Тепловая изоляция трубопроводов.Типы тепловой изоляции труб. — Статьи

Перед тем, как выбирается тепловая изоляция трубопроводов, учитываются все их конструктивные особенности, возможность воздействия атмосферных явлений, ориентация в пространстве, а также целевое назначение теплоизоляции.

 

Для чего предназначается тепловая изоляция труб

Тепловая изоляция трубопроводов необходима для того, чтобы снижать величины тепловых потоков различных объектов. Благодаря защитно-покровной оболочке изоляции, гарантируется сохранность данного слоя в условиях эксплуатации, производя его защиту от большинства факторов внешнего воздействия, которыми являются: атмосферные осадки, пульсирующие ветровые нагрузки и другие.

 

Что касается промышленности, то тепловой изоляции уделяется достаточно большое внимание, так как ее считают одним из самых важных конструктивных элементов сооружений. Это обусловлено тем, что помимо своей основной функции, которая заключается в том, чтобы снижать потери энергии при взаимодействии с окружающей средой, тепловая изоляция трубопроводов также обеспечивает необходимый тепловой режим.

 

Что такое тепловая изоляция оборудования и трубопроводов

При помощи тепловой изоляции оборудования и трубопроводов определяется техническая возможность, а также экономическая эффективность возможности реализации различных технологических процессов. Ее широко применяют в таких отраслях промышленности как: химическая, нефтеперерабатывающая, пищевая, металлургическая. Но наибольшее распространение тепловая изоляция трубопроводов получила в энергетике, где объекты тепловой изоляции также представлены паровыми котлами, газовыми и паровыми турбинами, баками аккумуляторами для хранения горячей воды, теплообменниками и дымовыми трубами.

 

Рассмотрев то, как используется тепловая изоляция в промышленности, можно увидеть, что она используется на горизонтальных и вертикальных технологических аппаратах, насосах, теплообменниках и резервуарах для хранения нефтепродуктов и воды. К тепловой изоляции и к ее эффективности предъявляются достаточно высокие требования, касательно криогенного и низкотемпературного оборудования.

 

Теплоизоляционные конструкции и требования, которые к ним предъявляются

Когда происходит монтаж, а также непосредственно при эксплуатации, все теплоизоляционные конструкции очень сильно подвержены вибрационным, температурным, механическим, а также влажностным воздействиям, исходя из которых из составляется перечень необходимых требований к тепловой изоляции.

Требования, которые предъявляются к теплоизоляционному материалу и конструкции:

• Долговечность и эксплуатационная надежность;
• Экологическая и пожарная безопасность;
• Теплотехническая эффективность.

 

Сведения о СНиП изоляции

Строительные нормы и правила (СНиП) являются нормативными документами. Они широко распространены в производстве, а также на приемке работ касательно изоляционных, отделочных и защитных покрытий различных сооружений, а также полов зданий.

 

Благодаря такому виду документации как СНиП, изоляция трубопроводов выполняется четко по всем возможным стандартам плотности, а также по коэффициентам теплопроводности для самых разных их типов. Вот к примеру, если изолируемая поверхность имеет температуру, которая не превышает 12°С, то исходя из основных требований строительных норм и правил, нужно чтобы в тепловой изоляции трубопроводов присутствовал пароизоляционный слой. Если же поверхность не имеет определенного температурного режима и он очень часто колеблется, то нужно производить специальную процедуру расчета, которая необходима для того, чтобы исключить накопление большого количества влаги в теплоизоляционном слое.

 

Как происходит расчет изоляции трубопроводов

Для того, чтобы выбрать подходящий утеплитель, сначала нужно выполнить расчет изоляции трубопроводов. Это необходимо для того, чтобы определить толщину, оптимальный материал, а также плотность изоляции. При рассчете принимаются во внимание несколько факторов, таких как:

— допустимая нагрузка;

— температура окружающей среды;

— возможность возникновения вибраций;

— температура изолируемой поверхности;

— механические воздействия;

— устойчивость к деформации;

— теплопроводность.

Но помимо всех вышеперечисленных факторов, при расчете изоляции трубопроводов нужно учитывать нагрузки, которые создает вышележащий грунт и транспортные средства.

Если перейти от теории к практике, то расчет происходит в точном соответствии с теми формулами, которые используются как при нестационарной, так и при стационарной передачи тепла через самые разные виды стенок.

 

Сам же расчет на теплоизоляцию трубопроводов нужно искусственно адаптировать ко всем конкретно взятым рабочим условиям, к которым относятся: материалы, используемые для того, чтобы производить теплоизоляцию непосредственно к сезонным перепадам температуры во внешней среде, а также влажность, при влиянии которой, значительно ускоряется теплообмен и соответственно снижается эффективность конкретно взятых типов материалов для проведения изоляции.Используя все инженерные данные, которые предоставляют профессиональные компании, в будущем с их помощью может быть улучшена изоляция трубопроводов.

 

Требования, которые влияют на правильный выбор наиболее оптимального изоляционного материала

1. Сжимаемость;
2. Плотность;
3. Негорючесть;
4. Паронепроницаемость;
5. Возможность водоотталкивания и водопоглощения;
6. Уровень звукоизоляции;
7. Теплопроводность.

 

Основные показатели толщины изоляции трубопроводов

Для того, чтобы определить минимально допустимую толщину теплоизоляции трубопровода и некоторого вида оборудования необходимо отталкиваться от нормативных документов, в которых указывается необходимая плотность теплового потока. Также в СНиП, можно найти формулы для расчетов и собственно алгоритмы их решения.Для того же, чтобы была определена минимальная толщина изоляции трубопроводов, необходимо использовать при расчетах предельно допустимые значения потерь тепловой энергии.

 

Трубопроводы в ППУ изоляции

Трубы в ППУ (полиуретан) изоляции в основном используются для того, чтобы прокладывать тепловые сети в надземных и бесканальных средах. Такие трубы изготавливаются при помощи внедрения самых новых технологий и материалов высочайшего качества, которые заблаговременно проходят огромное количество испытаний.

 

Пенополиуретан используется для того, чтобы снизить тепловые потери и обеспечить долговечность теплоизоляционного материала. В его основу входят два экологически чистые химические компоненты под названием Воратек CD 100, а также Изолан-345. К главному преимуществу материала ППУ относятся высокие теплоизоляционные свойства по сравнению с минеральной ватой.

 

Как контролируется качество изоляционного покрытия

Контролировать состояние защитного изоляционного покрытия необходимо как в процессе монтажа, так и при непосредственной эксплуатации трубопроводов. То, насколько эффективно происходит защита от коррозии, а также ее цена, зависят от того, насколько правильно был выбран тип покрытия, его качество и основные свойства. Если защитное покрытие очень низкого качества, то соответственно увеличится количество расходов уже на электрохимическую защиту.

 

Для того, чтобы в дальнейшем обеспечивалось самое высокое качество защиты, необходимо при нанесении производить детальный контроль за покрытием. Необходимо контролировать каждую стадию, начиная от очистки поверхности трубопровода от различного вида загрязнений, заканчивая контролем толщины, а также сплошности наносимого покрытия.

 

Также нужно заранее очень точно выявить место дислокации возникшего дефекта в изоляционном покрытии трубопроводов, после того, как он был уложен в траншею и сверху засыпан. Если дефекты, которые появляются в процессе эксплуатации являются достаточно крупными, то их нужно немедленно устранить, так как подчинить их невозможно.

 

Существуют даже основные требования к наносимому покрытию и выполнению его контроля. Они гласят о том, что любое из защитных покрытий, целью которого является обеспечение защиты наружной поверхности от влияния коррозии, нужно наносить только на ту поверхность, которая была заранее подготовленной. В защитном покрытии должны быть в наличии достаточные адгезионные свойства, для того, чтобы под покрытием не образовалась влага, а также для того, чтобы поверхность стала более вязкой, во избежание сильного растрескивание в эксплуатации.

 

 

Любое копирование данной статьи возможно, при условии размещения прямой гиперссылки на сайт s-k-s. ru

ТЕРМОИЗОЛЯЦИЯ ТРУБОПРОВОДОВ

10 Сентября 2016

Несложные расчеты показывают, что наружная площадь поверхности труб большинства трубопроводных комплексов  теплоносителей или хладагентов очень велика и настолько же велики энергетические потери  этого компонента любой тепловой установки. Вот почему предусмотрительные пользователи и владельцы таких установок всегда уделяют самое пристальное внимание состоянию тепловых сетей, в частности – качеству  теплоизоляции.

Контроль качества теплоизоляции трубопровода

Проверка состояния теплоизоляции трубопровода выполняется в обычном порядке, предусмотренном методиками неразрушающего контроля:

1. Изучение документации объекта
2. Визуальный осмотр и измерения
3. Инструментальные обследования
4. Составление отчета, формирование выводов и рекомендаций.

Особенности каждого объекта могут внести коррективы в такую общую схему. К примеру, явное аварийное состояние теплоизоляции может позволить сделать вывод о нецелесообразности ее дальнейшей эксплуатации и отсутствии необходимости в дальнейших инструментальных обследованиях.

Визуальный осмотр позволяет отметить места, где потребуется более внимательное инструментальное обследование. Для этой инструментальной стадии применяются специальные инструменты и аппаратура.

Один из основных приборов  – толщиномер. В нашей лаборатории неразрушающего контроля используются толщиномеры разных конструкций, применяемые для различных видов изоляции. Задача такого аппарата – быстро определить толщину покрытия трубопровода. Замеры делаются по точкам, назначенным с определенным шагом для получения полной информации о толщине изоляции на обследуемом отрезке трубопровода.

Современная теплоизоляция трубопровода долгое время не будет требовать сервиса

Возможно применение тепловизора – этот аппарат покажет участки поверхности изоляции с повышенной температурой. Какое именно инструментально обследование нужно провести в первую очередь, показывают результаты визуального обследования.

Использование адгезиметра позволяет оценить надежность сцепления (адгезии) массы термоизоляции с трубой. Некоторые места, где  адгезия нарушена, удается определить простукиванием.

Существуют специальные приборы для оценки качества внешней поверхности теплоизоляции труб, в том числе – шероховатости. Этот показатель важен из-за большой общей площади утеплителя, от которого требуется обеспечить максимально возможную теплоизоляцию.

Все обследования теплоизоляции трубопроводов подземного расположения многократно усложняются отсутствием доступа к объекту.  Важную  роль в контроле теплоизоляции подземной трассы может играть тепловизионный контроль, который может определить участок поверхности земли с повышенной температурой. Сложность доступа к подземной магистрали вынуждает выполнять контроль качества изоляции только в случае явных экстремальных теплопотерь на трассе.

Сложность и дороговизна раскрытия подземной трассы теплоносителя объясняет, почему выгодно не ремонтировать старую трассу, а укладывать новую. Теплоизоляция современных труб обладает достаточной надежностью и долговечностью, чтобы в обозримой перспективе не заниматься поиском дефектов.

Типы изоляции труб (с PDF-файлом) – Что такое трубопровод

Изоляция труб – это материалы или комбинации материалов, обернутые вокруг трубы, которые замедляют поток тепловой энергии. Изоляция труб значительно снижает потери энергии и тем самым снижает затраты на энергию. Трубопровод должен быть изолирован в соответствии с классом изоляции, рабочей температурой и толщиной изоляции, указанными в P&ID.

Функции изоляции труб

Система изоляции труб служит трем основным целям:  

1. значительное снижение теплопередачи тепловой энергии на поверхность и с поверхности трубопроводной системы (сохранение тепла). Таким образом, изоляция трубопроводов экономит энергию.
2. предотвращение образования и накопления влаги на поверхности трубопроводной системы из-за конденсации на холодных поверхностях (холодная изоляция) .
3. предотвращение потенциально опасного контакта персонала с поверхностью открытой трубопроводной системы (Индивидуальная защита) .

Однако изоляция трубопроводов имеет ряд других преимуществ, перечисленных ниже.

• Изоляция трубопроводов облегчает температурный контроль технологического процесса.
• Предотвращает поток пара и конденсацию воды на холодных поверхностях.
• Повышение эффективности работы систем отопления/охлаждения, энергоснабжения и технологических систем.
• Уменьшение серьезных повреждений трубопровода во время пожара или аварии.
• В значительной степени предотвращает выброс загрязняющих веществ в атмосферу.
• иногда Изоляция с паровым/электрическим обогревом, регенерационная изоляция, кожух и т. д. используются в соответствии с требованиями процесса/лицензиара.
• Огнезащита, противопожарная защита и звукоизоляция (для поглощения вибрации) предоставляются на основе спецификаций проекта/требований ITB.

Рис. 1: Изоляция горячих и холодных труб

Типы изоляции труб

Изоляцию труб можно классифицировать на основе различных параметров, таких как

• На основе функции изоляции труб
  • Горячая изоляция
  • Холодная изоляция
  • Изоляция личной защиты
  • Акустическая изоляция
• На основе изоляционных материалов
  • Фиброзной изоляции
  • Cellular Isloulation
  • Гранилярная изоляция
  • 41414141111111111 гг. изоляции

    Горячая изоляция

    Горячая изоляция наносится на горячие поверхности трубопроводной системы для предотвращения потока энергии от протекающей жидкости. Таким образом, основной целью теплоизоляции трубопроводов является сохранение тепла. Минеральная вата, стекловата, силикат кальция и т. д. обычно используются в качестве теплоизоляционного материала.

    Изоляция для холода

    Изоляция для холода — это изоляция, используемая на холодных поверхностях трубопроводной системы для предотвращения поступления тепла извне (сохранение холода) или для предотвращения конденсации. Пенополиуретан, вспененный перлит, пенополистирол и т. д. являются широко используемыми холодными изоляционными материалами.

    Изоляция для индивидуальной защиты

    Изоляция для индивидуальной защиты предназначена для предотвращения тепловых травм. Все открытые поверхности трубопроводов, температура которых превышает 65°С, снабжены изоляцией для индивидуальной защиты. Участки, недоступные для строителей или обслуживающего персонала, могут быть оставлены открытыми. В качестве изоляционного материала для индивидуальной защиты используется металлическая решетка с открытой сеткой (рис. 2), минеральная вата и т.п.

    Критерием индивидуальной защиты является то, что открытые поверхности, расположенные в пределах 600 мм по горизонтали или 2100 мм по вертикали от нормального прохода, прохода или рабочей зоны, должны быть изолированы.

    Объявления

    Звукоизоляция

    Звукоизоляция предусмотрена для всех трубопроводов, которые считаются потенциальным источником звука. Основная цель – снизить шум (вибрацию) до допустимого предела. Минимальная толщина звукоизоляции обычно составляет 75 мм. Акустическая пена, стекловолокно, полиэфирная/полиуретановая пена, каменная вата, массовый винил и т. д. используются в качестве звукоизоляционного материала.

    Рис. 2: Изоляция для индивидуальной защиты на действующем предприятии

    Типы изоляции трубопроводов в зависимости от типа изоляционного материала

    Волокнистая изоляция

    Волокнистая изоляция состоит из волокон малого диаметра, которые тонко делят воздушное пространство. Волокна могут быть перпендикулярны или параллельны изолируемой поверхности, и они могут быть связаны или не связаны друг с другом.

    Обычно для изоляции трубопроводов используются волокна кремнезема, шлаковой ваты, минеральной ваты и алюмосиликата. Среди них стекловолокно и минеральная вата являются двумя наиболее широко используемыми изоляциями для трубопроводов этого типа. Их волокна обычно связаны органическими связующими для структурной целостности.

    Сотовая изоляция

    Сотовый изоляционный материал для труб состоит из небольших отдельных ячеек, отделенных друг от друга. Обычным ячеистым материалом, используемым в качестве изоляции труб, является стекло или пенопласт, такой как пеностекло, фенольная пена или нитриловый каучук.

    Рис. 3: Типовая изоляция трубопроводов для отводов

    Гранулированная изоляция

    Небольшие наросты, содержащие пустоты или пустоты, представляют собой гранулированную изоляцию. Поскольку газ может перемещаться между отдельными пространствами, он не считается настоящим клеточным материалом. Этот тип изготавливается в виде сыпучего или сыпучего материала или в сочетании со связующим и волокнами. Иногда они вступают в химическую реакцию с образованием жесткой изоляции. Силикат кальция и вермикулит являются примерами этих типов изоляции.

    Изоляционный материал для труб

    • Низкотемпературная изоляция часто изготавливается из вспененного ячеистого пластика или пенорезины.
    • Изоляция для умеренных температур производится из продуктов из травяного волокна.
    • Высокотемпературная изоляция изготавливается из предварительно отформованных цементных или огнеупорных материалов или матов из керамических волокон.
    • Изоляционные и вспомогательные материалы не должны содержать асбеста.
    • Обычно в качестве изоляционного материала для труб используются минеральное волокно, пеностекло, керамическое волокно, стекловолокно, полиизоцианурат, пенополиуретан и т.д.

    Следующая таблица содержит подробную информацию о некоторых обычно используемых изоляционных материалах:

    Изоляционные материалы. C

    Минеральная шерсть

    140

    До 700 ° C

    Скала

    140

    До 550 ° C

    140

    До 550 ° C

    140

    до 550 ° C

    140134

    до 550 ° C

    140134

    до 550 ° C

    140134

    до 550 ° C

    140134

    .0134

    80

    up to 450°C

    Calcium Silicate

    200-280

    up to 815°C

    Expanded Perlite

    192

    up to 550°C

    Expanded Silica

    up to 535°C

    Refractory Fiber

    150

    up to 1750°C

    Polyurethane Foam

    40

    from -150°C to 110°C

    Polyisocyanurate

    40-64

    from -150°C to 125°C

    Cellular Glass

    147

    up to 350°C

    Ceramic Fibre

    250

    up to 760°C

    Таблица материалов изоляции труб

    Система изоляции трубопроводов

    Основной частью системы изоляции трубопроводов является изоляционный материал. Прочие элементы, составляющие систему изоляции труб,

    • Защитное покрытие
    • Пароизоляция
    • Обшивка из металлического листа.
    • Распорки для сохранения формы облицовки.
    • Набивка для заполнения полостей или пустот, если таковые имеются.

    Формы изоляции труб

    Изоляция изготавливается в различных формах для удовлетворения конкретных применений и функций. Метод установки определяется комбинированной формой изоляции и типом изоляции. Наиболее широко используемые формы изоляции:

    • Жесткие плиты, листы, блоки и предварительно сформированные формы: В этих формах производятся ячеистые, гранулированные и волокнистые изоляционные материалы.
    • Гибкие листы и предварительно сформированные формы: В этих формах производятся ячеистые и волокнистые изоляционные материалы.
    • Гибкие маты: Волокнистые изоляторы изготавливаются в виде гибких матов.
    • Цемент (изоляционный и отделочный): Изготавливаются из волокнистых и гранулированных изоляционных материалов и цемента, могут быть гидравлического твердения или воздушной сушки.
    • Пены: Налитая или вспененная пена, используемая для заполнения неровностей и пустот. Спрей используется для плоских поверхностей.
    Рис. 4: Изоляция трубопроводов минеральной ватой

    Обычно минеральная вата и стекловата предварительно формируются из двух половин; Полиизоцианурат, полиуретан и ячеистое стекло поставляются в предварительно отформованных цилиндрических формах, которые можно разрезать пополам вдоль, а керамическое волокно поставляется в виде плоских полос.

    Изоляция трубопроводов Стандарты

    Следующие нормы и стандарты содержат рекомендации по изоляции промышленных трубопроводов:

    • ASTM C533, ASTM C547, ASTM C552, ASTM C591, ASTM C592, ASTM C610, ASTM C612, ASTM C795, ASTM C892, ASTM C165, ASTM C240, ASTM C302, ASTM C303, ASTM C335, ASTM C356, ASTM C390 , ASTM C446
    • BS 1902 Часть 6, BS 4370 Часть 2, BS 5608
    • IS 11239, IS 12436, IS 9428, IS 8183, IS 4671, IS 3690
    • Click 15665

    90

  • Click 15665

  6.

  здесь для получения подробной информации о расчете толщины изоляции труб и более подробной информации о горячей и холодной теплоизоляции.
  Рис. 5: Изолированные и неизолированные трубопроводы на действующем предприятии
  Несколько важных моментов, связанных с изоляцией трубопроводов (могут варьироваться от проекта к проекту):
  • Толщина изоляции определяется в зависимости от размера трубы, нормальная работа температура,  требование по контролю температуры (степень потери/притока тепла) и т. д. Используется минимальная толщина 25 мм.
  • При толщине утеплителя более 75 мм утепление выполняют в два и более слоев (многослойное).
  • Изоляция не должна применяться до проведения гидростатических/пневматических испытаний.
  • Изоляция труб диаметром до 12 дюймов NPS должна удерживаться стяжной проволокой из нержавеющей стали 304, а для труб диаметром > 12 дюймов NPS используются ленты из нержавеющей стали 304.
  • Все фланцы должны быть изолированы, за исключением работы с водородом или материалов с высокой опасностью для здоровья.
  • Все клапаны, кроме регулирующих клапанов и предохранительных клапанов, должны быть изолированы.
  Присоединяйтесь к нам в Telegram

  Горячая и холодная теплоизоляция для трубопроводов

  Теплоизоляция трубопроводов очень важна для экономии затрат на электроэнергию и поддержания температуры технологической среды на требуемом уровне. В случае, если теплоизоляция правильно выбрана и используется так, чтобы она не жаловалась, не требовала технического обслуживания и работала с пациентом, она заботится об экономике с огромной экономией затрат на энергию, безопасностью персонала и более плавным управлением процессом.

  С другой стороны, недостаточная или плохая изоляция трубопровода или ухудшение существующей теплоизоляции может стать причиной огромных потерь энергии. Таким образом, в большинстве случаев теплоизоляция определяется как «9».0003 Основной инструмент повышения доступности энергии». Теплоизоляционный материал также важен для достижения низкой теплопроводности и низкой тепловой инерции.

  Основной задачей теплоизоляции является замедление потока тепла:

  • От горячей поверхности к холодной среде или
  • От теплой среды к холодной поверхности
  Изолированные трубы

  Потери энергии от Горячая поверхность без теплоизоляции

  На Рис. 1А и Рис. 1В ниже показан типичный пример потерь тепла с поверхности трубопровода, если труба не изолирована.

  Рис. 1A: Пример, показывающий потери тепла от горячих поверхностей Рис. 1B: Потери энергии от трубы без теплоизоляции

  Значения потерь тепла обычно корректируются с помощью поправочного коэффициента для определенных применений.

  Экономические причины для теплоизоляции:

  Теплоизоляция трубопроводов

  • Снижает расход топлива и, следовательно, общие эксплуатационные расходы, обеспечивая ежедневную экономическую выгоду.
  • Снижает потребность в мощности для систем отопления/охлаждения (бойлер, холодильная установка и т. д.)
  • Экономия капитальных затрат

  Несмотря на то, что основным требованием для обеспечения теплоизоляции является экономичность, все же это не единственный критерий. Технологические требования регулируют использование теплоизоляции.

  Процесс Основания для использования теплоизоляции:

  • Уменьшает падение температуры жидкости в обогреваемой системе
  • Уменьшает повышение температуры жидкости в охлаждаемой системе.
  • Снижает скорость кипения в системе хранения летучих жидкостей.
  • Способствует поддержанию теплового баланса в реакционной системе. открытых поверхностей — защищает рабочих от опасности ожога
  • Обеспечивает противопожарную защиту установок, оборудования и трубопроводов
  • Снижает требования к мощности систем отопления/охлаждения (бойлер, холодильная установка и т. д.)

  Экономичная толщина теплоизоляции

  Толщина изоляции, при которой общая стоимость (стоимость изоляционного материала + стоимость энергии) минимальна, называется экономической толщиной. См. рис. 2 ниже, на котором показана общая стоимость типичной установки. Аналогичные кривые строятся для определения экономической толщины теплоизоляции.

  Advertisements

  Fig. 2: Determination of Economic Thickness

  By virtue, Insulation shall resist heat transfer by:

  • Radiation
  • Convection
  • Conduction

  Types of Thermal Insulation

  1. Mass-type insulation : На основе промежуточного массива материала со встроенной способностью замедлять поток тепла
  2. Отражающая изоляция: На основе создания ряда отражающих поверхностей с вакуумированием промежуточного пространства
  3. Микропористая изоляция: Основана на сочетании массовых и отражающих технологий.

  Физические свойства теплоизоляционных материалов

  Значительные физические параметры теплоизоляционных материалов можно разделить на:

  • Тепловые свойства
  • Химические свойства
  • Коммерческие факторы

  Термические свойства:

  3

Термические.

параметры, которыми должны обладать теплоизоляционные материалы:

• ТЕМПЕРАТУСА
• Теплопроводность
• Тепловая диффузионность и
• Устойчивость к тепловым ударам

Химические свойства изолирующего материала:

Основные химические свойства. Списовые материалы.

Совместимость с окружающей средой

Разрушение вследствие химического воздействия

Срок службы изоляционного материала

Points to remember while selecting thermal insulating materials:

• Alkalinity (pH) or acidity
• Chemical Reactivity/passivity
• Coefficient of Expansion / Contraction
• Compressive Strength & Breaking Load
• Abrasion Resistance
• Combustibility
• Самое главное, ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ

Теплопроводность против плотности:

Теплопроводность материала обеспечивает потери тепла на единицу площади на единицу толщины изоляции на единицу разницы температур. Единица измерения Вт-м ² /м°C или Вт-м/°C. С повышением температуры теплопроводность материалов увеличивается. Поэтому теплопроводность теплоизоляционных материалов всегда указывается при средней температуре (средней температуре горячей и холодной поверхности). На рис. 3А представлена ​​кривая, показывающая зависимость между теплопроводностью и плотностью теплоизоляционного материала.

Рис. 3A: Кривая, показывающая соотношение между теплопроводностью и плотностью

См. рис. 3B ниже, на котором представлены некоторые типичные значения теплопроводности для горячих и холодных изоляционных материалов.

Рис. 3B: Теплопроводность горячих и холодных теплоизоляционных материалов

Широко используемый горячий изоляционный материал:

• Минеральная шерсть
• Керамическое волокно
• кальциевый силикат

широко используемые холодные материалы:

. Пена (EPS)

Экструдированный пенополистирол (XPS)

Пенополиуретан (PUF)

Полиизоциануратная пена (PIR)

Пеностекло

Фенольная пена

Thermocol

Среди вышеперечисленных материалов наибольшее значение имеют полиуретан и полиизоцианурат, поскольку они обладают многими преимуществами по сравнению с другими. Оба этих материала можно использовать в виде предварительно отформованных форм или укладывать на месте путем заливки или распыления.

Отделка изоляции:

Внешняя часть изоляции обычно снабжена:

• Погодозащитными покрытиями
• Погодо- и парозащита, внутренние покрытия и отделка

Все они имеют только одну основную функцию – защиту изоляционного материала от агрессивных внешних воздействий.

Конструкция системы теплоизоляции

Система изоляции должна работать на ожидаемом уровне без ухудшения характеристик в течение срока службы.

• Для этого необходимы полные данные о поведении материала во всех условиях воздействия.
• В частности, нам нужно знать, что заставляет материал терять свои свойства.

Тепловые расчеты требуют репрезентативного значения теплопроводности для проекта

• Стандартные материалы, такие как каменная вата и силикат кальция, имеют хорошо зарекомендовавшие себя расчетные значения «k».
• Ограничение рабочей температуры при использовании
• При использовании труб вес становится критическим. Истирание также является серьезной проблемой для некоторых материалов.

Расчет толщины теплоизоляции

Самая простая модель трубопровода с теплоизоляцией показана на рис. 4, где r1 обозначает внешний радиус трубы, а r2 показывает радиус трубы, включая изоляцию.

Рис. 4: Типичное поперечное сечение трубы с изоляцией

При расчете теплоизоляции первым шагом является расчет потерь тепла из трубы.

Потери тепла с поверхности выражаются как H = h X A x (T _h -T _a ) Где

• h = коэффициент теплопередачи, Вт/м ² -K
• H = теплопотери , Вт
• T _a = Средняя температура окружающей среды, K
• T _s = Требуемая/фактическая температура поверхности изоляции, ºC
• T _h = температура горячей поверхности (для трубопроводов с горячей жидкостью), ºC и температура холодной поверхности для трубопроводов с холодными жидкостями)

Для горизонтальных труб коэффициент теплопередачи можно рассчитать по формуле: 0,005 (T _h – T _a )) x 10 Вт/м ² -K

Для вертикальных труб,

h = (B + 0,009 ( T _h – T _{x 90)) 10 Вт/м ² -К}

Здесь А и В – коэффициенты, которые можно получить из таблицы на рис. 5

T _м = ( T _h + T _s )/2

• k = Теплопроводность изоляции при средней температуре T _м , Вт/м- ^o
• 4 C 9 0 _K = толщина изоляции, мм
• R ₁ = Фактический внешний радиус трубы, мм
• R ₂ = (R ₁ + T _K )
75 1 + T _K )
• 111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111111. тепловое сопротивление =1/ч ^o См ² /Вт
• R _l = Термическое сопротивление изоляции =t _k /k ºC-m ² /W

Тепловой поток от поверхности трубы и окружающей среды может быть выражен следующим образом:

H = Тепловой поток, Ватт = (T _h -T _a )/(R _l +R _a )=(T _s -T _a )/R _s

5 9 Из приведенного выше уравнения и 9 для желаемого T _s , R _l можно рассчитать.