Теплоизоляция трубопроводов

2.1.2 ППМ 

В последние годы широкое  распространение получили предизолированные трубы в пенополимерминеральной (ППМ) изоляции. Как и для любого другого теплоизоляционного материала, наиболее важной теплофизической характеристикой дляППМ изоляции является ее теплопроводность. Так как данный материал существует на рынке сравнительно недавно, то сведений о его свойствах недостаточно для полной оценки теплоизоляционной способности трубопроводов в ППМ изоляции. С целью восполнить этот пробел был проведен ряд лабораторных испытаний образцов ППМ изоляции. Исследования были направлены на выявление зависимостей коэффициента теплопроводности ППМ изоляции от различных параметров, и в первую очередь от плотности и влажности.

Технология изготовления ППМ изоляции позволяет получать материал различной плотности. С ростом плотности вспененного материала уменьшается объемная доля пор в образце, что приводит к увеличению коэффициента теплопроводности и одновременно к улучшению прочностных свойств. Более ранние исследования ОАО «ВНИПИэнергопром» показали, что наиболее оптимальная плотность для прокладки тепловых сетей находится в диапазоне 270-320 кг/м³. Такое значение плотности позволяет изоляции иметь высокие прочностные свойства и одновременно низкую теплопроводность. В связи с этим исследуемые образцы имели значение плотности в указанном диапазоне. Теплопроводность образцов измерялась в сухом состоянии при температуре 50ºС[4].

Находят применение в промышленности теплоотражающие  покрытия «Термо-Коат» и «Термо-Шилд», используемые для снижения интенсивности радиационного теплообмена резервуаров для хранения нефти и нефтепродуктов и элементов оборудования с окружающей средой. Следует отметить, что указанные покрытия не заменяют тепловую изоляцию, а используются в качестве дополнительного элемента в теплоизоляционных конструкциях для повышения их теплоотражающих характеристик.

При канальной  прокладке трубопроводов тепловых сетей используют преимущественно  теплоизоляционные маты, мягкие плиты  и высокоэффективные цилиндры из минеральной ваты и стеклянного  волокна.

Для трубопроводов  тепловых сетей подземной бесканальной прокладки применяют преимущественно  предварительно изолированные в  заводских условиях трубы с гидроизоляционным  покрытием, исключающим возможность  увлажнения изоляции в процессе эксплуатации. В качестве основного теплоизоляционного слоя в конструкциях теплоизолированных трубопроводов бесканальной прокладки (СНиП 41-02-2003 «Тепловые сети» и СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов») рекомендованы к применению армопенобетон, пенополиуретан и пенополимерминерал

 

2.2 минеральная вата

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 ультрафиолетового излучения и повышения жесткости  конструкции. Для защиты от коррозии применяется антикоррозионное покрытие в виде лаков, красок и мастик.

Минеральная вата представляет собой тонковолокнистый материал, получаемый из расплава горных пород, металлургических шлаков или их смеси. В частности, широкое применение находит базальтовая вата и изделия из нее.

Из минеральной  ваты изготавливают путем уплотнения и добавки синтетических или органических (битум) связующих или прошивки синтетическими нитями различные маты, плиты, полуцилиндры, сегменты и шнуры.

Маты минераловатные прошивные изготавливают без обкладок и с обкладками из асбестовой ткани, стеклоткани, стекловолокнистого холста, гофрированного или кровельного картона; упаковочной или мешочной бумаги.

В зависимости  от плотности различают жесткие, полужесткие и мягкие изделия. Из жестких материалов изготавливают  цилиндры с разрезом по образующей, полуцилиндры для изоляции труб малых диаметров (до 250 мм) и сегменты - для труб диаметром более 250 мм. Для изоляции труб больших диаметров применяют маты вертикальнослоистые, наклеенные на покровный материал, а также маты прошивные из минеральной ваты на металлической сетке[3].

Для теплоизоляции  на месте монтажа стыков трубопроводов, а также компенсаторов, запорной арматуры изготавливается шнур теплоизоляционный из минеральной ваты, который представляет собой сетчатую трубку, как правило, из стеклоткани, плотно наполненную минеральной ватой. Теплопроводность изделий из минеральной ваты зависит от марки (по плотности) и колеблется в пределах 0,044...0,049 Вт/(м#

°С) при температуре 25°С и 0,067. ..0,072 Вт/(м-°С) при температуре 125°С

Стеклянная  вата представляет собой тонковолокнистый материал, получаемый из расплавленной стеклянной шихты путем

непрерывного  вытягивания стекловолокна, а также  центробежно-фильерно-дутьевым способом Из стеклянной ваты методом формования и склеивания синтетическими смолами изготавливают плиты и маты жесткие, полужесткие и мягкие. Изготавливаются также маты и плиты без связующего, прошивные стеклянной или синтетической нитью

Величина коэффициента теплопроводности изделий из стекловаты также зависит от плотности и колеблется в пределах 0,041...0,074 Вт/(м-°С)

Находят широкое  применение в качестве оберточного и покровного материала холст стекловолокнистый (нетканый рулонный материал на синтетическом связующем) и полотно холстопрошивное из отходов стекловолокна, представляющее собой MIIOI холст, прошитый стеклонитями  

      Преимущества: высокая пожаробезопасность, устойчива к ультрофиалетовому излучению, высокая ремонтнопригодность при внешней прокладке - подлежит восстановлению на месте, экологически безопасна[6].       

 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.

2.3 базальтовая теплоизоляция Батиз

 

БАТИЗ" - это  марка высокоэффективной экологичной негорючей изоляции, производимой омским заводом. Основой всех преимуществ изделий торговой марки <БАТИЗ> являются базальтовые супертонкие и микротонкие волокна с длиной 50-90 мм и толщиной до 3 мкм. Базальтовые волокна в изделиях ТМ "БАТИЗ" расположены хаотично, под разными углами друг к другу. Такие параметры базальтовых волокон наделяют изделия ТМ "БАТИЗ" лучшими теплофизическими и эксплуатационными свойствами по сравнению с изделиями из тонкого базальтового волокна, а так же минерального и стекловолокна. Производится по ТУ 5769-002-13949929-2005

 

 Рис. 2.2

Рис 2.3

При теплоизоляции трубопроводов Батиз Мат оборачивают вокруг конструкции и, как правило, дополнительно фиксируют при помощи металлической проволоки или бандажных колец.

Все соединения матов между  собой должны быть дополнительно  прошиты металлической проволокой. В качестве покровного слоя используется оцинкованный или алюминиевый лист.

В зависимости от выбора марки теплоизоляции Батиз, область  применения материалов до +400 °С , а так  же до +1000 °С , что делает Батиз незаменимым  для теплоизоляции трубопроводов  с температурой теплоносителя до +1000 °С.

В состав конструкции тепловой изоляции трубопроводов для поверхностей с отрицательной температурой в  качестве обязательных элементов должны входить:

теплоизоляционный слой;

пароизоляционный слой;

покровный слой;

элементы крепления.

Пароизоляционный  слой следует предусматривать при  температуре изолируемой поверхности  ниже 12°С.

Необходимость устройства пароизоляционного слоя при температуре выше 12°С следует  предусматривать для трубопроводов  с температурой ниже температуры окружающей среды. Необходимость установки пароизоляционного слоя в конструкции тепловой изоляции для поверхностей с переменным температурном режимом (от положительной к отрицательной температуре и наоборот) определяется расчетом для исключения накопления влаги в теплоизоляционной конструкции[3].

При теплоизоляции  трубопроводов помимо Батиз Мата может использоваться Батиз- Шнур.

3.4 .батиз- Шнур

 Батиз- Шнур применяется при теплоизоляции трубопроводов малых диаметров (до 57 мм.). Шнур наматывают плотно виток к витку, качество обмотки проверяют теплопровизером.

Базальтовый шнур ТМ «Батиз» наиболее удобен при теплоизоляции  конструкций сложного профиля (фланцевых  соединений типа F - бокс, Е- бокс). Это  объясняется тем, что Батиз-Шнур относится к съемным изделиям и точно повторяет конфигурацию изолируемой поверхности.

Рис.2.4

Батиз Шнур производится из чистого базальтового супертонкого волокна (без добавления в расплав  примесей). Формируется он из холста (на основе базальтового супертонкого волокна) идущего сразу с приемного барабана на формирующую установку. Шнур производится с высокой плотностью оплетки. Применяемый способ оплетки - это перекрестное плетение.

Из множества  многообразия теплоизоляционных материалов и видов теплоизоляции для трубопроводов, всегда можно подобрать именно тот, который более удачно будет отвечать Вашим потребностям и возможностям. Применение теплоизоляции на трубопроводах позволяет экономить средства, обеспечивать заданную температуру на поверхности изоляции, предотвратить замерзание жидкостей в трубопроводах, предотвратить конденсацию влаги на поверхности изоляции.

 

2.5 вспененный синтетический каучук

2.5.1 изопрофлекс

Для изоляции трубопроводов и оборудования с положительными и отрицательными температурами применяются изделия из вспененного синтетического каучука, поставляемые на отечественный рынок фирмами «Армаселл» и «L’ISOLANTE K-FLEX». 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.

2.5.2 труба Касафлекс 

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. Kaiflex выпускается в виде трубок с толщиной от 6 до 32 мм и внутренним диаметром от 6 до 160 мм, а также в виде рулонов с толщиной 6, 10, 13, 16, 19, 25 и 32 мм. Изоляция может выпускаться с самоклеющимся слоем или в комбинации со специальными покрытиями Kaiflex.  

Рис.2.5

Kaiflex представляет  собой вспененный каучук, предназначенный  для изоляции холодильных установок,  морозильных систем, систем кондиционирования, вентиляции, водоснабжения, канализации и отопления. 
Теплоизоляционные материалы Kaiflex являются высококачественными изделиями с закрытой пористой структурой, выпускаемые в форме трубок различного диаметра и листов. Является идеальным теплоизолятором для работающих технических устройств и для промышленных холодильных и кондиционирующих установок. Благодаря специальному составу и герметичной ячеистой структуре, гарантируются долговременные изоляционные свойства.  

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[1].

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.