Теплоизоляция для труб — подсчет объема и площади теплоизолятора

Основные сведения о теплоизоляции

В России и во многих пост-советских странах изоляторы используются на различных инженерных системах. Основные примеры — канализационные установки, вентиляции, отопительные системы, установки водоснабжения, системы кондиционирования воздуха. Также изоляторы часто крепятся на котельных установках, где наблюдаются большие расходы тепла.

Помимо этого теплоизоляторы также получили большое распространения в некоторых специальных секторах экономики — пищевая промышленность, производство химикатов, очистка газа.

Теплоизоляция труб может применяться на различных участках — на открытом воздухе, под землей, внутри помещений. Нужно учитывать особенности температурного режима на том или ином участке. Пример: на открытом воздухе потери тепла будут значительными в зимнее время, поэтому рекомендуется использовать более прочный плотный изолятор. Тогда как внутри заводских цехов и помещений температура воздуха может быть достаточно высокой даже в зимнее время. Поэтому там можно использовать более простые тонкие изоляторы.

При выборе изолятора нужно также учитывать его физические свойства, технические особенности. Перечислим основные параметры:

• Коэффициент теплопроводности — чем меньше будет этот показатель, тем ниже будут потери тепла во время транспортировки.
• Огнестойкость — рекомендуется отдать свое предпочтение негорючим материалам, которые не воспламенятся во время транспортировки теплоносителя.
• Чувствительность к ультрафиолету — выбирать рекомендуется изоляторы с низкой чувствительности, поскольку они являются более долговечными.
• Способность сохранять форму — лучше выбирать материалы, которые не крошатся, сохраняют свою форму длительное время
• Химическая инертность — этот показатель критичен в случае нетипичного теплоносителя (газ, химикаты). А чем выше будет этот показатель, тем дольше изолятор будет сохранять свою форму, физические свойства.

На практике теплоизоляция трубопровода обычно осуществляется с помощью следующих материалов — стекловата, базальтовое волокно, натуральный или синтетический каучук, пенопласт, теплозащитная пена.

В последнее время большое распространение получили композитные материалы. Они обладают хорошими физико-химическими свойствами, их легко монтировать, а стоят они не слишком дорого.

Пенополиэтилен

Пенополиэтилен имеет более низкую стоимость и меньшую область применения. Его нельзя использовать для изоляции так называемых «холодных объектов», так как он имеет низкое сопротивление проникновению водяного пара. Этот вид термоизоляции не позволяет добиться полной герметичности термоизоляционного слоя, что приводит к потерям тепла. Как недостаток отмечают и плохое склеивание швов.

Чтобы избежать указанных недостатков, надо использовать теплоизоляционные трубы из полиэтилена. Вместе с листовыми материалами они обеспечивают надежную теплоизоляцию любых трубопроводов. Такие трубы просты в эксплуатации и при монтаже, имеют невысокую цену. Использовать полиэтиленовые трубы можно как на новых, так и уже на действующих системах. Благодаря наличию специальной защелки, их легко демонтировать, что удобно при проведении ремонта.

При монтаже изоляцию разрезают по технологическому шву, а затем склеивают. При этом необходимо сделать небольшой натяг, для того чтобы компенсировать усадку полиэтилена. Такая изоляция легко устанавливается на колена и дуги, длина трубы составляет 2 метра.

Теплоизоляция трубопроводов позволяет сберегать тепло, и экономический эффект вы получаете уже в начале эксплуатации системы.

Способы прокладки труб

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.

Теплоизоляция из пеностекла резервуаров

Теплоизоляция днищ, стенок и крыш стальных и железобетонных резервуаров.

Большая прочность пеностекла при сжатии позволяет производить с его помощью теплоизоляцию днищ резервуаров любого объ ема – в российской практике до 50 000 м3.

При утеплении пеностеклом стенок резервуаров не требуется сквозное крепление блоков, что позволяет полностью исключить теплопотери, связанные с наличием т.н. «мостиков холода».

Назначение тепловой изоляции паропроводов

Оказывается, что на неизолированном участке труб площадью 10м² для поддержания рабочих параметров носителя годовой расход топлива увеличивается на 10-20 тонн! А ведь это – огромные запасы топлива, «вылетающего в трубу».

Очень внимательно следует отнестись к теплоизоляции паропроводов свежего пара, распределительного устройства, парозапорной арматуры, защите труб, подающих пар к турбонасосу и эжекторам, работающим при температуре 400-500°С.

Без выполненной теплоизоляции промышленных паропроводов немалое количество энергии теряется на участке от парогенератора до паронагнетательной скважины. Утепление трубопроводов производится термостойкими материалами из каучука и минеральной ваты до пуска в эксплуатацию турбин.

Теплоизоляция подземного трубопровода бесканальной прокладки

Теплогидроизоляция – теплоизоляционная система, защищающая подземные трубопроводы от коррозии.

Антикоррозионные материалы, применяемые при изоляции подземных трубопроводов бесканальной прокладки (типа FRUCS, БИУРС и т.п.), не могут применяться при температуре на поверхности трубы выше + 60 °С. При этом, на различных промышленных объектах имеются подземные трубопроводы с большей рабочей температурой.

Приведенная на рисунке теплоизоляционная конструкция может быть также использована в качестве теплогидроизоляции, способной заменить традиционные антикоррозионные покрытия.

Применение такой системы особенно актуально в районах вечной мерзлоты, где, кроме антикоррозионной защиты, необходимо учитывать вероятность расхолаживания грунта.

Также вы можете найти узнать о монтажных материалах на нашем сайте.

Виды материалов для теплоизоляции труб отопления

Технические решения изоляции труб различаются конструктивно, материалами и характеристиками.

Минеральная вата

Техническая изоляция из каменной ваты базальтовых пород для утепления высокотемпературных трубопроводов выпускается в навивных цилиндрах, плитах и матах, в том числе с односторонним фольгированием. Она химически инертна, биостойка, негорюча, имеет теплопроводность порядка 0,04 Вт/м*К и плотность 100-150 кг/м3.

Материалы эффективны, доступны по цене, но имеют недостатки. Использование минераловатной изоляции для утепления труб отопления на чердаках, в подвалах, технических подпольях ограничено из-за повышенной влажности. Склонность к слеживанию, впитывание влаги приводят к нарушению структуры, намоканию, быстрому ухудшению теплозащитных свойств.

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.

Технология производства ППУ-изоляции

Технология производства теплоизоляционных полуцилиндров скорлуп включает в себя процесс заливки материала в форму. При этом допустимо дополнительное покрытие скорлупы фольгой или стеклотканью. Как правило, пенополиуретан получают двумя основными путями — заливкой или напылением. Результат продукта, изготовленного любой из этих технологий, идентичен по своим техническим характеристикам. Однако метод заливки признан наиболее производительным и экономным.

Для получения пенополиуретанового полуцилиндра в предварительно смазанную антиадгезионным веществом оснастку заливают смешанный состав. Залитый в пресс форму материал проходит за 10-15 минут несколько стадий преобразования, в числе которых вспенивание, расширение и затвердение.

Для получения пенополиуретанового полуцилиндра в предварительно смазанную антиадгезионным веществом оснастку заливают смешанный состав. Залитый в пресс форму материал проходит за 10-15 минут несколько стадий преобразования, в числе которых вспенивание, расширение и затвердение.

Преимущественные характеристики скорлуп ППУ

Специалисты отмечают значительное преимущество изоляции труб скорлупами ППУ в сравнении с традиционной теплоизоляцией минеральной ватой.

• сокращение сроков монтажа теплоизоляции и ввода трубопроводов в эксплуатацию
• возможность монтажа и демонтажа в любых климатических условиях
• преимущественное увеличение срока службы теплоизоляционных характеристик трубопроводов
• значительное снижение теплопотери в трубопроводах
• возможность многоразового использования изоляционного материала
• быстрый доступ к поврежденным участкам
• высокая производительность (2 специалиста могут осуществить до 150 п. м. изоляции ппу за рабочую смену)

Вариация коэффициента плотности теплоизоляционных скорлуп (50 — 120 кг/м³) и коэффициента теплопроводности (0,025 0 027 Вт мК).

Трубы и паропроводы с температурой, превышающей 120°C, следует изолировать поэтапно. На первом этапе необходимо осуществлять работы по снижению температуры поверхности (базальтовым войлоком, фетром), на втором же этапе провести теплоизоляцию пенополиуретаном.

Минеральная вата

Схема теплоизоляции стальных труб.

Это достаточно распространенный утеплитель, многие трубопроводы изолированы плитами из минеральной ваты и покрыты фольгой. Такая теплоизоляция выглядит неэстетично, а качество сохранения тепла очень зависит от того, как аккуратно будут проведены работы по установке теплоизоляционного материала. В настоящее время для изоляции трубопровода используются цилиндры из минеральной ваты, диаметр которых составляет от 18 до 273 мм. Такая изоляция трубопровода обеспечивает высокое качество и практически не зависит от исполнителя.

Минеральная вата, что используется при изготовлении теплоизоляционных цилиндров, производится из расплава горных пород. Все сырье, перед тем как из него будет изготавливаться минеральная вата, проходят радиационный контроль. Изоляция во время эксплуатации не выделяет вредных веществ, она негорючая и невзрывоопасная.

Используют такие теплоизоляционные цилиндры для изоляции надземных и подземных трубопроводов. Они очень удобны при монтаже, так как имеют надрез, их можно применять в температурном диапазоне от -180 до 600°С.

Вернуться к оглавлению

Предизолированные трубы

Данный метод изоляции трубопроводов считается наиболее перспективным. Метод заключается в заливке пенополиуретаном пространства между изолируемой трубой и трубой большего размера. В результате образуется монолитная трехслойная конструкция с превосходными тепло- и гидроизолирующими свойствами.

Сравнительный анализ технико-экономической эффективности при использовании ППУ-изделий и традиционной минеральной ваты

ПоказателиПенополиуретанМинеральная вата

Теплоизоляция Средняя плотность (кг/м 3 ) Коэффициент теплопроводности (Вт/м*К)ПористостьСрок эксплуатации (лет)Диапазон рабочих темп.

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.

Теплоизоляция паровых труб

Теплоизоляция паровых труб длительное время осуществлялась с помощью минеральной или стеклянной ваты. Это логично — подобные материалы обладают неплохими эксплуатационными характеристиками, а стоят они очень дешево.

Монтаж также осуществляется просто — с помощью клея вата приклеивается к трубе; для дополнительной прочности может применяться также обмотка толстым скотчем. Однако за последние 20-30 лет появились альтернативные материалы, которые также получили большое распространение:

• Жидкие изоляторы. Дешево стоят, просто наносятся на трубные конструкции. Процесс монтажа выглядит так — смесь наносится на трубу по всей ее поверхности, после застывания краски-изолятора наносится новый слой. Чем выше температура теплоносителя, тем больше слоев нужно сделать.
• Фольгированная негорючая изоляция. Основные плюсы — большой срок годности, высокое качество изоляции. Представляет собой листы изолятора, который сверху покрывается слоем фольги для дополнительной защиты. Монтируется материал так: сверху поверхность трубы устилается фольгой-изолятором — края фольги подворачиваются, скрепляются друг с другом с помощью кнопок, штырей или скоб. В конце необходимо нанести гидроизолятор, чтобы избежать появления ржавчины на фольге.

Современные универсальные теплоизоляторы

Сегодня в продаже также имеются универсальные теплоизоляторы, которые подходят для защиты труб всех типов (канализационных, паровых, водяных). Пример подобного изолятора — полиуретановый герметик. У него множество плюсов — высокая степень защиты, большой срок годности, защита от коррозии, устойчивость к воздействию химикатов. Главный минус — неудобный монтаж:

• В техническом смысле полиуретановый герметик представляет собой пастообразную жидкость, которая используется с защитным кожухом.
• Для создания теплоизоляции кожух аккуратно натягивается на трубу. В зазор между кожухом и трубной конструкцией заливается полиуретановая жидкая пена. В конце к пене добавляется специальный компонент, который приводит к разбуханию пены, что создает толстый слой изолятора.
• Перед проведением монтажа необходимо очень точно провести расчеты, чтобы кожух не оказался больше или меньше основной трубы. Также нужно правильно подсчитать объем пены — если ее окажется слишком много, то защитный кожух может треснуть и надломиться. В случае недостатка пены качество теплоизоляции будет низким.

Подсчет объема и площади теплоизолятора

Чтобы сделать теплоизоляцию, необходимо правильно подсчитать нужное количество изолятора. Для этого используется два показателя — объем или площадь.

Первый показатель используется для подсчета плоских листов (полистирол, фольга в виде плит).

Второй показатель нужно применять в случаях, когда речь идет о материалах, которые упакованы в цилиндры (вата, базальт).

Для подсчета объема и площади используются две формулы. Для площади: S = 3,14 x (A + B) x B x C. Объема: V = 3,14 x (A + 2B) x C. Расшифровка:

• A — диаметр трубы, на которую будет крепиться теплоизолятор.
• B — толщина изолятора, который монтируется на трубную конструкцию.
• C — общая длина трубной конструкции, которая будет покрываться изолирующим материалом.

Обратите внимание, что подобные формулы используются исключительно для подсчета листовых или цилиндрических изоляторов. Если же Вы планируете создавать изоляцию с помощью других материалов (краски, жидкости, полиуретан, каучук), то подсчеты проводятся по-другому. Пример: расход краски-изолятора часто указывается на самой банке.

Примеры

• Вы хотите купить плоский лист теплоизолятора. Ваша труба имеет диаметр 10 см, а ее длина составляет 20 метров. Вам приглянулся материал, толщина которого составляет 5 см. Сколько нужно изолятора, чтобы покрыть такую трубу? Нам нужно определить площадь покрытия по формуле S. Переведем диаметр и толщину в метры. 10 см = 0,1 м, 5 см = 0,05 м. Подставим в формулу: S = 3,14 x (A + B) x B x C = 3,14 x (0,1 + 0,05) x 0,05 x 20 = 0,471 кв. м.
• Вам нужно приобрести материал цилиндрической формы. У Вам имеется труба диаметром 20 см; ее длина — 25 метров. Вы выбрали материал, толщина которого составляет 10 см. Сколько нужно купить такого материала? В данном случае будет использоваться вторая формула V. Выполним перевод в другие системы измерения. 20 см = 0,2 м, 10 см = 0,1 м. Подставим в формулу: V = 3,14 x (A + 2B) x C = 3,14 x (0,2 + 2 x 0,1) x 25 = 31,4 куб. м.

Применение для теплоизоляции паропроводов каучуковых оболочек

Для теплотрасс и паропроводов низкого давления устанавливается теплоизоляция Rockwool. Для несмонтированных изделий цилиндры надеваются на трубы и плавно, методом осевого вращения, подвигаются к месту укладки. К трубе приклеивается один из концов теплоизоляционного материала. Клеем фиксируются торцевые части утеплителя.

При монтаже или капитальном ремонте смонтированных трубопроводов цилиндры разрезаются вдоль и свободно надеваются на трубу. Продольные части теплоизоляции паропроводов смазываются клеем и прижимаются после начала периода его схватывания. Врезной кусок утеплителя раскраивается на 2 мм длиннее требуемого.

Полезные советы по теплоизоляции паропроводов

1. Рассматривая предлагаемые теплоизоляционные технологии и материалы, выбирайте варианты с подходящими техническими характеристиками. Например, на нефтеперерабатывающем комбинате был такой случай: расплавленный парафин при попадании на стекловатную теплоизоляцию паропровода начинал возгораться.
2. Для снижения потерь передаваемого тепла необходимы изолированные трубы. Стоимость утепления складывается из суммы цены изоляции и затрат на её установку.
3. Теплоизоляция труб подземной и воздушной прокладки выполняет функции паро- и гидрозащиты.

Рекомендации по выбору теплоизоляционных материалов

Для неопытного человека достаточно трудно определиться с выбором теплоизоляционного материала, как для паропроводов, так и для других коммуникаций. Очень часто люди обращают внимание на яркую рекламу и не смотрят на характеристики теплоизоляционного материала.

Теплоизоляция для паропроводов и других трубопроводов подлежит сертификации, она бывает обязательной и добровольной.

Обязательная сертификация предполагает проверку теплоизоляционного материала на соответствие нормам безопасности для здоровья и для окружающей среды, а также пожаробезопасность материла.

При проведении добровольной сертификации проверяют технические и эксплуатационные характеристики. Перед тем как приобретать теплоизоляционный материл, надо проверить, проходил ли он добровольную сертификацию, и если да, то ознакомиться с ее результатами. Проведение добровольной сертификации должно подтверждаться соответствующими актами и протоколами.

Для изоляции трубопровода используют такие материалы, как стекловата, вспененный синтетический каучук, минеральная вата, пенополиуретан и другие материалы. Каждый материал имеет свои преимущества и недостатки, отличается техническими и эксплуатационными характеристиками.

Вернуться к оглавлению