УСТРОЙСТВО ТЕПЛОИЗОЛЯЦИИ ТРУБЫ

Полезная модель относится к области теплоизоляции трубчатых изделий, в частности к устройствам теплоизоляции трубы (теплоизоляционному изделию), и может быть использована в конструкции покрытия теплоизоляции трубы/трубопровода.
Из уровня техники известна конструкция теплоизоляции трубы, представляющая собой закрепленные на наружной поверхности трубы и между собой слои из эластичного теплоизоляционного материала, в которой в качестве крепежного материала использован огнеупорный клей (RU 51703, 27.02.2006).
Недостатком является низкие теплоизоляционные свойства и маленький срок эксплуатации.
Известна теплоизоляция трубопровода, включающая трубопровод, защитную оболочку и размещенную между ними многослойную теплоизоляцию. Теплоизоляция содержит замкнутые воздушные полости, образованные между экранами из отражающего теплопроводного материала и опорными кольцами, при этом, опорные кольца размещены на трубопроводе, между ними размещены экраны из отражающего теплопроводного материала, один над другим с воздушным зазором (RU 30919, 10.07.2003).
В данной конструкции также не обеспечивается достаточная теплоизоляция, кроме того она имеет низкий срок эксплуатации и сложность в изготовлении.
Известна теплоизоляционное изделие для трубопроводов различного назначения, включающее скорлупы, пазы и гребни, гидроизоляционный слой, крепежные элементы, и содержащее две скорлупы полуцилиндрической формы, выполненные из теплоизоляционного материала, верхнюю скорлупу с пазом и гребнем спереди и сзади для соединения с соседними верхними скорлупами с образованием поперечных стыковочных швов с пазом изнутри и гребнем снаружи по горизонтальным краям и нижнюю скорлупу с пазом и гребнем спереди и сзади для соединения с соседними нижними скорлупами с образованием поперечных стыковочных швов с пазом снаружи и гребнем изнутри по горизонтальным краям, а также отверстия от одного до нескольких на один погонный метр длины нижней скорлупы в самой нижней ее части для отвода конденсата влаги из изделия наружу, фиксирующиеся, как единое целое, посредством пазов и гребней верхней и нижней скорлуп, образующих вместе продольные стыковые швы вокруг трубопровода гидроизоляционным слоем с отверстиями, совпадающими по локализации с отверстиями нижней скорлупы, и крепежными элементами, не совпадающими с этими же отверстиями (RU 85977, 20.08.2009).
Однако в данной конструкции изделия не устранены указанные выше недостатки.
Наиболее близким аналогом предложенной полезной модели является Устройство теплоизоляции трубопровода, содержащее теплоизолирующий материал из сверхлегкого монолитного пенобетона и наружное защитное покрытие. Защитное покрытие смонтировано на центраторах из теплоизолирующего и теплостойкого материала, при этом в защитном покрытии имеются вентиляционные отверстия закрытые гидрофобизирующим и паропроницаемым материалом (RU 68092, 10.11.2007).
За счет наличия центраторов и вентиляционных отверстий образуется мостик холода, что снижает теплоизоляцию устройства, а также указанное устройство имеет низкий срок эксплуатации.
Задача, на решение которой направлена предложенная полезная модель, заключается в создании устройства теплоизоляции трубы, которое исключало бы указанные выше недостатки.
Технический результат, достигаемый при реализации данной полезной модели, заключается в повышении эксплуатационных и физико-механическими качеств/характеристик, что приводит повышению телоизоляционных свойств и увеличению срока эксплуатации теплоизолированной конструкции.
Указанный технический результат достигается в устройстве теплоизоляции трубы, содержащей слой теплоизоляции и защитную оболочку, между которыми расположен слой пенополиуретана, при этом слой теплоизоляции имеет коэффициент теплопроводности, подобный коэффициенту теплопроводности слоя пенополиуретана.
Слой теплоизоляции выполнен на основе экструдированного пенополистирола, каменной ваты, пеностекла и расположен на наружной поверхности трубы с нанесенным антикоррозионным покрытием на основе эпоксидных, полиуретановых, полиэтиленовых, полипропиленовых покрытий, состоящее из одного или нескольких слоев.
Защитная оболочка выполнена спирально навивной с замковым фальцевым соединением из тонколистовой оцинкованной стали, или спирально навивной с внутренним замковым фальцевым соединением из тонколистовой холоднокатаной стали с наружным трехслойным полиэтиленовым покрытием, или из экструдированного полиэтилена
Коэффициент теплопроводности расположен в диапазоне 0,03-0,035 Вт/мК.
Устройство теплоизоляции трубы дополнительно содержит центрирующие опоры, расположенные на верхней полусфере слоя теплоизоляции и выполненные из материала с коэффициентом теплопроводности, подобным коэффициенту теплопроводности слоя пенополиуретана.
Устройство теплоизоляции трубы дополнительно содержит центрирующие опоры, расположенные на внутренней поверхности защитной оболочки и выполненные из материала с коэффициентом теплопроводности, подобным коэффициенту теплопроводности слоя пенополиуретана.
Центрирующие опоры выполнены из сегментов жесткого пенополиуретана или пенополистирола по своим физико-механическим свойствам, соответствующего требованиям основному слою пенополиуретана.
Устройство теплоизоляции трубы размещают на трубе стальной, на внутреннюю поверхность которой нанесено внутреннее антикоррозионное покрытие на основе эпоксидных, силикатноэмалевых, полиуретановых материалов, состоящее из одного или нескольких слоев, а на внешнюю поверхность которой нанесено наружное антикоррозионное покрытие на основе эпоксидных, полиуретановых, полиэтиленовых, полипропиленовых покрытий, состоящее из одного или нескольких слоев.
На внешней поверхности трубы расположен нагревательный элемент, который выполнен либо в виде кабеля либо в виде элемента индукционно-резистивной скин системы, представляющего собой трубку-спутник из ферромагнитного материала с размещенным в ней проводником из немагнитного материала.
Устройство теплоизоляции трубы состоит из:
- слоя теплоизоляции на основе экструдированного пеноплистирола, каменной ваты, пеностекла, расположенный на наружной поверхности трубы с антикоррозионным покрытием. Слой теплоизоляции занимает объем межтрубного пространства в диапазоне от 25 до 90% и может быть выполнен в виде прямоугольных сегментов или скорлуп;
- защитной оболочки спирально навивную с замковым фальцевым соединением из тонколистовой оцинкованной стали, спирально навивную с внутренним замковым фальцевым соединением из тонколистовой холоднокатаной стали с наружным трехслойным полиэтиленовым покрытием, оболочку из экструдированного полиэтилена;
- слоя пенополиуретана, расположенного между слоем теплоизоляции на основе экструдированного пеноплистирола, каменной ваты, пеностекла и внутренней поверхности защитной оболочки. Слой пенополиуретана (после отверждения) занимает весь остальной свободный объем межтрубного пространства с плотностью не менее 60 кг/м.куб.
Устройство теплоизоляции трубы дополнительно содержит центрирующие опоры, которые выполнены из материала, имеющего одинаковый коэффициент теплопроводности с коэффициентом теплопроводности слоя пенополиуретана и слоя теплоизоляции, который находится в диапазоне 0,03-0,035 Вт/мК.
Центрирующие опоры расположены на внутренней поверхности защитной оболочки или поверх слоя теплоизоляции.
Центрирующие опоры выполнены из сегментов жесткого пенополиуретана по своим физико-механическим свойствам, соответствующего требованиям основному слою пенополиуретана.
Процесс производства устройства теплоизоляции трубы состоит из этапов:
- нанесение антикоррозионного внутреннего или внешнего покрытия на трубу (в случае необходимости),
- монтаж на наружной поверхности трубы слоя теплоизоляции (полимерных теплоизоляционных материалов - экструдированного пенполистирола, каменной ваты, пеностекла выполненных в виде прямоугольных сегментов или скорлуп) при помощи полимерной стяжной ленты,
- монтаж на наружной поверхности трубы, на верхней полусфере слоя теплоизоляции центрирующих опор (центрирующие опоры изготовляются из жесткого ППУ),
- сборка конструкции труба в трубе,
- заливка свободного межтрубного пространства пенополиуретаном с применением заливочных машин высокого давления. В результате процесса вспенивания пенополиуретан заполняет собой все свободное межтрубное пространство с образованием адгезионных связей между ним и слоем теплоизоляции (полимерной теплоизоляцией из экструдированного пенополистирола, каменной ваты, пеностекла) образуя единый монолитный слой.
Поскольку внутри слоя пенополиуретана отсутствуют центрирующие опоры, которые являются мостиками холода, или же центрирующие опоры выполнены из материала с коэффициентом теплопроводности, таким же как у слоя пенополиуретана и слоя теплоизоляции, в результате чего отсутствуют мостики холода, то происходит повышение телоизоляционных свойств. То есть применение пенополиуретана и других отвержденных полимерных материалов с теплопроводностью в диапазоне 0,03-0,035 Вт/мК и прочностью на сжатие при 10% деформации не менее 0,3 МПа позволяет повысить теплоизоляционные свойства.
Кроме того за счет заявленной конструкции устройства теплоизоляции трубы снижается водопоглощение теплоизоляционного слоя с 10% до 1%, тем самым увеличивается срок эксплуатации теплоизолированной конструкции