Монтаж холодильных установок

Тепловая изоляция трубопроводов и сосудов

Тепловую изоляцию накладывают после испытаний трубопроводов, сосудов и аппаратов на прочность и плотность. Выполнять изоляционные работы необходимо с особой тщательностью, так как плохо подогнанные стыки, разрывы изоляции, ее внешние повреждения не только ведут к излишним потерям холода, образованию конденсата, но и создают негативное впечатление об установке в целом. К современным изоляционным материалам заводы-изготовители как отечественные, так и зарубежные выпускают подробные инструкции по укладке, перечень рекомендованных грунтовок, красок для труб и изоляции. Трубопровод перед укладкой тепловой изоляции необходимо окрасить краской или грунтовкой в несколько слоев, применение битумного лака не допускается. Запрещен монтаж изоляции на трубопроводы заполненные рабочим веществом, так как даже сушка и нагрев трубопровода техническим феном не позволяют клею надежно закрепить изоляцию к трубопроводу. Особые требования к клею: запрещается хранить и перевозить клей при температурах ниже 10 °С, иначе он теряет свои свойства, перевозка на дальние расстояния в холодное время года должна осуществляться только в кабине водителя.

К современным изоляционным материалам, рекомендованным для холодильной техники, относятся материалы на основе вспененного каучука, вспененного полиэтилена, минеральной ваты, редко используют скорлупы из пенополиуретана и пенополистирола.

Минеральная вата относится к негорючим материалам (группа горючести НГ), может применяться для изоляции любых холодильных установок. Имеет самый широкий температурный диапазон применения (от минус 180 до плюс 500 °С), долговечна, но неудобна при монтаже и требует дополнительного пароизоляционного слоя. Большим недостатком минеральной ваты является то, что при попадании влаги в разрыв пароизоляционного слоя появляется промерзание изоляции, которое постепенно распространяется. Таким образом, разрыв в одном месте приводит к промерзанию всей тепловой изоляции, изоляция теряет эффективность и требует замены. Минеральной ватой очень сложно производить тепловую изоляцию фасонных частей и арматуры, герметизация многочисленных швов практически не осуществима. Кроме того, работа с минеральной ватой вредна для здоровья из-за наличия волокон и пыли, теплоизоляционные работы необходимо производить в респираторе. Поэтому теплоизоляционные работы с минеральной ватой производят высококвалифицированные бригады рабочих. Стоимость минеральной ваты и работ высока, поэтому при всех достоинствах минеральной ваты ее применение в холодильной технике необходимо экономически или нормативно обосновать. Современная минеральная вата каширована (усилена) алюминиевой фольгой, отражающей тепловое излучение и являющейся дополнительным слоем пароизоляции и механической защиты. В маты укладывают металлическую или полимерную сетку, облегчающую монтаж. Однако, невзирая на все усовершенствования, минеральная вата остается для холодильной техники нежелательной тепловой изоляцией, с успехом применяемой лишь для изоляции крупных сосудов, ресиверов и баков.

Вспененный полиэтилен не может быть применен для тепловой изоляции аммиачных холодильных установок, так как имеет группу горючести Г2 (умеренно горючий), но подходит для фреоновых холодильных установок, изоляции трубопроводов, баков хладоносителя и воды. Вспененный полиэтилен имеет полностью закрытую пору, т. е. повреждение в одном месте не приведет к проникновению влаги в изоляцию. Серьезным недостатком вспененного полиэтилена является его температурная деформация, т. е. разрушение при температурах свыше 90 °С. При укладке вспененный полиэтилен приходится накладывать сжатым в продольном направлении до появления складок, иначе при температурных деформациях трубопроводов в местах стыков полиэтилен порвется. Большим достоинством является низкая стоимость тепловой изоляции из вспененного полиэтилена отечественного производства. Для изоляции крупных сосудов и аппаратов в помещениях категории Д, трубопроводов хладоносителя и воды вспененный полиэтилен следует применять, так как это снизит затраты на тепловую изоляцию. Для средне- и низкотемпературных фреоновых холодильных установок вспененный полиэтилен применять не рекомендуется, так как невзирая на толщину до 50 мм вспененный полиэтилен плохо защищает от образования конденсата, охрупчивается при низких температурах. В попытках улучшить свойства вспененного полиэтилена к нему добавляют вспененный каучук, но подобные материалы практически полностью имеют недостатки вспененного полиэтилена и приближаются по стоимости к вспененному каучуку.

Вспененный каучук применим для тепловой изоляции любых холодильных установок, имеет класс пожарной опасности П (слабогорючий). Теплоизоляция из вспененных материалов имеет прекрасные показатели по теплопроводности (А = = 0,032 Вт/м - К) и сопротивлению паропроницанию (ц = 3000 - 7000), широкий диапазон температурного применения (от -180 до +200 °С), легко накладывается, может длительно эксплуатироваться в условиях высокой влажности и резких перепадов температур, характерных для пищевых производств. Имеет полностью закрытую пору. Недостатком является лишь постепенное разрушение от прямых солнечных лучей.

Трубопроводы диаметром Ду до 100 мм целесообразно изолировать трубчатой изоляцией. Вспененные материалы выпускают в трубках, разрезных и неразрезных; в холодильной технике обычно используют разрезные.

На каждый диаметр трубопровода выпускают соответствующий диаметр трубчатой изоляции, причем в изоляции предусмотрен небольшой (1-2 мм) запас, так как изоляция не должна иметь натяжения, это ухудшает ее долговечность и теплоизоляционные свойства. На участок трубы наносят клей. На 3-4 м2 пластины и 4-5 м трубки требуется 1 л клея, он должен некоторое время (5 мин) подсохнуть, затем накладывают изоляцию. Основное внимание нужно обратить на герметичность стыка: не должно быть разрывов, изоляция в трубке не должна провисать, образовывать «карманов», где возможно скопление конденсата.

Все стыки независимо от качества склейки необходимо проклеивать скотчем, что дополнительно усилит клеевое соединение и позволит дополнительно герметизировать шов. Рекомендуется накладывать кольцо скотча не только в местах стыков, обычно имеющих длину 2 м трубок, но и посередине, т. е. на каждые 2 м трубчатой изоляции нужно наложить три стяжных кольца. Стяжное кольцо должно представлять собой не менее полутора оборотов трубы, на скотче ненужно экономить. Продольный шов на изоляции проклеивают скотчем, причем вначале проклеивают продольный шов, затем накладывают стяжные кольца. На вспененном полиэтилене можно встретить пластиковый герметизирующий замок, на вспененном каучуке — само-клеющийся шов, в этих случаях продольный шов проклеивать скотчем ненужно. Пластиковые замки на холодильных трубопроводах не рекомендуются, так как их герметичность весьма условна и требуется дополнительная па-роизоляция скотчем. При том что трубки с замком дороги, дополнительные расходы на скотч сводят на нет все преимущества облегченного монтажа. Продольный шов следует располагать сверху, не прятать снизу или поворачивать к стене, это позволит проконтролировать качество наложения тепловой изоляции. Трубка изоляции не должна иметь перекручивания, она должна лежать ровно. Следует учесть, что скотч нужно уложить с первого раза, иначе при отрывании он разорвет теплоизоляцию, так как клеевая основа очень липкая. Скотч армирован полимерным волокном и рвется только в поперечном направлении, можно его разрывать пальцами, но лучше всегда иметь при себе острый нож, желательно типа канцелярского. Лезвия в канцелярском либо в поставляемом с изоляцией специальном ноже сменные, они быстро затупляются, необходимо иметь сменный набор лезвий.

Скотч бывает с алюминиевым покрытием, поливинилхло-ридным и теплоизолирующим (3 мм толщиной), в холодильной технике используют поливинилхлоридный. Теплоизолирующую ленту используют лишь для изоляции поверхностей сложной конфигурации, основное ее назначение — дополнительное уплотнение.

Трубка легко укладывается на поворот трубы, на малом радиусе образуются морщины, но их размер незначителен. Убрать даже столь малые морщины можно, проделав в трубке клиновидные вырезы, которые компенсируют деформацию, но это довольно трудоемко и требует дополнительного количества клеевых стыков, мест возможной конденсации. Существует несколько способов изготовления тепловой изоляции для отводов из трубчатой изоляции. Самый простой способ — сделать клиновой вырез в трубке под углом 90 C. Согнув трубку и склеив вырез, получают острый поворот трубы, которым можно покрыть отвод. Более трудоемкий способ — проделать несколько вырезов, предварительно разметив трубку по шаблону либо на специальном стусле, приобретенном у поставщика тепловой изоляции или изготовленном самостоятельно. Изготовленный таким способом отвод из теплоизоляции не имеет острых углов и внутренних карманов, плотнее прилегает к трубе. Изоляция по такому способу низкопроизводительна, требует большого количества клея, велика вероятность плохой герметизации стыка и, как следствие, проникновения влаги под изоляцию. Поэтому на каждый вырез накладывают кольцо скотча, что приводит к повышенному расходу дорогостоящего поливинилхлоридного материала. При таком способе изоляции остается много обрезков, но изолированная таким образом труба имеет прекрасный внешний вид и для придания эстетичного вида холодильной установке рекомендуется.

Тройники изолируют двумя трубками, одну из которых накладывают на основную трубу, в ней проделывают либо круглое отверстие, либо косой вырез. Вторую трубу с полукруглым вырезом или клиновым вырезом стыкуют с ней. Недостатками следует так же считать трудоемкость, большое число швов, большой расход клея и скотча.

Недостатком трубчатой изоляции является то, что для изоляции арматуры и заглушек необходимы дополнительные трубки большего диаметра, листовой материал и теплоизоляционная лента. В простейшем случае с двух сторон к арматуре, например к запорному вентилю, подходит трубчатая тепловая изоляция. Арматуру обматывают теплоизоляционной лентой и затем покрывают теплоизоляционным саркофагом с вырезом под шток. Расход скотча на таких элементах очень велик, следует это учитывать. Для изоляции перехода на трубке с двух сторон делают продольный клиновой вырез так, чтобы образовавшееся сужение соответствовало по диаметру меньшему диаметру перехода.

Трубопроводы диаметром Ду свыше 100 мм, теплообменные и емкостные аппараты, баки изолируют листовым изоляционным материалом. Его также необходимо накладывать на окрашенную, сухую поверхность, причем и на поверхность, и на материал необходимо наносить клей. Еще большее внимание при наложении листовой теплоизоляции необходимо уделить проклейке стыков изоляции, отсутствию повреждений наружного покрова и дополнительному проклеиванию стыков скотчем.

При изоляции листовым материалом прямолинейных участков трубопроводов необходимо уделить внимание особенностям наложения нескольких слоев. Первый слой приклеивают к трубе, стыки проклеивают, следующий слой наносят таким образом, чтобы продольный стык располагался с противоположной стороны от продольного стыка нижнего слоя. Торцевые стыки должны располагаться в шахматном порядке, они не должны находиться там же, где и торцевые стыки нижнего слоя. Стыки самого верхнего слоя должны быть дополнительно проклеены и зафиксированы скотчем. Все слои изоляции должны быть склеены между собой. При наложении листов изоляции на плоскую поверхность необходимо накладывать лист, приклеив его сверху, затем, натянув за низ, ровно наложить его на плоскость. Складки, образовавшиеся при других способах наложения, не удаляются; повторно оторвав лист, изоляцию наложить не удастся, клей держит очень крепко практически сразу.

Отводы изолируют двумя листами, вырезанными по форме отвода, второй лист вырезают по первому, как по шаблону, зеркально. Измерение длины наружного диаметРа трубы следует производить полоской теплоизоляции соответствующей толщины. В противном случае, заготовка окажется короче, чем необходимо, и ее придется натягивать, что ухудшит теплоизоляционные свойства, создаст трудности при монтаже, и такой стык впоследствии разойдется. Вначале склеивают больший шов, затем при наложении на отвод заготовку приклеивают к отводу, и последним склеивают меньший шов. Стыки могут быть немного неровными, этого не следует пугаться — вспененный каучук очень пластичен, его можно приминать, подрезать, и формировать какой угодно шов. Так как поверхности в основном криволинейны, то ряд производителей рекомендуют оставлять припуск 10-15 мм на заготовках, с тем чтобы подрезать заготовки по месту.

Тройники изолируют одним листом изоляции с вырезом соответствующего диаметра. Так же необходимо полоской изоляции измерить наружный диаметр трубопровода, вырезать заготовку из пластины и уложить на тройник.

Переходы изолируют листами по следующей схеме. Измеряют больший наружный диаметр перехода, меньший rf, длину большей окружности Л, длину перехода й. На листе чертят трапецию с основанием D + d и 2d высотой h. Продолжая линии бедер трапеции до пересечения, находят точку О, из которой строят дугу длиной /7, проходящую через концы нижнего основания трапеции. Соединяют концы дуги с точкой О, затем из точки О проводят дугу, проходящую через концы верхнего основания трапеции.

Наибольшие трудности для тепловой изоляции представляет трубопроводная арматура. Так как применяют самую разнообразную арматуру, то можно дать лишь общие рекомендации по наложению изоляции. Арматуру с фланцами изолируют листовым материалом, используя обрезки для экономии. Вначале полосками изоляции наращивают изоляцию трубы до диаметра фланца, затем заполняют пространство между шпильками или болтами обрезками и оборачивают листом с отверстием под шток вентиля. Вместо полосок в инструкциях рекомендуется применять кольца, но автор считает это излишней тратой материала, так как узких полосок в обрезках всегда с избытком. Приварную и припаиваемую арматуру изолируют листовым материалом. Изоляция трубопровода доходит до тела вентиля или фильтра, затем вырезают из листа пластину и накладывают на тело вентиля. Затем вырезают пластину, закрывающую крышку вентиля или фильтра, для вентиля необходимо вырезать отверстие под шток. Арматуру необходимо закрывать тепловой изоляцией, так как надежность арматуры высока и она не требует ревизии при правильном использовании; обмерзающая арматура корродирует, под ней образуются постоянные лужи. Все стыки надежно проклеивают, при необходимости усиливают специальным теплоизолирующим скотчем и герметизируют скотчем.

При воздействии неблагоприятных условий (капли воды, выбросы пара, прямые солнечные лучи) необходимо окрашивать тепловую изоляцию на основе каучука и полиэтилена финишными красками. Расход краски при покраске двойным слоем — 1 л на 4 м2. Следует учитывать, что краска не может предохранить изоляционный материал от воздействия погоды на открытом воздухе, не является защитой от механических повреждений, поэтому на улице такие материалы в обязательном порядке необходимо дополнительно защищать металлическими или полимерными кожухами.

В ряде случаев используют скорлупы из вспененного пенополиуретана или пенополистирола, особенно это распространено среди европейских и региональных российских монтажников. Большими преимуществами их являются широкий температурный диапазон применения, прочность, надежность и долговечность, неудобство заключается в сложности изоляции фасонных деталей — на каждый диаметр отвода или вентиль нужно иметь свою заготовку. Применять скорлупы целесообразно на трассах большой протяженности, там полностью проявляются их долговечность и погодоустойчивость.

Распространены переносные экструдеры, позволяющие наносить пенополиуретановую изоляцию непосредственно на смонтированный трубопровод. Для этого трубу заключают в форму. В нее впрыскивают полиуретан, который, застывая, образует скорлупу, после чего форму снимают, переносят на следующий участок и продолжают изоляцию трубопровода. Такой способ изоляции требует надежного оборудования, жесткого соблюдения технологического режима и высокой квалификации персонала. Не следует применять напыльную пенополиуретановую изоляцию для баков и трубопроводов, так как при всех достоинствах пенополиуретана напылить равномерный слой необходимой толщины на плоскую поверхность или на трубу практически не удается. Саркофаги, распространенные при таком способе изоляции (когда трубопроводы с различными температурами, зачастую трубы горячего пара и холодильного агента, заливают в один блок), низкоэффективны, а порой лишь ухудшают ситуацию. Настоятельно не рекомендуется применять рипор, для холодильных установок данная тепловая изоляция зарекомендовала себя не лучшим образом.

Плитами из пенополиуретана или пенополистирола также изолируют различные баки и плоские поверхности в холодильных камерах. Большими недостатками этой тепловой изоляции являются необходимость накладывать дополнительный слой пароизоляции, а также невозможность из-за пожароопасности применять на аммиачных холодильных установках. Однако нет ничего лучше, чем плиты из пенополиуретана или пенополистирола, когда необходимо изолировать огромные бродильные танки (диаметром 6 м и высотой 20 м) или холодильные камеры в уже существующих помещениях.

Для изоляции холодильных камер вначале накладывают пароизоляцию, затем делают обрешетку с таким расчетом, чтобы к деревянным брусам крепить листы алюминия, оцинкованной стали или пластика. Шаг бруса должен быть равен или немного меньше ширины листа. Между брусом вставляют плиты тепловой изоляции, швы при этом необходимо заполнить монтажной пеной. Затем камеру обшивают листами, защищающими изоляцию от повреждений во время погрузо-разгрузочных работ, материал обшивки должен иметь разрешение на применение в пищевой промышленности, если это холодильная камера — для продуктов питания.

Алюминиевую обшивку следует предпочитать обшивке оцинкованными листами. Алюминиевую обшивку не имеет смысла делать в камерах, где хранятся рыба, шоколад и любые соленые продукты, так как алюминий быстро корродирует при контакте с такими продуктами. В такого рода холодильных камерах применяют обшивку из листов коррозионно-стойкой стали. Не следует накладывать второй пароизоляционный слой с другой стороны, это не только не приведет к уменьшению влаги в изоляции, но и позволит воде накапливаться между слоями пароизоляции. Прежде чем накладывать изоляцию в холодильной камере, надо предусмотреть места закрепления воздухоохладителей и другого оборудования, трубопроводов и кабелей, чтобы не пришлось вскрывать уложенную теплоизоляцию для поиска закладных частей и закрепления лотков.

При изоляции баков плиты приклеивают к поверхности, причем поверхность надо обезжирить, в баке не должно быть рабочей среды. Недопустимо накладывать тепловую изоляцию на поверхность работающего оборудования, имеющего отрицательные температуры. Обогрев работающего оборудования факельной горелкой или техническим феном не может подготовить поверхность к оклеиванию, и тепловая изоляция тогда ляжет некачественно. Надо учесть, что не каждый клей пригоден для работы с ПСБС или пенополиуретаном, вовсе следует исключить как нетехнологичную и травмоопасную накладку плит при помощи горячего битума.

← Назад    |    Оглавление    |    Вперед →