בידוד תרמי של ציוד וצינורות: SNiP, מאפיינים, סוגי בידוד תרמי ודרישות עבורם

בעת בחירת סוג חומר הבידוד המתאים, חשוב לקחת בחשבון לא רק את מאפייני העיצוב של הציוד והצינורות, אלא גם גורמים אחרים. זה נדרש על ידי SNiP (קוד ותקנות בנייה) לבידוד תרמי של ציוד וצנרת.

צפה ב-SNiP הנוכחי בפורמט PDF — SP 61.13330.2012 בידוד תרמי של ציוד וצנרת. גרסה מעודכנת של SNiP 41-03-2003

בואו נבחן את הגורמים המשפיעים על בחירת חומרי הבידוד.

1. המטרה המיועדת של חומרי הבידוד עצמם.
2. אוריינטציה מרחבית.
3. השפעות אטמוספריות אפשריות.

הדרישות לבידוד תרמי של צינורות וציוד יידונו בהמשך מאמר זה.

איזו פונקציה ממלאת ההגנה?

אחת המטרות של בידוד תרמי לציוד וצנרת היא להפחית את זרימת החום בתוך מבנים. החומרים מצופים במעטפות מגן המבטיחות שלמות מלאה של השכבה בכל תנאי הפעלה.

סוגיות של בידוד תרמי זוכות לתשומת לב רבה במגזרי תעשייה ואנרגיה שונים. בידוד תרמי הופך לאחד המרכיבים החשובים ביותר של מבנים וציוד בתעשיות אלו.

התוצאה היא לא רק הפחתה באובדן החום במהלך אינטראקציות עם הסביבה, אלא גם הרחבה של היכולת לשמור על תנאים תרמיים אופטימליים.

בידוד תרמי של צינורות ומהותו

באמצעות בידוד תרמי, יצרנים מפשטים את התהליכים הטכנולוגיים שלהם. פתרון זה נמצא בשימוש נרחב במגזרים תעשייתיים רבים:

1. מטלורגיה.
2. מָזוֹן.
3. זיקוק נפט.
4. כִּימִי.

אבל בידוד מקבל יותר תשומת לב מחברות אנרגיה. במקרה הזה, אובייקטים של בידוד תרמי נראים כך:

• צינורות עשן.
• התקני חילופי חום.
• מיכלי אחסון בהם מאוחסנים מים חמים.
• טורבינות עם גז וקיטור.

בידוד תרמי של צינורות משמש על ציוד הממוקם הן במישורים אנכיים והן במישורים אופקיים. זהו פתרון מעשי לבידוד ציוד, כגון מיכלים המאחסנים מים ונוזלי העברת חום. מספר דרישות מחמירות חלות על יעילותם של ציפויי בידוד.

מהן הדרישות הספציפיות בתחום זה?

רשימת דרישות החומרים הנדרשות מבוססת על עומסי הלחות, המכניים, הטמפרטורה והרטט שחווים המבנים במהלך ההתקנה. הדרישות הבאות חלות על ציפוי הבידוד התרמי:

• יעילות במובן של הנדסה תרמית.
• מדדי בטיחות גבוהים מבחינת אקולוגיה וחשיפה לאש.
• עמידות בשילוב עם אמינות תפעולית.

בידוד ותקנות בנייה

SNiPs הם סוג של מסמך רגולטורי. הם הפכו נפוצים למדי בייצור. באמצעות SNiPs ניתן ליישם בידוד תרמי בהתאם לכל תקני הצפיפות. מקדם המוליכות התרמית עבור סוגים שונים נלקח בחשבון גם כן.

לדוגמה, דרישות מסוימות של SNiP חלות על משטחים שהטמפרטורה שלהם אינה עולה על 12 מעלות צלזיוס. במקרה זה, נוכחות של שכבת מחסום אדים הופכת לחובה.

החישוב מתבצע באמצעות הליך מיוחד עבור משטחים שאין להם משטר טמפרטורה ספציפי ומשנים את המאפיינים הטכניים שלהם מהר מדי.

נוהל ביצוע חישובים

ללא חישובים, אי אפשר לבחור את החומר האופטימלי או לקבוע את העובי המתאים. ללא חישובים אלה, אי אפשר לקבוע את צפיפות הבידוד התרמי הנדרשת עבור ציוד וצנרת. גורמים המשפיעים על תוצאות החישוב הסופיות כוללים:

• הולכת חום.
• יכולת הגנה מפני עיוות.
• פגיעות מכניות.
• מהי הטמפרטורה על המשטחים המבודדים.
• רעידות על ציוד והאפשרות להתרחשותן.
• מחוון טמפרטורה בסביבה.
• מגבלת עומס.

כמו כן, חיוני לקחת בחשבון את העומסים הנוצרים כתוצאה מהאינטראקציה של ציוד או צינורות עם הקרקע שמסביב וכלי רכב העוברים על פני השטח. נוסחאות מיוחדות משמשות לכל מערכות העברת החום, בין אם נייחות ובין אם לא נייחות.

אנו מציגים סדרה של נוסחאות לחישוב עצמאי של עובי הבידוד התרמי.

חישובי בידוד תרמי מותאמים באופן מלאכותי לכל תנאי ההפעלה הספציפיים לצינור או לציוד נתון. תנאים אלה נקבעים באמצעות:

1. חומרי בניין כהכנה לעונות השנה המתחלפות.
2. לחות, אשר מקדמת חילופי חום מואצים.

חברות מקצועיות מספקות לקבלנים נתונים הנדסיים לבנייה עתידית. אילו דרישות ספציפיות משפיעות במידה הרבה ביותר על בחירת ציפויי בידוד מתאימים?

• מוליכות תרמית.
• בידוד אקוסטי.
• היכולת לספוג או לדחות מים.
• רמת חדירות אדים.
• אי-דליקות.
• צְפִיפוּת.
• דחיסות.

אודות עובי בידוד הצינור והציוד

חיוני לעיין בתקנות כדי לקבוע את העובי המותר עבור כל פריט ציוד ספציפי. יצרנים מציינים את הצפיפות הנשמרת במהלך זרימת חום. תקנות ותקנות בנייה (SNiPs) מספקים אלגוריתמים לפתרון נוסחאות שונות, יחד עם הנוסחאות עצמן.

כדי לקבוע את העובי המינימלי של צינורות במקרה נתון, נקבע הגבול לערכי ההפסד המותרים בקטעים מסוימים.

בידוד פוליאוריטן

צינורות עם סוג זה של בידוד משמשים כאשר יש להניח את המבנה מעל פני הקרקע, ללא חפירה. במהלך הייצור, נעשים מאמצים לשלב כמה שיותר טכנולוגיות חדשות.

רק חומרים באיכות הגבוהה ביותר מורשים להיכנס לתהליך. הם עוברים בדיקות מקיפות מראש, ובהתאם ל-SP, הבידוד התרמי של הציוד והצינורות נקי מפגמים.

שימוש בקצף פוליאוריטן מפחית את אובדן החום ומבטיח את עמידות חומר הבידוד עצמו. קצף פוליאוריטן מכיל רכיבים ידידותיים לסביבה, כגון Izolan-345 ו-Voratek CD-100. בהשוואה לצמר סלעים, תכונות הבידוד התרמי של קצף פוליאוריטן עדיפות משמעותית.

בידוד PPM ו-APB

במשך למעלה משלושים שנה, נעשה שימוש בבידוד פולימרי מוקצף בצנרת. הסוג העיקרי בו נעשה שימוש במקרה זה הוא בטון פולימרי. ניתן לתאר את מאפייניו כדלקמן:

• הכללה בקבוצה G1 במהלך בדיקות דליקות בהתאם לתקני GOST הנוכחיים.
• טווח טמפרטורות פעולה המאפשר שמירה על 150 מעלות.
• נוכחות של מבנה אינטגרלי המשלב את הפונקציות של ציפוי איטום עם שכבת בידוד תרמי.

עד לאחרונה, כמה יצרנים אזוריים ייצרו בידוד מבטון מזוין מוקצף. לחומר זה צפיפות נמוכה מאוד. עם זאת, מוליכותו התרמית מפתיעה לטובה.

ל-APB יש את קבוצת היתרונות הבאה:

1. עֲמִידוּת.
2. ציפוי איטום בעל חדירות אדים גבוהה.
3. הציוד אינו נתון לקורוזיה.
4. יכולתו של צינור לעמוד בטמפרטורות גבוהות.
5. עמידות באש.

היתרון של צינורות אלה הוא שניתן להשתמש בהם לחימום מדיה כמעט בכל טמפרטורה. זה חל הן על רשתות מים והן על רשתות קיטור. סוג ההתקנה אינו רלוונטי.

אפילו שילוב עם אפשרויות תת-קרקעיות ללא חפירה וללא חפירה מקובל. עם זאת, מוצרים עם בידוד קצף פוליאוריטן עדיין נחשבים לפתרון מתקדם יותר מבחינה טכנולוגית.

אודות מקדם המוליכות התרמית

בזמן שהציוד פועל, לחות מתאפשרת - זה מה שיש לו את ההשפעה הגדולה ביותר על מקדם המוליכות התרמית המחושב.

קיימים כללים מיוחדים לאימוץ מקדם המגביר את המוליכות התרמית של ציפויים מבודדים. אלה מבוססים על GOSTs ו-SNiPs, אך גורמים נוספים חיוניים גם הם:

• לחות הקרקע לפי SP.
• המגוון שאליו שייך חומר הבידוד התרמי.

המקדם שווה לאחד עבור צינורות עם בידוד פוליאוריטן קצף וציפוי פוליאתילן בצפיפות גבוהה. מקדם זה אינו רלוונטי לרמת לחות הקרקע במקום בו מותקן הציוד. המקדם יהיה שונה עבור ציוד וצנרת עם בידוד APB, בעלי מבנה אינטגרלי המאפשר את האפשרות של ייבוש שכבת הבידוד.

1. 1.1 – רמת מקדם עבור מבנים הממוקמים בקרקעות עם כמות גדולה של מים, לפי SP.
2. 1.05 – לקרקעות בהן כמות המים אינה כה גדולה.

חישובים מעשיים משתמשים בשיטות הנדסיות מיוחדות. אלה בדרך כלל לוקחות בחשבון עמידות להשפעות סביבתיות חיצוניות. התקנה דו-צינורית דורשת התחשבות בהשפעה התרמית ההדדית של כל אלמנט על האחרים.

עובי אופטימלי והמלצות נוספות

אחד הגורמים הקובעים בבחירת העובי המתאים הוא העלות. גורמים אלה ניתנים לקביעה בנפרד עבור כל אזור ספציפי.

ישנם גם פרמטרים נוספים שחשובים. כמו טמפרטורת נוזל הקירור המתוכננת. גם טמפרטורת הסביבה חשובה.

אילו כללים נוספים יש להקפיד עליהם?

לא רק יצרנים רוסים, אלא גם יצרנים זרים מעורבים בייצור ציוד וצינורות, יחד עם בידוד תרמי.

חלק מקווי הייצור של גלגול צינורות מסוגלים לייצר עד שלושה קילומטרים של צינור מגולגל ביום (עם אורכי צינורות של עד 12 מטרים). קוטר המוצר נע בין 57 ל-1020 מילימטרים. עטיפת מגן זמינה בפוליאתילן או במתכת.

עם זאת, נותרו חסרונות מסוימים שלא ניתן לפתור בשלב הייצור. אלה זוהו על ידי מומחים באמצעות ניסויים מעשיים חוזרים ונשנים.

1. במהלך הובלת צינורות מצופים מתכת, עלולים להתרחש עיוותים בציפוי הבידוד.
2. בידוד פוליאוריטן מתקלף מהצינור שעובר טיפול בחום.
3. המבנה המגן מנותק מהשכבות החיצוניות או הפנימיות של הצינור.

הבעיה העיקרית היא כושר ההתרחבות של צינורות מתכת. חימום תרמי מוביל להידרדרות במאפייני האיכות שלהם. לכן, הגנה מפני השפעות כאלה הופכת לגורם חשוב.

לאורך הצינור עצמו יש את ההשפעה הגדולה ביותר על יציבותו ועמידותו של הבידוד התרמי של הבניין. לא משנה באיזה תווך הוא משמש להעברתו. ככל שהאורך ארוך יותר, כך גדל הסיכון שהשכבה פשוט תיכשל.

לכן, יש לבחור פרמטר זה בזהירות מירבית. מומחים פיתחו בעצמם אורכי צינורות וקטרים ​​אופטימליים שיבטיחו שהמבנה יישאר במצב תקין ללא קשר לתנאי ההפעלה שלו.

הם מסתמכים אך ורק על SNiP, שכן בידוד תרמי של ציוד וצינורות תובעני במיוחד מבחינת עמידה בכללים.