на СНиПе 2.04.14-88. В нем содержится информация о материалах и методах их использования, и излагаются требования к защитным контурам.

Данный документ содержит такие рекомендации.

  • Независимо от температуры носителя, необходимо утеплять любую систему.
  • Для создания теплоизоляционного слоя одинаково применяются готовые и сборные конструкции.
  • Металлические части сетей должны защищаться от коррозии.
  • Желательно использовать многослойную конструкцию контура. В ее состав входит утеплитель, пароизоляция и защитный слой из плотного полимера, нетканого полотна или металла. Иногда монтируется армирующий контур, который не дает сминаться пористым материалам и предотвращает деформацию труб.

В документе содержатся формулы, по которым рассчитывается толщина каждого слоя многослойной конструкции.

На заметку! Большинство требований к тепловой изоляции трубопроводов касается магистральных сетей большой мощности. Однако при устройстве бытовых систем водоснабжения и канализации собственными силами, стоит ознакомиться с документом и учесть его рекомендации при проектировании и монтаже.

Анализ современных видов изоляции трубопроводов

Тепловые сети в России являются наиболее уязвимым элементом системы теплоснабжения. Так в национальном докладе «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса», подготовленного в рамках проекта «Глобального экологического фонда» и Программы развития ООН в разделе тепловые сети представлены данные:

— реальные тепловые потери составляют от 20 до 50% выработки тепла зимой и от 30 до 70% летом,

— утечки теплоносителя превышают нормы, принятые в развитых странах, в миллионы раз;

— замена трубопроводов из-за коррозии происходит в 4 — 5 раз чаще, чем принято в других странах.

В тепловых сетях теряется вся экономия от комбинированной выработки тепла и электроэнергии на ТЭЦ.

Общая ситуация с тепловыми сетями в последние годы резко ухудшилась. Основные средства, выделяемые бюджетом на капитальный и текущий ремонт систем теплоснабжения, поглощаются именно тепловыми сетями. Руководство предприятий теплоснабжения, стремясь не допустить увеличения аварийности, пытается сохранить объемы перекладок, снижая требования к качеству и всячески удешевляя строительные работы. Практика аварийной замены отдельных узлов или участков тепловых сетей, выполняемой зачастую в неблагоприятных метеоусловиях в рекордные сроки с нарушением технологии, по существу является, к сожалению, вынужденной, но весьма неэффективной системой расходования и так явно недостаточных финансовых ресурсов, выделяемых на теплоснабжение. Переложенные сети имеют очень низкий ресурс и через 5 — 7 лет требуют новой перекладки.

В результате требования к качеству, и так не очень высокие, понизились до уровня минимальной внешней благопристойности. Даже простейшее мероприятие, определяющее ресурс трубопровода, — нанесение на трубу качественного антикоррозийного покрытия, повсеместно заменено либо на покраску запрещенным к применению в тепловых сетях кузбас-лаком, либо нанесением покрытия на неподготовленную поверхность трубы. В результате безаварийный период жизни тепловых сетей редко превышает 10 лет.

В существующей ситуации связанной с ростом цен на энергоносители, увеличением капитальных затрат на аварийные ремонты тепловых сетей, сокращением финансирования теплоснабжения в стране — вопрос энергосбережения приобретает жизненно важное значение. Для тепловых сетей это поиск надежной теплоизоляции в сочетании с защитой от внешней и внутренней коррозии трубопровода.

Проектирование, строительство, монтаж тепловых сетей – это серьезный технологический процесс, ни в чем не уступающий по сложности строительству зданий и сооружений. Осуществлять данные работы имеют право специализированные организации, обладающие необходимым оборудованием, компетентным персоналом, соответствующей технической документацией и осуществляющие свою деятельность в соответствии с законодательством. В качестве материала используются стальные трубы и трубы из нержавеющей стали в различной изоляции: минераловатная, ППУ изоляция заводского исполнения, Полиминеральная заводского исполнения, гибкие предизолированные трубы Касафлекс и Изопрофлекс-А и др..

Минераловатная изоляция.

Используется с советских времен и имеет наибольшее распространение на теплосетях. Материалы на основе минеральных и базальтовых ват укладываемые на трубопроводы в виде матов и скорлуп. Материалы укрываются оцинкованными лентами и листами или асбоцементными составами с целью укрытия от ультрофиалетового излучения и повышения жесткости конструкции. Для защиты от коррозии применяется антикоррозионное покрытие в виде лаков, красок и мастик.

Преимущества:

высокая пожаробезопасность, устойчива к ультрофиалетовому излучению, высокая ремонтнопригодность при внешней прокладке — подлежит восстановлению на месте, экологически безопасна.

Недостатки:

высокие тепловые потери и низкая влагоизоляция; низкая стойкость антикоррозионных покрытий; невозможность бесканальной прокладки т.е. дополнительные затраты на монтаж каналов; высокий уровень трудозатрат и продолжительные сроки выполнения работ; отсутствие возможности контроля после нанесения изоляции, низкая вандалоустойчивость.

В настоящее время наиболее применима в помещениях с низкой влажностью, пожароопасных, закрытых от постороннего доступа.

ППУ изоляция заводского исполнения.

Трубы в пенополиуретановой изоляции представляют собой конструкцию, собранную по схеме «труба в трубе». Изоляция труб проводится в заводских условиях, что обеспечивает высокое качество и надежность конечной продукции за счет соблюдения параметров технологического процесса и аппаратных методов контроля качества. При выполнении теплоизоляции жидкие компоненты пенополиуретана, впрыскиваются под давлением в пространство между стальной внутренней трубой и полиэтиленовой наружной изоляцией. Большое значение имеет точное соблюдение пропорций компонентов ППУ. Компоненты застывают в межтрубном пространстве, принимая форму защитной ППУ теплоизоляции. Адгезия, т.е., сцепление разнородных тел в местах контакта поверхностей, обеспечивается предварительной обработкой стальной трубы дробеструйной установкой. Это позволяет снять с поверхности стальной трубы окалину и ржавчину. После этого на трубу наносится специальное покрытие. Адгезию с полиэтиленовой оболочкой обеспечивает коронарный электрический разряд на материале. Применение защитной оболочки из полиэтилена производится в случае подземной прокладки трассы и использование защитной оболочки из оцинкованной стали для надземной прокладки трассы. Так же изготавливается весь спектр фасонных изделий и запорной арматуры в ППУ. Все изделия производятся в заводских условиях высококвалифицированными специалистами на современном оборудовании.

Преимущества:

В них сочетаются эластичность и, в то же время, твердость, которые дают широкий диапазон использования; Низкий коэффициент теплопроводности (0,027 ват/мк); Долговечность и надежность службы 25-30 лет; Высокая технологичность на современном оборудовании; устойчивость против коррозии; Биологически нейтральна, химически стойка к воздействию слабых кислот и щелочей, морской воды и действию микроорганизмов, плесени, гниению; Низкое водопоглощение; За счет наличия системы ОДК, контроль целостности трубы во время эксплуатации осуществляется без проведения земляных работ; Трубы в ППУ изоляции могут эксплуатироваться при температуре окружающей среды от -80°C до +130°C; Минимальная глубина при бесканальном способе прокладки принимается в пределах 0,5 — 0,7м от поверхности грунта. Максимальное залегание тепломагистрали рассчитывается, исходя из условия соблюдения прочности конструкции. Обычно оно не превышает 3 м. Имеется возможность вариации толщиной слоя изоляции для учета требований различных климатических условий, это использование более толстого слоя изоляции для северных районов страны. Возможность бестраншейной прокладки.

Недостатки:

Исходя из того же национального доклада «Теплоснабжение Российской Федерации. Пути выхода из кризиса.»:,«Качество ППУ-труб большинства предприятий-изготовителей ниже всякой критики, качество строительства еще ниже, система контроля влажности изоляции (единственный источник правдивой информации о качестве строительства и эксплуатации) почти не применяется. В итоге трубопроводы в ППУ, эксплуатируемые в других странах по 30 — 50 лет, у нас часто начинают выходить из строя на 2 — 4-й год эксплуатации.» Также к недостаткам следует отнести: сложность выполнения заливки стыков и использования для этого специального оборудования; имеют место серьезные нарушения целостности изоляции при погрузочно-разгрузочных работах, на местах хранения и монтажа трубопроводов, в связи с низкой квалификацией персонала, что приводит к необходимости замены труб т.к..требуется заводской ремонт, если трубы не закопают с нарушенной изоляцией; требуется специальная подготовка поверхности траншеи перед укладкой труб ППУ для устранения возможности разрушения изоляции; При хранении и транспортировки необходима защита труб в ПЭ трубе и особенно краев изоляции от ультрофиалетового и механического воздействия; Невозможен контроль качества непосредственно изоляции; Высокие затраты на организацию (50-60 млн.руб.) и ведение производства в заводских условиях (высокий уровень амортизации сложного оборудования и высокооплачиваемые квалифицированные кадры); низкая вандалоустойчивость и пожаростойкость

Читать еще:  Технологии утепления потолка: опилки, керамзит, эковата и другие

Полиминеральная (ППМ) заводского исполнения.

Теплоизоляция труб ППМИ — это разработка российских ученых. При выполнении теплоизоляции смесь жидких компонентов пенополиуретана и неорганического зернистого материала(песок, щебень, крошка и др. ), заливается равномерно между разъемной формой и изолируемой трубой. Вспениный материал легко заполняет свободное пространство и затвердевает. Труба с изоляцией легко удаляется из формы за счет применения слоя покрытия. Дозирование материалов обеспечивается весовым или объемным методом. Контроль изоляции на трубах доступный по всей длине –визуальный, по твердости внешней корки и другим показателям на образцах взятых непосредственно из покрытия, при этом трубы не бракуются а легко восстанавливаются. Весь необходимый набор фасонных изделий и запорной арматуры изготавливается в ППМИ по специальным формам. Прочность адгезионной связи материал трубы – изоляция определен системой применяемых компонентов и не требует использования антикоррозионной защиты.

Преимущества:

В связи с использованием полиуретановых композиций все свойства труб в ППМ изоляции близки к трубам в ППУ, и обладают всеми ранее перечисленными положительными качествами. Однако имеются ряд технологических особенностей позволяющих рассматривать ППМИ как не просто конкурент, а даже более предпочтительный вариант.

Затраты на организацию производства 6-12 млн.руб., простота оборудования и производства работ в заводских условиях (низкий уровень амортизации оборудования и небольшой объем неквалифицированной работы);

Изолирование стыков в полевых условиях не требует специального оборудования и оснастки, при использовании простейшей оснастки изоляция на местах сварных стыков не отличается от заводской, полученной на трубе;

При получении значительных дефектов изоляции в результате операций перемещения и монтажа труб в ППМИ, все ремонтные работы производятся в полевых условиях.

Высокая вандалоустойчивость при работе (транспортировке и монтаже) с трубами в ППМИ связана с высокой прочностью поверхностного слоя и отсутствием оцинкованного покрытия;

Отсутствует необходимость в системе ОДК для постоянного контроля за увлажнением ППМ изоляции, что существенно снижает затраты на эксплуатацию.

Суммарные затраты на приобретение элементов теплопроводов в ППМИ совместно с затратами на строительно-монтажные работы при их прокладке на 20-25% меньше, чем аналоги в ППУ изоляции.

Недостатки:

При наземной прокладке необходима защита от воздействия ультрафиолетовых лучей с помощью кремний органических или фасадных акриловых красок, Низкая пожаростойкость, Необходимость укрытия при хранении перед подземной прокладкой от длительного воздействия ультрафиолетовых лучей.

Трубы Изопрофлекс.

Разработаны и предложены к производству швейцарской фирмой Brugg Rohrsysteme. В России, они получили название Изопрофлекс. Конструкция этой трубы состоит из нескольких слоев. Внутренний слой выполнен из молекулярно-сшитого полиэтилена и имеет назначение напорной трубы для передачи по ней нагретой жидкости. Трубы изопрофлекс способны работать с жидкостью, нагретой до +95 градусов Цельсия. Внешняя поверхность напорной трубы армирована кевларовой нитью, что позволяет повысить допустимое давление проходящей по трубе жидкости. Следующий слой трубы Изопрофлекс — утеплитель из пенополиуретана и последний, внешний, слой — полиэтилен, представляющий собой гидрозащитную пленку. При прокладке труб в траншее очень легко преодолевать различные изгибы и препятствия на пути, так как трубы Изопрофлекс обладают достаточно высокой гибкостью. Основное применение — внутриквартальная разводка сетей горячего водоснабжения.

Труба Касафлекс отличается тем, что внутренняя напорная часть ее выполнена не из пластика, а из нержавеющей стали, тонкостенной и гофрированной. Это позволило увеличить допустимое рабочее давление до 20 атм и температуру до +135 градусов Цельсия. Касафлекс применяется именно в тех областях, где необходимы такие давление и температура. Обладая малыми гидравлическими потерями, низким гидравлическим трением теплоносителя, высокой долговечностью и прочими многими положительными моментами, делают трубы Касафлекс экономически гораздо более эффективными по сравнению с традиционными трубами, использующимися для аналогичных целей. Основное применение — внутриквартальная разводка сетей отопления или водоснабжения. Срок службы труб Касафлекс около 50 лет.

Недостатки:

Выпуск ограничен максимальным внутренним диаметром 160 мм;

стоимость труб и комплектующих изделий выше, чем изделий изолированных ППУ в 2-4 раза;

при выполнении стыков используется специальное оборудование и расходная оснастка (гидравлический пресс, мастичная лента, промышленный фен или горелка и др.);

при выполнении стыков требуется квалифицированные специалисты;

при прокладке укладывать на песчаную подушку для исключения разрывов оболочки;

обязательное наличие системы ОДК;

наличие сварочных работ на стыках;

необходимо выполнять мероприятии защищающие от повреждения внешней полиэтиленовой трубы при размотке бухты;

все работы выполняются в ручную,

Необходимость укрытия при хранении перед подземной прокладкой от длительного воздействия ультрафиолетовых лучей.

Необходимо отметить тот факт, что все данные технологии изоляции труб соответствуют требованиям ГОСТов, СНиП и других нормативных документов по сертификатам соответствия. Выбор изоляции при разработке проекта тепловых сетей должен быть основан на расчетах тепловых потерь, условиях эксплуатации, климатическими условиях, характеристики грунтов, экономическим обоснованием варианта. Комплектная поставка всех элементов в изолированном виде на трассу позволяет уменьшить объем строительно-монтажных работ и свести все только к сварке, просветке стыков, их изоляции, специальные материалы для которой также поставляются. Широкомасштабное применение аналогичных конструкций в странах Западной Европы позволило на 25% сократить потери тепла и при росте количества потребителей снизить его отпуск.

Пенополиуретан

Пенополиуретан, как утеплитель трубопровода – экологически чистый и эффективный утеплитель. Характеризуется нейтральным запахом, не подвержен грибку, наделен повышенной стойкостью к вредным средам, не разрушается, полностью безвреден для человека и окружающей среды.

Непосредственно для труб большого диаметра применяется метод напыления, в результате которого формируется бесшовная сплошная изоляция, гарантируется пиковое снижение теплопотерь. Напыление осуществляется на месте производства работ, с применением специального оборудования для теплоизоляции трубопроводов, незамысловатость и быстрота процедуры – явное преимущество. Для работ на трубах незначительного диаметра рассматриваются скорлупы на базе пенополиуретана, обеспечивающие высокий уровень тепловой изоляции, данный способ является доступным по своей стоимости.

Эффективная теплоизоляция трубопроводов: пути решения

Современная и качественная промышленная тепловая изоляция трубопроводных сетей – не только залог бесперебойной работы оборудования и отсутствия аварийных ситуаций, но и важный шаг в вопросе энергосбережения, которое сегодня стало одной и приоритетных задач российской экономики.

Оценивая существующую ситуацию, нужно отметить, что изношенность трубопроводных сетей является одной из самых актуальных проблем ТЭК и ЖКХ. В холодное время года мало кого удивит картина: парующий трубопровод, обмотанный ошметками изоляции. Также потребители привыкли к тому, что зимой прекращается поставка горячей воды в связи с аварийными ситуациями и коммунальные службы вынуждены проводить срочные ремонтные работы. Однако это можно предотвратить, если своевременно уделять внимание вопросу теплоизоляции. Безусловно, препятствием к этому является устаревшая нормативная база – СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов», которая не перерабатывалась более 7 лет. Однако современный рынок технической изоляции уже готов предложить новые, эффективные и экономичные решения проблемы, на которые необходимо обратить пристальное внимание государственным службам и частным строительным организациям.

Прежде чем мы перейдем к детальному рассмотрению предложений рынка, ответим на вопрос: какой должна быть качественная изоляция? Трубопровод является сооружением, которое постоянно подвергается влажностным, температурным, механическим, вибрационным воздействиям. А это значит, что он нуждается в защите от коррозии, перепадов температуры, внешних повреждений. Помимо этого, теплоизоляционные материалы должны обладать теплотехнической эффективностью, пароизоляционными, пожаробезопасными, экологичными свойствами, быть надежными в эксплуатации и долговечными.

Читать еще:  Как утеплить дом из пеноблоков снаружи своими руками

Пожаробезопасность

Пожаробезопасность во многом определяется температуроустойчивостью защитного покрытия, его механической прочностью в ситуации пожара, а также материалом теплоизоляции, то есть его показателями горючести. Требования пожарной безопасности регламентированы нормами СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» для каждой конкретной отрасли промышленности. Так, например, газовая, нефтехимическая и химическая отрасли допускают применение только негорючих (НГ) и трудногорючих (Г1) материалов по ГОСТ 30244-94, или КМО и КМ1 по классификации №123 «Технический регламент о требованиях пожарной безопасности»

Экологичность

Теплоизоляционные материалы должны соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям, не выделять во внешнюю среду вредных веществ и не оказывать химического воздействия на поверхность труб.

Теплотехническая эффективность

Материалы тепловой изоляции должны обладать определенными коэффициентом теплопроводности и сжимаемости (коэффициент уплотнения по СНиП 41-03-2003). Соответственно этим характеристикам рассчитывается толщина теплоизоляционного слоя и нагрузка на трубопровод, особенности монтажа конструкции. При этом также нужно учитывать зависимость от температуры и различных климатических воздействий.

Долговечность

На долговечность эксплуатации теплоизоляционной конструкции влияет не только выбор и качество теплоизоляционного материала, но и правильное конструктивное решение. Также учитываются условия эксплуатации – месторасположение, режим работы, окружающая среда, наличие механических воздействий, возможность демонтажа для проведения планового осмотра либо ремонта.

Что предлагает российский рынок теплоизоляционных материалов?

Существующие на сегодняшний день материалы как отечественных, так и зарубежных производителей отличаются разнообразием и материалов, и видов покрытий, и крепежных элементов, и стоимости погонного метра готовой конструкции.

Материалы

Что касается материалов, то это волокнистые материалы на основе каменной ваты (маты прошивные и непрошивные, ламельные; цилиндры, технические плиты); стекловолокно (маты, цилиндры), вспененный синтетический каучук (изоляционные цилиндры, трубки, рулоны); вспененный пенополиэтилен (цилиндры, предизолированные трубопроводы для подземной прокладки).

В таблице представлены ключевые характеристики материалов теплоизоляции:

Покрытия

Для покрытия волокнистых материалов используются стальная сетка, фольга, стеклохолст. Фольгированные материалы при этом создают пароизоляционный слой. Для материалов на основе вспененного каучука и пенополиэтилена используют полиэтиленовое покрытие трубки, стеклохолст, ПВХ и др. В настоящее время они представлены самыми разнообразными продуктами: листовые и фасонные изделия из металла и нержавеющей стали, из ПВХ (простой и фольгированный), рулонный стеклопластик, стеклохолст с различными видами пропиток.

Как выбрать эффективное решение?

Выбор теплоизоляционного материала определяется назначением трубопровода. Так, на низкотемпературных трубопроводах применяется, как правило, пенополиуретан, как заливочный, напыляемый материал и фасонные изделия. При подземной бесканальной прокладке теплосетей применяют трубы с гидроизоляционным покрытием, предварительно изолированные в городских условиях. Таким образом исключена возможность увлажнения изоляции. Если при этом применяются горючие материалы, то в обязательном порядке устраиваются противопожарные развязки из каменной ваты или стекловаты.

На малых и холодных трубопроводах зачастую применяют вспененный пенополиэтилен. При теплоизоляции труб, которые вмонтированы в стену или в стяжку, используют полиэтиленовое покрытие во избежание химической реакции между цементом и утеплителем.

При канальной и наземной прокладке трубопроводов теплосетей и водоканалов, а также для изоляции разводки теплосетей в подвалах и на чердаках зданий рекомендуется применять теплоизоляционные маты, мягкие плиты и цилиндры из минеральной ваты и стеклянного волокна. Это удобные и долговечные решения, и, кроме того, сохраняется возможность демонтажа изоляции для проведения техосмотра и ремонтных работ.

При выборе изоляции для промышленных трубопроводов нужно учитывать то, что их рабочий диапазон колеблется от -200°С до + 1000°С.

Для тепловой изоляции промышленных трубопроводов решения многообразны как по задачам теплоизоляции, так и по конструкции изолирующего слоя. Отличительной особенностью является то, что рабочий температурный диапазон промышленных трубопроводов колеблется от -200°С до + 1000°С.

Для тепловой изоляции горячих трубопроводов применяются материалы из каменной ваты, покрытые стальной сеткой, при монтаже используются приварные штыри, проволочный каркас либо решения в виде цилиндров.

Техническая изоляция ТЕХНОНИКОЛЬ обладает необходимыми свойствами для теплоизоляции промышленных трубопроводов. Она имеет преимущества перед пенокаучуком и пенополиуретаном — негорючесть сырьевых компонентов и широкий диапазон температуры применения от – 250°С до 1000°С позволяют использовать данные продукты во всех отраслях промышленности, абсолютно на любом объекте и быть уверенным в безопасности. Каркас из тонких и гибких тесно переплетенных между собой волокон каменного расплава обеспечивает хорошую теплоизоляцию, а хаотичное расположение волокон положительно влияет на прочность упругость и эластичность материалов. В линейке материалов ТЕХНОНИОЛЬ есть теплоизоляционные цилиндры из каменной ваты на основе базальтовых пород. Они подходят для тепловой изоляция технологических трубопроводов на объектах различных отраслей промышленности.

Рис.2 Цилиндр ТЕХНОНИКОЛЬ

На трубопроводах, работающих в низком температурном режиме, чаще используют пенокаучук. Он обладает гибкостью, удобной для изоляции отводов и изгибов трубопроводов.

Стоит заменить, что в последнее время производители все чаще предлагают на рынке системные решения, учитывающие материал теплоизоляции, покрытие, крепежные элементы, процесс монтажа и нормы расхода материала. Также предлагаются схемы монтажа и методика контроля качества работ, монтаж на объекте. Всё это способствует быстрому, эффективному и экономичному решению вопроса теплоизоляции трубопроводов и соответственно вопроса энергосбережения и экономии топливно-энергетических ресурсов в стране.

Порядок проведения расчётов

Без выполнения расчётов нельзя выбрать оптимальный материал, определить подходящую толщину. Без этого невозможно определить, какой плотностью будет обладать тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Среди факторов, оказывающих влияние на конечный результат подсчётов:

  • проведение тепла.
  • Способность защищать от деформаций.
  • Воздействия механического типа.
  • То, какой является температура на изолируемых поверхностях.
  • Вибрация на оборудовании и возможность его появления.
  • Температурный показатель в окружающей среде.
  • Предел по допустимой нагрузке.

Не обойтись и без учёта нагрузки, которая возникает при взаимодействии оборудования или трубопроводов с окружающим грунтом и транспортными средствами, которые проходят по поверхности. Специальные формулы используются для любых систем по передаче тепла, которые бывают стационарными, нестационарными.

Представляем серию формул для самостоятельного расчета толщины теплоизоляции.

Расчёт для теплоизоляции искусственно адаптируется ко всем условиям эксплуатации, характерным для того или иного и трубопровода или оборудования. Сами условия формируются при участии:

  1. Строительных материалов для подготовки к сменам времён года.
  2. Влажности, способствующей ускорению теплообмена.

Профессиональные компании предоставляют исполнителям инженерные данные для будущего строительства. Какие именно требования оказывают наибольшее влияние на выбор подходящих изоляционных покрытий?

  • Теплопроводность.
  • Звукоизоляция.
  • Возможность поглощать или отталкивать воду.
  • Уровень паропроницаемости.
  • Негорючесть.
  • Плотность.
  • Сжимаемость.

Материалы для изоляции трубопроводов

Проверка физико-технических свойств и испытания теплоизоляционных материалов для трубопроводов производятся в соответствии с методиками ГОСТ 17177-94. По ГОСТ 7076-99 и ГОСТ 30256-94 определяют коэффициент теплопроводности для теплоизоляционных материалов. ГОТ7076-99 так и называется «Материалы и строительные изделия. Метод определения термического сопротивления и теплопроводности при тепловом стационарном режиме». На сегодняшний день утвержденные установленным порядком методики по определению важных теплоизоляционных характеристик материалов отсутствуют.

Методика для определения минимальной температуры использования теплоизоляционных материалов требует дополнения и корректировки. Этот показатель очень важен для вспененных полимеров, которые используются для изоляции трубопроводов и оборудования, расположенных в низкотемпературных конструкциях или на открытом воздухе. При низких температурах и механическом воздействии происходит их разрушение. Изоляция для трубопроводов при низких температурах нестабильна.

Методика для определения максимальной температуры использования теплоизоляционных материалов. Под этой температурой принято понимать температуру, при которой неупругие деформации при фиксированных нагрузках появляются в материале. В практике отечественных производителей нагрев осуществляется в печи на всей поверхности образца. В зарубежной практике применяется нагрев образцов с одной стороны.

Методика по определению термического сопротивления изоляционных цилиндров из стеклянного и минерального волокна и коэффициента теплопроводности. За рубежом термическое сопротивление тепловой изоляции для трубопроводов определяют согласно стандарту ISO 8497:1994.

Базальтовые маты и цилиндры

Базальт широко используют для создания теплоизоляционных материалов, для этого из него изготавливают волокно путем высокотемпературного плавления и вытягивания, собирая его после в прошивные или непрошивные (ламельные) маты. Также распространен вариант использования базальтового волокна в виде цилиндров. Особенности теплоизоляционных материалов на основе базальта:

  • стойкость к высоким температурам;
  • долговечность (материал так же устойчив к разрушению с течением времени. Как и исходное сырье);
  • утеплители не подвержены поражению бактериальной флорой и другими биологическими факторами;
  • кашированные маты и цилиндры имеют класс горючести НГ;
  • цилиндры имеют особый замок шип-паз, устраняющий мостики холода.
Читать еще:  Утепление стен и полов дома эковатой

Один из самых распространенных вариантов теплоизоляции промышленных трубопроводов – использование базальтовых цилиндров, закрытых в стальную окожушку. Этот способ позволяет сохранить изолирующие способности базальтовой ваты, защитить воздухосодержащий слой материала от механических повреждений, набора влаги.

Виды цилиндров для теплоизоляционных работ:

  1. простые – состоят из базальтового волокна и 2-4 % органического связующего, необходимого для сохранения формы изделий;
  2. кашированные алюминиевой фольгой, придающей дополнительные теплоизоляционные свойства за счет отражения инфракрасных волн;
  3. в стальной оболочке – полностью готовая к монтажу теплоизоляция.

Первые два типа применяют в комплекте с оцинкованной окожушкой (прямые и изогнутые детали), последний дополнительных материалов не требует. Преимущество базальтовых цилиндров для проведения теплоизоляционных работ в высокой скорости и простоте монтажа. Технология позволяет снизить трудозатраты и повысить продуктивность специалистов.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации разработаны в развитие главы СНиП II -45-75 «Магистральные трубопроводы. Нормы проектирования».

1.2. Рекомендации применимы при проектировании магистральных и промысловых, новых и рекомендуемых трубопроводов с условным диаметром до 1420 мм включительно и ответвлении от них в различных районах страны, в том числе районах распространения вечномерзлых грунтов.

1.3. Рекомендации применимы для расчета тепловых режимов линейной части магистральных трубопроводов, с конструкцией теплоизоляции в виде сплошного кольца, полностью охватывающего весь периметр трубы, однако они могут быть рекомендованы и для расчетов трубопроводов, имеющих плоские теплоизоляционные экраны.

1.4. Проектирование трубопроводов различных систем прокладок (надземной, наземной, подземной) следует выполнять в соответствии с действующими нормативными документами с учетом взаимодействия трубопроводов с окружающей средой в период строительства и эксплуатации сооружений.

1.5. При проектировании теплоизолированных трубопроводов для выбора материалов и расчета толщины теплоизоляции необходимо руководствоваться требованиями следующих нормативных документов:

ГОСТ 16381-77 «Материалы строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования»;

ГОСТ 17177.0-81 — ГОСТ 17177.16-81 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы контроля»;

ТУ 36-1180-78 «Конструкции полносборные теплоизоляционные для трубопроводов, аппаратов и резервуаров»

1.6. При проектировании элементов теплоизоляционного покрытия трубопроводов надлежит пользоваться:

нормативными документами, перечисленными в п.1.5;

нормативными документами на материалы, из которых изготавливают это покрытие.

1.7. Необходимость применения теплоизоляции трубопроводов обусловлена в основном следующими причинами:

техническими требованиями, обязательными при перекачке жидких продуктов в зимник: условиях: (высокопарафинистые и высоковязкие нефти, конденсаты, вода и т.п.);

требованиями уменьшения теплопотерь в зимний период (транспорт нефти, нефтепродуктов, горячей воды, пара и т.п.);

уменьшением пучения или осадки трубопроводов, прокладываемых в пучинистых грунтах, (транспорт охлажденных газов) и льдистых просадочных грунтах (транспорт горячих продуктов);

сокращением энергетических затрат для подогрева транспортируемых продуктов по длине трубопровод с помощью специальных пунктов подогрева при остановке перекачки.

1.8. Высокие темпы строительства w точность монтажа, требуют создания конструкций теплоизоляция: труб, изготавливаемых в заводских или стационарных условиях, только монтируемых на трассе.

1.9. Конструкция теплоизоляции стыков между трубами, а также между трубами и отводами или тройниками должна обеспечивать их герметичность, а также компенсацию температурных деформаций.

1.10. Если защиту теплоизоляции осуществляют с помощью металлических покровных листов, то необходимо обеспечить защиту последних от коррозии.

1.11. Конструкцию трубопровода — вид прокладки, (подземную, наземную, надземную) и возможную систему компенсаций их продольных перемещений выбирают в зависимости от:

давления транспортируемого продукта;

температурного режима строительства и эксплуатации;

количества прокладываемых параллельных ниток;

инженерно-геологических, гидрогеологических и сейсмических условий района, где проходят трассы, с учетом прогноза изменения этих условий в процессе строительства и эксплуатации трубопровода.

1.12. Предложенная в настоящих Рекомендациях упрощенная методика расчета теплоизоляции магистральных трубопроводов различного целевого назначения (газопровода, нефтепровода, конденсатопровода), для всех применяющихся в настоящее время конструктивных систем прокладок (надземная, наземная, подземная, под водная) позволяет в процессе проектирования осуществлять оптимизацию конструкции теплоизоляции с учетом сохранения и рекультивации окружающей среды.

Виды изоляционных материалов

Материал, используемый для изоляции труб, должен обладать комплексом свойств:

  • Низкий коэффициент теплопроводности. Именно от этого показателя зависит эффективность изоляции.
  • Термостойкость. Материал должен одинаково хорошо переносить внутренний нагрев от поверхности труб горячей воды и внешний нагрев солнечными лучами.
  • Безопасность для людей. Даже самый надежный материал со временем изнашивается, поэтому изоляционный материал не должен нести для людей токсической или механической угрозы.
  • Биологические свойства. Материал должен препятствовать размножению бактерий и плесени, а также быть устойчивым к повреждению грызунами и насекомыми.
  • Механическая стойкость – материал не должен быстро изнашиваться, особенно если он используется для изоляции труб, проходящих вне помещений.

Для изоляции трубопроводов применяются различные виды материалов, у которых есть свои достоинства и недостатки:

  • Минеральная вата – дешевый материал с хорошими изоляционными свойствами, но не очень технологичен и быстро изнашивается.
  • Стекловата – ранее именно этот материал массово использовался для изоляции теплотрасс из-за своей очень низкой теплопроводности, однако его низкая технологичность и опасность для кожи и органов дыхания людей ограничивают его применение в современных условиях.
  • Пенопласт. Хороший изолятор, недорог и может прослужить относительно долго. Но при горении этот материал выделяет опасные токсины.
  • Базальтовое волокно – хороший и очень прочный механически изолятор (может прослужить без заметных повреждений до 50 лет), но отличается высокой ценой.
  • Вспененный полиэтилен – современные технологии производства полимеров позволили создать дешевый, безопасный и технологичный материал с хорошими изоляционными свойствами.

Устройство тепловой изоляции трубопроводов своими руками

Есть ряд факторов, от которых может зависеть технология создания теплоизоляционного слоя на трубопроводах. Одним из самых важных является то, как прокладывается коллектор — снаружи или его монтаж выполняется в земле.

Утепление подземных сетей

Для решения задачи по обеспечению теплозащиты заглубленных коммуникаций работы по утеплению проводятся в следующем порядке:

  • сначала канализационные лотки укладываются на дно траншеи;
  • после этого поверх них выполняется прокладка труб, после чего приступают к герметизации соединений между ними;
  • далее на трубы надеваются кожухи, а потом конструкция оборачивается при помощи паронепроницаемой стеклоткани. Для фиксации материалов используются хомуты из полимерных материалов;
  • далее лоток закрывается крышкой, после этого засыпается грунтом. В зазор между ним и траншеей выполняется укладка песчано-глиняной смеси с последующей тщательной утрамбовкой;
  • если лотки отсутствуют, то трубы укладываются на уплотненный грунт с подсыпкой песчано-гравийной смесью.

Тепловая изоляция наружного трубопровода

В соответствии с существующими нормативами, трубопроводы, расположенные на поверхности земли, теплоизолируют следующим образом:

  • работы по утеплению начинаются с того, что все детали очищают от ржавчины;
  • далее выполняют обработку труб антикоррозионным составом. После этого переходят к установке полимерной скорлупы с последующим обертыванием труб рулонным утеплителем из минеральной ваты;
  • обращаем внимание, что для покрытия конструкции можно использовать слой полиуретановой пены или же можно покрыть конструкции несколькими слоями теплоизоляционной краски;
  • следующим шагом является обертывание трубы как в предыдущем варианте.

Наряду со стеклотканью могут применяться и другие материалы, например, фольгированная пленка с полимерным армированием. Когда эта работа выполнена, осуществляют закрепление конструкций, используя хомуты из стали или пластика.

Тепловая изоляция трубопроводов – важная задача, которая обязательно должна проводиться при прокладке коммуникаций. Для её выполнения существует немало материалов и технологий. Выбрав подходящий способ тепловой изоляции, необходимо придерживаться технологии работ. В этом случае потери тепла будет минимальными, а кроме этого будет обеспечена защита конструкции трубопроводов от различных факторов, что положительно скажется на сроке их службы.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector