Расчет объема изоляции трубопроводов и укладка материала

Расчет объема изоляции трубопроводов и укладка материала

РАСЧЕТ ТОЛЩИНЫ ИЗОЛЯЦИИ

Специалисты нашей компании готовы оказать Вам информационную поддержку для осуществления Ваших технических потребностей, а при производственной необходимости, осуществить выезд на объект, предварительно подписав договор оказания услуг.

ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ИЗДЕЛИЯ И ЗАЩИТНЫЕ ОБОЛОЧКИ ТМ PIPEWOOL
В ПРОГРАММЕ «ИЗОЛЯЦИЯ» — «НТП ТРУБОПРОВОД»

Проектирование и расчеты толщины тепловой изоляции с помощью программы позволяют значительно сэкономить сроки проектирования и рабочее время инженерно-технического персонала.

Благодаря сотрудничеству с компанией ООО «НТП Трубопровод» в 2015 году, в базу данных материалов и в правила выбора материалов программы «Изоляция» введена продукция ТМ PIPEWOOL – цилиндры и фасонные теплоизоляционные элементы, быстросъемные конструкции, защитные оболочки.

*Программа служит для расчета тепловой изоляции и выпуска проектных документов с использованием изделий. C программой также поставляется файл чертежей технических решений PIPEWOOL.

Виды изоляционных материалов

Для выполнения изоляции трубопроводов используются различные материалы. Они отличаются по типу нанесения, толщине слоя и по своим характеристикам. К выбору следует относиться внимательно. Битумные покрытия еще не так давно считались самыми востребованными. В некоторых случаях трубу может дополнительно защищать стеклохолст. Битумные материалы используются для теплоизоляции подземных линий. Они препятствуют возникновению коррозии. Рабочие условия следующие: при обычной наружной прокладке -40/+65°C, для подземного глубинного использования -5/+30°C.

Таблица изоляции медных и стальных труб.

В целях экономии можно применять полимерно-битумные композиции. Монтаж быстрый, качество изоляции трубопровода получается высоким. ППУ — надежный и прочный материал, который может быть использован во время бесканальной или канальной прокладки коммуникаций, для надземного трубопровода. Получается прокладка «труба в трубе». Процесс работ простой, с ним справится даже новичок. Пенополиуретан в жидком виде наносится на поверхность, после чего он застывает, образуя прочную и крепкую скорлупу.

Антикоррозионная, полиэтиленовая изоляция — это многослойное покрытие, которое наносится только в промышленных условиях. Такие трубы применяются для транспортировки нефтепродуктов, газовых смесей. Стекловата сегодня применяется тоже часто. Это простой и надежный материал, который наносится просто. Расчет площади проводится без особых трудностей, но необходимо учесть толщину слоя. Минеральная вата тоже отлично подходит для теплотрасс. Материал может использоваться для утепления труб с разным диаметром.

Вернуться к оглавлению

2 Оптимальные утеплители для трубопроводов

Классификация теплоизоляционных материалов для труб выполняется в зависимости от сферы их применения, исходя из чего выделяют:

• Утеплителя для труб канализации, дренажных и сточных труб;
• Утеплители для вентиляционных каналов, и труб систем кондиционирования;
• Утеплители для подземных магистралей горячего и холодного водоснабжения;
• Утеплители для элементов производственных линий.

В зависимости от формы материала выделяют следующие виды утеплителей:

• Рулонные и плитные как пароизоляция Изоспан;
• Напыляемые;
• Утеплители в виде полых цилиндрических гильз.

К категории рулонной теплоизоляции относится минеральная вата и фольгированный пенофол.

Схема напыляемой ППУ теплоизоляции

Минвата является идеальным утеплителем для теплоизоляции трубопроводов с высокой температурой носителя, поскольку данный материал огнеупорен, и не деформируется даже под прямым воздействием огня.

Утепляются трубы минватой посредством наматывания, и последующего закрепления утеплителя скобами, либо проволокой.

Напыляемые утеплители – это пенополистирольная пена, и жидкий пеноизол. Данные материалы эффективны и долговечны, однако у них высокая стоимость, и для нанесения пенной теплоизоляции требуется специальное оборудование.

Утеплители в виде гильз, как правило, производятся из пенопласта и вспененного полиэтилена.

Они обладают низкой теплопроводностью и умеренной ценой, однако таким материалам свойственен общий недостаток – узкий температурный диапазон эксплуатации. Что ограничивает возможность их применения для утепления трубопроводов, транспортирующих горячую жидкость.

2.1 Особенности теплоизоляции трубопроводов (видео)

Онлайн калькулятор для вычисления требуемого объема теплоизоляции для трубопроводов

В условиях нашей страны с ее огромными просторами трубопроводный транспорт является самым эффективным средством транспортировки жидких продуктов. Размеры труб при этом достигают трехметрового диаметра, что позволяет транспортировать по ним большие объемы продуктов. Естественно, что такие магистрали нуждаются в определенной защите от разных факторов:

• коррозии всех видов;
• промерзания;
• физического воздействии природных явлений;
• от несанкционированного вмешательства посторонних лиц.

Все магистрали, включая газопроводы и нефтепроводы, не говоря уже о водных системах, подлежат изолированию работы в температурном интервале -45 + 60 градусов. Массовое применение такой технологической операции требует тщательного расчета потребности в материалах покрытия поверхности труб, чтобы расходы на нее были оптимальными, подсчет изоляции трубопроводов с использованием различных калькуляторов является необходимостью.

Произведя необходимый расчет и определившись с вариантом теплоизоляции, можно выбирать альтернативный вариант, делающий систему более эффективной.

Наиболее эффективный вариант обеспечения тепловой изоляции трубопровода — это применение обогревающего кабеля (рис. 1).

В зависимости от конструктивных особенностей проектируемого трубопровода такой кабель можно разместить как внутри трубы, так и снаружи, существенно сэкономив средства на утеплителе.

Рисунок 2. Схема изоляции труб.

Примечателен и тот фактор, что обогрев трубопровода необходим исключительно в холодное время года. В остальные периоды можно обойтись и без него, экономя на потребленной электроэнергии.

Следующий альтернативный метод можно назвать частью основного расчета, который делается еще в процессе проектирования системы. Все дело в том, что грунт всегда промерзает по принципу сверху вниз, образуя на глубине своеобразную подушку из теплого воздуха, который, по законам физики, стремится подняться вверх. Изоляция же обрамляет трубу со всех сторон, одновременно защищает от проникновения как холодного, так и теплого воздуха (рис.2). Для того чтобы существенно сэкономить на изоляции трубопровода, ее целесообразнее будет выполнять в форме зонтика, расположенного исключительно над верхней частью трубы.

Достаточно трудоемким, однако наиболее надежным способом изоляции трубопроводов по праву считается их заключение в трубу большего диаметра, полностью выполненную из утеплителя.

Методика просчета однослойной теплоизоляционной конструкции

Основная формула расчета тепловой изоляции трубопроводов показывает зависимость между величиной потока тепла от действующей трубы, покрытой слоем утеплителя, и его толщиной. Формула применяется в том случае, если диаметр трубы меньше чем 2 м:

Формула расчета теплоизоляции труб.

ln B = 2πλ [K(tт – tо) / qL – Rн]

• λ – коэффициент теплопроводности утеплителя, Вт/(м ⁰C);
• K – безразмерный коэффициент дополнительных потерь теплоты через крепежные элементы или опоры, некоторые значения K можно взять из Таблицы 1;
• tт – температура в градусах транспортируемой среды или теплоносителя;
• tо – температура наружного воздуха, ⁰C;
• qL – величина теплового потока, Вт/м2;
• Rн – сопротивление теплопередаче на наружной поверхности изоляции, (м2 ⁰C) /Вт.

Значение теплопроводности утеплителя λ является справочным, в зависимости от выбранного теплоизоляционного материала. Температуру транспортируемой среды tт рекомендуется принимать как среднюю в течение года, а наружного воздуха tо как среднегодовую. Если изолируемый трубопровод проходит в помещении, то температура внешней среды задается техническим заданием на проектирование, а при его отсутствии принимается равной +20°С. Показатель сопротивления теплообмену на поверхности теплоизоляционной конструкции Rн для условий прокладки по улице можно брать из Таблицы 2.

Примечание: величину Rн при промежуточных значениях температуры теплоносителя вычисляют методом интерполяции. Если же показатель температуры ниже 100 ⁰C, величину Rн принимают как для 100 ⁰C.

Показатель В следует рассчитывать отдельно:

Таблица тепловых потерь при разной толщине труби и теплоизоляции.

B = (dиз + 2δ) / dтр, здесь:

• dиз – наружный диаметр теплоизоляционной конструкции, м;
• dтр – наружный диаметр защищаемой трубы, м;
• δ – толщина теплоизоляционной конструкции, м.

Вычисление толщины изоляции трубопроводов начинают с определения показателя ln B, подставив в формулу значения наружных диаметров трубы и теплоизоляционной конструкции, а также толщины слоя, после чего по таблице натуральных логарифмов находят параметр ln B. Его подставляют в основную формулу вместе с показателем нормируемого теплового потока qL и производят расчет. То есть толщина теплоизоляции трубопровода должна быть такой, чтобы правая и левая часть уравнения стали тождественны. Это значение толщины и следует принимать для дальнейшей разработки.

Рассмотренный метод вычислений относился к трубопроводам, диаметр которых менее 2 м. Для труб большего диаметра расчет изоляции несколько проще и производится как для плоской поверхности и по другой формуле:

δ = [K(tт – tо) / qF – Rн]

• δ – толщина теплоизоляционной конструкции, м;
• qF – величина нормируемого теплового потока, Вт/м2;
• остальные параметры – как в расчетной формуле для цилиндрической поверхности.

Особенности монтажа утепления

Для теплоизоляции трубопровода могут использоваться как сегментные, так и плиточные материалы ПЕНОПЛЭКС®. При этом должны соблюдаться следующие условия:

• плитами теплоизолируются трубы водоснабжения, канализации и других коммуникаций с температурой носителя до +85 °C, укладываемые в заглубленные траншеи; сегменты предпочтительнее использовать для утепления наружных трубопроводов, при этом теплоизоляция должна иметь дополнительную защиту от ультрафиолетового излучения;
• размеры короба в земле и толщина плит теплоизоляции зависят от глубины траншеи для трубопровода и уровня промерзания грунта; для расчета этих значений используются формулы:

Утепление труб теплоизоляционными плитами ПЕНОПЛЭКС® повышает теплосбережение, многократно увеличивает эксплуатационный срок трубопровода и снижает стоимость восстановительных работ при аварийных ситуациях. Это позволяет значительно сэкономить на текущих расходах по использованию и обслуживанию коммуникационных систем.

Расчет с помощью онлайн – калькулятора

Помимо инженерных формул существует современный помощник для произведения расчета теплоизоляции. Калькулятор представляет собой бесплатную онлайн программу, для которой не нужна инсталляция и оплата. Зная параметры трубопровода, можно за несколько минут получить точные данные по расчетам.

Правила пользования:

1.Выбирают необходимую задачу:

• -утепление трубопроводов, чтобы обеспечить нужную температуру на верхнем слое изоляции.
• -утепление трубопроводов, чтобы предотвратить промерзание жидкости, протекающей в них.
• -утепление трубопроводов, чтобы исключить образование конденсата на верхнем слое изоляции.
• -утепление трубопроводов водяных тепловых сетей, имеющих двухтрубную подземную канальную прокладку.

2.Введение параметров для проведения расчета:

• -материал для утепления, который выбирают из списка.
• -наружное сечение трубопровода, в миллиметрах.
• -показатель температуры поверхности, которую утепляют, в градусах.
• -время, которое необходимо для замерзания жидкости в неподвижном состоянии.
• -тип покрытия для защиты, из металла или не из металла.
• -средний показатель температуры теплоносителя, к примеру воды.

3.нажатием на кнопку «рассчитать», получают точные данные по вычислению.

Материалы для теплоизоляции

Схема битумной теплоизоляции.

1. Битум. Используется в основном для теплоизоляции подземных конструкций. Битумная изоляция предотвращает коррозию на поверхности. Наружная часть состоит из слоя полиэтилена, который защищает битумное покрытие. Иногда дополнительно оборачивают стеклохолстом, что, в свою очередь, влияет на величину толщины слоя. Чаще всего этот материал используется для защиты трубопроводов газо-, нефте и водоснабжения из стали, а также для тепловых труб из металла.
2. Теплоизоляция пенополиуретановыми скорлупами. Используется как под землей, так и для тепловой защиты наземных конструкций. Отличается мобильной сборкой и многоразовым использованием.
3. Пенополиуретановая оболочка или «труба в трубе». Пенополиуретан впрыскивается и затвердевает между внутренней стальной трубой и полиэтиленовой изоляцией. Перед этим процессом труба должна пройти стадию очистки. Во избежание разрушения наружные конструкции следует покрывать акриловыми красками. Понятие толщины защитного слоя в этом случае не совсем уместно, т.к. используется метод “труба в трубе”.
4. Полиэтиленовая антикоррозионная защита. Является комбинированным многослойным покрытием для изоляции трубопроводов. Данный процесс чаще всего проходит в промышленных цехах. Для небольших сетей бытового уровня обычно не используется.
5. Стекловата. Для трубопроводов тепловой сети нередко используются изделия из стекловаты. Они хорошо помогают в защите от теплопотерь и предотвращают образование конденсата в теплоцентралях, пароводах и прочих коммуникациях. Расчет толщины защитного слоя зависит от параметров изолируемой конструкции.
6. Минеральная вата. В основном используется для изолирования трубопроводов теплоснабжения. Может применяться для конструкций различного диаметра и объема. Скорлупы и маты базальтовой ваты сверху покрываются лентами антикоррозийной оцинкованной изоляции и асбоцементными листами, которые препятствуют изменению состава и свойств защитного материала под действием солнца. Это тот случай, когда качество изоляции (количество слоев и их комбинирование) напрямую оказывает влияние на величину толщины защитного покрытия.

Следует помнить, что расчет толщины тепловой изоляции трубопроводов – это непростой процесс, требующий учета множества факторов и соответствия строительным нормам и правилам. Основным документом, регламентирующим величину толщины слоя тепловой изоляции и многих других его параметров, является СНиП 2.04.14-88. “Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов”. В этом документе содержатся основные требования к конструкциям, изделиям и материалам для тепловой изоляции и все расчетные технические характеристики материалов, которые помогут при выборе толщины защитного слоя.