Требования к утеплению трубопроводов

Требования к утеплению трубопроводов

Нужен полный текст и статус документов ГОСТ, СНИП, СП?
Попробуйте профессиональную справочную систему
«Техэксперт: Базовые нормативные документы» бесплатно

ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ

Designing of thermal insulation of equipment and pipe lines

Дата введения 2013-01-01

Предисловие

Сведения о своде правил

1 ИСПОЛНИТЕЛЬ — Московский государственный строительный университет (МГСУ) и группа специалистов

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 61.13330.2010 «СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»

Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок — в ежемесячно издаваемых информационных указателях «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования — на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет

ВНЕСЕНЫ: правки на основании информации об опечатках, опубликованной в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 6, 2012 г.; информации об опечатках, размещенной на официальном сайте ФАУ «ФЦС», www.certif.org/fcs/sp_malomob.html (по состоянию на 01.10.2014).

Правки внесены изготовителем базы данных

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных

Введение

Настоящий свод правил разработан с учетом современных тенденций в проектировании промышленной тепловой изоляции и рекомендаций международных организаций по стандартизации и нормированию.

Нормативный документ содержит требования к теплоизоляционным материалам, изделиям и конструкциям, правила проектирования тепловой изоляции, нормы плотности теплового потока с изолируемых поверхностей оборудования и трубопроводов с положительными и отрицательными температурами при их расположении на открытом воздухе, в помещении, непроходных каналах и при бесканальной прокладке. В документе приведены методы расчета толщины тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, расчетные характеристики теплоизоляционных материалов, правила определения объема и толщины уплотняющихся волокнистых теплоизоляционных материалов в зависимости от коэффициента уплотнения.

Актуализация выполнена авторским коллективом в составе: канд. техн. наук Б.М.Шойхет (руководитель работы), д-р техн. наук Б.М.Румянцев (МГСУ), В.Н.Якуничев (СПКБ АО «Фирма «Энергозащита»), В.Н.Крушельницкий (ОАО «Атомэнергопроект»).

В работе принимали участие: А.И.Коротков, И.Б.Новиков (ОАО «ВНИПИэнергопром»), канд. техн. наук В.И.Кашинский (ООО «ПРЕДПРИЯТИЕ «Теплосеть-Сервис»), С.Л.Кац (ОАО «ВНИПИнефть»), Р.Ш.Виноградова (ОАО «Теплоэлектропроект»), Е.А.Никитина (ОАО «Атомэнергопроект»).

1 Область применения

Настоящий свод правил следует соблюдать при проектировании тепловой изоляции наружной поверхности оборудования, трубопроводов, газоходов и воздуховодов, расположенных в зданиях, сооружениях и на открытом воздухе с температурой содержащихся в них веществ от минус 180 до 600 °С, в том числе трубопроводов тепловых сетей при всех способах прокладки и трубопроводов с обогревающими их паровыми и водяными спутниками.

Настоящие нормы не распространяются на проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих и транспортирующих взрывчатые вещества, изотермических хранилищ сжиженных газов, зданий и помещений для производства и хранения взрывчатых веществ, атомных станций и установок.

2 Нормативные ссылки

Нормативные документы, на которые в тексте настоящего свода правил имеются ссылки, приведены в приложении А.

Примечание — При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования — на официальном сайте национальных органов Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

3 Термины и определения

В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 31913, а также следующие термины с соответствующими определениями:

3.1 плотность теплоизоляционного материала, , кг/м: Величина, определяемая отношением массы материала ко всему занимаемому им объему, включая поры и пустоты;

3.2 коэффициент теплопроводности, (), Вт/(м·°С): Количество теплоты, передаваемое за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице;

3.3 расчетная теплопроводность: Коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала в эксплуатационных условиях с учетом его температуры, влажности, монтажного уплотнения и наличия швов в теплоизоляционной конструкции;

3.4 паропроницаемость, , мг/(м·ч·Па): Способность материала пропускать водяные пары, содержащиеся в воздухе, под действием разности их парциальных давлений на противоположных поверхностях слоя материала;

3.5 температуростойкость: Способность материала сохранять механические свойства при повышении или понижении температуры. Характеризуется предельными температурами применения, при которых в материале обнаруживаются неупругие деформации (при повышении температуры) или разрушение структуры (при понижении температуры) под сжимающей нагрузкой;

3.6 уплотнение теплоизоляционных материалов: Монтажная характеристика, определяющая плотность теплоизоляционного материала после его установки в проектное положение в конструкции. Уплотнение материалов характеризуется коэффициентом уплотнения, значение которого определяется отношением объема материала или изделия к его объему в конструкции;

3.7 теплоизоляционная конструкция: Конструкция, состоящая из одного или нескольких слоев теплоизоляционного материала (изделия), защитно-покровного слоя и элементов крепления. В состав теплоизоляционной конструкции могут входить пароизоляционный, предохранительный и выравнивающий слои;

3.8 многослойная теплоизоляционная конструкция: Конструкция, состоящая из двух и более слоев различных теплоизоляционных материалов;

3.9 покровный слой: Элемент конструкции, устанавливаемый по наружной поверхности тепловой изоляции для защиты от механических повреждений и воздействия окружающей среды;

3.10 пароизоляционный слой: Элемент теплоизоляционной конструкции оборудования и трубопроводов с температурой ниже температуры окружающей среды, предохраняющий теплоизоляционный слой от проникновения в нее паров воды вследствие разности парциальных давлений пара у холодной поверхности и в окружающей среде;

3.11 предохранительный слой: Элемент теплоизоляционный конструкции, входящий, как правило, в состав теплоизоляционной конструкции для оборудования и трубопроводов с температурой поверхности ниже температуры окружающей среды с целью защиты пароизоляционного слоя от механических повреждений;

3.12 температурные деформации: Тепловое расширение или сжатие изолируемой поверхности и элементов конструкции под воздействием изменения температурных условий при монтаже и эксплуатации изолируемого объекта;

3.13 выравнивающий слой: Элемент теплоизоляционной конструкции, выполняемый из упругих рулонных или листовых материалов, устанавливается под мягкий покровный слой (например из лакостеклоткани) для выравнивания формы поверхности;

3.14 Паровые и водяные спутники: Трубопроводы малого диаметра, предназначенные для обогрева основного трубопровода и расположенные в общей с основным трубопроводом теплоизоляционной конструкции.

4 Общие положения

4.1 Теплоизоляционная конструкция должна обеспечивать параметры теплохолодоносителя при эксплуатации, нормативный уровень тепловых потерь оборудованием и трубопроводами, безопасную для человека температуру их наружных поверхностей.

4.2 Конструкции тепловой изоляции трубопроводов и оборудования должны отвечать требованиям:

энергоэффективности — иметь оптимальное соотношение между стоимостью теплоизоляционной конструкции и стоимостью тепловых потерь через изоляцию в течение расчетного срока эксплуатации;

эксплуатационной надежности и долговечности — выдерживать без снижения теплозащитных свойств и разрушения эксплуатационные температурные, механические, химические и другие воздействия в течение расчетного срока эксплуатации;

безопасности для окружающей среды и обслуживающего персонала при эксплуатации и утилизации.

Материалы, используемые в теплоизоляционных конструкциях, не должны выделять в процессе эксплуатации вредные, пожароопасные и взрывоопасные, неприятно пахнущие вещества, а также болезнетворные бактерии, вирусы и грибки, в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации, установленные в санитарных нормах.

4.3 При выборе материалов и изделий, входящих в состав теплоизоляционных конструкций для поверхностей с положительными температурами теплоносителя (20 °С и выше), следует учитывать следующие факторы:

месторасположение изолируемого объекта СП 131.13330;

температуру изолируемой поверхности;

температуру окружающей среды;

требования пожарной безопасности;

агрессивность окружающей среды или веществ, содержащихся в изолируемых объектах;

материал поверхности изолируемого объекта;

допустимые нагрузки на изолируемую поверхность;

наличие вибрации и ударных воздействий;

требуемую долговечность теплоизоляционной конструкции;

температуру применения теплоизоляционного материала;

теплопроводность теплоизоляционного материала;

температурные деформации изолируемых поверхностей;

конфигурация и размеры изолируемой поверхности;

условия монтажа (стесненность, высотность, сезонность и др.);

условия демонтажа и утилизации.

Теплоизоляционная конструкция трубопроводов тепловых сетей подземной бесканальной прокладки должна выдерживать без разрушения:

воздействие грунтовых вод;

нагрузки от массы вышележащего грунта и проходящего транспорта.

При выборе теплоизоляционных материалов и конструкций для поверхностей с температурой теплоносителя 19 °С и ниже и отрицательной температурой дополнительно следует учитывать относительную влажность окружающего воздуха, а также влажность и паропроницаемость теплоизоляционного материала.

4.4 В состав конструкции тепловой изоляции для поверхностей с положительной температурой в качестве обязательных элементов должны входить:

Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов: СНиП, характеристики, виды теплоизоляции и требования к ним

Необходимо учитывать не только конструктивные особенности оборудования и трубопроводов, когда выбирается подходящей тип изоляционного материала, но и другие факторы. Этого требует СНиП для тепловой изоляции оборудования и трубопроводов.

Рассмотрим факторы, влияющие на выбор изоляционных материалов.

1. Целевое назначение самих изоляционных материалов.
2. Пространственную ориентацию.
3. Возможные атмосферные воздействия.

Какие требования предъявляются к тепловой изоляции трубопроводов и оборудования, рассмотрим ниже в данной статье.

Какую функцию выполняет защита?

Одно из назначений тепловой изоляции оборудования и трубопроводов – в снижении величин по тепловым потокам внутри конструкций. Материалы покрываются защитно — покровными оболочками, которые гарантируют полную сохранность слоя, в любых условиях эксплуатации.

Большое внимание вопросам тепловой изоляции уделяют в разных направлениях промышленности и энергетики. В сооружениях и оборудовании в этих отраслях именно тепловая изоляция становится одним из наиболее важных компонентов.

Результатом становится не только снижение потерь по теплу при взаимодействиях с окружающей средой. Но и расширение возможностей по сохранению оптимального теплового режима.

Тепловая изоляция трубопроводов и её суть

Применяя изоляцию теплового вида, производители облегчают себе осуществление тех или иных процессов по технологии. Это решение широко используется во многих сферах промышленности:

1. Металлургической.
2. Пищевой.
3. Нефтеперерабатывающей.
4. Химической.

Но большего внимания изоляция удостаивается от представителей энергетики. В данном случае объекты теплоизоляции имеют вид:

• Труб для дыма.
• Устройств по обмену тепла.
• Аккумуляторных баков, где хранится горячая вода.
• Турбин с газом и паром.

Тепловая изоляция трубопроводов используется на аппаратах, которые располагаются как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Это актуальное решение для теплоизоляции оборудования, например резервуаров, в которых хранится вода вместе с теплоносителями. Ряд жёстких требований предъявляется к эффективности изоляционных покрытий.

Какие именно требования предъявляются в данной сфере?

Перечень необходимых требований к материалам составляется на основе влажностных, механических, температурных и вибрационных нагрузок, которые испытывают конструкции во время монтажа. К теплоизоляционному покрытию предъявляется следующий ряд требований:

• Эффективность в теплотехническом смысле.
• Высокие показатели безопасности, в плане экологии и воздействия огня.
• Долговечность вместе с эксплуатационной надёжностью.

Изоляция и СНиПы

СНиПы – это разновидности нормативных документов. В производстве они получили достаточно широкое распространение. Благодаря использованию СНиПов есть возможность выполнить теплоизоляцию по всем нормам относительно плотности. Учитывается и такой показатель, как коэффициент теплопроводности для различных типов.

Например, отдельные требования СНиП предъявляют к поверхностям, которые имеют температуру не больше 12 градусов. В данном случае обязательным требованием становится наличие пароизоляционного слоя.

Расчёт проводится по специальной процедуре с поверхностями, у которых нет определённого температурного режима. И которые слишком быстро меняют технические характеристики.

Порядок проведения расчётов

Без выполнения расчётов нельзя выбрать оптимальный материал, определить подходящую толщину. Без этого невозможно определить, какой плотностью будет обладать тепловая изоляция оборудования и трубопроводов. Среди факторов, оказывающих влияние на конечный результат подсчётов:

• проведение тепла.
• Способность защищать от деформаций.
• Воздействия механического типа.
• То, какой является температура на изолируемых поверхностях.
• Вибрация на оборудовании и возможность его появления.
• Температурный показатель в окружающей среде.
• Предел по допустимой нагрузке.

Не обойтись и без учёта нагрузки, которая возникает при взаимодействии оборудования или трубопроводов с окружающим грунтом и транспортными средствами, которые проходят по поверхности. Специальные формулы используются для любых систем по передаче тепла, которые бывают стационарными, нестационарными.

Представляем серию формул для самостоятельного расчета толщины теплоизоляции.

Расчёт для теплоизоляции искусственно адаптируется ко всем условиям эксплуатации, характерным для того или иного и трубопровода или оборудования. Сами условия формируются при участии:

1. Строительных материалов для подготовки к сменам времён года.
2. Влажности, способствующей ускорению теплообмена.

Профессиональные компании предоставляют исполнителям инженерные данные для будущего строительства. Какие именно требования оказывают наибольшее влияние на выбор подходящих изоляционных покрытий?

• Теплопроводность.
• Звукоизоляция.
• Возможность поглощать или отталкивать воду.
• Уровень паропроницаемости.
• Негорючесть.
• Плотность.
• Сжимаемость.

О толщине изоляции трубопровода и оборудования

Обязательно опираться на нормативы, чтобы определить допускаемую толщину для каждого конкретного оборудования. В них производители пишут о том, какая плотность сохраняется в тепловом потоке. В СНиПах приводятся алгоритмы решения разных формул вместе с самими формулами.

Для выявления минимума толщины трубопроводов в том или ином случае определяют предел по допустимым значениям потерь на тех или иных участках.

Полиуретановая изоляция

Трубопроводы с данным типом изоляции используются, когда надо укладывать конструкцию над поверхности земли, бесканального типа. При изготовлении стараются внедрить как можно больше новых технологий.

Из материалов к процессу допускаются только обладающие максимально высоким качеством. Заблаговременно их подвергают испытаниям в большом количестве, согласно СП, тепловая изоляция оборудования и трубопроводов не допускает брака.

Использование пенополиуретана позволяет снижать тепловые потери. И обеспечивает долговечность для самого материала теплоизоляции. В состав пенополиуретана входят экологически чистые компоненты. Это Изолан-345, а так же Воратек CD-100. По сравнению с минеральной ватой, теплоизоляционные характеристики пенополиуретана гораздо выше.

ППМ и АПБ изоляция

На протяжении более чем тридцати лет в трубопроводах используется так называемая пенополименарльная изоляция. Основным видом в данном случае выступает полимербетон. Его характеристики можно описать следующим образом:

• Включение в группу Г1 при испытаниях на горючесть согласно действующим ГОСТам.
• Температурный режим эксплуатации, позволяющий поддерживать 150 градусов.
• Наличие структуры интегрального типа, которая совмещает в себе функции покрытия для гидроизояции вместе со слоем изоляции от тепла.

Некоторые региональные производители до недавнего времени занимались выпуском армопенобетонной изоляцией. У этого материала очень низкая плотность. А теплопроводность, наоборот, приятно удивляет.

АПБ обладает следующим набором преимуществ:

1. Долговечность.
2. Гидрозащитное покрытие с высокой паропроницаемостью.
3. Оборудование не подвергается коррозии.
4. Способность трубопровода выдерживать высокие температуры.
5. Сопротивляемость огню.

Такие трубы хороши тем, что их можно применять для теплоносителя практически любой температуры. Это касается как сетей не только с водой, но и с паром. Вид прокладки не имеет значения.

Допустимо даже совмещение с подземной бесканальной и канальной разновидностями. Но продукция с ППУ теплоизоляцией всё ещё считается более технологичным решением.

О коэффициенте теплопроводности

Оборудование, пока оно эксплуатируется, становится возможным увлажнение – вот что больше всего влияет на расчётный коэффициент теплопроводности.

Особые правила существуют для принятия коэффициента, который предполагает увеличение теплопроводности изоляционных покрытий. Основываются при этом на ГОСТах и СНиПах, но не обойтись и без других факторов:

• влажность грунта согласно СП.
• Разновидности, к которой относится материал для теплоизоляции.

Коэффициент равняется единице, если речь идёт о трубах с ППУ-изоляцией, в оболочке из полиэтилена высокой плотности. Не важно, каков уровень влажности в грунте, где установлено оборудование. Другим будет коэффициент у оборудования и труб с изоляцией АПБ, имеющих интегральную структуру. И допускающих возможность того, что изоляционный слой может высохнуть.

1. 1,1 – уровень коэффициента для конструкций, размещённых в грунтах с большим количеством воды, согласно СП.
2. 1,05 – для грунтов, где количество воды не такое большое.

При практических расчётах используются специальные инженерные методики. Они обычно учитывают сопротивления внешним воздействиям из окружающей среды. Двухтрубная прокладка предполагает учёт взаимного теплового влияния каждого из элементов на другие.

Оптимальная толщина и дополнительные рекомендации

Одним из определяющих факторов при выборе подходящей толщины становится фактор стоимости. А данные показатели могут определяться индивидуально для каждого конкретного региона.

Основные требования к тепловой изоляции трубопроводов

В таких случаях для предотвращения замерзания труб даже в течение длительных периодов времени в условиях отсутствия потока при температурах ниже нуля можно использовать теплоизоляцию плюс изоляцию.

Тепло, теряемое через изоляцию, должно быть компенсировано теплом, добавляемым с помощью термослеживающей ленты или элементов. Типичная мощность маломощной ленты с тепловым следом составляет от 3 Вт на линейный фут до 10 Вт на линейный фут. Нагревательные кабели являются саморегулирующимися, а выходная мощность зависит от температуры. Увеличение толщины изоляции может уменьшить нагрузку на тепловой след. Тем не менее, наступает момент, когда дополнительная изоляция не является экономически эффективной. О теплоизоляции для паропроводов читайте в этой статье.

В случае проточных линий тепло постоянно добавляется за счет притока более теплой жидкости, и в большинстве случаев замерзание не является проблемой. Однако жидкость может достигать потенциально проблематичной низкой температуры, если длина трубы большая или если любое падение температуры процесса недопустимо.

Холодная изоляция

Холодная изоляция относится к изоляции, установленной на трубопроводах и оборудовании, работающих при температурах ниже температуры окружающей среды. Основное различие между горячей и холодной изоляцией заключается в том, что при холодной изоляции существует возможность создания градиента давления водяного пара, который может направлять водяной пар через изоляцию на холодную металлическую поверхность. Это может привести к накоплению воды внутри изоляции и на поверхности трубопровода, что может привести к ухудшению изоляции и поверхности трубы.

Чтобы противостоять эффекту миграции водяного пара, изоляционный материал с закрытыми ячейками рекомендуется использовать для холодной изоляции, чтобы он не впитывал влагу. Кроме того, ограничители испарения влаги используются для изоляции изоляционных секций и ограничения площади повреждения, если оно произойдет. А также используется оболочка замедлителя пара, но она должна быть непрерывной и герметичной во всех швах и соединениях, чтобы обеспечить эффективную защиту от попадания влаги. О видах и материалах изоляции трубопроводов тепловых сетей читайте в статье на нашем сайте.

Изоляционная оболочка

Изоляционная оболочка обеспечивает наружное покрытие изоляции и защищает изоляцию от механических повреждений и попадания влаги. В случаях, когда существует опасность возгорания, используется оболочка из нержавеющей стали, которая имеет значительно более высокую температуру плавления.

Если проблема заключается в коррозии кожуха, можно использовать другие материалы, такие как термопласты, ткани или синтетический каучук. Различные материалы оболочки обладают различной излучательной способностью, и это влияет на производительность теплопередачи. Полированные металлы имеют более низкую излучательную способность, в то время как пластмассы, такие как ПВХ (поливинилхлорид) или слой ткани-мастики, имеют более высокую излучательную способность.

Высокая излучательная способность приводит к более высоким потерям тепла от трубы или оборудования с горячим источником. В низкотемпературных системах более высокие излучатели приводят к более высокому тепловыделению холодной трубы.

Теплоизоляция также важна для контроля шума и противопожарной защиты. Шумоподавление является естественным атрибутом изоляционного материала и оболочки. Для противопожарной защиты металлические кожухи и ленты, как упоминалось ранее, изготовлены из нержавеющей стали и закреплены таким образом, чтобы они могли выдержать воздействие потока противопожарной воды. Подробнее про СНИП на изоляцию трубопроводов Вы сможете узнать в нашей статье.

Стекловолокно используется с бумажной или пластиковой оболочкой для изоляции трубы. При изоляции холодной трубы важно использовать пароизоляцию на изоляции и заклеивать стыки лентой, чтобы предотвратить проникновение влаги и образование конденсата в изоляции. Влажная изоляция позволяет более эффективно передавать тепло.

Покрытие

Для защиты изоляции от атмосферных воздействий, механических нагрузок и (потенциально коррозионных) загрязнений следует наносить подходящую облицовку. Выбор подходящей облицовки зависит от различных факторов, таких как рабочие нагрузки, ветровые нагрузки, температура окружающей среды и условия.

• Как правило, оцинкованная сталь используется в помещениях чаще, из-за ее механической прочности, огнестойкости и низкой температуры поверхности (по сравнению с алюминиевой облицовкой);
• В агрессивных средах, таких как на открытом воздухе на палубе, где соленая вода приводит к коррозии, в качестве облицовки используется алюминированная сталь, нержавеющая сталь или армированный стеклом полиэстер. Нержавеющая сталь рекомендуется для использования в условиях повышенной пожароопасности;
• На температуру поверхности облицовки влияет тип материала. В качестве общего правила применяется следующее: чем ярче поверхность, тем выше температура поверхности;
• Чтобы исключить риск гальванической коррозии, используйте только комбинации металлов, которые не подвержены коррозии из-за их электрохимических потенциалов;
• Для звукоизоляции на изоляцию или внутри облицовки устанавливается шумопоглощающий материал (слой свинца, полиэтиленовая фольга). Чтобы снизить риск возгорания, ограничьте температуру поверхности облицовки максимальной рабочей температурой шумопоглощающего материала.

Источник https://docs.cntd.ru/document/1200091050

Источник https://trubanet.ru/stalnye-truby/teplovaya-izolyaciya-oborudovaniya-i-truboprovodov-snip-kharakteristiki-vidy-teploizolyacii-i-trebovaniya-k-nim.html

Источник https://kvip.su/blog/sovety-pokupatelyam/osnovnye-trebovanija-k-teplovoj-izoljacii-truboprovodov/