Основные требования к тепловой изоляции трубопроводов

Понимание Теплового Потока/Теплопередачи

Принцип работы изоляции основан на понятии теплового потока или теплопередаче. В общем, тепло всегда переходит от более нагретых поверхностей к более холодным. Этот поток не останавливается до тех пор, пока температура на двух поверхностях не сравняется. Способы передачи тепла: проводимость, конвекция и излучение. Изоляция уменьшает передачу тепла.

1. Теплопроводность теплового потока. Проводимость-это прямой тепловой поток, проходящий через твердые тела. Это происходит в результате физического контакта одного объекта с другим. Тепло передается за счет молекулярного движения. Молекулы передают свою энергию соседним молекулам с меньшим содержанием тепла, движение которых тем самым увеличивается.

2. Конвективный тепловой поток. Конвекция-это поток тепла (принудительный и естественный) внутри жидкости. Жидкость - это вещество, которое может быть либо газом, либо жидкостью. Движение теплоносителя или воздуха происходит либо за счет естественной конвекции, либо за счет принудительной конвекции, как в случае печи с принудительным воздухом.

3. Радиационный тепловой поток. Излучение - это передача энергии через пространство с помощью электромагнитных волн. Излучаемое тепло движется со скоростью света по воздуху, не нагревая пространство между поверхностями.


Изоляция для защиты трубопроводов от замерзания. В холодную погоду трубопроводы, подверженные воздействию низких температур, могут замерзнуть. Использование изоляции может продлить время замерзания, но труба в условиях отсутствия потока в конечном итоге достигнет точки замерзания. 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.

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.

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.

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.

При выборе подходящей облицовки учитывайте следующие моменты:

  • 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.

 

    

Категория: Новости

Тэги:

Похожие страницы