Ізоляція трубопроводів та обладнання: різновиди матеріалів та особливості технології

Ізоляція трубопроводів та обладнання: різновиди матеріалів та особливості технології

Захист відповідальних комунікаційних мереж і функціональних агрегатів нерідко вимагає виконання ізоляційних робіт. Пристрій зовнішньої оболонки з одного боку має перешкоджати впливу негативних факторів навколишнього середовища, а з іншого - зберігати оптимальний температурно-вологісний режим оберіганих поверхонь. Зокрема, ізоляція трубопроводів систем опалення житлових і виробничих будівель дозволяє зберігати прийнятні показники мікроклімату незалежно від сезонних умов. Але і це не єдине завдання, яке виконує зовнішній тонкостінний захист.

Основні вимоги до ізоляції

Крім трубопроводів цільовим обладнанням для технологічної ізоляції може виступати інжиніринг, кліматичні системи, повітроводи і різні функціональні пристрої. Теплова оболонка зазвичай виконується з комплектних або повносборних конструкцій заводського виготовлення. У мережах опалення ізоляція трубопроводів, арматури, компенсаторів і фланцевих сполук проводиться з покривів із захисними покриттями. Поверхня ізоляційного матеріалу може мати фольговані шари або інші покриття - головне, щоб вони були стійкі до ураження корозією.


Особливі вимоги пред 'являються до мереж, які прокладаються безканальним способом. У цьому випадку треба враховувати, що лінії трубопроводів включатимуть посилений фізичний захист у вигляді сталевих або броньованих футлярів. Матеріал ізоляції повинен влаштовуватися в два шари, з обох сторін обгороджуючи металеву оболонку. У процесі розробки проекту прокладки магістральних ліній в інфраструктурі інженерних комплексів і підприємств прораховується можливість виділення пожежонебезпечних, вибухонебезпечних та екологічно шкідливих речовин через спеціальні патрубки. В ізоляції трубопроводів такого призначення повинні не просто передбачатися технологічні виводні канали. Вони повинні забезпечувати оптимальну пропускну здатність відповідно до нормативних вимог.

Особливості ізоляції мереж трубопроводів

Відмінності ізоляції труб від інших інженерно-комунікаційних мереж та суміжного обладнання полягають в умовах експлуатації, прокладання та вимог до обслуговування носія. Наприклад, умови циркуляції газу під високим тиском виключають найменші вібраційні або ударні впливи. Відповідно, ізоляційний матеріал повинен виступати і свого роду демпферною прокладкою - цю функцію найкраще виконують плити з мінеральної вати, але тільки за умови включення силових каркасів. А ось засипні теплоізоляційні конструкції в цьому випадку не підходять.

Особливі вимоги пред 'являються до ізоляції мереж, що експлуатуються в цехах на хіміко-фармацевтичних виробництвах. На таких підприємствах зазвичай випускаються лікарські та харчові товари, що не допускають контакту з забрудненими середовищами. Тому теплова ізоляція трубопроводів повинна і сама по собі бути екологічно чистою (на основі природних матеріалів), і також забезпечувати захист від виходу шкідливих випарів з контуру. Для таких цілей можуть застосовуватися засоби з мінеральної вати, супертонкого або базальтового скловолокна, але тільки під металевим покривом і в обкладці на основі кремнеземної або скляної тканини.

Структура ізоляційного матеріалу

Традиційно ізоляція виконується як багатошаровий матеріал, в якому кожен пласт виконує певну задачу. Найпростіша структура формується трьома рівнями:

  • Базовий шар. Жорстка основа, яка прилягає до цільової поверхні. Ця підкладка повинна проявляти стійкість до теплових, вологісних і хімічних впливів.
  • Середній функціональний шар. Зазвичай він формується безпосередньо герметизуючим матеріалом, який може виконувати функції тепло-, шумо- і гідроізоляції.
  • Захисний верхній шар. У центральних трубопроводах він є обов 'язковим, оскільки дозволяє забезпечити належний захист від зовнішніх механічних впливів.

Також звід правил (СП) для теплової ізоляції обладнання та трубопроводів під номером 61.13330 вказує на необхідність наявності додаткових шарів - запобіжного та вирівнюючого. Якщо температура захищеної поверхні в звичайному експлуатаційному процесі перевищує 12 ° С, то потрібен і пристрій пароізоляції з оптимальною пропускною здатністю для випуску водяної пари.

Що стосується форм-фактора виготовлення ізоляційних матеріалів, то для трубопроводів частіше використовують ламельні матюки, плівки і циліндричні жорсткі вироби. Форма випуску багато в чому залежить від структури застосовуваної сировини. Жорстка ізоляція зазвичай проводиться зі спіненого пінополістиролу, а мінвата закладається в матюки або гнучкі плити.


Характеристики ізоляції трубопроводів

Техніко-фізичні та експлуатаційні параметри визначаються умовами застосування матеріалу. Здатність витримувати високі температури, наприклад, є основною функціональною якістю для більшості трубних ізоляторів. Так, для захисту поверхонь з тепловим навантаженням близько 400-600 ° С використовують матеріали, теплопровідність яких становить не менше 0,07 Вт/( м · ° С). Принаймні, такі показники повинні характеризувати перший шар. Якщо ж мова йде про ізоляцію труб або обладнання з від 'ємним температурним режимом, то нормативи вимагатимуть використання матеріалів з теплопровідністю нижче 0,07 Вт/( м · ° С) і середньою щільністю 200 кг/м3.

Як наголошується в СНіП по ізоляції трубопроводів під номером 2.04.14-88, діапазон показників щільності може варіюватися від 40 до 750 кг/м3. Нижній рівень представляють мати на основі скляного шпатового волокна, а верхній - шнур з мінеральної вати або азбесту. При безканальному укладанні теплових мереж з позитивною експлуатаційною температурою (до 20 ° С) слід задіяти ізолятори середньою щільністю близько 600 кг/м3, а показник теплопровідності повинен становити 0,13 Вт/( м · ° С). Що стосується коефіцієнтів вологості, то це індивідуальне значення для кожного матеріалу. Головна вимога - щоб структура ізолятора не втрачала цілісності і функціональних властивостей при фактичному рівні вологи в конкретних умовах.

Проектування теплової ізоляції трубопроводів

Визначити конкретні технічні характеристики для конкретних умов застосування дозволить проектне рішення. Виконавці оцінюють розмірні параметри та фізико-хімічні показники матеріалу, що підходить для цільової труби або обладнання. Як правило, розрахункові операції виконуються в таких параметрах:

  • Розрахунок за температурою на поверхні. Виходять з температури зовнішнього середовища (в середньому 5-20 ° С), яку повинен буде витримувати зовнішній захисний шар.
  • Розрахунок з метою запобігання утворення конденсату. Оцінюються властивості гігроскопічності та паропроникності. Наприклад, мембранні плівки ізоляторів в середньому пропускають 0,5 г/м2 на добу, що відповідає коефіцієнту вологості на місці експлуатації близько 60%.
  • Розрахунок за нормативом щільності теплового потоку. Вже згаданий показник теплопровідності, який залежить від температури об 'єкта, що обслуговується (труби, сантехнічної арматури або обладнання).
  • Розрахунок ізоляції для трубопроводу транспортованою речовиною. Якщо мова йде про опалення, то максимальними значеннями будуть вважатися 90-95 ° C. Для таких середовищ вибирають ізолятор товщиною 30 мм, де на ущільнювач припадає 5 мм.

Параметри теплоізоляційних конструкцій

Готовий до використання матеріал у комплекті з функціональними та кріпильними доборними елементами. Відповідно до нормативів СП з ізоляції трубопроводів, мінімальна товщина таких конструкцій становить від 30 до 40 мм. Тонкі шари виконують у разі використання тканинних, холстопрошивних і шнурових матеріалів. Якщо ж планується задіяти жорсткоформовані ізолятори, то товщина конструкції повинна буде скласти не менше 40 мм. У разі використання додатково ущільнених матеріалів до захисного каркасу додається ще 5-10 мм.

Ізолюючі конструкції можуть посилюватися і високоміцною оболонкою з металу. З такою метою застосовують стрічковий або листовий алюміній, товщина якого становить 0,25-0,3 мм. Для більшого захисного ефекту рекомендується кріпити гофровані вироби. Сама по собі ізоляція трубопроводів може мати кілька функціональних герметизуючих шарів у серцевині. Так, для зашиті поверхонь з температурним режимом від -60 ° С до 250 ° С і зовсім не допускається використання одношарових конструкцій. Ця умова необхідна хоча б з тієї причини, що додатковий шар повинен перекривати стики і шви ізоляторів. Тому частіше використовують двошарові системи, а іноді і тришарові.

Природні ізолятори

Переважно це група матеріалів-різновидів руберойду. Тобто основу складає картон і бітумні в 'язкі елементи з посипками з тальку, азбесту і піску. Особливо популярні склорубероїд і пергамін. Перший випускається рулонами шириною до 100 см. Бувають різні модифікації склорубероїду - в тому числі з підвищеними функціями паро- і вологозахисту. Модифіковані полотна з обох сторін мають пиловидне посипання частинками фракцією 0,6 мм. Однак використовувати цю ізоляцію для трубопроводів і обладнання можна лише в тих випадках, якщо температура поверхні не перевищує 80 ° С. Це пікова точка плавлення бітуму, при якій склорубероїд стає непридатним до використання.

Досить популярний в сегменті природних ізоляторів і пергамін. Зазвичай його використовують в якості покрівельного настилу, але в деяких виконаннях він оптимально підходить і для пристрою оболонки труб. Основу структури також складають шари міцного картону з в 'язкою речовиною, але крім них застосовується і багатошарова (до 40 пластів) конструкція на основі бавовни, льону, соломи та деревини.


Металеві ізолятори

Це механічні захисні кожухи, які закривають собою середні шари тепло- і пароізоляції. Зокрема, їх використовують як засіб захисту від атмосферних опадів, кислотних впливів, ударів та інших руйнівних факторів. Середня товщина ізоляції трубопроводів з металу варіюється від 0,2 до 1,5 мм. Найтонші вироби представляють алюмінієві стрічки, а найтовстіші - холоднокатана сталь, яка також отримує додаткові полімерні покриття.

Важливо відзначити широку функціональність таких кожухів з точки зору конструкційного пристрою. Оболонка може виконуватися під можливість кріплення різних видів фасонних елементів, серед яких заглушки, трійники, відводи і конуси. У металевій ізоляції трубопроводів опалення також передбачаються спеціальні виходи для вимірювальних приладів і підключення опресовочного обладнання на випадок перевірки герметичності контуру. Монтаж кожуха проводиться заклепками і саморезами. Рідше використовується точкове зварювання, хоча воно ж забезпечує найбільш надійні стики.

Ізолятори на основі полімерів

Різновид синтетичної ізоляції, який може виступати і в якості допоміжного шару, і як самостійне покриття. Зовнішній діаметр таких оболонок становить від 5 до 100 см, а товщина варіюється від 3 до 10 мм. Незважаючи на штучне походження, вироби такого роду цілком можуть бути екологічно чистими. Принаймні, придатними для використання в побуті. Не програє конкурентам полімерний матеріал і в техніко-експлуатаційних показниках. Наприклад, за вимогами СП, теплова ізоляція трубопроводів марки "Ізол" повинна витримувати температурні навантаження до 400 ° С. Протягом 2 годин матеріал не повинен здуватися і розтягуватися. Єдиним серйозним мінусом полімерного ізолятора можна назвати не найвищу механічну стійкість, тому буде не зайвим доповнювати такі оболонки алюмінієвими листами.

Ув 'язнення

Сучасні технології ізоляції дозволяють формувати багатофункціональну захисну оболонку для інженерних конструкцій і теплових мереж, не покращуючи експлуатаційні якості цільового об 'єкта. Водночас прорахунок у виборі конкретного матеріалу знизить стійкість системи перед негативними факторами внутрішнього і зовнішнього впливу. Головна помилка полягає в тому, що багато орієнтуються лише на одну функцію оболонки. При цьому навіть багатозадачна теплова ізоляція обладнання і трубопроводів не завжди може ефективно виконувати завдання паро- і гідрозахисту. Для них потрібен пристрій допоміжних покриттів відповідного призначення. Інша річ, що включення додаткових рівнів ізоляції неминуче збільшує і товщину зовнішнього покриття, а це може зумовити обмеження щодо використання деяких матеріалів.