ТРУБОПРОВОД

Полезная модель относится к трубопроводному транспорту, в частности, к тепловой изоляции трубопроводных магистралей воды пара, нефти и др.
Известен трубопровод, включающий покрытие из мягкого теплоизолирующего материала, охватывающего наружную поверхность трубопровода, которое дополнено вставкой, проложенной в районе верхней образующей трубы по всей ее длине, выполненной в виде шнура из теплоизолирующего материала, преимущественно асбеста (RU 2226642 C2, МПК F16L 59\00, опубл. 10.04.2005 г).
Недостатком является повышенная теплоотдача нагретой транспортируемой жидкости.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели, принятым за прототип, является трубопровод, включающий металлическую трубу с теплоизоляционным покрытием заливочного типа и наружную неразъемную полимерную гидроизоляционную оболочку, теплоизоляционное покрытие выполнено из полиуретана (RU 2249754 C2, МПК F16L 59\00, опубл. 10.04.2005 г).
Недостатком прототипа являются значительные тепловые потери в трубопроводе.
Задача полезной модели заключается в снижении тепловых потерь в трубопроводе.
Технический результат достигается благодаря тому, что трубопровод, включает металлическую трубу с теплоизолирующим покрытием заливочного типа, выполненным из слоя пенополиуретана, и наружную неразъемную полимерную гидроизоляционную оболочку, в отличие от прототипа, теплоизолирующее покрытие имеет второй слой, состоящий из минеральной ваты или пенопласта, на поверхности первого слоя жестко закреплен жгут из асбеста, выполненный в форме змеевидных витков, плотно прилегающих друг к другу, параллельных оси трубопровода, покрывающих всю поверхность первого слоя участками длиной L, причем 200<L<500 мм.
Кроме того, толщина второго слоя покрытия на верхней образующей трубы при горизонтальном расположении трубопровода составляет (0,01-0,1)D, где D - диаметр трубопровода.
В полезной модели первый слой покрытия выполнен из пенополиуретана, второй слой покрытия выполнен, например, из минеральной ваты или пенопласта, то есть материала с меньшей плотностью. Первый слой покрытия из пенополиуретана, обмотан жгутом из асбеста. Введение жгута из более плотного теплоизолирующего материала позволяет компенсировать изменение теплоизоляционных свойств первого слоя и препятствует образованию температурной неоднородности, в том числе в районе верхней образующей трубопровода.
Жгут наматывается на первый слой пенополиуретана так, что он расположен на поверхности первого слоя в форме змеевидных витков, плотно прилегающих друг к другу, параллельных оси трубопровода, покрывающих всю поверхность первого слоя трубопровода участками длиной L. Длина L выбрана, исходя из технологической целесообразности, и составляет от 200 мм до 500 мм. При этом жгут жестко закреплен на поверхности первого слоя, чем обеспечивается устойчивое соприкосновение между жгутом и покрытием, что повышает площадь контакта и тем самым снижает тепловые потери. Жгут выполнен из асбеста. Змеевидная форма навивки выбрана в связи с тем, что при этом увеличивается контакт жгута и теплоизолирующего слоя, он становится линейным, а не точечным, что также повышает теплоизоляционные свойства.
Известно, что при длительной эксплуатации трубопровода, при горизонтальном его расположении, покрытие вследствие воздействия высокой температуры и сил тяжести слеживается на верхней образующей трубы. В этом месте происходит ухудшение теплоизолирующих свойств покрытия и наблюдается повышенный расход тепловой энергии транспортируемой трубопроводом среды. Поэтому предлагается увеличить толщину слоя покрытия трубопровода, в случае его горизонтального расположения, по верхней образующей трубопровода за счет увеличения толщины второго слоя на величину, составляющую (0,01-0,10) диаметра трубопровода D.
При увеличении толщины второго слоя, например, из минеральной ваты на величину, составляющую (0,01-0,10)D - диаметра трубопровода, тепловые потери потока жидкости в трубопроводе снижаются на 10-15%.
При укладке жгута из асбеста участками длиной 200<L<500 мм тепловые потери потока жидкости в трубопроводе снижаются до 15-18% за счет большой площади контакта асбестового жгута с покрытием и увеличения теплоизоляционных свойств.
На фиг. 1 представлена общая схема трубопровода, на фиг. 2 - поперечное сечение трубопровода.
Трубопровод (фиг. 1, 2) состоит из металлической трубы 1, наружной неразъемной полимерной гидроизоляционной оболочки 3, на трубу 1 нанесены первый слой теплоизолирующего покрытия заливочного типа 2 из пенополиуретана и второй слой теплоизолирующего материала 4, из минеральной ваты или пенопласта. На поверхности первого слоя 2 расположен жгут из асбеста 5, выполненный в форме змеевидных витков, плотно прилегающих друг к другу, параллельных оси трубопровода (фиг. 1), покрывающих всю поверхность первого слоя участками длиной 200<L≤500 мм.
На фиг. 2 показана увеличенная по верхней образующей толщина второго слоя из минеральной ваты или пенопласта, составляющая h=(0,01-0,1)D, где D - диаметр трубопровода.
Для нанесения тепло-гидроизоляционного покрытия производят следующие операции.
Сначала наружную поверхность трубы 1, подлежащей теплоизоляции, очищают от продуктов коррозии и загрязнений.
Затем, после предварительной герметизации торцов, трубу устанавливают в форму для нанесения первого слоя пенополиуретана. Затем после центрирования трубы форму закрывают и в кольцевую полость закачивают определенное количество вспенивающегося пенополиуретана. В процессе вспенивания происходит заполнение пространства между трубой и формой по направлению снизу вверх. Поскольку торцы трубы герметично закрыты, утечки пенополиуретана во внутреннюю полость трубы не происходит. Далее после выдержки от 2-х до 4-х часов при положительной температуре, которая требуется для затвердения оболочки из пенополиуретана, форму снимают. Затем первый слой изоляции обматывают асбестовым жгутом участками длиной 200<L≤500 мм, соединенными последовательно друг за другом. Асбестовый жгут из бобины (катушки) с помощью направляющей наносится на затвердевший слой пенополиуретана. Для нанесения на трубу с первым слоем изоляции и нанесенным сверху асбестовым жгутом, например, минеральной ваты, сначала ее покрывают в специальной формующей камере гидроизолирующей лентой, которую сматывают с бобины. При этом между трубой с нанесенным покрытием и гидроизолирующей лентой образуют зазор. В формующей камере в пространство между асбестовым жгутом и гидроизолирующей лентой (т.е. в зазор) закладывается минеральная вата. Далее труба с образовавшимся покрытием поступает в калиброванные по окружности ролики, где происходит окончательное формирование двухслойного покрытия в замкнутом пространстве. Во время прохождения трубы с покрытием между роликами обеспечивают последовательное смещение верхнего ролика вверх для того, чтобы увеличить слой минеральной ваты в верхней части трубы на величину h=(0,01-0,10)D.
Использование полезной модели позволяет снизить тепловые потери в трубопроводе на 25-30%.