Техническая изоляция трубопроводов: нормы, стандарты, методы
Рациональное использование электроэнергии и энергоносителей – одно из необходимых условий развития экономики. Одним из примеров области, где всегда будут актуальны как вопросы энергосбережения, так и задачи технической возможности реализации технологических процессов, являются системы отопления и водоснабжения. Существенную роль в этих вопросах играет техническая и промышленная изоляция: использование соответствующей изоляции позволяет подойти к теме расходования энергии более прагматично. Кроме этого, важно не допустить на поверхности оборудования образования конденсата, который может стать причиной коррозии. Многие технологические процессы связаны с использованием высокотемпературного оборудования, поэтому обеспечение безопасности труда является ещё одной задачей, которую должна решить эффективная изоляция.
Говоря о системах отопления и водоснабжения, мы, как правило, подразумеваем трубопроводы, а в качестве изоляции – цилиндры. Сфера их применения достаточно широка: в магистральных, распределительных, квартальных трубопроводах тепловых сетей наружной и подземной прокладки; в трубопроводах горячего и холодного водоснабжения, а также внутреннего отопления.
Цилиндрическое строение труб требует особого вида изоляционных материалов: навивных или вырезных цилиндров. Первостепенной проблемой при утеплении трубопроводов является необходимость правильного выбора: использовать вырезной цилиндр или навивной? Как же определить, какому виду цилиндра отдать предпочтение?
Навивать или вырезать?
Оба вида цилиндров обычно производят из каменной ваты. Пожалуй, это единственное, что их объединяет.
Навивной цилиндр создаётся методом навивки слоёв каменной ваты. Сначала рулон сырой ваты поступает в машину. Затем края слоёв выравниваются продольной пилой. Потом на «скалку» слои перематываются и уплотняются пресс-формой. В камере полимеризации устанавливаются связи между волокнами. Последний этап – участок упаковки с контролем качества.
Навивная технология даёт возможность получения цилиндров с одинаковым, перпендикулярным тепловому потоку, расположением волокон по всей окружности, соответственно, равной теплозащитой в любой точке. Благодаря этому можно легко вычислить оптимальные размеры для изоляции трубопроводов.
Вырезной цилиндр, как следует из названия, вырезают из готовой плиты каменной ваты. Волокна в нём расположены параллельно друг другу, как в плите, поэтому часть теплового потока идёт перпендикулярно волокнам, задерживаясь внутри, а другая часть – параллельно, беспрепятственно проходя сквозь них.
В связи с этим вырезные цилиндры целесообразно применять в случаях, где теплопотери не играют большой роли – например, в системе изоляции стальных дымоходов и для огнезащиты стальных трубных проходок. В таких случаях подойдёт цилиндр с высокой плотностью и точными линейными размерами.
Навивные цилиндры, значительно превосходящие вырезные по многим показателям, оптимально подходят для поддержания постоянной температуры в жилых домах в отопительный сезон. Также широко используются в нефтехимической промышленности и энергетике для теплоизоляции газоходов, трубопроводов разного назначения. Температура на поверхностях может быть от -180°С до +650°С. Отметим, что для вырезных цилиндров такие замеры даже провести невозможно.
Как раньше измерялась теплопроводность цилиндров?
Долгое время при проектировании и тепловом расчёте на предприятии использовались коэффициенты теплопроводности, указанные в Техническом свидетельстве изделия. К слову, совсем не многие производители могли себе позволить провести испытания своей продукции – цилиндров из каменной ваты – и получить свидетельство. Те же, которые могли, рассчитывали теплопроводность по единственному приспособленному для этих целей ГОСТ 30256-094 «Материалы и изделия строительные. Метод определения теплопроводности цилиндрическим зондом».
Трудность проведения испытания по этому стандарту заключалась в том, что показания датчиков снимались исключительно с плоской поверхности изоляционного материала. В п. 3.2 говорится: «Для определения теплопроводности изготавливают образцы материала в виде бруска размером не менее 50x50x200 м или цилиндра диаметром не менее 50 мм и длиной не менее 200 мм для зонда диаметром 1 мм, размером не менее 65x65x250 мм – для зонда диаметром 3 мм».
Изготовить брусок из цилиндра или полый цилиндр из неполого достаточно трудно, поэтому для замеров бралась заранее выбранная точка, где волокна расположены перпендикулярно тепловому потоку. На выходе получались хорошие показатели теплопроводности, и в то же время не было никаких упоминаний о неравномерности изоляционных свойств материала.
ГОСТ 30256-094 подрывал веру в свою достоверность ещё и тем, что он имел единую классификацию норм теплопроводности для металла, для бетона, для утеплительных материалов.
Новый стандарт теплопроводности
Все эти факторы вызвали потребность коренным образом менять методику измерения теплопроводности цилиндров. Реформа технического регулирования в России обратилась к мировому опыту стандартизации теплоизоляционных материалов.
Стандарт ENISO 8497:1996 мог бы стать оптимальным вариантом. Одно из его важных преимуществ – наличие ссылок на методы испытаний, стандартизированные на уровне ISO. 1 ноября 2013 года адаптированная версия ENISO 8497:1996 введена в России в виде ГОСТ 32025-2013 «Тепловая изоляция. Метод определения характеристик теплопереноса в цилиндрах заводского изготовления при стационарном тепловом режиме».
Каковы преимущества нового стандарта?
- Факт наличия в названии слова «цилиндр» указывает на то, что стандарт разработан для измерения теплопроводности только материалов цилиндрической формы (но отметим, что в тексте документа не исключается возможность проведения испытаний для матов).
- Для методики испытаний учтён не только материал, из которого сделан цилиндр. Также в ГОСТ отмечено, что «характеристики теплопереноса в плоских изделиях в значительной степени зависят от направления теплового потока» и «результаты измерения одномерного теплового потока в плоском образце не будут представительными для двухмерного теплового потока в образе цилиндрической формы».
- Стандарт предусматривает испытания материала исключительно на трубе – «испытательная труба должна иметь круглое сечение».
- Снятие измерений теплового потока, согласно ГОСТ 32025-2013, происходит с нескольких точек изделия, чтобы оценить равномерность теплопроводности по цилиндру.
- Три точки оценки теплопроводности предыдущего стандарта (25, 125, 300 градусов) заменены в новом стандарте на 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350 градусов, если температура применения изделия позволяет.
Таким образом, пройдя испытания по новому стандарту, вырезные цилиндры уже не смогут полноценно конкурировать с навивными цилиндрами, постепенно уходя в сторону и оставаясь в своей узкой нише.
Выбирая качественный навивной цилиндр, необходимо учитывать многие факторы. Например, цилиндры ROCKWOOL 100 и ROCKWOOL 150 имеют свои преимущества:
- Биостойкие и химически стойкие к маслам, растворителям, щелочам, кислотам;
- Обладают эффективными теплоизоляционными свойствами;
- С высокой степенью звукоизоляции;
- Устойчивы к влаге благодаря стыкам между трубопроводом и цилиндром, проклеенным алюминиевой лентой;
- Дают одинаковую теплозащиту по всей окружности;
- Имеют высокую температуру плавления волокна, не теряя теплоизолирующих свойств. Предел огнестойкости E 240 / I 180 для стальных труб диаметрами 76 мм и 159 мм, покрытых цилиндрами CONLIT PS 150 толщиной 50 мм; для стальных труб диаметром 32 мм, покрытых цилиндрами CONLIT PS 150 толщиной 50 мм, – EI 240; класс пожарной опасности – КМ0;
- При монтаже и ремонте легко поддаются обработке – режутся простыми инструментами;
- Срок эксплуатации – около 50 лет.
Подходить к выбору теплоизоляционного цилиндра следует тщательно, исходя из сферы использования материала и выполнения им определённых функций. Знание особенностей вырезных и навивных цилиндров даёт возможность сделать правильный выбор на начальном этапе утепления трубопровода и тем самым оптимизировать эксплуатационные расходы.
Марина Замятина.
