Устройство теплоизоляции трубопроводов для тепловых сетей. Большая энциклопедия нефти и газа

Cтраница 1

Изолированный трубопровод после проверки качества покрытия опускается на прежнее ложе и засыпается землей. На засыпке, как и в других случаях, работают бульдозеры.  

Изолированные трубопроводы защищаются от попадания воды, так как промокшая изоляция быстро выходит из строя и теряет свои изолирующие качества.  

Изолированные трубопроводы укладывают на деревянные брусья-лежки или валики вынутого грунта. Это необходимо для удобства захвата трубопровода монтажными полотнищами при укладке в траншею, для выполнения сборочных и сварочных работ, а также для контроля качества изоляции. Перед укладкой трубопровода проверяют соответствие размеров траншеи и отметок проектным.  

Изолированный трубопровод во избежание нродавлпвашш изоляции должен.  

Изолированный трубопровод не должен находиться на бровке траншеи без укрытия более одних суток во избежание оплывания изоляции в летних условиях и растрескивания ее зимой. При укладке трубопровода в траншею с лежек особо предусматривают меры по предотвращению повреждения изоляционного покрытия, в связи с чем использование тросовых удавок запрещается. А в осенне-зимний период очистные и изоляционно-укладочные работы, ввиду их большой сложности, должны выполняться особенно тщательно.  

Изолированный трубопровод должен засыпаться немедленно, в противном случае дневное солнце приведет изоляционное покрытие в негодность.  

Металлический изолированный трубопровод, уложенный в грунт, имеет незначительные контакты с влагой почвы через неплотности в слое изоляции. Почвенная влага представляет собой электролит различного состава и концентрации. Контакт металла с почвенным электролитом вызывает образование коррозионных элементов.  

Металлический изолированный трубопровод, уложенный в грунт, имеет незначительные контакты с влагой почвы через неплотности в слое изоляции.  

Вновь уложенный изолированный трубопровод может иметь более отрицательные стационарные потенциалы, а более старый или плохо изолированный - менее отрицательные стационарные лотенциалы.  

Собранный и изолированный трубопровод кладут на деревянные брусья, уложенные поперек прорези. Через определенные расстояния вдоль прорези устанавливают козлы с талями. Трубопровод подвешивают к талям, приподнимают и удаляют из-под него брусья. После этого трубопровод опускают на дно траншеи и производят гидравлическое испытание. Затем приступают к засыпке трубопровода грунтом и укреплению берегов и дна.  

Климатические особенности России таковы, что часто приходится тратить большие средства на отопление зданий и сохранение в них тепла. Российская экономика развивается сегодня в направлении экономии топливно-энергетических ресурсов. Один из удачных вариантов решения проблемы сохранения тепла - теплоизоляция трубопроводов.

Она заключается в отделении одного теплопроводящего от других. Изоляция труб помогает эффективно сохранить температуру энергоносителя, и предупреждает замерзание холодных трубопроводов. Для этого используются блокирующие проведение тепла материалы. При выборе оптимальных изоляционных материалов необходимо учитывать следующие параметры:

• плотность;
• сжимаемость;
• теплопроводность;
• паронепроницаемость;
• негорючесть;
• способность водоотталкивания;
• водопоглощающие свойства;
• звукоизоляционные характеристики.

Изоляция труб - преимущества использования

При выполнении теплоизоляции резервуаров или трубопроводов преследуется основная задача: надежная и длительная защита изолируемых поверхностей. Однако требования к теплоизоляционным материалам могут варьироваться в зависимости от условий эксплуатации.

Теплоизоляция трубопроводов холодного водоснабжения, кондиционирования и холодильного оборудования производится с целью предотвратить промерзание труб и образование конденсата, и появление коррозии. Если же выполняются работы с горячими трубопроводами, задачи ставятся иные: снизить теплопотери и сделать систему отопления экономичной. Кроме того, изоляция труб служит для гашения нежелательных шумовых эффектов, неизбежно возникающих в случаях перепада давления внутри труб.

Способы изоляции

Для теплоизоляции резервуаров и трубопроводов используются минераловатные цилиндры и маты.

Цилиндры ТЕХНОНИКОЛЬ, изготовленные из каменной ваты, позволяют осуществлять эффективную теплоизоляцию трубопроводов. Кроме прочих достоинств, изоляция труб данным способом удобна и проста в монтаже. Для изоляции трубопроводов могут использоваться мат ламельный ТЕХНОНИКОЛЬ, прошивной мат ТЕХНОНИКОЛЬ, цилиндр ТЕХНОНИКОЛЬ. Чтобы достичь более высокого уровня теплоизоляции, маты покрываются алюминиевой фольгой. Для их крепления успешно применяются проволока, алюминиевый скотч, монтажные хомуты.

Мат ламельный ТЕХНОНИКОЛЬ применяется для теплоизоляции трубопроводов разного диаметра, тепло- и пароизоляции воздуховодов, используется при температуре изолируемых поверхностей до 250 градусов. Он изготавливается из полос минеральных волокон, которые крепятся клеем к армированной фольге. Мат ламельный отличается высокой прочностью на сжатие и малой деформацией во время монтажа.

Прошивной мат ТЕХНОНИКОЛЬ применяется для изоляции вентиляционных каналов и трубопроводов. Он представляет собой негорючий тепло- и звукоизоляционный материал, изготовленный из минеральной ваты. Иногда прошивной мат ТЕХНОНИКОЛЬ производится с обкладкой стеклохолстом или алюминиевой фольгой. Жесткость изоляции придает оцинкованная стальная сетка, которая пришивается к мату стальной проволокой.

Цилиндр ТЕХНОНИКОЛЬ применяется для изоляции труб промышленного назначения, на объектах различных отраслей хозяйства. В целях экономии энергии наиболее действенным способом является сокращение потерь тепла путем теплоизоляции резервуаров и трубопроводов.

В целях экономии энергии наиболее действенным способом является сокращение потерь тепла путем теплоизоляции резервуаров и трубопроводов.

Если вы обустраиваете систему водоснабжения загородного дома своими руками, то обязательно должна использоваться изоляция для труб. Причём это касается не только трубопроводов проходящих на улице, но и систем водоснабжения внутри дома. Для коммуникаций водоснабжения используется несколько видов изоляции, отличающейся назначением и используемыми для её изготовления материалами. Каждый из видов изоляции выполняет свои функции. В нашей статье мы подробно рассмотрим, какая изоляция требуется для трубопроводов горячего и холодного водоснабжения, как выполняется эта изоляция, и какие материалы для этих целей можно использовать.

Начнём с того, что многие методы изолирования применимы к разным системам: водоснабжения, канализации, отопления и вентиляции. Но в нашей статье мы рассмотрим только те методы, которые применимы к водопроводным трубам горячего и холодного водоснабжения.

Изоляция трубопроводов делится на два вида:

• теплоизоляционные мероприятия;
• гидроизоляция.

Назначение каждого вида изоляционных мероприятий следующее:

1. Теплоизоляция наружного трубопровода холодного водоснабжения нужна для защиты системы от замерзания в холодное время года. Если вода в трубе замёрзнет в морозы, то она не сможет попасть в дом, а найти ледяную пробку и ликвидировать её будет довольно сложно.
2. Теплоизоляция наружных труб горячего водоснабжения нужна для того, чтобы горячая вода во время транспортировки к потребителю не остывала. Кроме этого, такая защита способствует повышению срока службы системы.
3. Также выполняется тепловая изоляция трубопроводов горячей воды, которые будут располагаться в штробах – каналах, прорезанных в стене. В этом случае данные методы защиты труб нужны по той причине, что температура воды в трубах, соприкасающихся с холодными кирпичными или бетонными стенами, может понижаться.
4. Гидроизоляция наружных труб горячего и холодного водоснабжения нужна для защиты их от коррозии. Всё дело в том, что влага, присутствующая в грунте, может вызывать ржавление стальных труб. Однако это не касается изделий из пластика.
5. Различные виды гидроизоляции используются для защиты стыков трубопровода от протекания.
6. Что касается систем холодного водоснабжения внутри дома, то их гидроизоляция выполняется с целью защиты от конденсата, который, собираясь на трубах, может вызывать их коррозию. Опять же это не касается пластиковых трубопроводов, не подверженных коррозии.

Существуют разные виды и методы гидро- и теплоизоляции трубопроводов и их стыков. Рассмотрим их подробнее.

Теплоизоляция труб

Обычно используются следующие методы тепловой изоляции труб водоснабжения:

• Самым эффективным и надёжным способом защиты трубопроводов водоснабжения от замерзания зимой является создание высокого давления в системе. Благодаря этому жидкость движется по трубам с большой скоростью и не успевает замёрзнуть. Но такие методы не подходят для домашнего водоснабжения, ведь при закрытом кране жидкость не будет двигаться в трубах.
• Довольно эффективным методом теплоизоляции наружных труб является прокладка греющего кабеля в одной траншее с коммуникациями. Такие методы используются в том случае, если дно траншеи не получится заглубить ниже точки промерзания почвы. В этом случае копают канаву глубиной не более 40 см, а вокруг трубопровода наматывают специальный греющий кабель. Недостаток метода состоит в энергозависимости и расходах на оплату электроэнергии.

Важно: для этих целей стоит приобрести кабель с мощностью 10-20 Вт/м. Он может применяться как снаружи, так и внутри коммуникаций.

• Самый простой и дешёвый способ теплоизоляции – использование специальных материалов, которые будут защищать трубопровод от холода.

Совет: очень важно создать из этих материалов в верхней части трубопровода нечто, наподобие арки, защищающей от холода, поступающего с поверхности. Нижняя часть элемента может обогреваться за счёт тепла, поступающего из земли.

Классификация

Обычно используются следующие средства изоляции:

• заливочные;
• рулонные;
• штучные;
• комбинированные;
• кожуховые.

Материалы для теплоизоляции труб горячего водоснабжения

Изоляция может быть внутренней и внешней. Для выполнения изоляции могут использоваться следующие готовые изделия:

1. ППУ. Этот материал увеличивает срок службы трубопровода, повышается гидроизоляция системы. Материал выдерживает скачки температуры и её предельные показатели. Теплопотери составляют не более 5 %.
2. ППМИ используется только для коммуникаций горячего водоснабжения. Это монолитная трёхслойная конструкция. Плотность материала в сечении отличается на разных слоях. В составе изделия есть антикоррозионный слой, тепловая защита и защита от влаги. Изделие повышает срок службы сети, не даёт собираться конденсату. Материал устойчив к температурным перепадам и механическим повреждениям.
3. ВУС – это двухслойное покрытие с антикоррозионными характеристиками.

Материалы для теплоизоляции труб с холодной водой

Изоляция для труб может выполняться с использованием следующих материалов:

Гидроизоляционные мероприятия

Гидроизоляция труб и стыков выполняется с использованием следующих материалов:

1. Поливинилхлоридная лента. Этот материал применяется для защиты от коррозии поверхности трубопроводов из стали. Также он подходит для изоляции стыков, резьбовых соединений и в случае выполнения ремонтных работ на водопроводных сетях.
2. Резиновое полотно раньше использовалось для изоляции только подземных инженерных сетей, однако теперь оно применяется и для защиты элементов, проходящих в подвальных помещениях домов. Этот прочный, устойчивый к воздействию масел и щелочей материал отличается внушительным сроком службы. Изделие не меняет свои эксплуатационные характеристики при высоких температурах и отличается простотой монтажа благодаря хорошей эластичности.
3. Гидроизоляция трубопроводов с помощью оклеечных материалов (изола) отличается высокой прочностью и температурной устойчивостью. Этот эластичный материал хорошо растягивается при монтаже. Его единственный недостаток – низкая стойкость к воздействию органических составов и растворителей. Материал подходит для защиты от коррозии наружных трубопроводов водоснабжения.
4. Термоусаживаемая лента используется для изоляции стыков стальных и пластиковых изделий. Лента состоит из термоплавкого слоя и полиэтиленовой плёнки. Этот материал не подходит для трубопроводов, которые будут эксплуатироваться в условиях высоких температур. Специальные термоусаживаемые муфты применяются для защиты стыков.
5. Самоклеящаяся лента из полимерного материала. Второе её название фторопластовый уплотнитель. Этот материал используется для защиты от протеканий в местах резьбовых соединений. Изделие выдерживает воздействие высоких температур без изменения своих эксплуатационных характеристик.

Теплоизоляция трубопроводов - это комплекс мероприятий, направленных на то, чтобы воспрепятствовать теплообмену транспортируемого по ним носителя с окружающей средой. Тепловая изоляция трубопроводов применяется не только в системах отопления и поставки горячей воды, но и там, где по технологии требуется транспортировка веществ с какой-то определенной температурой, например, хладагентов.

Смысл теплоизоляции – использование средств, оказывающих термическое сопротивление теплообмену любого рода: контактному и осуществляемому посредством инфракрасного излучения.

Наибольшее применение, выраженное в числах, имеет тепловая изоляция трубопроводов тепловых сетей. В отличие от Европы, централизованная система отопления господствует на всем постсоветском пространстве. Только в одной лишь России суммарная протяженность теплосетей составляет более 260 тыс. километров.

Значительно реже изоляция для труб отопления находит применение у частных домовладений, имеющих автономную систему отопления. Лишь в нескольких северных регионах частные дома подключаются к центральной теплотрассе с размещением труб отопления на улице.

Некоторым типам котлов, к примеру, мощным газовым или дизельным, требованиями свода правил СП 61.13330.2012 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» предписано отдельное от здания размещения – в котельной, отстоящей от обогреваемого объекта на несколько метров. В их случае фрагмент обвязки, проходящий через улицу, обязательно нуждается в утеплении.

На улице изоляция трубопроводов отопления требуется и при открытом наземном размещении, и при скрытой прокладке – под землей. Последний способ бывает канальным – в траншею сперва укладывается железобетонный желоб, а в нем уже размещаются трубы. Бесканальный способ размещения – непосредственно в грунте. Применяемые изоляционные материалы различаются не только по теплопроводности, но и паро-, водонепроницаемости, долговечности и способам монтажа.

Не столь очевидна необходимость утепления труб холодного водоснабжения. Однако без нее не обойтись в том случае, когда водопровод проложен открытым наземным способом — трубы требуется защищать от промерзания и последующего повреждения. Но и внутри зданий изолировать трубы водопровода тоже приходится –- для предотвращения конденсации влаги на них.

Стекловата, минеральная вата

Проверенные практикой эксплуатации изоляционные материалы. Отвечают требованиям СП 61.13330.2012, СНиП 41-03-2003 и нормам пожарной безопасности при любом способе прокладки. Представляют собой волокна диаметром 3-15 мкм, по структуре близкие к кристаллам.

Стекловата изготавливается из отходов стекольного производства, минвата из кремнийсодержащих шлаков и силикатных отходов металлургии. Различия их свойств незначительны. Выпускаются в виде рулонов, прошивных матов, плит и опрессованных цилиндров.

С материалами важно соблюдать осторожность и уметь правильно обращаться. Любые манипуляции должны выполняться в защитном комбинезоне, перчатках и респираторе.

Монтаж

Трубу оборачивают или обкладывают ватой, обеспечивая равномерную плотность заполнения по всей поверхности. Затем изоляцию, не слишком передавливая, фиксируют с помощью вязальной проволоки. Материал гигроскопичен и легко намокает, поэтому изоляция наружных трубопроводов из минеральной или стеклянной ваты требует установки пароизоляционного слоя из материала с низкой паропроницаемостью: рубероида или полиэтиленовой пленки.

Поверх него размещается покровный слой, препятствующий проникновению осадков – кожух из кровельной жести, оцинкованного железа или листового алюминия.

Базальтовая (каменная) вата

Более плотная, чем стекловата. Волокна изготавливаются из расплава габбро-базальтовых пород. Абсолютно негорюча, кратковременно выдерживает воздействие температур вплоть до 900° C. Далеко не любые изоляционные материалы могут как базальтовая вата длительно контактировать с поверхностями, нагретыми до 700°С.

Теплопроводность сопоставима с полимерами, варьируется от 0,032 до 0,048 Вт/(м·K). Высокие эксплуатационные показатели позволяют использовать ее теплоизоляционные свойства не только для трубопроводов, но и при обустройстве горячих дымоходов.

Выпускается в нескольких вариантах:

• как и стекловата, рулонами;
• в форме матов (прошитых рулонов);
• в виде цилиндрических элементов с одной продольной прорезью;
• в виде прессованных фрагментов цилиндра, так называемых скорлуп.

Последние два исполнения имеют разные модификации, отличающиеся плотностью и наличием теплоотражающей пленки. Прорезь цилиндра и края скорлуп могут быть выполнены в виде шипового соединения.

СП 61.13330.2012 содержит указание о том, тепловая изоляция трубопроводов обязана соответствовать требованиям безопасности и защиты окружающей среды. Сама по себе базальтовая вата этому указанию соответствует в полной мере.

Производители часто прибегают к хитрости: чтобы улучшить потребительские показатели – придать ей гидрофобность, большую плотность, паропроницаемость они используют пропитки на основе фенолоформальдегидных смол. Поэтому 100% безопасной для человека ее назвать нельзя. Перед применением базальтовой ваты в жилом помещении желательно изучить ее гигиенический сертификат.

Монтаж

Волокна утеплителя прочнее, чем у стекловаты, поэтому попадание его частиц в организм через легкие или кожу почти исключено. Однако при работах все же рекомендуется использовать перчатки и респиратор.

Монтаж рулонного полотна не отличается от того способа, каким осуществляется изоляция труб отопления стекловатой. Теплозащита в виде скорлуп и цилиндров крепится на трубы с помощью монтажного скотча или широкого бандажа. Несмотря на некоторую гидрофобность базальтовой ваты, на изолированные с ее помощью трубы также требуется гидрозащитная паропроницаемая оболочка из полиэтилена или рубероида, и дополнительная, из жести либо плотной алюминиевой фольги.

Вспененный полиуретан (пенополиуретан, ППУ)

Более чем в два раза сокращает тепловые потери по сравнению со стекловатой и минеральной ватой. К числу его преимуществ относят: низкую теплопроводность, отличные гидроизоляционные свойства. Заявляемый производителями срок службы – 30 лет;. Диапазон рабочей температуры от -40 до +140 °С, максимальная выдерживаемая в течении короткого времени – 150 °С.

Основные марки ППУ относятся к группе горючести Г4 (сильногорючие). При изменение состава с помощью добавки антипиренов им присваивается Г3 (нормальногорючие).

Хотя пенополиуретан отлично подходит как изоляционный материал для труб отопления, имейте ввиду, что СП 61.13330.2012 разрешает применение подобной теплоизоляции только в одноквартирных жилых домах, а СП 2.13130.2012 ограничивает их высоту двумя этажами.

Теплоизоляционное покрытие выпускается в виде скорлуп – полукруглых сегментов со шпунтовыми замками на торцах. В продаже имеются и готовые стальные трубы в изоляции из пенополиуретана с предохраняющей оболочкой из полиэтилена.

Монтаж

Скорлупы закрепляются на отопительной трубе с помощью стяжек, хомутов, пластикового или металлического бандажа. Как и многие полимеры, материал не переносит длительного воздействия солнечного света, поэтому открытый наземный трубопровод при использовании ППУ-скорлуп нуждается в покровном слое, к примеру, из оцинкованной стали.

Для подземного бесканального размещения теплоизоляционные изделия укладывают на водостойких и температусточивых мастиках либо клеях, а снаружи изолируют водонепроницаемым покрытием. Необходимо также позаботиться об антикоррозионной обработке поверхности металлических труб – даже проклеенное замковое соединение скорлуп недостаточно плотно, чтобы предотвратить конденсацию водяного пара из воздуха.

Пенополистирол (пенопласт, ППС)

Выпускается в виде скорлуп, внешне практически не отличающихся от пенополиуретановых – те же размеры, такое же замковое соединение «шип-паз». Но диапазон температуры применения, от -100 до +80 °С, при всей этой внешней схожести делает невозможным или ограниченным его применение для тепловой изолировки трубопровода отопления.

В СНиП 41-01-2003 «Отопление, вентиляция и кондиционирование» указано, что в случае двухтрубной системы теплоснабжения максимальная температура подачи может достигать 95°С. Что же касается обратных стояков отопления, то здесь не все так однозначно: считается, что в них температура не превышает 50 °С.

Утепление пенопластом чаще используется для труб холодного водопровода и канализации. Однако он может быть использован поверх других утеплителей с более высокой допустимой температурой применения.

Материалу присущ ряд некоторых недостатков: сильногорюч (даже с добавкой антипиренов), плохо переносит химические воздействия (растворяется в ацетоне), осыпается шариками при длительном воздействии солнечного излучения.

Существуют и другие, не полистирольные пенопласты – формальдегидные, или коротко, фенольные. По сути это совершенно другой материал. Он лишен указанных недостатков, успешно применяется как теплоизоляция трубопроводов, но не настолько широко распространен.

Монтаж

Скорлупы закрепляются на трубе с помощью бандажа либо фольгированным скотчем, допускается приклеивание их к трубе и между собой.

Вспененный полиэтилен

Диапазон температур, при которых допускается применение вспененного полиэтилена высокого давления, от -70 до +70 °С. Верхняя граница не сочетается с максимальной температурой трубы отопления, обычно принимаемой при расчетах. Это значит, что как тепловая изоляция трубопроводов материал малопригоден, но может использоваться в роли изолирующего слоя поверх жаростойкого.

Пенополиэтиленовая изоляция нашла практически безальтернативное применение в качестве защиты от промерзания труб водопроводных. Очень часто она используется как пароизоляция и гидроизоляция.

Выпускается материал в виде листов либо в виде гибкой толстостенной трубы. Последняя форма чаще применяется, так как более удобна для утепления водопровода. Стандартная длина – 2 метра. Цвет варьируется от белого до темно-серого. Возможно наличие покрытия из алюминиевой фольги, отражающей ИК излучение. Различия касаются внутренних диаметров (от 15 до 114 мм), толщины стенок (от 6 до 30 мм).

Применение обеспечивает температуру на трубе выше точки росы, а значит препятствует появлению конденсата.

Монтаж

Простой путь с худшими пароизоляционными результатами – разрезать пенистый материал по небольшому углублению вдоль боковой поверхности, раскрыть кромки и одеть на трубу. Затем обмотать по всей длине монтажным скотчем.

Более сложное решение (и далеко не всегда осуществимое) – перекрыть воду, полностью разобрать утепляемые участки водопровода и надеть цельные отрезки. Затем собрать все обратно. Полиэтилен закрепить стяжками. В этом случае уязвимым местом станется только стык отрезков. Его можно склеить либо также замотать скотчем.

Вспененный каучук

Вспененный синтетический каучук с закрытопористой структурой – наиболее универсальный материал для сохранения тепла и холода. Рассчитан на диапазон температур от -200 до +150 °С. Соответствует всем требованиям экологической безопасности.

Применяется как изоляция трубопроводов холодной воды, изоляция труб отопления, часто встречается в холодильных системах и системах вентиляции. Трубы для отопления, проложенные внутри зданий и изолированные каучуком, не требуют установки пароизоляционного слоя.

Внешне похож на вспененный полиэтилен, выпускается также в виде листов и гибких толстостенных труб. Монтаж тоже практически не отличается, за исключением того, что такая тепловая изоляция труб может крепиться на клей.

Жидкие утеплители

Успешно применяется технология, которая позволяет самостоятельно напылять пену из полиуретанового состава на уже готовые конструкции. Отличные адгезионные свойства позволяют использовать его не только для изоляции трубопроводов, но и наносить на прочие элементы, нуждающиеся в утеплении: фундамент, стены, кровлю. Покрытие, помимо теплозащиты, обеспечивает гидро, пароизоляцию, обеспечивает антикоррозионную устойчивость.

Заключение

Правильно выполненный монтаж тепловой изоляции — залог того, что труба не потеряет тепло, а потребитель не замерзнет. Замерзание же трубопровода холодного водоснабжения неизменно приводит к его разрыву. Вплоть до последнего времени на скрытых и открытых теплотрассах обычными изоляционным материалом была стекловата. Ее недостатки проистекают один из другого. Такое покрытие требует постоянного контроля.

Даже при незначительном повреждении защищающего поверхностного слоя паропроницаемость и гигроскопичность сводят всю экономию на нет. Влага является причиной низкого термического сопротивления и преждевременного разрушения. Значительно улучшить ситуацию помогут современные изоляционные материалы с ячеистой структурой, инертные к воздействию пара и воды: пенополиуретан, вспененный каучук, пенополиэтилен.

Тепловая изоляция оборудования и перспективы развития отрасли

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

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.

Технологические требования к изоляционным конструкциям

В процессе монтажа и последующей эксплуатации изоляция для трубопроводов подвергается водяным и температурным, вибрационным и механическим воздействиям. Эти воздействия и определяют список требований, которые предъявляются к этим конструкциям. Теплоизоляционные материалы и конструкции должны обладать:

• теплотехнической эффективностью;
• эксплуатационной долговечностью и надежностью;
• пожарной и экологической безопасностью.

Существует несколько основных показателей, которые определяют эксплуатационные и технико-физические свойства таких материалов. К их числу относятся: сжимаемость, упругость, стойкость к агрессивным средам, прочность при 10%-ой деформации, теплопроводность и плотность. Немаловажное значение имеет биологическая стойкость и величина содержания органических веществ. Эффективность тепловых изоляторов в первую очередь определяется коэффициентом теплопроводности. Этот коэффициент определяет необходимую толщину изолирующего слоя, и, как следствие, монтажные и конструктивные особенности конструкции, нагрузки на объект, которые нужно изолировать. При производимых вычислениях применяют расчетный коэффициент теплопроводности. Он учитывает температуру, наличие деталей крепежа и уплотнение теплоизолирующих материалов в данной конструкции. При теоретическом выборе теплоизолирующего материала учитывают:

• его линейную усадку в процессе эксплуатации, размеры материала могут уменьшиться при нагреве;
• потери массы и прочности, при нагреве может произойти разрушение материала;
• степень частичного выгорания связующего вещества при увеличении температуры;
• предельные допускаемые нагрузки на изолируемые поверхности и опоры, определяется предельная масса изолирующего материала.

Срок эксплуатации теплоизоляционных материалов и конструкции во многом зависит от условий, в которых они работают и конструктивных особенностей. К условиям эксплуатации относят:

• место, в котором расположен объект;
• режим функционирования оборудования;
• агрессивность окружающей среды;
• механические воздействия и их интенсивность.

Наличие и качество защитного покрытия у теплоизоляционных материалов и у теплоизолирующей конструкции в значительной степени определяют срок их службы.

Тепловая изоляция трубопроводов сегодняшнего дня

На сегодняшний день рынок теплоизолирующих материалов наполнен продукцией как зарубежных производителей, так и отечественных торговых марок. Номенклатура представленных на рынке волокнистых утеплителей для оборудования включает список таких материалов для изоляции трубопровода:

• маты минеральные прошивные теплоизоляционные;
• маты минеральные в обкладках из крафт-бумаги, стеклоткани или металлической сетки;
• для промышленной изоляции минеральные изделия с гофрированной структурой, согласно ТУ 36,16,22-8-91;
• термоизоляционные минеральные плиты плотностью 75-130 кг/куб.м на синтетическом связующем материале, в соответствии с ГОСТ 9573-96;
• изделия на синтетическом связующем материале из штапельного и стеклянного волокна, изоляция для трубопроводов.

В небольшом объеме выпускают теплоизоляционные материалы в виде изделий из базальтового и тонкого стеклянного волокна, соответствующие ТУ 21-5328981-05-92.

Материалы (изоляция для трубопроводов) широко представлены продукцией иностранных производителей. Зарубежные варианты изоляции для трубопроводов и оборудования представлены волокнистыми теплоизолирующими материалами. Это цилиндры, плиты и маты, которые покрыты с одной из сторон алюминиевой фольгой или металлической сеткой. Страны производители этой продукции: Дания, Финляндия и Словакия.

Вспененный полиуретан, выпускаемый в виде плиточных изделий, находит все большее применение в подобных конструкциях. Нужно заметить, что вышеперечисленные теплоизоляционные материалы не заменят тепловую изоляцию, их можно использовать только в качестве дополнительных элементов для увеличения теплоотражающих характеристик. При канальной прокладке трубопроводов в тепловых сетях применяют цилиндры из стеклянного волокна и минеральной ваты, мягкие плиты и теплоизоляционные маты. Для прокладки трубопроводов под землей используют трубы с гидроизоляционным покрытием, предварительно заизолированные в заводских условиях. Повысить температурную устойчивость теплоизоляционных конструкций можно с помощью полиуретана, если применить двухслойную изоляцию. Внутренний слой такой изоляции должен быть из минеральной ваты, а наружный — из вспененного полиуретана. Эти материалы для изоляции трубопроводов в данном случае могут быть использованы только комплексно.

Тепловая изоляция для трубопроводов промышленных масштабов очень разнообразна как по виду конструкций, так и по применяемым в этих конструкциям материалам.

Для изоляции горизонтальных и вертикальных теплообменных аппаратов используют конструкции с применением проволочных каркасов и теплоизоляционных волокнистых материалов. Проволочные каркасы преимущественно применяют при изоляции горизонтальных аппаратов.

Нормативные документы

Действующие сегодня экономические условия повлияли на пересмотр сегодняшней нормативно-технической базы для тепловой изоляции в промышленности. Тепловая изоляция оборудования приоритетная отрасль промышленности.

Строительные нормы и правила 41-03 от 2003 года разработаны с учетом действующей на сегодняшний день номенклатуры и стоимости защитных и теплоизоляционных материалов. В документе содержатся требования к изделиям и материалам, к теплоизоляционным конструкциям, рекомендации проектирования. В нем обозначены нормы плотности тепловых потоков с поверхностей агрегатов при условиях их расположения в помещениях или на открытом воздухе, при условиях прокладки трубопроводов под землей. В действующих СП 41-103-2000 приведены различные методы расчетов тепловой изоляции, характеристики для расчетов и номенклатура вспомогательных, покровных и теплоизоляционных материалов. Этот свод правил был переработан в 2005-2006 годах. Согласно изменениям многие действующие правила из разряда «обязательных» переходят числу «рекомендательных». При этом сохранится необходимость установки обязательных норм в таких важных вопросах, как долговечность и надежность зданий, сооружений, жилищно-коммунального хозяйства и их энергосбережение.

Теплоизоляционные материалы могут не только прямо, но и косвенно обеспечить безопасность и надежность трубопроводов и оборудования. Создают условия жизнедеятельности, энергосбережения в строительном секторе и промышленности. Тепловая изоляция оборудования и изоляция для трубопроводов обеспечивает безаварийную эксплуатацию объектов относящихся к категории пожароопасных, взрывоопасных и представляющих опасность здоровью людей и загрязнению окружающей среды.

В строительные нормы и правила 41-03 от 2003 года включены многие требования, которые не относятся к разряду «рекомендуемые». Эти требования касаются, в частности, уровня температуры поверхности изолированных трубопроводов и поверхностей, эффективности паровой изоляции криогенного оборудования и прочих низкотемпературных агрегатов. Они определяют методики для расчетов температурного максимума и степеней горючести теплоизолирующих материалов. Тепловая изоляция для трубопроводов может обеспечить возможность работы того или иного оборудования в жилищно-коммунальном хозяйстве, промышленности и энергетике. В любой сфере, где она применяется, тепловая изоляция кроме требований технологического характера, обеспечивает еще и требования по энергосбережению. Теплоизоляционные материалы и изоляция для трубопроводов в целом очень важны для всего народного хозяйства.

В разделе СНиП 41-02-2003 под названием «Тепловая изоляция» перечислены основные требования к конструкциям и материалам теплоизоляции тепловых сетей и трубопроводов канальной и бесканальной, подземных и наземных прокладок. Для тепловых сетей и трубопроводов определены нормы плотности тепловых потоков и приведены в разделе «Тепловая изоляция трубопроводов и оборудования» строительных норм и правил 41-03-2003.

В дальнейшем предполагается введение и проработка «Свода правил по тепловой изоляции для трубопроводов и оборудования» и определение территориальных норм при проектировании тепловой изоляции.

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.

Развитие тепловой изоляции

Существует несколько основных направлений развития отрасли тепловой изоляции для трубопровода и оборудования.

Введение в проектирование и строительство новейших конструкторских решений и материалов, которые обеспечат уменьшение тепловых потерь в строительстве и в промышленности. Расширение использования современных эффективных изоляционных изделий из стеклянного и минерального волокна отечественных производителей. Достаточно высокая цена тепловых и изоляционных цилиндров, изготовленных из стекловолокна или минеральной ваты, компенсирована повышенной долговечностью, надежностью и тепловой технической эффективностью. Совершенствование направления. Материалы изоляции для трубопровода, технология изоляции трубопроводов и механизмов — 2 перспективные ветви развития отрасли на ближайшие 20-25 лет.

Дальнейшее усовершенствование нормативных баз промышленной и строительной изоляции. Приведение нормативной базы в соответствие с международными стандартами. Продвижение отечественной изоляционной продукции на рынки зарубежных стран. Проведение испытательных мероприятий по методикам идентичным международным. Эти мероприятия будут способствовать эффективному использованию изоляции для трубопроводов за рубежом.