Теплова ізоляція обладнання і трубопроводів

Теплова ізоляція обладнання і перспективи розвитку галузі

Раціональне застосування та використання паливних та енергетичних ресурсів - це одна з найбільш пріоритетних завдань у розвитку будь-якої економіки.

Ізоляція для трубопроводу і устаткування обумовлює технічні можливості та економічну ефективність у здійсненні технологічних процесів.

Головна роль у вирішенні подібної проблеми належить ефективною тепловою промислової ізоляції. Ізоляцію для трубопроводу широко використовують в енергетиці та житлово-комунальному господарстві. Застосовується також в металургійній, нафтопереробній, харчовій та хімічній галузях.

В енергетиці теплова ізоляція для трубопроводів використовується в парових котлах, газових і парових турбінах, теплообмінниках, а також, в баках, які акумулюють гарячу воду, і в димових трубах. У промисловості ізолюють технологічні апарати (вертикальні і горизонтальні), насоси і теплообмінні апарати. Теплової ізоляції підлягають резервуари для зберігання нафтопродуктів, нафти і води. Підвищені вимоги предявляються до теплової ізоляції криогенного обладнання та інших низькотемпературних агрегатів. Ізоляція для трубопроводів забезпечить проведення різних процесів, в тому числі і технологічних, дозволити створювати виключають небезпеку травм і пошкоджень умови праці. Вона знизить втрати від випарів нафтопродуктів з резервуарів і дозволить зберігати природні та зріджені гази в ізотермічному сховищі.

Технологічні вимоги до ізоляційних конструкцій

В процесі монтажу та подальшої експлуатації ізоляція для трубопроводів піддається водяним і температурним, вібраційних і механічних впливів. Ці дії і визначають список вимог, які предявляються до цих конструкцій. Теплоізоляційні матеріали і конструкції повинні володіти:

• теплотехнічної ефективністю;
• експлуатаційної довговічністю і надійністю;
• пожежної та екологічною безпекою.

Існує кілька основних показників, які визначають експлуатаційні та техніко-фізичні властивості таких матеріалів. До їх числа відносяться: стисливість, пружність, стійкість до агресивних середовищ, міцність при 10% -ої деформації, теплопровідність і щільність. Важливе значення має біологічна стійкість і величина вмісту органічних речовин. Ефективність теплових ізоляторів в першу чергу визначається коефіцієнтом теплопровідності. Цей коефіцієнт визначає необхідну товщину ізолюючого шару, і, як наслідок, монтажні та конструктивні особливості конструкції, навантаження на обєкт, які потрібно ізолювати. При вироблених обчисленнях застосовують розрахунковий коефіцієнт теплопровідності. Він враховує температуру, наявність деталей кріплення і ущільнення теплоізоляційних матеріалів в даній конструкції. При теоретичному виборі теплоізоляційного матеріалу враховують:

• його лінійну усадку в процесі експлуатації, розміри матеріалу можуть зменшитися при нагріванні;
• втрати маси і міцності, при нагріванні може відбутися руйнування матеріалу;
• ступінь часткового вигоряння сполучного речовини при збільшенні температури;
• граничні допустимі навантаження на ізольовані поверхні і опори, визначається гранична маса ізолюючого матеріалу.

Термін експлуатації теплоізоляційних матеріалів і конструкції багато в чому залежить від умов, в яких вони працюють і конструктивних особливостей. До умов експлуатації відносять:

• місце, в якому розташований обєкт;
• режим функціонування обладнання;
• агресивність навколишнього середовища;
• механічні дії і їх інтенсивність.

Наявність і якість захисного покриття у теплоізоляційних матеріалів і у теплоізолюючих конструкції в значній мірі визначають термін їх служби.

Теплова ізоляція трубопроводів сьогоднішнього дня

На сьогоднішній день ринок теплоізолюючих матеріалів наповнений продукцією як зарубіжних виробників, так і вітчизняних торговельних марок. Номенклатура представлених на ринку волокнистих утеплювачів для обладнання включає список таких матеріалів для ізоляції трубопроводу:

• мати мінеральні прошивні теплоізоляційні;
• мати мінеральні в обкладинках з крафт-паперу, склотканини або металевої сітки;
• для промислової ізоляції мінеральні вироби з гофрованої структурою, згідно ТУ 36,16,22-8-91;
• термоізоляційні мінеральні плити щільністю 75-130 кг / куб.м на синтетичному сполучному матеріалі, відповідно до ГОСТ 9573-96;
• вироби на синтетичному сполучному матеріалі з штапельного і скляного волокна, ізоляція для трубопроводів.

У невеликому обсязі випускають теплоізоляційні матеріали у вигляді виробів з базальтового і тонкого скляного волокна, відповідні ТУ 21-5328981-05-92.

Матеріали (ізоляція для трубопроводів) широко представлені продукцією іноземних виробників. Зарубіжні варіанти ізоляції для трубопроводів і устаткування представлені волокнистими теплоізоляційними матеріалами. Це циліндри, плити і мати, які покриті з однієї зі сторін алюмінієвою фольгою або металевою сіткою. Країни виробники цієї продукції: Данія, Фінляндія і Словаччина.

Спінений поліуретан, що випускається у вигляді плиткових виробів, знаходить все більше застосування в подібних конструкціях. Потрібно зауважити, що перераховані вище теплоізоляційні матеріали не замінять теплову ізоляцію, їх можна використовувати тільки в якості додаткових елементів для збільшення теплоотражающих характеристик. При канальної прокладки трубопроводів в теплових мережах застосовують циліндри зі скловолокна і мінеральної вати, мякі плити і теплоізоляційні мати. Для прокладки трубопроводів під землею використовують труби з гідроізоляційним покриттям, попередньо заізольовані в заводських умовах. Підвищити температурну стійкість теплоізоляційних конструкцій можна за допомогою поліуретану, якщо застосувати двошарову ізоляцію. Внутрішній шар такої ізоляції повинен бути з мінеральної вати, а зовнішній - зі спіненого поліуретану. Ці матеріали для ізоляції трубопроводів в даному випадку можуть бути використані тільки комплексно.

Теплова ізоляція для трубопроводів промислових масштабів дуже різноманітна як по виду конструкцій, так і по застосовуваних в цих конструкціях матеріалами.

Для ізоляції горизонтальних і вертикальних теплообмінних апаратів використовують конструкції з застосуванням дротяних каркасів і теплоізоляційних волокнистих матеріалів. Дротові каркаси переважно застосовують при ізоляції горизонтальних апаратів.

Нормативні документи

Діючі сьогодні економічні умови вплинули на перегляд сьогоднішньої нормативно-технічної бази для теплової ізоляції в промисловості. Теплова ізоляція обладнання пріоритетна галузь промисловості.

Будівельні норми і правила 41-03 від 2003 року розроблені з урахуванням діючої на сьогоднішній день номенклатури і вартості захисних і теплоізоляційних матеріалів. У документі містяться вимоги до виробів і матеріалів, до теплоізоляційних конструкцій, рекомендації проектування. У ньому позначені норми щільності теплових потоків з поверхонь агрегатів за умов їх розташування в приміщеннях або на відкритому повітрі, за умов прокладки трубопроводів під землею. У діючих СП 41-103-2000 наведені різні методи розрахунків теплової ізоляції, характеристики для розрахунків і номенклатура допоміжних, покривних і теплоізоляційних матеріалів. Це зведення правил був перероблений в 2005-2006 роках. Згідно зі змінами багато діючі правила з розряду «обовязкових» переходять числу «рекомендаційних». При цьому збережеться необхідність установки обовязкових норм в таких важливих питаннях, як довговічність і надійність будівель, споруд, житлово-комунального господарства та їх енергозбереження.

Теплоізоляційні матеріали можуть не тільки прямо, але і побічно забезпечити безпеку і надійність трубопроводів і обладнання. Створюють умови життєдіяльності, енергозбереження в будівельному секторі та промисловості. Теплова ізоляція обладнання і ізоляція для трубопроводів забезпечує безаварійну експлуатацію обєктів відносяться до категорії пожежонебезпечних, вибухонебезпечних і становлять небезпеку здоровю людей і забруднення навколишнього середовища.

У будівельні норми і правила 41-03 від 2003 року включені багато вимог, які не належать до розряду «рекомендовані». Ці вимоги стосуються, зокрема, рівня температури поверхні ізольованих трубопроводів і поверхонь, ефективності парової ізоляції криогенного обладнання та інших низькотемпературних агрегатів. Вони визначають методики для розрахунків температурного максимуму і ступенів горючості теплоізолюючих матеріалів. Теплова ізоляція для трубопроводів може забезпечити можливість роботи того чи іншого обладнання в житлово-комунальному господарстві, промисловості та енергетиці. У будь-якій сфері, де вона застосовується, теплова ізоляція крім вимог технологічного характеру, забезпечує ще й вимоги з енергозбереження. Теплоізоляційні матеріали та ізоляція для трубопроводів в цілому дуже важливі для всього народного господарства.

У розділі СНиП 41-02-2003 під назвою «Теплова ізоляція» перераховані основні вимоги до конструкцій і матеріалів теплоізоляції теплових мереж і трубопроводів канальної і безканальної, підземних і наземних прокладок. Для теплових мереж і трубопроводів визначені норми щільності теплових потоків і приведені в розділі «Теплова ізоляція трубопроводів і устаткування» будівельних норм і правил 41-03-2003.

Надалі передбачається введення і опрацювання «Зводу правил з теплової ізоляції для трубопроводів і обладнання» і визначення територіальних норм при проектуванні теплової ізоляції.

Матеріали для ізоляції трубопроводів

Перевірка фізико-технічних властивостей і випробування теплоізоляційних матеріалів для трубопроводів виробляються відповідно до методиками ГОСТ 17177-94. За ГОСТ 7076-99 і ГОСТ 30256-94 визначають коефіцієнт теплопровідності для теплоізоляційних матеріалів. ГОТ7076-99 так і називається «Матеріали і будівельні вироби. Метод визначення термічного опору і теплопровідності при тепловому стаціонарному режимі ». На сьогоднішній день затверджені встановленим порядком методики по визначенню важливих теплоізоляційних характеристик матеріалів відсутні.

Методика для визначення мінімальної температури використання теплоізоляційних матеріалів вимагає доповнення і коригування. Цей показник дуже важливий для спінених полімерів, які використовуються для ізоляції трубопроводів і обладнання, розташованих в низькотемпературних конструкціях або на відкритому повітрі. При низьких температурах і механічному впливі відбувається їх руйнування. Ізоляція для трубопроводів при низьких температурах нестабільна.

Методика для визначення максимальної температури використання теплоізоляційних матеріалів. Під цією температурою прийнято розуміти температуру, при якій не пружні деформації при фіксованих навантаженнях зявляються в матеріалі. У практиці вітчизняних виробників нагрів здійснюється в печі на всій поверхні зразка. У зарубіжній практиці застосовується нагрів зразків з одного боку.

Методика по визначенню термічного опору ізоляційних циліндрів зі скляного і мінерального волокна і коефіцієнта теплопровідності. За кордоном термічний опір теплової ізоляції для трубопроводів визначають відповідно до стандарту ISO 8497: 1 994.

Розвиток теплової ізоляції

Існує кілька основних напрямків розвитку галузі теплової ізоляції для трубопроводу і устаткування.

Введення в проектування і будівництво новітніх конструкторських рішень і матеріалів, які забезпечать зменшення теплових втрат в будівництві і в промисловості. Розширення використання сучасних ефективних ізоляційних виробів зі скляного і мінерального волокна вітчизняних виробників. Досить висока ціна теплових і ізоляційних циліндрів, виготовлених зі скловолокна або мінеральної вати, компенсована підвищеною довговічністю, надійністю і теплової технічною ефективністю. Удосконалення напрямки. Матеріали ізоляції для трубопроводу, технологія ізоляції трубопроводів і механізмів - 2 перспективні галузі розвитку галузі на найближчі 20-25 років.

Подальше вдосконалення нормативних баз промислової і будівельної ізоляції. Приведення нормативної бази у відповідність до міжнародних стандартів. Просування вітчизняної ізоляційної продукції на ринки зарубіжних країн. Проведення випробувальних заходів по методикам ідентичним міжнародним. Ці заходи сприятимуть ефективному використанню ізоляції для трубопроводів за кордоном.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!