При проектировании различных трубопроводов обязательно рассчитывается толщина тепловой изоляции. Выполняются такие процедуры:
- Полный анализ характеристик объекта, подлежащего изоляции, предназначение процедуры, проверка условий, в которых будет эксплуатироваться трубопровод.
- Подбор материалов для слоев тепловой изоляции.
- Расчет толщины слоя изоляции трубопроводов.
- Разработка чертежей конструкций теплоизоляционных.
- Составление техмонтажной ведомости.
- Разработка спецификации теплопровода.
Расчеты толщины изоляции труб осуществляются с использованием специальных формул нестационарной и стационарной теплопередачи через сферическую, цилиндрическую и полностью плоскую стены труб. При этом трубы б/у адаптированы под те условия, в которых они будут применяться в будущем.
При расчетах применяются такие показатели:
- теплофизические свойства изоляционных материалов;
- термическое сопротивление стенки, которая будет изолирована;
- температура теплоносителя и окружающей его среды;
- условия теплообмена на внутренней поверхности изоляции и внешней ее стороны;
- зависимость свойств материала для изоляции от влажности и температуры;
- коэффициент излучения материала изоляционной поверхности;
- устойчивость к деформациям;
- степень уплотнения подобранного материала и т. п.
Материалы, используемые для тепловой изоляции различных трубопроводов
Для того, чтобы создать надежный крепкий слой теплоизоляции нужной толщины, необходимо знать, какие материалы подходят, как выглядят и их свойства.
- Битум. Используют чаще всего для тепловой изоляции размещаемых под землей конструкций. Благодаря использованию битумной изоляции можно предотвратить появление коррозии на поверхности труб. Снаружи битум покрывают полиэтиленовым слоем. В некоторых случаях трубопровод дополнительно утепляют стеклохолстом, за счет чего толщина теплоизоляции увеличивается. Основное применение битумного теплоизоляционного слоя – защита нефтепроводов, газопроводов, водопроводов, труб б/у из стали и тепловых металлических труб б/у.
- Скорлупы полиуретановые. Их применяют как изоляцию труб, расположенных под землей, и наземных трубопроводов. Среди основных преимуществ материала – быстрая сборка и возможность многократного применения.
- Пенополиуретановая оболочка. Трубы б/у сначала тщательно очищают и реставрируют, затем между самой трубой и полиэтиленовой изоляцией впрыскивают специальный состав. Это пенополиуретан. Чтобы тепловая изоляция не разрушалась, ее дополнительно покрывают акриловыми красками. Толщину слоя не определяют, т. к. это теплоизоляция «труба в трубе».
- Полиэтилен. Эта теплозащита труб считается антикоррозийной. Представляет собой комбинированное покрытие из нескольких слоев, используемое для тепловой изоляции различных труб. Основное применение – изоляция трубопроводов, расположенных и используемых в промышленных цехах. Полиэтилен не используют в трубопроводах бытового назначения, коммуникациях в многоквартирных домах, и водопроводах.
- Стекловата. Для утепления труб тепловых сетей часто применяют стекловату. Отличная защита от потерь тепла, предотвращение конденсата в пароводах, в теплоцентралях, других коммуникациях – преимущества стекловаты. Для расчета толщины слоя стекловаты учитывают параметры трубопровода, подготовленного для изоляции.
- Минвата. Минеральную вату в качестве изоляции применяют для труб теплоснабжения. Она может быть использована для конструкций самого разного объема и труб б/у разного диаметра. Подготовленная и уложенная базальтовая вата накрывается лентами специальной антикоррозийной изоляции из цинка, и асбоцементными листами. Такая конструкция успешно препятствует негативному изменению и ухудшению свойств минваты под воздействием солнечных лучей. В данном случае количество слоев тепловой изоляции и их комбинирование оказывает прямое влияние на толщину слоя защитного покрытия трубопроводов.
Расчет толщины теплоизоляции различных трубопроводов – сложный технический процесс, он требует учета немалого количества различных факторов, а также полного соответствия всем строительным правилам и нормам. Главным документом, который регламентирует точную величину толщины теплоизоляционных слоев, считается СНиП 2.04.14-88. Называется он «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов». В данном СниПе перечислены требования к конструкциям, теплоизоляционным материалам, расчетные технические характеристики материалов. Такие данные нужны для анализа необходимой толщины теплоизоляционного слоя трубопроводов.
Характеристики прокладки трубопроводов и нормативного метода вычислений
Быстро рассчитать толщину слоев тепловой изоляции труб довольно сложно. Чтобы получить правильный результат, нужно подойти к задаче внимательно и запастись огромным терпением. В основном, расчет толщины слоя теплоизоляции трубопровода выполняется по нормам тепловых потерь.
Эти данные устанавливаются СНиПом с учетом диаметра труб б/у в трубопроводе и способов их прокладки:
- на улицах, открытым способом;
- в тоннеле, помещении открытым способом;
- бесканальный способ;
- расположение труб в специальных непроходных каналах.
Суть вычислений состоит в подборе материала для теплоизоляции и толщины его слоя таким образом, чтобы величина предполагаемых потерь тепла не была выше, чем значения, указанные в СНиПе. Метод расчетом регламентируется соответствующими нормативными документами. Главный из них – Свод Правил, в котором можно найти упрощенный метод расчета, чем те, которые указаны во многих технических справочниках.
Упрощения расчета величина теплоизоляционного слоя трубопроводов представлены такими факторами:
- Потери тепла при нагревании стен трубопровода продуктами, транспортируемыми в трубах, слишком малы по сравнению в теми потерями, которые наблюдаются в наружной слое утеплителя. Поэтому их можно не брать во внимание при расчетах.
- Практически все трубы, используемые для сетевых и технологических трубопроводов, выполнены из стали. Как известно, сопротивление стали теплопередачи очень низкое, в особенности со сравнением с показателем утепляющего материала. Соответственно, сопротивление труб теплопередаче во внимание не принимают.
Метод расчета толщины слоя тепловой изоляции
Чтобы разобраться, каким образом рассчитать толщину теплоизоляционного слоя, необходимо иметь в виду условия, в которых используются трубопроводы, а также их назначение. К ним относятся:
- плотность теплового потока в трубах, нормированная СНиП 41-03-2003;
- заданная плотность, которая обусловлена факторами технологическими;
- необходимость предупреждения появления конденсата на внешней поверхности трубопровода;
- необходимость предотвращения появления коррозии и конденсата на внутренней поверхности труб, в которых транспортируются газы, в них присутствуют водяные пары;
- обеспечение необходимой температуры на поверхности трубопровода, покрытого тепловой изоляцией, регламентированной для обеспечения безопасности работников;
- необходимость снижения или повышения температуры продуктов, которые транспортируются по трубам;
- заданная скорость нагревания либо охлаждения веществ, находящихся в емкостях;
- обнаруженный конденсат в трубах и пароводах;
- предупреждение замерзания жидких продуктов, находящихся в трубах при остановке их транспортировки.
Как выполняются расчеты толщины слоя изоляции трубопроводов при разных типах прокладки:
- При подземной прокладке труб в канале. Во время осуществления нужных расчетов учитывают термическое сопротивление утепляющего слоя; сопротивление теплоотдаче стенок канала и почвы, сопротивление теплоотдаче на границе теплоизоляционного слоя и стенок канала при наличии воздуха в канале.
- Прокладка трубопроводов бесканальная. Для расчета применяется метод, который учитывает термическое сопротивление почвы и слоя тепловой изоляции.
Сегодня расчет толщины слоя тепловой изоляции осуществляется при помощи специальных компьютерных программ. Для этого указываются все нужные данные, а система сама рассчитывает значения, исходя из специальной формулы. Чтобы понимать, не ошибся ли компьютер, специалист должен знать все нормы и показатели, используемые для расчета.
Предыдущая статья:
Популярные диаметры труб б/у - их применение
Следующая статья:
Классификация труб б/у