Изоляция
Трубопроводы с температурой ниже −20 °C изолируют вспененным каучуком или ППУ с обязательной пароизоляцией: влага, попавшая в изоляцию, замерзает и разрушает её.
Изоляция охлаждающих труб, при необходимости, может быть проектируемым элементом системы охлаждения. Сложность и затратность этого элемента может быть равноценна системе трубопроводов. Это особенно видно в системах, работающих при пониженых температурах. Некоторые системы, которые функционируют периодически, могут работать с относительно простой установкой гибкой изоляции на трубы из губчатой резины. Большие системы, которые функционируют непрерывно, требуют намного большего количества инвестиций в проект и установку. Более высоко технологичные материалы и методы, от которых иногда отказываются (из-за опасности необходимости больших инвестиций) для систем, работающих при высоких температурах, являются не приемлемыми для низкотемпературного применения. Также, характер применения обычно не допускает полное закрытие системы из-за необходимости ремонта.
Системы изоляции трубы отличаются от конструкции используемой при комнатных температурах. Холодные конструкции трубопроводов при комнатной температуре могут быть минимальны, если не выпадает конденсат. Влажный воздух проходящий между изоляцией и трубопроводом может накапливаться и формировать лед, уничтожая систему изоляции. При этих низких температурах, необходимо иметь ингибиторы пара (например, укрепленная мастика плюс мембраны герметизирующие рубашку). Изоляция должна быть многослойной, чтобы позволить рубашке расширяться и сокращаться. Изоляция должна быть достаточно толстой, чтобы предотвратить конденсацию (выше точки росы) на внешних поверхностях. Основные материалы систем изоляции низкотемпературной системы приведены в Таблице 8.
| Компонент системы изоляции | Основное назначение | Второстепенное назначение | Типичные материалы |
|---|---|---|---|
| Изоляционный материал | Эффективная изоляция труб | Ограничение проникновения воды к трубам; уменьшение выпадения конденсата на трубах | Полиуретан-модифицированная полиизоциануратная пена; пеностекло |
| Эластомерные соединения | Ограничение проникновения воды к трубам; уменьшение выпадения конденсата на трубах | — | Синтетические каучуки; резина |
| Пароизоляция (защита от конденсата) | Надёжная защита от выпадения конденсата на трубах, независимо от потока жидкости в трубе | — | Мастика/ткань/мастика; плёночные мембраны |
| Защитная рубашка (кожух) | Защита пароизоляции снаружи; ограничение проникновения воды | Уменьшение выпадения конденсата на трубах | Алюминий; нержавеющие стали; ПВХ |
| Уплотнитель стыков рубашки | Предотвращение проникновения влаги под защитную рубашку | Ограничение проникновения жидкости/пара к трубам | — |
| Пароотсечки | Локализация повреждений от попадания влаги | — | Мастика/ткань/мастика |
Толщина каучука (ориентир)
| Температура | Толщина |
|---|---|
| 0…−20 °C | 19–25 мм |
| −20…−40 °C | 32–40 мм |
| Ниже −40 °C | 50 мм и больше |
Смежная тема — в статье тепловая изоляция трубопроводов.
Как проверить, что изоляции достаточно: расчёт по точке росы
Изоляции низкотемпературного трубопровода достаточно, если температура её наружной поверхности выше точки росы окружающего воздуха хотя бы на 1 K: тогда на изоляции нет конденсата и она не намокает. Расчёт ведут по худшим условиям — самой высокой влажности в помещении и самой низкой температуре в трубе.
| Воздух | Влажность | Точка росы |
|---|---|---|
| +20 °C | 60 % | +12,0 °C |
| +25 °C | 60 % | +16,7 °C |
| +25 °C | 70 % | +19,1 °C |
| +30 °C | 80 % | +26,2 °C |
Пример: труба −40 °C идёт по цеху при +25 °C и влажности 70 %. Поверхность изоляции должна быть не холоднее +20 °C, то есть изоляция должна держать перепад 60 K при очень малом перепаде на наружной поверхности — для этого нужна большая толщина и сплошная пароизоляция без разрывов. Для каскадных установок камер до −75 °C это правило особенно важно: трассы нижнего контура холоднее −60 °C.
Частые вопросы
Чем изолировать низкотемпературный трубопровод?
Вспененным каучуком или ППУ с пароизоляцией. Для температур ниже −50 °C применяют специальные марки каучука или многослойную изоляцию.
Почему важна пароизоляция?
Влага замерзает в изоляции и разрушает её. Лёд проводит тепло в десятки раз лучше изоляции, поэтому намокшая изоляция быстро теряет свойства.
Как понять, что изоляции мало?
На поверхности изоляции появляется конденсат или иней. Это значит, что её температура ниже точки росы воздуха, и толщину нужно увеличить или восстановить пароизоляцию.
Читайте также