Какую теплоизоляцию для паропроводов выбрать?
Из каких материалов делают теплоизоляцию и какие у каждого из них ограничения по применению?
Изделия на основе минеральной ваты
— Стекловата. Температура спекания стекловолокна порядка 400°C.
— Шлаковата. Максимальная температура применения обычно не превышает 450°C.
— Каменная вата. В зависимости от плотности и процента содержания связующего вещества максимальная температура применения может достигать 650°C.
Изделия на основе керамической ваты
Максимальная температура их применения может достигать 1000-1250°C. Из недостатков — высокая стоимость и высокий коэффициент теплопроводности при температурах ниже 150°C.
Вспученные перлит и вермикулит
Температура применения изделий из этих материалов может достигать 600°C, но объемы производства в РФ сильно ограничены.
Пеностекло
Сложное в монтаже, температура плавления стекла немногим выше 450°C.
Аэрогель
Имеет максимальную температуру применения от 400 до 650°C. Обладает потрясающим коэффициентом теплопроводности, но не производится в РФ. Его ценовые характеристики исключают массовое применение, кроме случаев теплоизоляции особенно ценного оборудования.
Выходит, что температура применения у изделий из каменной и керамической ваты выше, чем у остальных. Но нужно учитывать не только температуру применения.
Что происходит с каменной ватой на высокотемпературных паропроводах?
Практически любой материал содержит органическое связующее. Оно необходимо для сохранения формы изделия. Органическое связующее выгорает при температурах выше 250°C. После его выгорания форма изделия сохраняется за счет переплетения волокон, но прочность их соединения резко снижается.
Следует учитывать, что выгорание связующего вещества происходит не по всей толщине изделия, а только в прилегающих к стенке паропровода областях. По мере удаления от стенки паропровода температура уменьшается и выгорание связующего прекращается. Этот фактор приводит к снижению срока службы теплоизоляции на паропроводе. Из-за вибрации и нагрузок происходит деградация изоляционного слоя.
Минераловатный цилиндр, который эксплуатировался при температуре 450 градусов в течение полугода
У подобных материалов присутствует эффект усадки. Теплоизоляционный слой без связующего (прежде всего это относится к БСТВ и прошивным матам) слеживается в процессе эксплуатации.
Кроме этого практика показала, что количество остановок паропроводов «острого пара» на ППР (то есть выведение паропровода из рабочего температурного режима в нулевой) негативно влияет на срок службы теплоизоляции из каменной ваты.
Волокна каменной ваты в зоне максимального нагрева ломаются и изделие начинает понемногу осыпаться. Это связано с фазовыми превращениями волокна при нагреве/остывании, вне зависимости от того, имеют ли изделия связующее в своем составе или нет.
Какие плюсы и минусы у керамической ваты?
В изделиях из керамической ваты в качестве связующего вещества чаще применяют минеральные клеи. В последнее время широкое распространение нашли иглопробивные маты (пространственная сшивка волокон) без какого-то ни было связующего.
Плюсы изделий из керамической ваты:
— Срок службы на паропроводах может достигать 30 лет и более.
— Фактор охрупчивания волокон у изделий их керамической ваты на паропроводах отсутствует.
— Максимальные рабочие температуры применения практически в два раза превосходят показатели каменной ваты.
Керамическая вата от ХОТПАЙП
Минусы:
— Высокая стоимость.
— Не самый лучший коэффициент теплопроводности на температурах ниже 150°C, что приводит к удорожанию теплоизоляционной конструкции.
Приходится увеличивать толщину теплоизоляции. При этом технологичность монтажа остается низкой, на уровне прошивных матов.
Как объединить изделия из каменной и керамической ваты, чтобы сложить преимущества, исключить недостатки и получить эффективную теплоизоляцию паропроводов?
В методичках Интер РАО за 2003 год уже говорилось о том, что при температурах теплоносителя свыше 300°C необходимо применять высокотемпературную вставку, позволяющую снизить температуру на границе двух теплоизоляционных слоев.
Комбинированная теплоизоляционная конструкция — оптимальное решение для изоляции высокотемпературных паропроводов.
— Первый слой из керамической ваты, прилегающий к телу паропровода, предназначен для снижения температуры до приемлемых 250-300°C.
— Второй из каменной ваты — для достижения необходимых характеристик теплоизоляционной конструкции. В этом случае можно говорить об увеличении срока службы такой комбинированной теплоизоляционной конструкции в 2-3 раза по сравнению с конструкцией, состоящей только из каменной ваты.
Посмотреть комбинированную теплоизоляцию от ХОТПАЙП можно на сайте компании.