RU2260739C2

RU2260739C2 - Heat insulation of pipeline

Info

Publication number: RU2260739C2
Application number: RU2003129287/06A
Authority: RU
Inventors: Николай Федорович Парков (BY); Николай Федорович Парков
Original assignee: Николай Федорович Парков
Priority date: 2003-10-02
Filing date: 2003-10-02
Publication date: 2005-09-20
Also published as: RU2003129287A

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: heat insulation comprises heat insulating member and convection space between the heat insulating member and side of the pipeline to be isolated. The heat insulating member has openings that connect the convection space with the outer side and are filled with vapor conducting heat insulation.

EFFECT: improved heat insulation decreased corrosion.

11 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при нанесении теплоизоляции на металлические трубы.The invention relates to construction and can be used when applying thermal insulation to metal pipes.

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].Known thermal insulation of the pipe, including layer-by-layer application of foam insulation, foaming and curing, in which at least one plastic composition forming the inner layer is applied to the pipe, having a density of 0.024-0.096 g / cm ³ , onto which another plastic composition forming the outer layer is applied having a density of at least 25% higher than that of the inner layer, and a thickness of 5-30% of the total thickness of the layers, while one or more additional compositions can be applied to the pipe, forming one or more additional layers having different densities, while the layer in contact with the surface of the pipeline has the lowest density [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.A well-known technical solution allows you to create a sufficiently functional and cheap thermal insulation coating, however, it is not free from an important drawback. If moisture or liquid vapor occurs between the pipeline and the insulation under conditions of increased heating, a rapid corrosion process occurs that destroys the pipeline.

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].Closest to the claimed invention are heat-insulating products with a protective coating installed on the pipeline with the formation of longitudinal and transverse connecting seams. A metal strip is superimposed on the longitudinal seams, on which bandages are fixed. On the transverse seams are installed pads with locking elements. Elements are connected to a strip and overlays. The metal strip is curved in outer diameter. The fixing elements can be made in the form of petal bends on the strip or in the form of cotter pins that fix the position of the lining relative to the transverse seam [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.The known technical solution also allows you to create a fairly functional and cheap thermal insulation coating, however, has the same drawback. If moisture or liquid vapor occurs between the pipeline and the insulation under conditions of increased heating, a rapid corrosion process occurs that destroys the pipeline.

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.The problem solved by the present invention is to ensure the removal of moisture that enters between the insulation and the heat pipe to reduce corrosion of the pipe and increase its service life while maintaining all the functional heat-insulating properties.

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.The problem is solved in that in the known device for thermal insulation of the pipeline containing rigid sectional heat-insulating products made of porous material, installed on the pipeline with the formation of longitudinal and transverse butt joints, fastened with bandages and reinforced over the entire area with a reinforcing mesh, according to the invention between heat-insulating products and the surface of the insulated pipeline is made convection cavity, and in the body of the element are made connecting convection olost the outer surface of the holes, conductivity of steam filled insulation.

Поставленная задача разрешается также и тем, что в качестве пористого материала использован пенополиуретан.The problem is also solved by the fact that polyurethane foam is used as a porous material.

Поставленная задача разрешается также и тем, что в качестве паропроводящего теплоизоляционного материала использована минеральная вата.The task is also solved by the fact that mineral wool is used as a vapor-conducting heat-insulating material.

Поставленная задача разрешается также и тем, что площадь отверстий, заполненных паропроводящим теплоизоляционным материалом, составляет 0,03-0,06% от площади трубопровода.The problem is also solved by the fact that the area of the holes filled with conductive heat-insulating material is 0.03-0.06% of the area of the pipeline.

Поставленная задача разрешается также и тем, что наружная поверхность тепловой изоляции покрыта дополнительным влагонепроницаемым слоем за исключением отверстий, соединяющих конвекционную полость с наружной поверхностью.The problem is also solved by the fact that the outer surface of the thermal insulation is covered with an additional moisture-proof layer with the exception of the holes connecting the convection cavity with the outer surface.

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.The problem is also solved by the fact that the holes are equipped with bushings filled with steam insulation, while the sleeve on the outer surface of the pipeline is equipped with a process plug that is removed after a full cycle of insulation work.

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.The problem is solved in that in the known rigid heat-insulating sectional product made of porous material, made in the form of a sector with locking elements along the contour of the product, according to the invention, supporting elements with a height of 5-20% of the total coating height are made on the inner surface of the element.

Поставленная задача разрешается также и тем, что опорные элементы выполнены в виде последовательных выступов вдоль образующей цилиндра.The problem is also solved by the fact that the supporting elements are made in the form of successive protrusions along the generatrix of the cylinder.

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%.The problem is also solved by the fact that the support elements are made of different heights, while the difference in the heights of adjacent elements cannot be more than 5%, and the maximum difference in heights of all elements cannot be more than 10%.

Поставленная задача разрешается также и тем, что опорные элементы выполнены общей площадью, не превышающей 1% общей площади трубопровода.The problem is also solved by the fact that the supporting elements are made with a total area not exceeding 1% of the total area of the pipeline.

Поставленная задача разрешается также и тем, что внутренняя и наружная поверхности изделия покрыты отражательной пленкой, при этом наружная пленка выполняет функцию влагозащиты.The problem is also solved by the fact that the inner and outer surfaces of the product are covered with a reflective film, while the outer film performs the function of moisture protection.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

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.Figure 1 shows a rigid insulating sectional product. In Fig.2 - a section of the pipeline with a heat-insulating coating assembled from sectional products, in Fig.3 - a hole filled with steam insulation, in Fig.4 - a sleeve filled with vapor insulation. Figure 5 shows the supporting elements of a heat-insulating sectional product. In Fig.6 shows a section aa of Fig.1 - the contour of the locking element, made along the contour of the product.

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.The heat-insulating sectional product 1 is made in the form of a sector of a cylindrical surface of a porous, rigid material, for example polyurethane foam. Supporting elements 2 are made on the inner surface of the product. In cross section, they can be any round, rectangular, or any other shape. In the body of the product 1, holes 3 are made, which are filled with a vapor-conducting heat-insulating material 4. A heat-insulating coating is mounted on the pipeline 5. In this case, a convection cavity 6 is formed between the pipe 5 and the heat-insulating coating 6. On top of the elements 1, a moisture-proof coating 7 is made by any known material and in a way. At the same time, the moisture-proof coating 7 does not block the holes 3. A reinforcing mesh can be installed on the upper surface of the thermal insulation 8. A special contour 9 is made along the contour of each heat-insulating sectional product 1, which, when assembled, makes it possible to create tight joint seams. More technologically advanced in the manufacture and in the assembly is filling the holes 3 with bushings 10 filled with steam-conducting heat-insulating material 4.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

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.First, heat-insulating elements 1 are made by known methods from known materials. In the process of their manufacture, holes 3 are provided, and the holes can be of any technological form, from rectangular and round to oblong. It is important to ensure the ratio of the area of the holes to the surface area of the heat-insulating element from 0.03% to 0.06%. A ratio of less than 0.03% does not provide reliable and rapid dehumidification. Moisture is delayed for more than 2 days. When the ratio of the area of the holes to the surface area of more than 0.06%, moisture is removed very quickly, but significant heat losses occur. In the manufacturing process of the heat-insulating element, instead of the holes, bushings 10 can be pre-installed filled with steam-conducting heat-insulating material, for example glass wool or mineral wool.

Между поверхностью трубопровода 5 и теплоизоляционным элементом 1 образуется полость из-за того, что на поверхности последнего выполнены опорные элементы 2.A cavity is formed between the surface of the pipeline 5 and the heat-insulating element 1 due to the fact that the supporting elements 2 are made on the surface of the latter.

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).A locking element 9 is made along the contour of the element in a known manner. In a specific example, it is made in the form of triangular protrusions interacting with the counter cavity of the locking element on another element. After mounting the elements on the pipeline 5 and preliminary fixing by known methods, a moisture-proof coating 7 is applied over the insulation, which can be made in the form of a moisture-proof film. When this coating is applied in such a way that the holes 3 are not clogged. This can be done, for example, with pre-cut holes in the fabric, which is applied to the thermal insulation. If the moisture-proof coating 7 is applied by spraying, then the hole 3 is previously closed, and after the coating is opened. If the sleeve 10 is installed in the heat-insulating element 1 during its manufacture, then after applying the moisture-proof coating 7, the technological plug of the sleeve 10 is removed along line B (Fig. 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.On top of the thermal insulation or between the thermal insulation and the moisture-proof coating, a protective layer 8 from mechanical damage can be applied, for example a metal or polymer mesh. Since the grid is not an obstacle to the passage of water vapor, no measures are taken to block the holes 3 at this stage.

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.After completion of installation and the start of operation of the pipeline 5 with the thermal insulation applied according to the present invention, the pipeline operates as usual. But if moisture gets between the insulation and the pipe, for example, through cracks or other mechanical damage, or during condensation, when it contacts the heated surface of the pipeline, it evaporates and water vapor is in the conventional surfaces between the heat-insulating element and the surface of the pipeline. Due to the difference in the partial pressure of water vapor inside the insulation and in the surrounding medium, the steam enters the external environment with a lower partial pressure. In conventional porous thermal insulation, this is practically impossible, so it remains all the time inside and the surface of the pipeline corrodes intensely. The present invention provides openings filled with a vapor-conductive heat-insulating material, which allows to equalize the partial pressure and drain the inner surface.

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.The height of the support elements 2 can be made from 5% to 20% of the total height of the coating. Moreover, if the height of the supporting element is below 5% of the height of the coating, the convection cavity is too narrow and effective moisture removal does not occur. If the height of the supporting elements is more than 20% of the height of the coating, then, firstly, the mechanical strength of the elements decreases, and secondly, the quality of thermal insulation deteriorates.

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.Supporting elements can be made with different heights, while the difference in height of adjacent elements is not higher than 5%, and the maximum difference of any elements is not more than 10%. In this case, when changing external conditions or conditions inside the heat pipe, various temperature deformations occur, while one or the other supporting element becomes support. This allows you to dry the contact point between the pipeline and the support element.

Общая поверхность опорных элементов достаточна не более 1% поверхности защитной поверхности. Это подтверждается экспериментальными данными, полученными заявителем.The total surface of the supporting elements is sufficient not more than 1% of the surface of the protective surface. This is confirmed by experimental data obtained by the applicant.

Для большей эффективности теплоизоляции внутренняя и наружная поверхности изделия могут быть покрыты отражательной пленкой, которая может отражать инфракрасное излучение.For greater efficiency of thermal insulation, the inner and outer surfaces of the product can be coated with a reflective film that can reflect infrared radiation.

Предлагаемое изобретение испытано и готовиться к использованию в РУП "Могилевэнерго".The present invention is tested and prepared for use in the RUE "Mogilevenergo".

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.As a result of the use of the invention, automatic removal of moisture that enters between the insulation and the heat pipe is ensured for 0.5-1 days. This leads to an increase in the service life of the pipeline while maintaining all the functional heat-insulating properties.

Источники информацииSources of information

1. А.с. СССР 1351520, кл. F 16 L 59/12, опублик. 14.03.80.1. A.S. USSR 1351520, class F 16 L 59/12, published. 03/14/80.

2. А.с. СССР 1590820, кл. F 16 L 59/12, опублик. 07.09.90 (прототип).2. A.S. USSR 1590820, class F 16 L 59/12, published. 09/07/90 (prototype).

Claims

1. The device of thermal insulation of the pipeline, containing rigid sectional heat-insulating products made of porous rigid material, installed on the pipeline with the formation of longitudinal and transverse butt joints, fastened with bandages and reinforced over the entire area with a reinforcing mesh, characterized in that between the heat-insulating products and the surface of the insulated the pipeline has a convection cavity, and in the body of the element are made connecting the convection cavity with the outer surface of the hole, filled with conductive thermal insulation material.

2. The device according to claim 1, characterized in that polyurethane foam is used as a rigid porous material.

3. The device according to claim 1, characterized in that mineral wool is used as the vapor conducting heat insulating material.

4. The device according to claim 1, characterized in that the area of the holes filled with steam conducting heat-insulating material is 0.03-0.06% of the area of the pipeline.

5. The device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the outer surface of the thermal insulation is covered with an additional moisture-proof film, with the exception of the holes connecting the convection cavity to the outer surface.

6. The device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the holes are equipped with bushings filled with steam conducting heat-insulating material, while the sleeve on the outer surface of the pipeline is equipped with a process plug that is removed after a full cycle of work on thermal insulation and moisture insulation.

7. Rigid heat-insulating sectional product made of porous material, made in the form of a sector with locking elements along the contour of the product, characterized in that on the inner surface of the product made support elements with a height of 5-20% of the total coating height, and in the body of the product are made connecting the inner surface with the outer surface of the hole, filled with conductive heat-insulating material.

8. Rigid heat-insulating sectional product according to claim 7, characterized in that the supporting elements are made in the form of successive protrusions along the generatrix of the cylinder.

9. A rigid heat-insulating sectional product according to claim 7 or 8, characterized in that the supporting elements are made of different heights, while the difference in the heights of adjacent elements cannot be more than 5%, and the maximum difference in heights of all elements cannot be more than 10%.

10. Rigid heat-insulating sectional product according to any one of paragraphs.7 and 8, characterized in that the supporting elements are made with a total area not exceeding 1% of the total area of the pipeline.

11. A rigid heat-insulating sectional product according to any one of claims 7 to 10, characterized in that the inner and outer surfaces of the product are coated with a reflective film, with the exception of the holes connecting the convection cavity to the outer surface, while the outer film serves as a moisture-proof film.