Al seleccionar el tipo de material aislante adecuado, es importante considerar no solo las características de diseño de los equipos y las tuberías, sino también otros factores. Esto es un requisito del SNiP (Código y Reglamento de Construcción) para el aislamiento térmico de equipos y tuberías.
Consulte el SNiP actual en formato PDF. SP 61.13330.2012 Aislamiento térmico de equipos y tuberías. Versión actualizada de SNiP 41-03-2003.
Analicemos los factores que influyen en la elección de materiales aislantes.
- La finalidad prevista de los propios materiales aislantes.
- Orientación espacial.
- Posibles influencias atmosféricas.
En este artículo se analizarán los requisitos de aislamiento térmico para tuberías y equipos.
- ¿Qué función cumple la protección?
- Aislamiento térmico de tuberías y su esencia
- ¿Cuáles son los requisitos específicos en esta área?
- Códigos de aislamiento y construcción
- Procedimiento para realizar cálculos
- Acerca del espesor del aislamiento de tuberías y equipos
- Aislamiento de poliuretano
- Aislamiento PPM y APB
- Acerca del coeficiente de conductividad térmica
- Grosor óptimo y recomendaciones adicionales
- ¿Qué otras reglas deben seguirse?
¿Qué función cumple la protección?
Uno de los objetivos del aislamiento térmico para equipos y tuberías es reducir el flujo de calor dentro de las estructuras. Los materiales se recubren con vainas protectoras que garantizan la integridad total de la capa bajo cualquier condición de funcionamiento.
Los problemas de aislamiento térmico están recibiendo una atención considerable en diversos sectores industriales y energéticos. El aislamiento térmico se está convirtiendo en uno de los componentes más importantes de las estructuras y los equipos en estas industrias.
El resultado no es solo una reducción de la pérdida de calor durante las interacciones con el entorno, sino también una mayor capacidad para mantener condiciones térmicas óptimas.
Aislamiento térmico de tuberías y su esencia
Mediante el uso de aislamiento térmico, los fabricantes simplifican sus procesos tecnológicos. Esta solución se utiliza ampliamente en muchos sectores industriales:
- Metalúrgico.
- Alimento.
- Refinación de petróleo.
- Químico.
Pero el aislamiento recibe mayor atención por parte de las compañías energéticas. En este caso, los objetos de aislamiento térmico tienen este aspecto:
- Pipas de fumar.
- Dispositivos de intercambio de calor.
- Tanques de almacenamiento donde se guarda el agua caliente.
- Turbinas de gas y vapor.
El aislamiento térmico de tuberías se utiliza en equipos ubicados tanto en planos verticales como horizontales. Esta es una solución práctica para aislar equipos como tanques que almacenan agua y fluidos de transferencia de calor. La eficacia de los recubrimientos aislantes está sujeta a una serie de requisitos estrictos.
¿Cuáles son los requisitos específicos en esta área?
La lista de requisitos de materiales necesarios se basa en las cargas de humedad, mecánicas, de temperatura y de vibración que experimentan las estructuras durante la instalación. Los siguientes requisitos se aplican al revestimiento de aislamiento térmico:
- Eficiencia en el sentido de la ingeniería térmica.
- Altos indicadores de seguridad en términos de ecología y exposición al fuego.
- Durabilidad combinada con fiabilidad operativa.
Códigos de aislamiento y construcción
Los SNiP son un tipo de documento normativo. Se han generalizado en la industria manufacturera. Mediante los SNiP, es posible implementar el aislamiento térmico de acuerdo con todos los estándares de densidad. También se tiene en cuenta el coeficiente de conductividad térmica para los distintos tipos.
El cálculo se realiza mediante un procedimiento especial para superficies que no tienen un régimen de temperatura específico y que cambian sus características técnicas con demasiada rapidez.
Procedimiento para realizar cálculos
Sin cálculos, es imposible seleccionar el material óptimo o determinar el espesor adecuado. Sin estos cálculos, es imposible determinar la densidad de aislamiento térmico requerida para equipos y tuberías. Los factores que influyen en los resultados finales del cálculo incluyen:
- conducción del calor.
- Capacidad para proteger contra la deformación.
- Impactos mecánicos.
- ¿Cuál es la temperatura en las superficies aisladas?
- Vibraciones en los equipos y la posibilidad de que se produzcan.
- Indicador de temperatura en el ambiente.
- Límite de carga.
También es fundamental considerar las cargas generadas por la interacción de los equipos o tuberías con el suelo circundante y los vehículos que transitan sobre la superficie. Se utilizan fórmulas especiales para todos los sistemas de transferencia de calor, ya sean fijos o móviles.
Presentamos una serie de fórmulas para calcular de forma independiente el espesor del aislamiento térmico.
Los cálculos de aislamiento térmico se adaptan artificialmente a todas las condiciones de funcionamiento específicas de una tubería o equipo determinado. Estas condiciones se determinan utilizando:
- Materiales de construcción para prepararse para el cambio de estaciones.
- La humedad, que favorece un intercambio de calor acelerado.
Las empresas especializadas proporcionan a los contratistas datos de ingeniería para futuras construcciones. ¿Qué requisitos específicos influyen más en la selección de revestimientos aislantes adecuados?
- Conductividad térmica.
- Insonorización.
- La capacidad de absorber o repeler el agua.
- Nivel de permeabilidad al vapor.
- No inflamable.
- Densidad.
- Compresibilidad.
Acerca del espesor del aislamiento de tuberías y equipos
Es fundamental consultar la normativa para determinar el espesor admisible de cada equipo. Los fabricantes especifican la densidad que se mantiene durante el flujo de calor. Los códigos y reglamentos de construcción (SNiPs) proporcionan algoritmos para resolver diversas fórmulas, además de las fórmulas mismas.
Para determinar el espesor mínimo de las tuberías en un caso dado, se determina el límite de los valores de pérdida permisibles en ciertas secciones.
Aislamiento de poliuretano
Las tuberías con este tipo de aislamiento se utilizan cuando la estructura debe instalarse sobre el suelo, sin necesidad de excavar zanjas. Durante la producción, se procura incorporar el mayor número posible de tecnologías nuevas.
Solo se admiten en el proceso materiales de la más alta calidad. Estos se someten a pruebas exhaustivas con antelación y, según la norma SP, el aislamiento térmico de los equipos y las tuberías está libre de defectos.
El uso de espuma de poliuretano reduce la pérdida de calor y garantiza la durabilidad del material aislante. La espuma de poliuretano contiene componentes ecológicos, como Izolan-345 y Voratek CD-100. En comparación con la lana mineral, las propiedades de aislamiento térmico de la espuma de poliuretano son significativamente superiores.
Aislamiento PPM y APB
Durante más de treinta años, se ha utilizado el llamado aislamiento de polímero espumado en tuberías. El tipo principal utilizado en este caso es el hormigón polimérico. Sus características se pueden describir de la siguiente manera:
- Inclusión en el grupo G1 durante las pruebas de inflamabilidad de acuerdo con las normas GOST vigentes.
- Rango de temperatura de funcionamiento que permite mantener 150 grados.
- La presencia de una estructura integral que combina las funciones de un revestimiento impermeabilizante con una capa de aislamiento térmico.
Hasta hace poco, algunos fabricantes regionales producían aislamiento de hormigón celular reforzado. Este material tiene una densidad muy baja. Sin embargo, su conductividad térmica es gratamente sorprendente.
APB presenta las siguientes ventajas:
- Durabilidad.
- Revestimiento impermeabilizante con alta permeabilidad al vapor.
- El equipo no es susceptible a la corrosión.
- La capacidad de una tubería para soportar altas temperaturas.
- Resistencia al fuego.
La ventaja de estas tuberías es que pueden utilizarse para calentar fluidos a prácticamente cualquier temperatura. Esto se aplica tanto a redes de agua como de vapor. El tipo de instalación es irrelevante.
Incluso una combinación de opciones subterráneas sin zanja y sin zanja es aceptable. Sin embargo, los productos con aislamiento de espuma de poliuretano siguen considerándose una solución tecnológicamente más avanzada.
Acerca del coeficiente de conductividad térmica
Mientras el equipo está en funcionamiento, es posible la humidificación; esto es lo que tiene el mayor impacto en el coeficiente de conductividad térmica calculado.
Existen normas especiales para la adopción de un coeficiente que aumente la conductividad térmica de los recubrimientos aislantes. Estas se basan en las normas GOST y SNiP, pero otros factores también son esenciales:
- Humedad del suelo según SP.
- La variedad a la que pertenece el material de aislamiento térmico.
El coeficiente es igual a uno para tuberías con aislamiento de espuma de poliuretano y revestimiento de polietileno de alta densidad. Este coeficiente es independiente del nivel de humedad del suelo donde se instala el equipo. El coeficiente será diferente para equipos y tuberías con aislamiento APB, que poseen una estructura integral y permiten la posibilidad de que la capa aislante se seque.
- 1.1 – nivel de coeficiente para estructuras ubicadas en suelos con gran cantidad de agua, según SP.
- 1,05 – para suelos donde la cantidad de agua no es tan grande.
Los cálculos prácticos emplean métodos de ingeniería especializados. Estos suelen tener en cuenta la resistencia a las influencias ambientales externas. Una instalación de dos tuberías requiere considerar la influencia térmica mutua de cada elemento sobre los demás.
Grosor óptimo y recomendaciones adicionales
Uno de los factores determinantes a la hora de elegir el grosor adecuado es el coste. Estos factores pueden determinarse individualmente para cada región específica.
También existen otros parámetros importantes, como la temperatura de diseño del refrigerante. La temperatura ambiente también es crucial.
¿Qué otras reglas deben seguirse?
No solo fabricantes rusos, sino también extranjeros participan en la producción de equipos y tuberías, así como de aislamiento térmico.
Algunas líneas de producción de tubos enrollados pueden fabricar hasta tres kilómetros de tubo al día (con longitudes de hasta 12 metros). Los diámetros de los productos oscilan entre 57 y 1020 milímetros. El embalaje protector está disponible en polietileno o metal.
Sin embargo, persisten ciertas deficiencias que no pueden eliminarse durante la fase de producción. Estas fueron identificadas por especialistas mediante repetidas pruebas prácticas.
- Durante el transporte de tuberías revestidas de metal, pueden producirse deformaciones en el revestimiento aislante.
- El aislamiento de poliuretano se desprende de la tubería que está siendo sometida a tratamiento térmico.
- La estructura protectora está separada de las capas exteriores o interiores de la tubería.
El principal problema radica en la capacidad de dilatación de las tuberías metálicas. El calentamiento térmico provoca un deterioro en sus características de calidad. Por lo tanto, la protección contra estos impactos se convierte en un factor importante.
La longitud de la tubería es el factor que más influye en la estabilidad y durabilidad del aislamiento térmico de un edificio. No importa el medio que transmita. Cuanto mayor sea la longitud, mayor será el riesgo de que la capa aislante falle.
Por lo tanto, este parámetro debe seleccionarse con sumo cuidado. Los propios expertos han desarrollado longitudes y diámetros de tubería óptimos que garantizan que la estructura se mantenga en buen estado independientemente de sus condiciones de funcionamiento.
Confían exclusivamente en SNiP, ya que el aislamiento térmico de equipos y tuberías es particularmente exigente en cuanto al cumplimiento de las normas.
