Зарубежный опыт конструирования изоляционных систем с применением пеностекла

Теплоизоляционное пеностекло является материалом, в котором сочетается уникальный комплекс свойств, таких как химическая инертность, негорючесть, непроницаемость для жидкостей и газов, высокая прочность и долговечность. Всё это делает возможным применение пеностекла не только для задач тепловой изоляции, но также и для повышения долговечности и надёжности прочих систем изоляции.

Нормативный документ норвежской нефтяной промышленности NORSOK STANDARD R-004 «Изоляция трубопроводов и оборудования» (Piping and equipment insulation) содержит минимально необходимые требования к термической и акустической изоляции, защите персонала, противопожарной защите, изоляции проходов труб через перекрытия для трубопроводов, оборудования, резервуаров, цистерн, клапанов, фланцев и т.д. для морских или береговых сооружений.

Согласно этому стандарту, для всех типов изоляции при рабочей температуре до 180 °C изоляционным материалом является ячеистое стекло (пеностекло).

Описываемая изоляция классифицируется на 9 типов в зависимости от назначения:

• –    Тип 1. Сохранение тепла

Основной задачей при этом является сокращение тепловых потерь и поддержание температуры, необходимой для обеспечения эффективной эксплуатации;

• –    Тип 2. Сохранение холодной среды

Назначение – поддержание низкой температуры и контроль теплопоступлений в ходе процесса;

• –    Тип 3. Защита персонала

Необходима для предотвращения травмирования персонала от поверхностей с температурой ниже минус 10 °С или выше 70 °С вблизи рабочих зон и проходов;

• –    Тип 4. Защита от замерзания

Требуется для предотвращения замерзания, затвердевания и внутренней конденсации веществ с рабочей температурой, отличной от температуры окружающей среды;

• –    Тип 5. Защита от огня

Основная задача такой изоляции состоит в недопущении повышения температуры поверхности трубопровода, резервуара или оборудования выше указанной критической температуры при воздействии огня;

• –    Тип 6, 7, 8. Акустическая изоляция

Должна обеспечивать звукопоглощение до предельно разрешенного значения шумового потока от трубопровода и клапанов в рабочей зоне;

Согласно требованиям стандарта NORSOK STANDARD R-004 внутренний слой всех типов акустической изоляции должен состоять из пеностекла для защиты от коррозии при температуре до 180°С. При необходимости пеностекло применяется в сочетании с волокнистыми материалами. В данном случае это обусловлено практически нулевой проницаемостью пеностекла для воды и водяного пара. Внутренний слой пеностекла защищает металлическую поверхность изолированного оборудования от коррозионного воздействия капельной жидкости.

• –    Тип 9. Защита от наружной конденсации и обледенения

Необходима для предотвращения конденсации на внешней поверхности трубопроводов и оборудования с рабочей температурой ниже 20°С.

При использовании жёсткой изоляции, необходимо предусматривать меры по обеспечению продольного расширения и сжатия.

Системы изоляции должны быть нетоксичны и водонепроницаемы.

Для обеспечения возможности каких-либо технологических и технических изменений в процессе эксплуатации, в проекте должен быть предусмотрен запас пространства.

Для предотвращения износа пеностекла и изолируемой поверхности на внутреннюю поверхность изоляционных изделий наносится антиабразивное покрытие. При этом для температур 120-180°С применяется покрытие на основе высокопрочного гипсового цемента, при температурах ниже 120 °С – покрытие на основе акрила.

При изоляции резервуаров с рабочей температурой до 140 °С изделия из пеностекла должны приклеиваться к изолируемой поверхности клеящим адгезивом, способным сохранять эластичность после отверждения и поглощать механическую и термическую нагрузки. Кроме того, снаружи сегменты пеностекола необходимо закрепить механически натянутыми металлическими лентами.

При изоляции трубопроводов скорлупы пеностекла должны быть плотно подогнаны друг к другу и закреплены на трубе армированной лентой из стекловолокна или лентой из нержавеющей стали. Стыки пеностекла при температуре до +100°С герметизируются. В многослойных системах на основе ячеистого стекла герметизируются только наружные стыки. Изоляция должна быть закреплена снаружи лентами с каждой стороны радиального стыка и по центру каждой скорлупы таким образом, чтобы расстояние между лентами для внутреннего слоя многослойной изоляции было достаточным только для удерживания скорлуп на месте до монтажа наружного слоя.

Для изоляции колен и других поверхностей сложной формы скорлупы могут быть разрезаны. Расчётная толщина может корректироваться до ближайшей стандартной толщины, поставляемой производителем.

При изоляции холодных систем (тип 2), с рабочей температурой ниже 20 °С внешний слой пеностекла должен быть покрыт пароизоляционным слоем. Стыки между изоляционными изделиями герметизируются: для однослойных систем – все стыки, для многослойных – стыки внешнего слоя. Пароизоляционный слой должен покрывать внешний слой ячеистого стекла также при комбинации изоляции холодных систем с изоляцией других типов (типы 3 – 9).

На примере норвежского опыта можно видеть, как правильное проектирование изоляции и широкое применение пеностекла позволяет обеспечить безаварийную эксплуатацию объектов, относящихся к категории пожароопасных, взрывоопасных и представляющих опасность здоровью людей и загрязнению окружающей среды.