Поиск


ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №37

                    ( читать ... )

ЖУРНАЛ "ТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕКСТИЛЬ" №36

                    ( читать ... )

Ссылки партнеров

Индустриальный текстиль


Технический текстиль/Индустриальный текстиль/Материалы и изделия для теплоизоляции промышленных трубопроводов

Материалы и изделия для теплоизоляции промышленных трубопроводов

19 марта 2002
Технический текстиль №3, 2002

Ставрицкая Людмила Васильевна
Шойхет Борис Михайлович

Экономия топливно-энергетических ресурсов имеет значительно более высокую рентабельность по сравнению с увеличением объемов добычи топлива и строительством новых мощностей по производству энергии. Существенная роль в решении проблемы экономии тепловой энергии принадлежит высокоэффективной тепловой изоляции.

Тепловая изоляция промышленных трубопроводов не только обеспечивает энергосбережение, но также позволяет проводить технологические процессы при заданных параметрах, создать безопасные и комфортные условия работы обслуживающего персонала, с меньшими потерями транспортировать  тепло от источника до потребителя. Кроме того, теплоизляция предотвращает замерзание холодной воды в трубопроводах в зимнее время года, позволяет хранить сжиженные и природные газы в изотермических хранилищах, обеспечи­вает снижение энергозатрат на отопление зданий и сооружений.

Российский рынок теплоизоляционных материалов в настоящее время достаточно обширен благодаря продукции инофирм, предлагающих широкую номенклатуру теплоизоляционных материалов с различными техническими характеристиками, но по достаточно высокой цене.

Номенклатура отечественных теплоизоляционных материалов, предназначенных для тепловой изоляции трубопроводов, не слишком разнообразна. Она представлена традиционно применяемыми изделями: • матами минераловатными прошивными безобкладочными или в обкладках из металлической сетки, стеклоткани или крафт-бумаги с одной или двух сторон (ГОСТ 21880-94, ТУ 36.16.22-10-89, ТУ 34.26.10579-95 и др.)  • изделиями минераловатными с гофрированной структурой для промышленной тепловой изоляции (ТУ 36.16.22-8-91) • плитами теплоизоляционными минераловатными на синтетическом связующем плотностью 50...125 кг/м3 (ГОСТ 9573-96) • изделиями из стеклянного штапельного волокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-95).

В небольшом объеме выпускаются изделия из супертонкого стеклянного и базальтового волокна с применением различных связующих и без них (ТУ 21-5328981-05-92, ТУ 95.2348-92, ТУ 5761-086011387634-95 и др.). Для изоляции трубопроводов с температурой до 130°С применяются скорлупы из трудногорючего фенольно-резольного пенопласта ФРП-1 (ГОСТ 22546-77). Для изоляции трубопроводов с температурой 400...600°С в качестве первого слоя многослойной теплоизоляционной конструкции применяются жесткие формованные известково-кремнеземистые изделия (скорлупы и сегменты по ГОСТ 24748-81) и перлитоцементные скорлупы (ТУ 36.16.22-72-96).

Отечественная промышленность теплоизоляционных материалов, к сожалению, практически не выпускает формованные изделия (цилиндры, полуцилиндры, сегменты) из минеральной и стеклянной ваты для изоляции трубопроводов. В связи с этим вместо высокотехнологичных формостабильных теплоизоляционных конструкций для трубопроводов монтажные организации используют неиндустриальные конструкции, требующие больших трудозатрат при монтаже, с применением полотна холстопрошивного стекловолокнистого ПСХ-Т (ТУ 6-48-97-93) или иглопробивного ИПС-Т-1000 (ТУ У 6-00209775.051-95), теплоизоляционных шнуров (ГОСТ 1779-83, ТУ 34-26-10258-86) или безобкладочных минераловатных или стекловолокнистых матов.

Существующий в этой области дефицит начинает заполнять ЗАО Минеральная вата (г. Железнодорожный), выпускающее по ТУ 5762-013-04001485-97 минераловатные цилиндры для трубопроводов диаметром 18...273 мм при толщине теплоизоляционного слоя 20...80 мм.

Для трубопроводов холодной воды и трубопроводов с отрицательными температурами теплоносителя применяются заливочный пенополиуретан (ОСТ 6-55-455-90) и скорлупы из пенополистирола ПСБ-С. Оба материала относятся к группе горючих по ГОСТ 30244. Для этой цели используются также конструкции на основе минераловатных и стекловолокнистых материалов с пароизоляционным слоем, характеризующиеся невысокой теплотехнической эффективностью и долговечностью.

Назначение и области рационального применения перечисленных выше теплоизоляционных материалов приводятся в таблице.

Ужесточение энергосберегающей политики и введение новых норм плотности теплового потока, которые на 25-30% ниже, чем принятые до 1997 г. (изм. № 1 СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»), потребовало применения теплоизоляционных материалов нового поколения с улучшенными теплотехническими свойствами.

В частности, высокими эксплуатационными и монтажными свойствами обладают упомянутые выше минераловатные цилиндры производства ЗАО Минеральная вата.

На основании результатов исследования теплофизических и физико-механических характеристик этих изделий АО Теплопроект разработал документ «Минераловатные цилиндры ЗАО «Минеральная Вата» в конструкциях тепловой изоляции трубопроводов. Рекомендации по применению». Документ содержит подробные технические решения по конструкциям тепловой изоляции с применением цилиндров в качестве теплоизоляционного слоя для трубопроводов, арматуры и фланцевых соединений, в том числе трубопроводов тепловых сетей, горячего и холодного водоснабжения, методики расчета с таблицами рекомендуемых толщин, рассчитанных для различных конструктивных решений и условий применения изоляции.

Преимущества этих изделий очевидны. Они обладают формостабильностью, низкой теплопроводностью, эксплуатационной надежностью и долговечностью, пожаробезопасносны, технологичны в монтаже. Несмотря на относительно высокую стоимость изделий, их потребительские качества  должны в конечном итоге способствовать более широкому применению цилиндров для изоляции трубопроводов промышленных предприятий, тепловых сетей канальной про­кладки и трубопроводов горячего водоснабжения, в том числе в подвалах и на чердаках жилых и общественных зданий. Тем более что трудозатраты и сроки монтажа конструкций с применением цилиндров существенно ниже, чем конструкций с применением рулонных и шнуровых теплоизоляционных ма­териалов, что в значительной степени компенсирует высокую стоимость самого теплоизоляционного материала. Применение изделий высокого качества обеспечит высокую эффективность теплоизоляционных конструкций без дополнительных затрат на ремонт в течение срока, соизмеримого со сроком службы трубопроводов.

Минероловатные цилиндры в процессе изготовления обрабатываются гидрофобизирующим составом, после чего их водопоглощение при испытании по ГОСТ 17177 (при частичном погружении) не превышает 20% от массы (или  2,4% по объему), что особенно важно с учетом их возможного увлажнения в конструкции. Отметим, что в конструкциях теплоизоляции подземных трубопроводов канальной прокладки, с учетом возможного попадания влаги, рекомендуется применять только гидрофобизированные теплоизоляционные материалы. Применение негидрофобизированных теплоизоляционных материалов снижает энергоэффективность и срок службы теплоизоляционных конструкций трубопроводов тепловых сетей.

Для изоляции трубопроводов диаметром 273 мм и более ЗАО Минеральная вата производит гидрофобизированные маты из минеральной ваты на синтетическом связующем марки Техмат (ТУ 5762-007-4575203-00).

Для изоляции трубопроводов надземной прокладки, в том числе тепловых сетей, рекомендуется применять теплоизоляционные изделия из стеклянного штапельного волокна,  характеризующиеся низкой плотностью и температурой применения до 180°С. Перспективными материалами для этой цели являются теплоизоляционные изделия Ursa, которые выгодно отличаются умеренной ценой и высоким качеством.

Обоснованное применение этих изделий в конструкциях промышленной теплоизоляции требует проведения исследований по определению оптимального коэффициента уплотнения и теплопроводности материала в конструкции в зависимости от степени уплотнения и рабочей температуры. Такие исследования проводятся в настоящее время институтом Теплопроект, что позволит разработать рекомендации по применению и включить теплоизоляционные материалы Ursa в нормативные документы по проектированию промышленной тепловой изоляции.

Улучшается качество отечественных минераловатных теплоизоляционных материалов. Модернизация существующих производств, введение новых технологических линий, использование качественного сырья, отказ от применения в производстве доменных шлаков позволяют наладить производство высококачественных изделий из минеральной ваты из горных пород с толщиной волокна 5-6 мкм. Такие изделия выпускаются Волгоградским заводом теплоизоляционных изделий АО Термостепс, ЗАО Минеральная Вата, Назаровским ЭТИ (Красноярский край), АООТ Тизол (г. Нижняя Тура). Высокое качество имеют и изделия, выпускаемые на одном из лучших заводов по производству минераловатных изделий - Изоплит (АО Термостепс).

Результаты теплофизических испытаний этих материалов показывают, что они имеют коэффициенты теплопроводности, которые существенно ниже значений указанных в государственных стандартах и технических условиях на эти материалы. Пересмотр этих нормативных документов и отражение в них фактических характеристик материалов повысит их конкурентоспособность и эффективность применения.

При выборе теплоизоляционных материалов необходимо учитывать, что значения их теплотехнических характеристик в конструкциях под воздействием монтажных и эксплуатационных факторов существенно отличаются от указанных в технических условиях.

В настоящее время, как в старой, так и новой нормативно-технической документации отсутствуют расчетные показатели волокнистых теплоизоляционных материалов, учитывающие зависимость коэффициента теплопроводности от коэффициента уплотнения в конструкциях в рабочем диапазоне температур с учетом шовности, наличия крепежных деталей и температуры теплоносителя.

Данные по коэффициентам теплопроводности теплоизоляционных материалов в конструкциях, приведенные в СНиП 2.04.14-88,  для применения в расчетах, не охватывают всю номенклатуру существующих на отечественном рынке материалов, давно устарели - материалы, выпускаемые по одним и тем же ГОСТам разными производителями, часто существенно отличаются по теплофизическим свойствам - и не могут эффективно использоваться при проектировании теплоизоляционных конструкций. Отсутствие указанных характеристик для широкого спектра новых теплоизоляционных материалов не позволяет обоснованно применять их при проектировании и сдерживает их применение в промышленности.

Для материалов, выпускаемых по новой технологии с применением сырья из горных пород, толщина теплоизоляционно­го слоя при расчетах по фактическим характеристикам существенно ниже, чем при расчетах по данным, указанным в СНиП 2.04.14-88. Завышенные относительно фактически необходимых значений толщины теплоизоляционного слоя влекут за собой повышенные расходы теплоизоляционного материала, что снижает его конкурентоспособность на рынке, делая экономически невыгодным для потребителя.

Импортные изоляционные материалы представлены достаточно обширной номенклатурой волокнистых теплоизоляционных материалов (фирмы Rockwool, Дания • Partek Paroc Oy Ab, Финляндия • Isover Оу, Финляндия • Izomat, Словакия) для изоляции трубопроводов с положительными температурами (цилиндры, маты и плиты без покрытия или покрытые с одной стороны металлической сеткой, стеклорогожей, алюминиевой фольгой и т. д.). Анализ технических характеристик поставляемых на отечественный рынок импортных теплоизоляционных материалов показывает, что в нормативно-техническую документацию, регламентирующую нормы проектирования (СНиП, СП, ТСН), могут быть включены только те из них, которые прошли сертификационные испытания по российским методикам и соответствуют требованиям отечественных стандартов.

Институт Теплопроект - головная организация Госстроя России в области теплотехнического строительства, включая теплоизоляционный профиль работ, в настоящее время разрабатывает свод правил (СП) по проектированию и монтажу тепловой изоляции промышленного оборудования и трубопроводов, включающий подробные рекомендации по применению материалов и принципы проектирования теплоизоляционных конструкций. Разработка территориальных строительных норм (ТСН) по проектированию тепловой изоляции оборудования и трубопроводов позволит оптимизировать тепловые потери трубопроводов с учетом реальной стоимости тепловой энергии, номенклатуры и стоимости теплоизоляционных и защитно-покровных материалов для конкретных регионов Российской Федерации.

В 2001 году предусмотрена переработка СНиП 2.04.14-88 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов» с учетом современных требований к энергоэффективности теплоизоляционных конструкций и существующей номенклатуры теплоизоляционных материалов и изделий. При переработке документа предусматривается включить в СНиП расчетные значения коэффициента теплопроводности рекомендуемых материа­лов в конструкции, с учетом условий их монтажа и эксплуатации.

Введение в действие указанных нормативных документов поможет проектным и монтажным организациям, а также потребителям квалифицированно использовать теплоизоляционные материалы в теплоизоляционных конструкциях, повысит энергоэффективность, надежность и долговечность конструкций промышленной тепловой изоляции, что в конечном итоге обеспечит значительную экономию энергетических ресурсов и средств потребителей тепловой энергии.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ