тепловая изоляция трубопровода и теплоизоляционный элемент

Формула изобретения

1. Устройство тепловой изоляции трубопровода, содержащее жесткие секционные теплоизоляционные изделия, изготовленные из пористого жесткого материала, установленные на трубопроводе с образованием продольных и поперечных стыковочных швов, закрепленных бандажами и усиленных по всей площади армирующей сеткой, отличающееся тем, что между теплоизоляционными изделиями и поверхностью изолируемого трубопровода выполнена конвекционная полость, а в теле элемента выполнены соединяющие конвекционную полость с наружной поверхностью отверстия, заполненные паропроводящим теплоизоляционным материалом.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве жесткого пористого материала использован пенополиуретан.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в качестве паропроводящего теплоизоляционного материала использована минеральная вата.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что площадь отверстий, заполненных паропроводящим теплоизоляционным материалом, составляет 0,03-0,06% от площади трубопровода.

5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что наружная поверхность тепловой изоляции покрыта дополнительной влагозащитной пленкой, за исключением отверстий, соединяющих конвекционную полость с наружной поверхностью.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что отверстия оснащены втулками, заполненными паропроводящим теплоизоляционным материалом, при этом втулка на наружной поверхности трубопровода оснащена технологической заглушкой, которую удаляют после полного цикла работ по теплоизоляции и влагоизоляции.

7. Жесткое теплоизоляционное секционное изделие из пористого материала, выполненное в виде сектора с замочными элементами по контуру изделия, отличающееся тем, что на внутренней поверхности изделия выполнены опорные элементы высотой 5-20% от общей высоты покрытия, а в теле изделия выполнены соединяющие внутреннюю поверхность с наружной поверхностью отверстия, заполненные паропроводящим теплоизоляционным материалом.

8. Жесткое теплоизоляционное секционное изделие по п.7, отличающееся тем, что опорные элементы выполнены в виде последовательных выступов вдоль образующей цилиндра.

9. Жесткое теплоизоляционное секционное изделие по п.7 или 8, отличающееся тем, что опорные элементы выполнены разной высоты, при этом разность высот соседних элементов не может быть более 5%, а максимальная разница высот всех элементов не может быть более 10%.

10. Жесткое теплоизоляционное секционное изделие по любому из пп.7 и 8, отличающееся тем, что опорные элементы выполнены общей площадью, не превышающей 1% от общей площади трубопровода.

11. Жесткое теплоизоляционное секционное изделие по любому из пп.7-10, отличающееся тем, что внутренняя и наружная поверхности изделия покрыты отражательной пленкой, за исключением отверстий, соединяющих конвекционную полость с наружной поверхностью, при этом наружная пленка выполняет функцию влагозащитной пленки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при нанесении теплоизоляции на металлические трубы.

Известна тепловая изоляции трубы, включающая послойное нанесение пенопластовой изоляции, ее вспенивание и отверждение, при которой на трубу наносят по крайней мере одну образующую внутренний слой пластическую композицию, имеющую плотность 0,024-0,096 г/см³, на которую наносят образующую наружный слой другую пластическую композицию, имеющую плотность по крайней мере на 25% выше, чем у внутреннего слоя, и толщину, составляющую 5-30% общей толщины слоев, при этом на трубу может быть нанесены одна или несколько дополнительных композиций, образующих один или несколько дополнительных слоев, имеющих разную плотность, при этом слой, контактирующий с поверхностью трубопровода, имеет самую низкую плотность [1].

Известное техническое решение позволяет создать достаточно функциональное и дешевое теплоизоляционное покрытие, однако, оно не свободно от важного недостатка. При попадании между трубопроводом и изоляцией влаги или паров жидкости в условиях повышенного нагрева возникает быстрый коррозионный процесс, который разрушает трубопровод.

Наиболее близким к заявляемому изобретению являются теплоизоляционные изделия с защитным покрытием, установленные на трубопроводе с образованием продольных и поперечных стыковочных швов. На продольные швы накладывается металлическая полоса, на которой закреплены бандажи. На поперечные швы устанавливаются накладки с фиксирующими элементами. Элементы соединены с полосой и накладками. Металлическая полоса изогнута по внешнему диаметру. Фиксирующие элементы могут быть выполнены в виде лепестковых отгибов на полосе или в виде шплинтов, которые фиксируют положение накладки относительно поперечного шва [2].

Известное техническое решение также позволяет создать достаточно функциональное и дешевое теплоизоляционное покрытие, однако, обладает тем же недостатком. При попадании между трубопроводом и изоляцией влаги или паров жидкости в условиях повышенного нагрева возникает быстрый коррозионный процесс, который разрушает трубопровод.

Задачей, решаемой настоящим изобретением, является обеспечение удаления влаги, попадающей внутрь между изоляцией и трубой теплопровода, для уменьшения коррозии трубы и увеличения срока ее службы при сохранении всех функциональных теплоизолирующих свойств.

Поставленная задача разрешается тем, что в известном устройстве тепловой изоляции трубопровода, содержащем жесткие секционные теплоизоляционные изделия, изготовленные из пористого материала, установленные на трубопроводе с образованием продольных и поперечных стыковочных швов, закрепленных бандажами и усиленных по всей площади армирующей сеткой, согласно изобретению между теплоизоляционными изделиями и поверхностью изолируемого трубопровода выполнена конвекционная полость, а в теле элемента выполнены соединяющие конвекционную полость с наружной поверхностью отверстия, заполненные паропроводной теплоизоляцией.

Поставленная задача разрешается также и тем, что в качестве пористого материала использован пенополиуретан.

Поставленная задача разрешается также и тем, что в качестве паропроводящего теплоизоляционного материала использована минеральная вата.

Поставленная задача разрешается также и тем, что площадь отверстий, заполненных паропроводящим теплоизоляционным материалом, составляет 0,03-0,06% от площади трубопровода.

Поставленная задача разрешается также и тем, что наружная поверхность тепловой изоляции покрыта дополнительным влагонепроницаемым слоем за исключением отверстий, соединяющих конвекционную полость с наружной поверхностью.

Поставленная задача разрешается также и тем, что отверстия оснащены втулками, заполненными паропроводной теплоизоляцией, при этом втулка на наружной поверхности трубопровода оснащена технологической заглушкой, которую удаляют после полного цикла работ по теплоизоляции.

Поставленная задача разрешается тем, что в известном жестком теплоизоляционном секционном изделии из пористого материала, выполненного в виде сектора с замочными элементами по контуру изделия, согласно изобретению на внутренней поверхности элемента выполнены опорные элементы высотой 5-20% общей высоты покрытия.

Поставленная задача разрешается также и тем, что опорные элементы выполнены в виде последовательных выступов вдоль образующей цилиндра.

Поставленная задача разрешается также и тем, что опорные элементы выполнены разной высоты, при этом разность высот соседних элементов не может быть более 5%, а максимальная разница высот всех элементов не может быть более 10%.

Поставленная задача разрешается также и тем, что опорные элементы выполнены общей площадью, не превышающей 1% общей площади трубопровода.

Поставленная задача разрешается также и тем, что внутренняя и наружная поверхности изделия покрыты отражательной пленкой, при этом наружная пленка выполняет функцию влагозащиты.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображено жесткое теплоизоляционное секционное изделие. На фиг.2 - участок трубопровода с теплоизоляционным покрытием, собранным из секционных изделий, на фиг.3 - отверстие, заполненное паропроводной теплоизоляцией, на фиг.4 - втулка, заполненная паропроводной теплоизоляцией. На фиг.5 показаны опорные элементы теплоизоляционного секционного изделия. На фиг.6 показан разрез А-А фиг.1 - контур замочного элемента, выполненный по контуру изделия.

Теплоизоляционное секционное изделие 1 выполнено в виде сектора цилиндрической поверхности из пористого, жесткого материала, например пенополиуретана. На внутренней поверхности изделия выполнены опорные элементы 2. В поперечном сечении они могут быть любыми круглыми, прямоугольными или любой другой формы. В теле изделия 1 выполнены отверстия 3, которые заполнены паропроводящим теплоизолирующим материалом 4. Теплоизоляционное покрытие смонтировано на трубопроводе 5. При этом с помощью опорных элементов 2 между трубой 5 и теплоизоляционным покрытием образована конвекционная полость 6. Поверх элементов 1 выполнено влагозащитное покрытие 7 любым известным материалом и способом. При этом влагозащитное покрытие 7 не закрывает отверстия 3. По верхней поверхности теплоизоляции может быть установлена армирующая сетка 8. По контуру каждого теплоизоляционного секционного изделия 1 выполнен специальный контур 9, который при сборке позволяет создать плотные стыковочные швы. Более технологично в изготовлении и в сборке является заполнение отверстий 3 втулками 10, наполненными паропроводным теплоизоляционным материалом 4.

Устройство работает следующим образом.

Вначале изготавливают теплоизолирующие элементы 1 известными методами из известных материалов. В процессе их изготовления предусматривают выполнение отверстий 3, при этом отверстия могут быть любой технологической формы от прямоугольных и круглых, до продолговатых. Важно обеспечить соотношение площади отверстий к площади поверхности теплоизоляционного элемента от 0,03% до 0,06%. Соотношение менее 0,03% не обеспечивает надежного и быстрого влагоудаления. Влага задерживается более 2-х суток. При соотношении площади отверстий к площади поверхности более 0,06% влага удаляется очень быстро, но при этом возникают значительные тепловые потери. В процессе изготовления теплоизоляционного элемента вместо отверстий могут быть предварительно установлены втулки 10, заполненные паропроводящим теплоизоляционным материалом, например стекловатой или минеральной ватой.

Между поверхностью трубопровода 5 и теплоизоляционным элементом 1 образуется полость из-за того, что на поверхности последнего выполнены опорные элементы 2.

По контуру элемента выполнен известным способом замочный элемент 9. В конкретном примере он выполнен в виде треугольных выступов, взаимодействующих с ответной впадиной замочного элемента на другом элементе. После монтажа элементов на трубопроводе 5 и предварительного крепления известными методами поверх изоляции наносят влагозащитное покрытие 7, которое может быть выполнено в виде влагозащитной пленки. При этом покрытие наносят таким образом, что отверстия 3 не закупориваются. Это может быть осуществлено, например, с предварительно прорезанными отверстиями в полотне, которое наносят на теплоизоляцию. Если влагозащитное покрытие 7 наносят распылением, то отверстие 3 предварительно закрывают, а после покрытия вскрывают. Если в теплоизолирующем элементе 1 при его изготовлении установлены втулки 10, то после нанесения влагозащитного покрытия 7 технологическую заглушку втулки 10 удаляют по линии Б (фиг.4).

Поверх теплоизоляции или между теплоизоляцией и влагозащитным покрытием может быть нанесен защитный слой 8 от механических повреждений, например металлическая или полимерная сетка. Поскольку сетка не является препятствием для прохода водяного пара, то каких-либо мер против закупоривания отверстий 3 на этой стадии не предпринимают.

После окончания монтажа и начала работы трубопровода 5 с нанесенной согласно настоящему изобретению теплоизоляцией трубопровод работает, как обычно. Но если между изоляцией и трубой попадает влага, например, через щели или иные механические повреждения, или в процессе конденсации, при контакте с нагретой поверхностью трубопровода она испаряется и водяной пар находится в конвенционных поверхностях между теплоизоляционным элементом и поверхностью трубопровода. Из-за разницы парциального давления водяного пара внутри теплоизоляции и в окружающей трубопровод среде пар выходит во внешнюю среду с меньшим парциальным давлением. В обычной пористой теплоизоляции это практически невозможно, поэтому он остается все время внутри и поверхность трубопровода интенсивно коррозирует. В предлагаемом изобретении предусмотрены отверстия, заполненные паропроводящим теплоизоляционным материалом, который позволяет уравнять парциальное давление и осушить внутреннюю поверхность.

Высота опорных элементов 2 может быть выполнена от 5% до 20% общей высоты покрытия. При этом если высота опорного элемента ниже 5% высоты покрытия, конвекционная полость получается слишком узкой и не происходит эффективное влагоудаление. Если выполнить высоту опорных элементов более 20% высоты покрытия, то, во-первых, снижается механическая прочность элементов, а во-вторых, ухудшается качество теплоизоляции.

Опорные элементы могут быть выполнены с разной высотой, при этом разница в высоте соседних элементов не выше 5%, а максимальная разница любых элементов не более 10%. В этом случае при изменении наружных условий или условий внутри теплопровода возникают различные температурные деформации, при этом опорным становиться то один, то иной опорный элемент. Это позволяет просушивать место контакта трубопровода и опорного элемента.

Общая поверхность опорных элементов достаточна не более 1% поверхности защитной поверхности. Это подтверждается экспериментальными данными, полученными заявителем.

Для большей эффективности теплоизоляции внутренняя и наружная поверхности изделия могут быть покрыты отражательной пленкой, которая может отражать инфракрасное излучение.

Предлагаемое изобретение испытано и готовиться к использованию в РУП "Могилевэнерго".

В результате использования изобретения обеспечивается автоматическое удаление влаги, попадающей внутрь между изоляцией и трубой теплопровода, в течение 0,5-1 суток. Это приводит к увеличению срока службы трубопровода при сохранении всех функциональных теплоизолирующих свойств.

Источники информации

1. А.с. СССР 1351520, кл. F 16 L 59/12, опублик. 14.03.80.

2. А.с. СССР 1590820, кл. F 16 L 59/12, опублик. 07.09.90 (прототип).