Вся электронная библиотека >>>

 Теплоизоляционные материалы >>

 

Теплоизоляция. Теплоизоляционные работы

Теплоизоляционные материалы


Раздел: Быт. Хозяйство. Строительство. Техника

 

Глава 4. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Технические требования к теплоизоляционным материалам в конструкциях тепловой изоляции промышленного оборудования

 

 

При монтаже и в процессе эксплуатации теплоизоляционные материалы в конструкции подвергаются температурным, влажностным, механическим, в том числе вибрационным, воздействиям, что определяет перечень предъявляемых к ним требований

Физико-технические свойства теплоизоляционных материалов оказывают определяющее влияние на энергоэффективность, эксплуатационную надежность и долговечность конструкций промышленной тепловой изоляции, трудоемкость их монтажа, возможность ремонта в процессе эксплуатации.

Основными показателями, характеризующими физико-технические и эксплуатационные свойства теплоизоляционных материалов являются: плотность, теплопроводность, температуростой-кость, сжимаемость и упругость (для мягких материалов), прочность на сжатие при 10 %-ной деформации (для жестких и полужестких материалов), вибростойкость, формостабильность, горючесть, водостойкость и стойкость к воздействию химически агрессивных сред, содержание органических веществ и биостойкость.

Теплопроводность теплоизоляционного материала при прочих равных условиях определяет необходимую толщину теплоизоляционного слоя, а следовательно, и нагрузки на изолируемый объект, конструктивные и монтажные характеристики теплоизоляционной конструкции. Теплопроводность возрастает с повышением температуры. Расчетные значения теплопроводности мягких и полужестких теплоизоляционных материалов в конструкции определяются с учетом степени их монтажного уплотнения, шовности конструкции, наличия крепежных деталей.

Температура применения теплоизоляционных материалов, оклеенных с одной или двух сторон фольгой, стеклохолстом или крафт-бумагой, определяется с учетом температуростойкости материалов, применяемых для оклейки и клеевого соединения. Учитываются линейная усадка при нагреве, потеря прочности на сжатие и потеря массы при нагревании, степень выгорания связующего.

 

 

При выборе теплоизоляционного материала учитывают прочностные и деформационные характеристики изолируемого объекта, расчетные допустимые нагрузки на опоры и другие элементы изолируемой поверхности. Так, при изоляции пластмассовых трубопроводов, с учетом пластичности материала трубопровода при повышенных температурах, наиболее эффективны материалы низкой плотности.

При изоляции стальных вертикальных резервуаров для хранения воды, нефти и нефтепродуктов допустимая нагрузка от изоляции ограничивается значениями 32—34 кг/м2.

Требования пожарной безопасности определяют выбор теплоизоляционного материала и конструкции в соответствии с нормами технологического проектирования соответствующих отраслей промышленности с учетом положений СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов».

Для таких отраслей промышленности, как газовая, нефтехимическая, химическая, производство минеральных удобрений, ведомственные нормы допускают применение только негорючих и трудногорючих материалов в составе теплоизоляционных конструкций.

При выборе материалов теплоизоляционного слоя и защитного покрытия для теплоизоляционных конструкций учитывается поведение теплоизоляционной конструкции в целом в условиях пожара.

Пожарная опасность теплоизоляционных конструкций наряду с другими факторами зависит от горючести и температуростойкости защитного покрытия, его механической прочности в условиях огневого воздействия.

Негорючие или трудногорючие волокнистые теплоизоляционные материалы при определенных условиях могут поглощать горючие вещества (нефтепродукты, масла и др.), которые влияют на горючесть конструкции и способны самовоспламеняться, что также учитывается при проектировании.

Долговечность теплоизоляционного материала зависит от особенностей конструкции, месторасположения изолируемого объекта, режима работы оборудования, агрессивности окружающей среды, механических нагрузок, наличия вибраций. Долговечность теплоизоляционного материала и теплоизоляционной конструкции в целом в значительной степени определяется долговечностью защитного покрытия.

Санитарно-гигиенические требования особенно важны при проектировании объектов с технологическими процессами, требующими высокой чистоты, например в микробиологии, радиоэлектронике, фармацевтической промышленности. В этих условиях применяются материалы или конструкции, не допускающие загрязнения воздуха в помещениях.

Конструктивные решения тепловой изоляции и расчетные характеристики теплоизоляционных конструкций определяются параметрами изолируемого объекта, назначением тепловой изоляции, условиями эксплуатации теплоизоляционных конструкций и характеристиками используемых в конструкции теплоизоляционных и защитно-покровных материалов.

В конструкциях тепловой изоляции промышленного оборудования с температурой 20 °С и ниже допускается применение только гидрофобизированных теплоизоляционных изделий.

Тепловая изоляция промышленных трубопроводов помимо функций энергосбережения обеспечивает возможность проведения технологических процессов при заданных параметрах, позволяет создать безопасные и комфортные условия работы обслуживающего персонала на производстве, обеспечивает транспорт тепла от источника до потребителя, предотвращает замерзание холодной воды в трубопроводах в зимнее время года, позволяет хранить сжиженные и природные газы в изотермических хранилищах, обеспечивает снижение энергозатрат на отопление зданий и сооружений.

Энергоэффективность теплоизоляционных конструкций, их надежность и долговечность прежде всего зависят от эксплуатационных характеристик теплоизоляционных материалов, применяемых в конструкциях в качестве теплоизоляционного слоя.

Номенклатура отечественных теплоизоляционных материалов, предназначенных для тепловой изоляции трубопроводов, не слишком разнообразна и представлена традиционно применяемыми матами минераловатными прошивными безобкладочными или в обкладках из металлической сетки, стеклоткани или крафт-бумаги с одной или двух сторон ГОСТ 21880-94, ТУ 36.16.22-10-89, ТУ 34.26.10579—95 и др.), изделиями минераловатными с гофрированной структурой для промышленной тепловой изоляции  (ТУ 36.16.22-8-91), плитами теплоизоляционными минераловатны-ми на синтетическом связующем плотностью от 50 до 125 кг/м (ГОСТ 9573-96), изделиями из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-95). Для изоляции трубопроводов с температурой до 130 "С применяются скорлупы из трудногорючего фенольно-резольного пенопласта ФРП-1 (ГОСТ 22546-77) и скорлупы из пенополиуретана. Для изоляции трубопроводов с температурой от 400 до 600 С в качестве первого слоя многослойной теплоизоляционной конструкции применяются жесткие формованные известково-кремнеземистые изделия (скорлупы и сегменты по ГОСТ 24748-81) и перлитоцементные скорлупы (ТУ 36.16.22-72-96).

Высокими монтажными и эксплуатационными свойствами характеризуются минераловатные цилиндры для трубопроводов диаметром от 18 до 273 мм при толщине теплоизоляционного слоя от 2<SSo мм, выпускаемые по ТУ 5762-010-45757203-01 ЗАО «Минвата» (г. Железнодорожный Московской области).

Наряду с высокотехнологичными теплоизоляционными конструкциями для трубопроводов на основе формованных изделии (цилиндры, полуцилиндры, сегменты) из минеральной и стеклянной ваты, для изоляции трубопроводов находят применение и менее индустриальные конструкции, требующие больших трудозатрат при монтаже, на основе полотна холстопрошивного стекловолок-нистого ПСХ-Т (ТУ 6-48-97-93) или иглопробивного ИПС-Т-1000 (ТУ 6-00209775.051-95), теплоизоляционных шнуров (1ОС1 1 / /У-83, ТУ 34-26-10258-86) или безобкладочных минераловатных или стекловолокнистых матов.

Для трубопроводов холодной воды и трубопроводов с отрицательными температурами теплоносителя из теплоизоляционных материалов отечественного производства применяются заливочный пенополиуретан(ОСТ6-55-455-90)искорлупы из пенополир(ма ПСБ-С. Оба материала относятся к группе горючих. Для этой цели используются также конструкции на основе мине-паловатных и стекловолокнистых материалов с пароизоляционным слоем, характеризующиеся невысокой теплотехнической эффективностью и долговечностью.

Высокими эксплуатационными и монтажными свойствами обладают упомянутые выше цилиндры производства ЗАО «Минеральная Вата» (ТУ 5762-010-45757203-01). Очевидные преимущества этих изделий (формостабильность, низкая теплопроводность, по-жаробезопасность, индустриальность в монтаже, надежность в эксплуатации и долговечность) в конечном итоге, несмотря на относительно высокою стоимость, должны привести к росту применения этих изделий для изоляции трубопроводов промышленных предприятий, тепловых сетей канальной прокладки и трубопроводов горячего водоснабжения, в том числе в подвалах и на чердаках жилых и общественных зданий. Следует указать, что трудозатраты и сроки монтажа конструкций с применением цилиндров существенно ниже, чем конструкций с применением рулонных и шнуровых теплоизоляционных материалов, что в значительной степени компенсирует высокую стоимость самого теплоизоляционного материала. Применение изделий высокого качества обеспечит высокую эффективность теплоизоляционных конструкций без дополнительных затрат на ремонт в течение срока, соизмеримого со сроком службы трубопроводов.

Для изоляции трубопроводов диаметром 273 мм и более ЗАО «Минвата» производит гидрофобизированные маты из минеральной ваты на синтетическом связующем марки «ТЕХ МАТ» (ТУ 5762-007-4575203-00).

Теплоизоляционные изделия из стеклянного штапельного волокна, характеризующиеся низкой плотностью и температурой применения до 180 °С, рекомендуется применять для трубопроводов надземной прокладки, в том числе тепловых сетей.

Перспективными материалами для этой цели являются теплоизоляционные изделия «URSA», которые выгодно отличаются умеренной ценой и высоким качеством.

Улучшение качества отечественных минераловатных теплоизоляционных материалов связано с модернизацией существующих производств, введением новых технологических линий, использованием качественного сырья, отказом от применения в производстве доменных шлаков. Реализация этих мероприятий позволяет наладить производство высококачественных изделий из минеральной ваты из горных пород с толщиной волокна 5—6 мкм. Такие изделия выпускаются Волгоградским заводом теплоизоляционных изделий АО «Термостепс», ЗАО «Минеральная Вата», Назаровским ЗТИ (Красноярский край), АООТ «Тизол» (г. Нижняя Тура). Высокое качество имеют и изделия, выпускаемые на одном из лучших заводов по производству минераловатных изделий «Изоплит» (г. Тверь).

Результаты теплофизических испытаний этих материалов показывают, что они имеют коэффициенты теплопроводности существенно ниже значений, указанных в государственных стандартах и технических условиях на эти материалы.

При подземной бесканальной прокладке трубопроводов тепловых сетей наряду с традиционными видами изоляции из армопенобетона, битумоперлита и битумовермикулита, имеющими относительно высокие коэффициенты теплопроводности, все более широко внедряется высокоэффективная теплоизоляция из заливочного пенополиуретана в конструкциях типа «труба в трубе» с прочной оболочкой из полиэтилена. Наиболее широкое применение эти конструкции получили в г. Москве [84].

Тепловые сети ОАО «Мосэнерго» с 1995 года начали вести бесканальную прокладку теплотрасс с предызолированными в заводских условиях трубопроводами в ППУ-изоляции. К настоящему времени тепловые сети Мосэнерго имеют на балансе более 200 таких теплотрасс протяженностью от нескольких десятков метров до нескольких километров с общей протяженностью трубопроводов более 100 км. Примерно такое же количество теплотрасс находится на стадии проектирования и монтажа.

Бесканальная прокладка осуществляется по технологиям трех основных фирм: это датское отделен ие компании «АББ АЙ СИ Мюллер» (ABB Alstom Power), совместное американско-российское предприятие «Мосфлоулайн» и немецкая фирма «Маннесман-Зейферт». Подземные бесканальные теплотрассы с ППУ-изоляцией в сравнении с канальной и бесканальной прокладкой с использованием традиционных теплоизоляционных материалов обеспечивают значительное снижение тепловых потерь и увеличение ресурса эксплуатации трубопроводов за счет предотвращения или снижения интенсивности процессов коррозии на наружной поверхности трубы.

Как известно, процессы коррозии интенсивно протекают при контакте металлических поверхностей с водой, содержащей растворенный кислород. Снижение интенсивности коррозии наружной поверхности трубы достигается за счет надежной герметизации ППУ-изоляции, а внутренней — путем снижения концентрации кислорода в сетевой воде.

Нанесение ППУ-изоляции на трубы и запорное оборудование в заводских условиях, а также строгое соблюдение технологии изоляции сварных швов при прокладке трубопроводов гарантируют надежную гидроизоляцию трубопроводов. Для контроля надежности этой изоляции в процессе эксплуатации теплотрассы трубопроводы оборудованы системой сигнализации (система оперативного дистанционного контроля). Непрерывный контроль технического состояния подземных бесканальных теплотрасс позволяет оперативно устранять повреждения ППУ-изоляции, сократить продолжительность контакта наружной поверхности трубы с грунтовыми водами, что в конечном итоге ограничивает до минимума интенсивность коррозионных процессов на наружной поверхности труб.

Проблемы коррозии внутренней поверхности труб определяются в основном водно-химическим режимом и свойствами металла, из которого изготовлен трубопровод.

В системе Мосэнерго существуют нормы, которые регламентируют основные показатели качества сетевой и подпиточной воды, обеспечивающие минимальную интенсивность коррозионных процессов. Нормируемыми показателями являются: общая жесткость, щелочность, содержание растворенного кислорода, показатель рН.

Свойства металла труб, используемых в тепловых сетях, должны соответствовать требованиям, предъявляемым к трубопроводам, работающим при повышенных температурах (до 150 °С) и давлениях (до 2,5 МПа). В нашей стране наиболее часто для трубопроводов теплосетей используется сталь марки Ст.З. Реже применяются стали марок Ст. 10, Ст. 15, Ст.20.

Характерные неисправности, классифицированные при статистическом анализе работы теплотрасс с ППУ-изоляцией, в основном сводятся к следующим: коррозионные повреждения стальных труб; дефекты сварных швов; дефекты заделки муфт с ППУ-изоляцией; неисправности в компонентах систем контроля и механические повреждения ППУ-изоляции. Опыт эксплуатации таких теплотрасс в тепловых сетях Мосэнерго показал, что основную долю неисправностей (до 90%) составляют механические повреждения ППУ-изоляции, связанные с внешним механическим воздействием при проведении различного рода земляных работ. При правильной организации строительно-земляных работ и исключении механических повреждений бесканальная прокладка предварительно изолированных в заводских условиях трубопроводов дает несомненный технический и экономический эффект.

Введение новых норм тепловых потерь для трубопроводов тепловых сетей потребовало практически повсеместного перехода на более эффективную ППУ-изоляцию. Реализация новых норм в практике привела к необходимости отказа от таких традиционных для России теплоизоляционных материалов, как битумокерамзит и битумоперлит, а также часто к необходимости закрытия производивших их предприятий.

Такой жесткий нормативный подход к решению проблемы энергосбережения, очевидно, не является экономически оптимальным как для отрасли, так и для экономики в целом. Этот вывод подтверждается практикой, в соответствии с которой традиционные материалы применяются на основании различного рода согласований и распоряжений местных органов.

При выборе теплоизоляционных материалов необходимо учитывать, что значения их теплотехнических характеристик в конструкциях под воздействием монтажных и эксплуатационных факторов существенно отличаются от указанных в технических условиях.

Теплоизоляционные материалы инофирм представлены достаточно обширной номенклатурой: «Rockwool» (Дания), «Partek Paroc Оу АЬ» (Финляндия), «Isover Oy» (Финляндия), «Izomat» (Словакия) — для изоляции трубопроводов с положительными температурами (цилиндры, маты и плиты без покрытия или покрытые с одной стороны металлической сеткой, стеклорогожей, алюминиевой фольгой и т. д.).

Для изоляции систем холодного водоснабжения и трубопроводов с отрицательными температурами предлагаются изделия К-Иех из вспененного синтетического каучука с преимущественно закрытыми порами и температурой применения от —70 до +150 "С, производимые фирмой «L'isolante К-Flex».

Для изоляции надземных и подземных трубопроводов может применяться пеностекло «Foamglas» бельгийской фирмы «Pittsburgh Corning» — формованный материал (скорлупы, сегменты) с закрытыми порами, негорючий, с температурой применения от —260 до +485 °С и высокими прочностными свойствами.

Наибольшее распространение в промышленной теплоизоляции получили теплоизоляционные конструкции на основе жестких (цилиндры, полуцилиндры, плиты), полужестких (плиты) и мягких (плиты, маты) теплоизоляционных изделий из минерального и стеклянного волокна

 

К содержанию книги:  Теплоизоляция. Теплоизоляционные конструкции

 

Смотрите также:

 

 Классификация теплоизоляционных материалов - совелит, вспученные ...

Классификация теплоизоляционных материалов и изделий производится по следующим признакам: структуре, форме, виду основного исходного сырья,

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ. Строение и свойства теплоизоляционных материалов ...

Обычно пористость теплоизоляционных материалов более 50 %, а некоторые наиболее эффективные теплоизоляционные материалы, например ячеистые пластмассы,

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ легкие пористые материалы, имеющие ...

К теплоизоляционным материалам относятся легкие, обычно пористые материалы, .... В качестве теплоизоляционного материала используют

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ. Устройство теплоизоляции крыши. Укладка ...

Укладка теплоизоляционных материалов (плит, рулонов, сыпучих утеплителей) не требует особых навыков. Удобны в работе минераловатные плиты

 

 УСТРОЙСТВО ДОПОЛНИТЕЛЬНОЙ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ - газожидкостная установка ...

Для примера такого неудачного расположения теплоизоляционного материала можно ..... По теплоизоляционным материалам набивают дрань и

 

 Теплоизоляционные и акустические материалы

Методика преподавания теплоизоляционных и акустических материалов и изделий ... При изучении конкретных видов теплоизоляционных материалов

 

 Структура и свойства теплоизоляционных материалов ...

Теплоизоляционные свойства материалов зависят также от соотношения объемов воздуха, заключенного в порах, и твердого вещества, входящего в

 

 Теплоизоляционные и звукоизоляционные материалы. перлит. ячеистые ...

К теплоизоляционным материалам предъявляются требования по средней плотности, теплопроводности, био- и огнестойкости, стойкости к действию

 

 Roofmate. Плиты Пеноплекс. Минераловатные плиты Руф Баттс ...

в качестве экологически чистого теплоизоляционного материала для взрыво- и пожароопасных производств;. — на дачных и садовых участках для

 

 МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА И ИЗДЕЛИЯ НА ЕЕ ОСНОВЕ. Неорганические ...

Развитие современного индустриального строительства связа» но с созданием и повышением качества теплоизоляционных материалов. При этом

 

 

 ВИДЫ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ. Теплоизоляционные материалы. Теплоизоляция ...

В тепловой изоляции дом нуждается всегда: зимой, чтобы сохранить тепло, летом, чтобы не пустить его в дом. Тепловая изоляция уменьшает тепловой

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИЯ наружную обшивку и герметизируйте стыки ...

Если ваш дом построен без тепловой изоляции наружных стен, вы можете изолировать их, ... Тепловая изоляция должна быть уложена поверх наружной

 

 Измерение характеристик тепловых труб осуществляется сравнительно ...

Тепловые потери излучением и конвекцией в окружающую среду следует свести к минимуму путем установки тепловой изоляции на наружной

 

 МИНЕРАЛЬНАЯ ВАТА И ИЗДЕЛИЯ НА ЕЕ ОСНОВЕ. Неорганические ...

Однако применение рыхлой минеральной ваты для тепловой изоляции затруднено присущими ей специфическими недостатками. При перевозках и

 

 ТЭЦ. Теплоснабжение зданий различного назначения осуществляется по ...

В последнее время для тепловой изоляции трубопроводов при бесканальной прокладке тепловых сетей применяют монолитную битумоперлитовую изоляцию. ...

 

 Монтаж системы водяного отопления. Радиаторы. Кронштейны

Наиболее распространена тепловая изоляция, где в качестве утеплителя применяют ... Минеральная вата тепловой изоляции поступает с завода в виде

 

 ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ И АКУСТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ поропласты из ...

Строительные материалы для тепловой изоляции ограждающих конструкций зданий, промышленного и энергетического оборудования и трубопроводов

 

 ВСПУЧЕННЫЙ ПЕРЛИТ И ИЗДЕЛИЯ НА ЕГО ОСНОВЕ. Керамоперлитовые ...

Керамоперлитофосфатные изделия на фосфатном связующем применяют для тепловой изоляции печей и оборудования с температурой до 1150°С, в том

 

 Изоляция

Ниши радиаторов должны иметь тепловую изоляцию во избежание больших тепловых потерь. Эффект изоляции повышается, если на теплоизоляционные

 

 Пенополивинилхлорид ППВХ. Пенополиуретан ППУ. Мипора ...

Пеноизол. Пеноизол используется в тепловой изоляции в качестве прокладочного слоя предохраняющих конструкций, а также для утепления полов, стен,