Статьи

Техническая теплоизоляция: виды и свойства материалов.

Приблизительно 70% тепла тепловых станций не доходит до пункта назначения. Около половины этой цифры теряется на теплоцентралях, вторая же половина потерь приходится на подвалы и стояки. В связи с этим, вопрос о сохранении тепла, и теплоизоляции в частности, стоит крайне остро. Не все трубы, производимые сегодня имеют теплоизоляционный слой, и в этом вопросе приходит на помощь техническая теплоизоляция. Что же это такое? Техническая теплоизоляция – комплексный набор теплоизоляционных материалов. Говоря проще – это готовая система, которая включает в себя материал, снижающий теплопотери, покрывной слой, защищающий от механический воздействий и влаги. Таким образом – главная цель технической изоляции заключается в защите трубопровода по нескольким критериям, позволяющим снизить энергозатраты и повысить эффективность работы инженерной системы.

Основными сферами применения технической теплоизоляции являются:

  • Технологические трубопроводы, паропроводы, системы вентиляции и кондиционирования.
  • Трубопроводы хладоснабжения.
  • Промышленные трубопроводы (нефтеперерабатывающей, пищевой, химической, газовой отраслей).
  • Изоляция котлов и теплообменников.
  • Сельско-хозяйственные трубопроводы.

Каждая из вышеперечисленных сфер имеет свои особенности и требования. Так, например, главной задачей теплоизоляции трубопровода ОВ и ВК является снижение теплопотерь и защиту от конденсата. Промышленные же трубопроводы изолируются для защиты от механического и химического воздействия.

Теплоизоляция труб имеет особую специфику: с одной стороны она необходима для защиты от промерзания и перегрева содержимого трубы, а с другой стороны, для снижения теплопотери этого же содержимого, поддержку стабильного температурного показателя. Около 85% технической теплоизоляции применяется на изолируемой поверхности с положительным температурным показателем, и лишь 15% ориентировано на изоляцию объектов с отрицательным показателем температур (от –14°С до –180°С).

Материалы, применяемые в производстве технической теплоизоляции, имеют различные особенности, характеристики, влияющие на теплопроводность и назначение того или иного вида материала в принципе. Так же, материалы, используемые в производстве технической теплоизоляции классифицируются по диапазону температур на изолируемой поверхности. Основными материалами являются вспененный полиэтилен, базальтовая вата и каучук. Каждый из перечисленных видов имеет свою направленность и диапазон применимых темперутур. Таким образом, вспененный полиэтилен применяется в изоляции поверхности температурой от -80 до +95, базальтовая вата применяется при температуре носителя от +150 до 600. Каучуковая теплоизоляция идеально подходит для объектов хладоснабжения.

Зачастую, в теплоизоляции нуждаются и более высокотемпературные объекты, например, такие как паропроводы, температура на поверхности которых достигает +/- 1000. Для изоляции таких объектов идеально подходит керамзитная крошка, которая сегодня встречается крайне редко в виду сложности монтажа. Для этих целей, наиболее часто используют утеплитель из базальтовой ваты. Единственным дополнением к такой изолируемой системе станет керамический вкладыш между трубой и изоляционным слоем. Необходим он для снижения температуры изолируемой поверхности до той, что допустима в применении базальтового волокна.

В зависимости от требований, изоляционный слой может выпускаться как с покрытием, так и без него. Вспененный полиэтилен кашируется металлической фольгой (для применения на открытом воздухе) или покрывается полимерным покрытием (для прокладки в полу).

Теплоизоляция на основе каучука кашируется металлической фольгой, армированной фольгой, стеклотканью. В зависимости от вида того или иного покрытия меняется и степень горючести.

Наиболее пожаробезопасным материалом является теплоизоляция из базальтовой ваты. Группа горючести НГ без покрытия и Г1 с покрытием из армированной алюминиевой фольги. Также покрытие для каменоватных цилиндров может быть и не горючим. Цилиндры из каменной ваты могут быть кашированы стеклохолстом, стеклотканью, фольматканью или же вовсе закрыты в металлический кожух.

Покрывной слой технической теплоизоляции (кашировка) влияет на защиту от потери тепла, деструктивных механических воздействий и эстетический внешний вид. Помимо этого, кашировка, во многом упрощает монтаж того или иного вида технической теплоизоляции. Но, важным в этом вопросе становится и то, что при использование кашировки снижает температурный порог. Например, при использовании каменоватных цилиндров без кашироыки, температурный порог составляет +600, я покрытием же из алюминиевой фольги - +350. Как правильно подобрать материал для изоляции? Что бы правильно определить тип, материал и размер технической теплоизоляции, необходимо понимать все исходные данные. Температура, влажность, степень механического и вибрационного воздействия, а при подземной прокладке важно понимать и то, что на изоляцию активно воздействует агрессивная среда в виде грунтовых вод и содержащихся в них веществ. Выбор осуществляется путем точных расчетов, учитывая все пожарные, санитарные и технические нормы и реальные условия эксплуатации, предъявляемые к технической теплоизоляции. Помимо труб, техническая теплоизоляция необходима и для котлов, воздуховодов. Для этих целей идеально подходят маты и плиты из базальтового волокна.

Температура изолируемой поверхности может варьироваться в зависимости от происходящих процессов, поэтому, важным в выборе теплоизоляции является температурный диапазон того или иного материала. Изоляция объектов хладоснабжения преназначена для предотвращения образования конденсата и обледенения объекта. С этой задачей идеально справляется теплоизоляция из вспененного каучука, а в некоторых случаях полиэтилен. Особо горячие объекты принято изолировать цилиндрами, плитами или матами из базальтового волокна. Далее, подробно рассмотрим каждый материал по отдельности.

Изоляция на основе базальтового волокна.

Такая изоляция незаменима для изоляции инженерных сетей и оборудования, габаритных объектов круглого и плоского сечения. Изоляция на основе базальтового волокна применяется как снаружи, так и внутри помещения. Важно понимать, что от места размещения, будет зависеть покрывной слой (без покрытия, с покрытием из алюминиевой фольги, фольматкань, стеклохолст, кожух металлический). Материалы на основе базальта имеют ряд преимуществ перед иными материалами:

  • Повышенным уровнем огнестойкости. Группа горючести НГ (без покрытия, с покрытием из фольматкани и стеклохолста, кожух).
  • Большой диапазон рабочих температур (до 650 градусов, нижняя температура предела не имеет).
  • Химическая стойкость по отношению к маслам, кислотам, щелочам, растворителям.
  • Простота в монтаже и прочностью конструкции.

Базальтовое волокно является податливым материалом, поэтому может принять практически любую форму. Материал хорошо режется ножом, при умеренном нажатии возвращается в заданную геометрическую форму. Инженерные сети используют две формы базальтового утеплителя: круглого сечения и плоского. Круглая форма сечения необходима для утепления трубопроводов, плоская же используется для изоляции теплообменников, воздуховодов. Исходя из этого, техническая изоляция из базальта выпускается в виде цилиндров, прошивных матов и ламельных матов. В зависимости от производителя, цилиндры бывают разной плотностью (80 кг/м3, 100, 120, 150), классификация плотность матов варьируется в рамках М75, М100, М125. Каждый из этих трех видов имеет свою плотность: до 85 кг/м3, от 85 кг/м3 до 110 кг/м3 и от 110 кг/м3 до 135 кг/м3. По температурным показателям маты тоже имеют маркировку М1 – М5. Обкладочные материалы способствуют увеличению показателя плотности. Самые распространенные материалы для обкладки: стеклосетка, металлическая сетка, ПЭТ пленка, стеклоткань. Обкладка осуществляется как с одной, так и с двух сторон матов. От обкладки зависит и способ крепления мата: алюминиевым скотчем, стальной проволокой и пр.

Существуют также и ламельные маты. Конструкция такого вида изоляции предполагает формирование продукта из полос (ламелей) минеральных волокон. Одна сторона такого мата обклеивается армированной фольгой или же иной обкладочный материал. В итоговом виде получается продукт, имеющий повышенную прочность на сжатие, по сравнению с традиционными изоляционными матами. Также, ламельные маты характеризуются минимальным уровнем деформации во время монтажа. Такие маты применяются для изоляции воздуховодов, вентиляционных шахт и оборудования, различного диаметра трубопроводов, резервуаров и плоских поверхностей. Допустимы предел изолируемой поверхности составляет 250С.

Теплоизоляционные цилиндры из базальтового волокна предназначены для изоляции поверхности круглого сечения: трубопроводы, воздуховоды. Монтаж цилиндра на трубу крайне прост. Готовое изделие имеет продольный разрез для раскрытия и монтажа. На противоположной стороне, в зависимости от производителя, может быть также продольный разрез, надрез, Т-образное сечение (ЭКОРОЛЛ), позволяющее уменьшать нагрузку на цилиндр при раскрытии, а в следствии и снижение деформации при монтаже. Внутренний диаметр цилиндров, также как и толщина теплоизоляционного слоя – изменяющие показатели. Так, например цилиндры марки «ЭКОРОЛЛ» выпускаются с диапазоном диаметров от 10 до 1420 мм. включительно. Толщина стенки цилиндров варьируется от 20 до 200 мм. с шагом в 10 мм. на стандартных позициях. По желанию заказчика, производство может выпускать и нестандартные типоразмеры. Базальтовое волокно относится к классу негорючих материалов. При нагревании базальт не выделяет вредных веществ.

Изоляция на основе вспененного полиэтилена.

Такой вид изоляции необходим на объектах с высоким требованием к влагозащите изолируемых объектов. Примером такого случая, как правило становится изоляция труб ХВС для предотвращения образования конденсата. Помимо этого, вспененный полиэтилен имеет успешное применение на промышленных емкостях и оборудовании. Теплоизоляция из вспененного ПЭТ выпускается в виде матов, рулонов и полых трубок. Диапазон рабочей температуры значительно ниже, чем у базальтового волокна и составляет от -10 до +90С. Пенополиэтилен имеет коэффициент усадки, не превышающий 1,5%. Также материал имеет хорошие показатели теплопроводности, равные – 0,04 Вт/мК при температуре +25С. В отличии от базальтового волокна, полиэтилен является гибким материалом, что облегчает процесс монтажа, приобретает стойкость к механическим деформациям. Материал не является гидрофобным, благодаря закрытой структуре ячеек. Водопоглощение после семи суток пребывания в воде составляет менее 0,8%.

Изоляция на основе вспененного каучука.

Изоляция этого вида применяется там, где существует потребность в термостойкости и влагонепроницаемости изоляционных материалов. Вспененный каучук применяется как на высоких температурах, так и на холодильных установках. Стоит обратить внимание на то, что с применением на объектах хладоснабжения, каучук справляется наилучшим образом. Изоляция на основе вспененного каучука выпускается в виде трубок, пластин или же рулонах. Предназначены для монтажа на стальные, медные и пластиковые трубы с наружним диаметром до 160 мм., и на плоские поверхности. Толщина стенки изоляции варьируется от 3 до 50 мм. Рулоны и листы используются для изоляции труб большого диаметра, объектов некруглого сечения, арматуры, соединительных деталей. Такие изделия выпускаются как с клеевым слоем, так и без него. Важно понимать, что наличие клея влияет на группу горючести (Г1).

Экономия для экологии