Расчет толщины изоляции трубопроводов

Устранение дефектов изоляции

Со временем для изоляции трубопровода потребуется ремонт.

Конечно, правильная эксплуатация позволяет продлить сроки службы не только труб, но и отделки. Периодически требуется проводить осмотр, после чего выполнять частичный ремонт, чтобы не доводить до капитального, т. е.

замены самого слоя изоляции или в худшем случае труб. Как избежать ремонтов? Необходима установка специальных датчиков, контролирующих состояние системы.

Сам ремонт может заключаться в выполнении таких действий:

Регулярно следует проводить осмотр состояния поверхности изоляции. Если есть повреждения, то надо залатать дефектный участок, осмотреть поверхность трубы.

Дальнейший ремонт зависит от того, в каком состоянии находятся трубы. Обычно требуется просто счистить следы коррозии, но в более сложных случаях нужна замена отдельных участков. Затем наносится новый слой изоляции трубопровода.

При ремонте покрытия следует выбирать тот же материал, который и был ранее. Если он по каким-либо условиям не удовлетворяет требованиям, то заменять следует всю изоляцию, чтобы не происходило теплопотерь, не возникло участков, подверженных коррозии.

Для теплоизоляции труб и их защиты от коррозии можно применять разные материалы. Перед тем как приобретать их, следует правильно выбрать покрытие.

Антон Михайлович Дергачев

Никаких проблем. Берем перф и перфорируем)

Интересная инфа, не знал что надо армировать пено-, газоблок

Добавлю в закладки. Как раз планирую ставить каркасник.

В последнее время все чаще задумываюсь о постройке дома, нахожу много подобных полезных статей. Однозначно буду делать пароизоляцию, тем более, что ва.

Спасибо. Очень подробно и понятно, а в моем случае и актуально.

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.

Также популярны защитные ленты на основе вспененного каучука. Монтаж выглядит так: с поверхности ленты удаляется тонкая пленка, а потом лента прикрепляется к поверхности трубной конструкции

Обратите внимание, что на поверхности ленты имеется тонкий слой клея, поэтому материал не требует установки с помощью креплений

Расчет изоляционных материалов трубопроводов

Расчеты изоляции для трубопроводов провести несложно, для удобства рекомендуется пользоваться специальными калькуляторами. Есть ряд действий, которые позволяют предварительно определить объемы материалов. Перед тем как начинать расчеты, следует сразу определиться, какой именно тип утеплителя будет использован. Изоляторы отличаются не только внешне, но и условиям укладки, свойствами.

Качество материалов высокое, слой получается тонким, но прочным, полностью выполняющим все функции. Расчет делается таким образом:

1. Используется формула вычисления площади цилиндра S=2πr(h+r), где r – радиус основания трубы, h – параметр длины трубы, π – константа, приближенное значение для данного случая используется 3,14.
2. Полученное значение и есть площадь окраски. Далее следует согласно инструкции производителя определить расход материала.

Схема расчета теплоизоляции для трубы.

При использовании обычных изоляционных материалов расчеты проводятся намного проще. Необходимо определить объем для внутренней части трубы и внешней. Для этого применяется формула V=πr2h, где:

• V – объем трубопровода;
• r – значение радиуса (внешнего или внутреннего);
• h – длина трубы;
• π равно 3,14.

Отдельно вычисляется значение внутреннего и внешнего радиуса, полученная разница и будет равна объему всего материала изоляции трубопровода. Обертывание – это вариант внешней изоляции. В данном случае расчет выполняется аналогично по первой указанной формуле, но требуется учитывать толщину материала, так как она оказывает влияние на количество.

Метод определения по заданной температуре поверхности утепляющего слоя

Данное требование актуально на промышленных предприятиях, где различные трубопроводы проходят внутри помещений и цехов, в которых работают люди. В этом случае температура любой нагретой поверхности нормируется в соответствии с правилами охраны труда во избежание ожогов. Расчет толщины теплоизоляционной конструкции для труб диаметром свыше 2 м выполняется в соответствии с формулой:

Формула определения толщины теплоизоляции.

δ = λ (t_т – t_п) / ɑ (t_п – t), здесь:

• ɑ – коэффициент теплоотдачи, принимается по справочным таблицам, Вт/(м2 ⁰C);
• t_п – нормируемая температура поверхности теплоизоляционного слоя, ⁰C;
• остальные параметры – как в предыдущих формулах.

цилиндрической поверхности производится с помощью уравнения:

ln B =(d_из + 2δ) / d_тр = 2πλ R_н (t_т – t_п) / (t_п – t)

Обозначения всех параметров как в предыдущих формулах. По алгоритму данный просчет схож с вычислением толщины утеплителя по заданному тепловому потоку. Поэтому дальше он выполняется точно так же, конечное значение толщины теплоизоляционного слоя δ находят так:

δ = d_из (B – 1) / 2

Предложенная методика имеет некоторую погрешность, хотя вполне допустима для предварительного определения параметров утепляющего слоя. Более точный расчет выполняется методом последовательных приближений с помощью персонального компьютера и специализированного программного обеспечения.

Соответствие параметров и материала утеплителя требованиям СНиП

Схема изоляции трубы скорлупой ППУ.

Расчет изоляции для технологических или сетевых трубопроводов по методу нормируемой плотности теплового потока предполагает, что его значение q_L известно. В таблицах и приложениях к СНиП 41-03-2003 приведены эти значения, как и величины коэффициента К дополнительных потерь. Следует правильно пользоваться этими таблицами, так как они составлены для объектов, находящихся в европейском регионе Российской Федерации. Для определения нормируемого теплового потока трубопроводов, строящихся в других регионах, его значение необходимо умножать на специально введенный для этого коэффициент. В приложении СНиП указаны величины этих коэффициентов для каждого региона с учетом способа прокладки трубопровода.

При выборе изоляции трубопроводов различного назначения нужно обращать внимание на материал, из которого она изготовлена. Нормативная документация регламентирует применение горючих материалов разных групп горючести

Например, теплоизоляционные изделия группы горючести Г3 и Г4 не допускается применять на объектах:

1. В наружном технологическом оборудовании, исключая те установки, которые стоят отдельно.
2. При совместной прокладке с другими трубопроводами, которые перемещают горючие газы или жидкости.
3. При общей прокладке в одном тоннеле или эстакаде с электрическими кабелями.
4. Запрещено применять такие утеплители на трубопроводах внутри зданий. Исключение – здания IV степени огнестойкости.

В противном случае вычисления придется производить несколько раз.

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.

Разновидности утепляющего материала

Утеплители по области применения бывают:

1.утеплители, подходящие для водопроводов с холодной и горячей водой, для сетей с центральным отоплением, для технического оборудования разного типа.

2.для труб канализации, также труб водоотведения.

3.для оборудования вентиляции, морозильных устройств.

Утеплители имеют разный внешний вид, который определяет технологию укладки:

1.рулонный тип.

2.листвой тип.

3.кожуховый тип.

4.заливочный тип.

5.комбинированный тип.

Внимание! Утепляющие материалы должны иметь низкий уровень теплопроводности, высокую устойчивость к воспламенению. Этими свойствами наделены:

Этими свойствами наделены:

1.утеплитель из минеральной ваты, который выпускается в рулонах. Применяют для проведения теплоизоляции трубопроводов, имеющих теплоноситель с высокими температурами. Минеральную вату наматывают на трубопровод. Закрепляя с помощью бечевки из синтетики, либо проволоки из нержавейки. Поэтому для трубопроводов больших объемов данный материал считается не экономичным.

2.утеплитель из пенополистирола, по — другому скорлупа. Удобен для монтажных работ, устойчив к воспламенению, имеет низкий показатель теплопроводности и влагопоглощения. Материала незаменим во время прокладки водопроводов и отопительных систем. Его применяют при любых значениях температуры, для трубопроводов из стали, металлопластика или полимеров. Материал выпускают в форме цилиндров, внутренний размер утеплителя можно подобрать для любого трубопровода.

3.утеплитель из пеноизола. По характеристикам не уступает пенополистиролу, но отличается методом монтажа. Его наносят с помощью распыляющей установки, потому что материал находится в жидком состоянии. Застывая пеноизол образует герметичную оболочку, которая имеет низкий уровень теплопроводности. Утеплитель не требует каких-либо крепежных элементов.

Внимание! Утеплитель пеноизол относится к дорогим утепляющим материалам. 4.утеплитель из вспененного полиэтилена

Как правило, применяют на водопроводах, отличается легкость монтажных работ. Материал нарезают полосками нужной длины, обматывают трубы, закрепляя при помощи скотча. Некоторые производители выпускают утеплитель в форме разрезанной трубы с одной стороны, который надо надеть на трубу

4.утеплитель из вспененного полиэтилена. Как правило, применяют на водопроводах, отличается легкость монтажных работ. Материал нарезают полосками нужной длины, обматывают трубы, закрепляя при помощи скотча. Некоторые производители выпускают утеплитель в форме разрезанной трубы с одной стороны, который надо надеть на трубу.

5.утеплитель из фольгированного пенофола. Относится к современным типам утеплителей. Материл включает полированную фольгу из алюминия, вспененный полиэтилен. Утеплитель хорошо хранит тепло. Фольга отличается своими теплоотражающими качествами, поэтому накапливает и отражает тепло обратно к трубе.

Выбирая материал, необходимо учитывать условия применения, свойства утеплителя, легкость укладки, также расчетные показатели теплоизоляции, чтобы провести утепляющие работы на высоком уровне.

Расчет изоляционных материалов трубопроводов

Расчеты изоляции для трубопроводов провести несложно, для удобства рекомендуется пользоваться специальными калькуляторами.

Есть ряд действий, которые позволяют предварительно определить объемы материалов. Перед тем как начинать расчеты, следует сразу определиться, какой именно тип утеплителя будет использован. Изоляторы отличаются не только внешне, но и условиям укладки, свойствами.

Для изоляции трубопроводов могут применяться окрасочные вещества.

Качество материалов высокое, слой получается тонким, но прочным, полностью выполняющим все функции. Расчет делается таким образом:

Используется формула вычисления площади цилиндра S=2πr(h+r), где r – радиус основания трубы, h – параметр длины трубы, π – константа, приближенное значение для данного случая используется 3,14. Полученное значение и есть площадь окраски. Далее следует согласно инструкции производителя определить расход материала.

Схема расчета теплоизоляции для трубы.

При использовании обычных изоляционных материалов расчеты проводятся намного проще. Необходимо определить объем для внутренней части трубы и внешней. Для этого применяется формула V=πr2h, где:

• V – объем трубопровода; r – значение радиуса (внешнего или внутреннего); h – длина трубы; π равно 3,14.

Отдельно вычисляется значение внутреннего и внешнего радиуса, полученная разница и будет равна объему всего материала изоляции трубопровода. Обертывание – это вариант внешней изоляции. В данном случае расчет выполняется аналогично по первой указанной формуле, но требуется учитывать толщину материала, так как она оказывает влияние на количество.

Теплоизоляция труб отопления или канализационных

Теплоизоляция труб отопления или канализации осуществляется обычно с помощью следующих материалов:

• Базальт. Выпускается в виде цилиндров различного диаметра. Легко монтируется на любых участках (внутри помещений, в земле, на территории цеха). Обладает невысокой ценой.
• Минеральная вата. Главные плюсы — низкая теплопроводность, очень простой монтаж. Есть несколько минусов — небольшой срок годности, плохо сохраняет форму. Существуют минеральные ваты со специальной пропиткой, которая повышает химическую инертность материала, защищает поверхность от коррозии.
• Пенополистирол. Отличный вариант для холодных или канализационных установок, хотя при необходимости можно установить на любые теплотрассы. Выпускаются в виде скорлупы — это заметно облегчает доставку, монтаж, что удобно как для техников, так и для простых людей.
• Пастообразная краска. Хорошие технические свойства, простое нанесение, может использоваться также для создания антикоррозийной защиты. Может использоваться для установок с любым уровнем нагрузки, температуры. Главный минус — достаточно высокий расход в случае крупных протяженных коммуникаций.

Монтаж

Способ монтажа зависит от материала.

Базальт, минеральная вата прикрепляются с помощью специального клея, который обеспечивает сцепление материала с металлом. Дополнительно базальт или минеральная вата могут покрываться толстым слоем скотча — это делает конструкцию более крепкой.

Пенополистирол монтируется по-другому: две половинки скорлупы крепятся с небольшим перехлестом, а потом с помощью промышленного скотча изолятор прикрепляется к металлу.

Пастообразная краска наносится непосредственно на трубную конструкцию с помощью распрыскивателя или кисточек. Краска обычно укладывается в несколько слоев, а каждый новый слой наносится после полного высыхания предыдущего.

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]

В этой формуле:

• 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.

Таблица 1

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.

Таблица 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]

В этой формуле:

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