Как правильно подобрать толщину и материал термочехла для конкретной задачи

• От чего зависит выбор термочехла
• Толщина термочехла: как правильно рассчитать
• Виды материалов для чехлов
• Подбор материалов для конкретных задач: примеры
• Частые ошибки при выборе

То, насколько хорошо термочехол защищает оборудование от теплопотерь, зависит от его состава, материала, толщины наполнителя, внешних условий. Типовые чехлы для труб или запорной арматуры не всегда подходят для одного и того же оборудования, расположенного, например, на улице и в помещении, или даже в соседних помещениях с разным уровнем влажности.

Как выбирать чехол для конкретных рабочих условий? Какая вата дольше удерживает тепло – базальтовая или минеральная? Чем кремнеземный материал лучше обычной стеклоткани? Разбираемся в этих и некоторых других вопросах с экспертами Бекор.

От чего зависит выбор термочехла

Перечислим характеристики, которые так или иначе влияют на уровень теплопотерь. К ним относятся:

• Рабочая температура трубопровода. Как правило, чем больше разница между ней и температурой внешней среды, тем больше теплопотери. Это можно заметить на примере теплообменников или паропроводов.
• Условия эксплуатации. Самые прочные, толстые чехлы выбирают для оборудования, которое работает на открытом воздухе. Даже в неотапливаемом помещении тепловые потери техники будут меньше, чем снаружи, за счет отсутствия ветра.
• Тип и размеры оборудования. Пошив термочехлов проводят по шаблонам или индивидуальным меркам, чтобы их внутренний слой плотно прилегал к стенкам оборудования. Для емкостей, резервуаров с тонкими стенками из материалов с высокой теплопроводностью понадобятся более толстые чехлы, для пластиковых трубопроводов с толстыми стенками – более тонкие.
• Санитарные, противопожарные и другие требования. Зависят от нормативов, действующих на предприятии, и влияют на конструкцию чехла. Например, если необходим постоянный доступ к определенному участку оборудования, для него можно выбрать чехол со смотровым окном или застежкой, которая позволит быстро открыть нужный участок, отремонтировать или обслужить его.

Факт: большинство многоразовых термочехлов производят из влагостойких материалов, которые защищают наполнитель от впитывания воды и не способствуют образованию плесени.

Толщина термочехла: как правильно рассчитать (формула)

Технические правила к расчету толщины теплоизоляции содержит СП 61.13330.2012. Данный свод правил распространяется на:

• воздуховоды, газоходы, трубопроводы, технику;
• оборудование, работающее в помещениях или под открытым небом;
• системы с температурой рабочей среды от -180 до +600°С.

В формулах расчета, указанных в документе, учитываются плотность определенных изоляционных материалов, их коэффициент теплопроводности, паропроницаемость, другие параметры. Для теплоизоляции, оборудования, работающего в диапазоне температур от -20 до +300°С, выбирают материалы с плотностью не более 200 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности до 0,06 Вт/(м*К).

Факт: большинство наполнителей для термочехлов из минеральной ваты имеют плотность до 150 кг/м3, а теплопроводность в пределах 0,035-0,45 Вт/(м*К), что отвечает требованиям СП.

Упрощенная формула расчета толщины чехла для трубопровода выглядит так:

Толщина теплоизоляции = Теплопроводность материала * (разность температур теплоносителя и окружающей среды / допустимые теплопотери) – (Диаметр трубопровода / 2).

Таким образом, термоизоляция должна быть тем толще, чем:

1. больше разница температур с окружающей средой;
2. выше ее теплопроводность.

Примерный диапазон толщины зависит от типа изоляционного материала. Например, иглопробивные маты для термоизоляции емкостей и резервуаров производят с толщиной от 6 до 20 мм.

Факт: в чехлах для запорной арматуры Бекор используется сверхтонкое базальтовое волокно, которое уменьшает толщину чехла без увеличения его теплопроводности.

Виды материалов для чехлов

Как понятно из формулы расчета, эффективность теплоизоляции зависит от ее материалов. Рассмотрим разные их типы и свойства, чтобы упростить выбор:

Для наружных и внутренних слоев

• Армированная стеклоткань. Негорючий изоляционный материал, который выдерживает нагрев до +700°С. Производится на основе кремнеземной ткани. Плотная, прочная на разрыв, не боится вибраций и перепадов температур.
• Силиконовая стеклоткань. Имеет класс горючести Г1 и рабочий диапазон от -50 до +280°С. Менее плотная, чем армированный вариант. Гибкая, не пропускает к наполнителю влагу и газы, невосприимчива к воздействию большинства агрессивных веществ.
• Тефлоновая ткань. Стекловолокно с ПТФЭ-покрытием, который помогает полотну выдерживать нагрев до +260°С и охлаждение до -73°С. Устойчива к УФ-лучам, используется как диэлектрик.
• Ткань с антистатическим покрытием из ПВХ. Имеет класс огнестойкости Г2, и довольно узкий рабочий диапазон от -50 до +70 градусов. Обеспечивает электростатическую безопасность.

Для наполнителей

• Минеральная вата. Имеет низкую теплопроводность (до 0,035 Вт/(м*К)) и хороший уровень звукоизоляции. Негорючая. Может накапливать влагу в небольших количествах. Выдерживает нагрев до высоких температур.
• Базальтовая вата. Производится из расплавленных горных пород, которые в процессе вытягивают в тонкие волокна для производства полотен материалов, матов, плит. У базальтовой ваты коэффициент теплопроводности еще ниже, чем у минеральной (до 0,032 Вт/(м*К)). Для чехлов Бекор  используется вата БСТВ – супертонкое плотное полотно, которое не сбивается внутри чехла со временем, выдерживает нагрев до +700°С и не поддается химическому воздействию.

В обоих случаях теплопроводность чехлов будет ниже, чем у изоляции из пенополистирола. В этом плане термочехлы уступают только несъемной термоизоляции из пенополиуретана, однако последняя уязвима к УФ-лучам.

Подбор материалов для конкретных задач: примеры

• Для запорной арматуры, задвижек, клапанов при максимальном нагреве свыше +150°С – чехлы на креплениях-хомутах или лентах велкро с внутренним слоем из кремнеземной стеклоткани с покрытием из вермикулита. Наполнитель – тонкий БСТВ.
• Для арматуры, работающей при нагреве до +150°С с риском воздействия щелочей, кислот, нефтепродуктов – изделия с внутренним слоем из стеклоткани с ПУ-покрытием. Наполнитель – БСТВ.
• Для емкостей, цистерн с ГСМ и другими горючими материалами – обкладочный слой из армированной или силиконовой стеклоткани, утеплитель из базальтовых или иглопробивных матов.
• Для аккумуляторных батарей небольшого размера – чехлы со внутренним несгораемым слоем из керамического волокна и внешним слоем из стеклоткани.

Частые ошибки при выборе

Перечислим основные ошибки, которые допускают при подборе материалов для чехлов:

• Некорректный расчет разности температур теплоносителя и окружающей среды. Чтобы получить правильные значения, нужно использовать максимальную разность температур, которая может быть достигнута на данном участке системы, а не средний показатель.
• Тонкий теплоизолирующий слой при высокой температуре теплоносителя. Экономия на толщине изоляции может привести к тому, что чехол погасит лишь малую часть теплопотерь, вместо того, чтобы компенсировать до 90% от них.
• Неподходящий изоляционный материал для внешнего слоя. Например, использование чехлов с верхним слоем, восприимчивым к воздействию масел, на объекте, где происходит перевозка ГСМ.
• Отсутствие защиты от влаги для оборудования, работающего на открытом воздухе или в условиях повышенной влажности (порты, здания, расположенные в непосредственной близости от водоемов).
• Пошив чехла без точных замеров и предварительной примерки шаблона. Актуально для оборудования сложной формы, нестандартных размеров.

Выбор толщины и изоляционных материалов чехла для конкретного оборудования – задача для инженера с профильным образованием. Имея на руках усредненные и ограниченные данные, можно лишь приблизительно оценить параметры теплоизоляции, которая понадобится в конкретном случае.