Эффективная теплоизоляция трубопроводов: пути решения

Содержание

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.

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:

ключевые характеристики материалов теплоизоляции.png

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.

цилиндр Технониколь.png

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.

Теплоизоляция «Магнитерм» — жидкий утеплитель для комфорта вашего дома

Современный утеплитель «Магнитерм» резко отличается от аналогов как свойствами, так и формой. Дело в том, что это уникальная новинка рынка – жидкая теплоизоляция, которая наносится на поверхность тонким слоем и внешне выглядит как обычная краска. В реальности «Магнитерм» представляет собой целую систему, включающую полимерные компоненты и обеспечивающую надежную защиту дома от холода.

  • Из чего делают «Магнитерм»?
  • Разновидности «Магнитерм»
  • Положительные свойства продукции
  • Сферы применения
  • Как наносить материал

Из чего делают «Магнитерм»?

Состав жидкой теплоизоляции довольно необычен. Эта многокомпонентная смесь содержит особые вакуумные микросферы на силиконовой основе, которые отвечают за создание энергосберегающего слоя. Также материал включает другие вещества:

  • акриловое связующее;
  • противогрибковые добавки (фунгициды);
  • антикоррозионные средства;
  • пластификаторы и т. д.

Состав жидкой теплоизоляции

Все компоненты работают в тандеме и после завершения полимеризации образуют сверхпрочный слой с высокой влагостойкостью, который обладает почти нулевой теплопроводностью. Это свойство позволяет применять «Магнитерм» для организации теплоизоляции разных конструкций.

Разновидности «Магнитерм»

Жидкая теплоизоляция «Магнитерм» выпускается в нескольких разновидностях, которые неодинаковы по назначению:

  1. «Магнитерм Фасад» — применяется для обработки фасадов, а также оснований из кирпича, бетона, мрамора, оргстекла, древесины. Обладает увеличенной вязкостью, не стекает с вертикальных стен.
  2. «Магнитерм Норд» — имеет высокую силу сцепления с поверхностями, стойкая к действию щелочей. Хорошо работает даже при сниженных температурах (до -60 градусов).
  3. «Магнитерм Стандарт» — применяется для теплоизоляции различных трубопроводов.
  4. «Магнитерм Антипирен» — защищает конструкции от разрушения, подходит для снижения пожарной опасности строений.
  5. «Магнитерм Антикор» — предназначена для металлических оснований. Защищает металл от ржавления, может служить грунтовкой под краску.
  6. «Магнитерм Биоцид» — содержит повышенное количество антисептиков, идеальна для помещений с высокой влажностью.
  7. «Магнитерм Антиконденсат» — уменьшает теплопотери в трубопроводах, исключает их промерзание.
  8. «Магнитерм +600» — состав универсального назначения, легко выдерживает повышенные температуры.

Положительные свойства продукции

Эффективность жидкой теплоизоляции очень высока.

Важно! Слой в 1 мм обеспечивает ту же защиту, что и минеральная вата толщиной в 5 см, при этом обладает явным преимуществом – не сокращает полезной площади стен и не вызывает лишней нагрузки на несущие конструкции.

Сравнение теплопроводности материалов

«Магнитерм» может наноситься при температурах от -30 до +150 градусов, поэтому подходит для работы в любое время года. Диапазон температур эксплуатации также велик (-60…+600 градусов), что значительно расширяет сферу применения.

Прочие достоинства теплоизоляции:

  • возможность нанесения на любые основания сложной формы и конфигурации, при наличии искривлений, в том числе и на трубы;
  • наличие антисептиков и фунгицидов в составе, исключение риска появления грибка, плесени;
  • препятствование образованию конденсата даже при температурных перепадах;
  • применение снаружи и внутри помещений;
  • отсутствие потребности в специальных знаниях и навыках при нанесении;
  • легкость отделочных работ после высыхания, возможность окрашивать, штукатурить;
  • безопасность, соответствие международным сертификатам;

  • значительное снижение трудоемкости и стоимости теплоизоляции по сравнению с использованием традиционных материалов (на 25-40%);
  • возможность колеровки составов, эстетичный внешний вид;
  • высокая ремонтопригодность;
  • отличные показатели адгезии с большинством строительных материалов;
  • применение в новостройках благодаря отсутствию растрескивания при усадке зданий;
  • стойкость к действию ультрафиолета, влаги, долговечность.

Сферы применения

«Магнитерм» широко используется в промышленности и энергетике, строительстве и ЖКХ, а также в быту. Основные направления эксплуатации составов для утепления и защиты от коррозии:

  • фасады, крыши зданий;
  • газо-, водо- и паропроводы;
  • бойлеры, котлы;
  • холодильные камеры;
  • компрессоры;
  • нефтяные резервуары;

Теплоизоляция трубопроводов

  • внутренние перегородки;
  • гаражи;
  • склады и ангары;
  • перекрытия;
  • фундаменты;
  • балконы, лоджии;
  • межпанельные швы;
  • теплообменники;
  • подвалы;
  • оконные откосы.

Как наносить материал

Для работы можно применять краскопульт, валик, кисть. Поверхности очищают от грязи, пыли, расшивают и заделывают трещины, сколы, выбоины, после чего обрабатывают основание акриловым грунтом в 2 слоя.

На заметку! Материал используют в готовом виде, если температура основания не превышает +90 градусов. В противном случае его разводят водой и аккуратно перемешивают вручную.

Теплоизоляцию наносят слоями толщиной не более 1 мм. Первый слой сушат в течение суток и только потом выполняют второй слой с тем же временем сушки. Готовое покрытие должно составлять не менее 3 мм, но может быть и большим по толщине (по желанию).

Нанесение жидкой теплоизоляции

Нанесение жидкой теплоизоляции

После полного высыхания конструкции шпаклюют или окрашивают. На настоящий момент теплоизолирующее покрытие «Магнитерм» является одним из самых эффективных, качественных и недорогих с учетом конечной суммы. Оно действительно снижает потери тепла, уменьшает затраты на отопление и делает дом более уютным и комфортным.

Нихром в изоляции. Конструкции и типы проводов, применение

  • более эффективно использовать физические и механические свойства нихрома;
  • повысить технические и эксплуатационные характеристики кабеля;
  • расширить сферу применения нагревателя.

Катушки с нихромом в изоляции

Рисунок 1. Катушки с нихромом в изоляции.

Конструкция нагревательного кабеля

Конструктивно гибкий изолированный нагреватель состоит из двух обязательных элементов: центральной токоведущей жилы и термостойкой электроизоляционной оболочки. Толщина покрова оболочки зависит от сечения жилы и назначения кабеля. Сечение жилы регламентируется маркой провода. Подобная конструктивная схема характерна для большинства одножильных нагревательных проводов из прецизионных сплавов с высоким электрическим сопротивлением.

Нихром в изоляции из стеклонити

Рисунок 2. Нихром в изоляции из стеклонити.

Материалы изоляции

  • нагревостойкость;
  • линейная плотность;
  • эластичность (стойкость к многократным изгибам);
  • механическая прочность;
  • способность сохранять стабильность форм без усадки при высоких температурах;
  • сопротивление деформации при сжатии;
  • стойкость к высоковольтному пробивному напряжению.

Виды изоляции

Эмалевую оболочку производят на основе полимезированных масел из растительного сырья, поливинилацеталевых (винифлакс) и полиэфирных смол. Нанесение эмали на провод производится на эмалировочных станках. Изоляция ПВХ изготавливается из поливинилхлоридного пластиката. Нанесение полимерной изоляции на токоведущую нихромовую жилу осуществляется методом экструзии. При создании высоконагревостойкой изоляции нагревательных проводов, где нихром выступает в качестве токоведущей жилы, используют нити из неорганических стекловолокнистых материалов. Наиболее широко применяется стеклонить (одинарная и двойная), кварцевая нить (из кварцевых волокон) и кремнезёмная нить (кремнезём). Нити изоляции плотно и равномерно навиваются в один или несколько слоёв непосредственно на жилу с круглым (нихромовая проволока) или прямоугольным (нихромовая лента) сечением.

Нихром в изоляции из кремнеземной нити

Рисунок 2. Нихром в изоляции из кремнеземной нити.

Сравнение нагревостойкости разных видов изоляции

Нагревостойкость изоляции является ключевым параметром нагревательного провода, поскольку от неё зависит способность провода эффективно и безопасно выполнять свои функции длительное время при высоких температурах нагрева токоведущей жилы. Нагревостойкость эмалевой изоляции (максимальная рабочая температура) составляет 220°С, для ПВХ это значение равняется 70°С. Стекловолоконная изоляция способна работать при температурах проводника до 1200°С, превосходя при этом по запасу прочности и эластичности другие изолирующие материалы, в связи с чем гибкий изолированный нагреватель с оболочкой из стеклянных нитей сегодня наиболее востребован в самых разных отраслях народного хозяйства.

Производство высоконагревостойкой стекловолоконной изоляции

Технологии производства стеклянной, кварцевой и кремнеземной нити очень схожи, поскольку все они изготавливаются на основе стеклянных волокон. Разница заключается в химическом составе стеклянных заготовок, а главное — в процентном содержании диоксида кремния SiO2 (кварца), который, как известно, является основным компонентом стекла.

Выработка стеклянного волокна осуществляется в электропечах из расплава алюмосиликатной или алюмоборосиликатной стекломассы или стеклогранул. Кварцевые волокна производят точно так же, как и стеклянные, путём расплава заготовок (стержней) из прозрачного кварцевого магнийалюмосиликатного стекла, содержащего не менее 99,5-99,9% SiO2, а кремнезёмное волокно получают из натрийалюмосиликатного стекла, обогащённого до 94-96% тугоплавкими оксидами кремния.

Расплавленная в электропечи стекломасса пропускается через прядильные фильеры (специальные металлические пластины с отверстиями), которые формуют тонкие элементарные нити, похожие на шёлковые. После их охлаждения, берётся пучок с определенным количеством элементарных нитей и плотно скручивается в готовую одиночную нить (стренгу) с заданным количеством правых или левых оборотов (обычно 100-150) на 1 метр длины. В зависимости от количества используемых в скрутке пучков, одиночные нити бывают одинарного и двойного плетения.

Улучшение технических характеристик стекловолоконной изоляции

На этапе соединения в готовую одиночную нить стеклянные волокна подвергаются поверхностной обработке замасливателями (пропитками). Замасливатели представляют собой жидкие технологические смеси, включающие в себя клеящие, пластифицирующие и смазывающие компоненты, которые в сухом состоянии защищают нити и изготовленные из них кабельные оболочки от расслоения, перетирания, препятствуют усадке, снижают влагопоглощение и т.п.

Сравнительный обзор видов стекловолоконной изоляции

Все стекловолокна обладают очень низкой диэлектрической проницаемостью, имеют высокий показатель прочности на растяжение, превышающий аналогичную характеристику стальной проволоки, высокую скорость нагрева и охлаждения. Между тем, несмотря на незначительную, на первый взгляд, разницу в химическом составе и содержании оксида кремния, физические характеристики стеклонитей и изолирующих оболочек нихромовых проводов имеют ряд заметных отличий в плане термостойкости.

Долговременная рабочая температура оболочки из кварцевых волокон (ТУ 5952-196-05786904-200) равна 1200°С, а температура кратковременной эксплуатации может достигать 2000°С. Интересно, что механическая прочность кварцевой нити по мере нагрева до 1200°С постепенно растёт, становясь на 50—60% прочнее, чем при комнатной температуре. В свою очередь усреднённая температура долговременного применения кремнезёмной оболочки (ТУ 5952-148-05786904-99) равна 1000°С, а оболочка из стеклонити марки ВМПС (двойная нить, ТУ 6-48-117-94) способна эффективно функционировать при температурах до 600°С.

Типы проводов

Высокотемпературные электронагревательные провода в любой изоляции можно условно разделить на два типа по форме сечения токоведущей жилы: круглые и ленточные. Для круглого провода используется нихромовая проволока диаметром от 0,1 до 2,0 мм. Для ленточного провода применяется нихромовая лента толщиной от 0,09 до 0,2 мм и шириной от 2 до 16 мм.

Характеристики нагревательных проводов из нихрома

Для производства гибких изолированных нагревателей в качестве токоведущей жилы применяется нихром Х20Н80 (ГОСТ 8803-89 и ТУ14-1-3224-81), Х20Н80-Н (ГОСТ 12766.1-90), Х15Н60 (ГОСТ 8803-89 и ТУ12766.1-90), Х15Н60-Н (ГОСТ 12766.1-90). Нихром данных марок характеризуется чрезвычайной жаропрочностью и стабильностью механических свойств, как при низких, так и при высоких температурах до 950-1380°С, в том числе при частом нагреве и остывании. Сплав пластичен, не магнитится и не корродирует.

Покрытие нихрома стекловолоконной изоляционной оболочкой позволяет получить уникальный продукт с важными дополнительными характеристиками. Поскольку стекло не проводит электрический ток, изоляция из стекловолокна надёжно изолирует нихром от пробоя на корпус обогреваемого объекта (пробивное напряжение изоляции не менее 1250 В) и защищает проводник от локального перегрева. Греющий нихромовый провод в оболочке отличает высокая гибкость и устойчивость к многократным перегибам, что позволяет наматывать его вокруг объектов сложной формы.

Круглый кабель может навиваться на объект витками с минимальным радиусом изгиба от 10 диаметров самого кабеля, а ленточный — витками радиусом от 20 толщин кабеля. Благодаря исключительной эластичности стекловолоконной изоляции и пластичности нихрома, провод можно многократно перемонтировать. При хранении и транспортировке его легко свернуть в компактные бухты, так что в отличие от жёстких проводов, он может иметь большую строительную длину.

Области применения нихромовых проводов в стекловолоконной оболочке

Высокотемпературный кабель в изоляции из стеклянного волокна используют в качестве фиксированного нагревателя цилиндров и фильерных пластин (головок экструдера) для формовки полимеров, для поддержания температуры вязких рабочих сред в трубопроводах и ёмкостях, для обогрева строительных конструкций. Также гибкий изолированный нагреватель применяется для нагрева лабораторных и промышленных сушильных установок, стерилизаторов, и многих других технических устройств теплового воздействия.

телефоны:
8 (800) 200-52-75
(495) 366-00-24
(495) 504-95-54
(495) 642-41-95

Источник https://teplo.tn.ru/catalog/tehn-izol/stati/1359-jeffektivnaja-teploizoljacija-truboprovodov-puti-reshenija/

Источник https://kraska.guru/specmaterialy/drugie-pokrytiya/magniterm.html

Источник https://www.metotech.ru/art_nihrom-izol_1.htm