Государственный комитет СССР по делам строительства (Госстрой СССР)

Инструкция

CR ^по проектированию 542-81 тепловой изоляции оборудования и трубопроводов пр омыш ленных предприятий

государственный КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА (ГОССТРОЙ СССР)

ИНСТРУКЦИЯ

по проектированию тепловой изоляции оборудования и трубопроводов промышленных предприятий

СН 542-81

Утверждена

постановлением

Государственного комитета СССР по делам строительства от 31 декабря 1981 г. № 281

Москва Стройиздат 1983

духа на поверхности изолированного объекта (и. 3.1з), определяется по формулам:

для плоской и цилиндрической поверхности с диаметром 2 м и более

(15)

Расчетные значения перепада t_e — ti, °С, табл. 2.

a_ed \ t_e — ti J

3.5. Значения коэффициента теплоотдачи от наружной поверхности изоляции ае, Вт/(м²*°С) [ккал/(м²-ч*°С)],« принимаются по табл. 3.

Примечания: 1. Для трубопроводов, прокладываемых в каналах, коэффициент теплоотдачи а_е принимается, как для горизонтальных трубопроводов, расположенных в помещении.

2. К покровным слоям с малым коэффициентом излучения относятся покрытия из тонколистовой оцинкованной стали, листов алюминиевых сплавов и алюминия, а также из других материалов, окрашенных алюминиевой краской. К покрытиям с высоким коэффициентом излучения — штукатурки, асбестоцементные листы, стеклопластики и различные окраски (кроме алюминиевой).

3.6. Коэффициент Kred, учитывающий дополнительный тепловой поток через опоры, принимается равным:

1,2 —для трубопроводов диаметром до 159 мм, расположенных на опорах;

13

1,15 — для трубопроводов диаметром более 159 мм, расположенных на опорах;

1,05 — для трубопроводов, расположенных на подвесках;

1,1 —для оборудования.

3.7.    Расчетная температура окружающего воздуха принимается:

а)    для изолируемых объектов, расположенных на открытом воздухе:

при расчетах теплоизоляции по нормированной плотности теплового потока — средняя за год. Допускается применение иных значений температуры окружающего воздуха (в том числе абсолютной минимальной и средней максимальной самого жаркого месяца) при соответствующем пересчете норм;

при расчетах с целью обеспечения нормируемой температуры на поверхности изоляции — средняя максимальная наиболее жаркого месяца;

при расчетах, исходя из условий, приведенных в подпунктах 3.1в — 3.1ж настоящей Инструкции — средняя наиболее холодной пятидневки (для объектов с положительными температурами) и средняя максимальная наиболее жаркого месяца (для объектов с отрицательными температурами) ;

б)    для изолируемых объектов, расположенных в помещении,— согласно техническому заданию на проектирование, а при отсутствии данных о температуре — 20° С.

3.8.    Расчетная температура вещества при расчете изоляции по нормированной плотности теплового потока принимается средняя за год, а в остальных случаях в соответствии с техническим заданием.

3.9.    При расчете изоляции оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами расчетная относительная влажность окружающего воздуха принимается в соответствии с техническим заданием, но не менее 60%.

4. УКАЗАНИЯ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ

4.1. Для объектов с положительными температурами толщина основного изоляционного слоя, определенная на основании подпунктов 3.1а — ЗЛе настоящей Инструкции, должна быть сопоставлена с толщиной, вычисленной в соответствии с подпунктом ЗЛж настоящей Инструкции, в результате чего принимается большее значение.

Для объектов с отрицательными температурами, расположенных в помещении, толщина основного теплоизо-

14

ляционного слоя, определенная на основании'подпунктов 3.1а — ЗЛг настоящей Инструкции, должна быть сопоставлена с толщиной, вычисленной в соответствии с п. 3.4 настоящей Инструкции, в результате чего принимается большее значение.

4.2.    Минимальная толщина теплоизоляционного слоя из уплотняющихся изделий, а также для мастичной и набивной изоляции принимается равной 30 мм, а для изоляции тканями (асбестовой, стеклохолстом)—20 мм.

4.3.    Предельная толщина теплоизоляционных конструкций оборудования и трубопроводов с температурой веществ от минус 70 до плюс 450° С не должна превышать значений, приведенных в Инструкции по проектированию технологических стальных трубопроводов на Р_у до 10 МПа (СН 527-80).

4.4.    Предельная толщина теплоизоляционных конструкций оборудования и трубопроводов с температурой веществ свыше 450° С и ниже минус 70° С не должна превышать значений, приведенных в табл. 4.

15

4.5.    Арматура, фланцевые соединения, люки и другие детали оборудования и трубопроводов должны изолироваться, если изолируется объект, на котором они установлены. Толщина изоляции для арматуры и фланцевых соединений при D_y^40 мм принимается равной 80% толщины изоляции основного объекта, но не ниже минимальной, определенной по п. 4.2. настоящей Инструкции, при его положительной температуре и равной толщине изоляции основного объекта при меньших диаметрах или при отрицательной температуре изолируемого объекта.

4.6.    Предельная толщина теплоизоляционных конструкций трубопроводов, прокладываемых в непроходных каналах, не должна превышать значений, приведенных в табл. 5.

Таблица 5

4.7. При проектировании изоляции трубопроводов, обо греваемых тепловыми спутниками, обогревающий теплоноситель, количество и диаметр спутников выбираются в зависимости от температуры, диаметра и длины обогреваемого трубопровода.

Выбор теплоносителя спутника в зависимости от температуры транспортируемого вещества производится по табл. 6.

Примечание. При невозможности применения горячей воды в качестве теплоносителя припивается пар с рабочим давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см²).

4.8. Уплотнение При монтаже волокнистых уплотняющихся теплоизоляционных материалов и изделий следует учитывать в проекте:

а) объем материалов и изделий до уплотнения определяется по формуле

V = ViKy,    (17)

где V — объем теплоизоляционного материала или изделия до уплотнения, м³;

V_% — объем теплоизоляционного материала или изделий с уплотнением,

м³;

/Су — коэффициент уплотнения, принимаемый по прил. 2;

б) толщина изделия до установки м, на изолируемый объект (до уплотнения):

для криволинейной поверхности

(19)

бi — толщина теплоизоляционного изделия по техномонтажной ведомости (с уплотнением), м;

d — наружный диаметр изолируемого объекта, м.

Примечания: 1. Если в формуле (18) произведение /Су ~—XT^-

а -\~2bi

менее единицы, оно должно приниматься равным единице.

2. При многослойной изоляции толщину изделия до его уплотнения следует определять отдельно для каждого слоя.

17

ПРИЛОЖЕНИЕ I

Количество слоев пароизоляционного материала в теплоизоляционных конструкциях для оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами

Примечание. При применении теплоизоляционного материала с закрытыми порами (пенопласты ПСБ, ПСБ-С, ПС-4, ПХВ, ПВ-1, ПХВ-Э, ФК-20, Ф% а также напыляемые и заливочные пенополиуретаны различных марок) во всех случаях принимается один слой паро-изоляции.

18

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Расчетные значения коэффициентов уплотнения для различных уплотняющих материалов

19

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1.    Требования настоящей Инструкции должны выполняться при проектировании промышленной тепловой изоляции оборудования и трубопроводов промышленных предприятий с температурой содержащихся в них веществ от минус 180 до плюс 600° С за исключением:

трубопроводов тепловых сетей;

оборудования и трубопроводов котельных установок; трубопроводов подземной бесканальной прокладки; внутренней изоляции печей и оборудования; изотермических хранилищ.

При проектировании тепловой изоляции технологических трубопроводов следует выполнять требования Инструкции по проектированию технологических стальных трубопроводов Р_у до 10 МПа, а также требования настоящей Инструкции.

1.2.    Необходимость в тепловой изоляции оборудования и трубопроводов и ее назначение должны определяться техническим заданием.

2. ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ КОНСТРУКЦИИ,

ИЗДЕЛИЯ И МАТЕРИАЛЫ

2.1.    Применяемые для тепловой изоляции материалы и изделия должны обладать физико-механическими показателями, соответствующими действующим стандартам и техническим условиям, а также ГОСТ 16381-77.

2.2.    Теплоизоляционные конструкции состоят из следующих. элементов:

основного теплоизоляционного слоя;

армирующих и крепежных деталей;

покровного слоя (защитного покрытия).

2.3.    Для теплоизоляционной конструкции, устанавливаемой на поверхностях с температурой ниже 12° С, следует предусматривать пароизоляционный слой. Необходимость установки пароизоляционного слоя при температурах от 12 до 20° С определяется расчетом.

2.4.    Для основного теплоизоляционного слоя оборудования с положительными температурами должны применяться материалы и изделия со средней плотностью не более 400«г/м³ и теплопроводностью не выше 0,07Вт/(м-°С) [0,06 ккал/(м • ч • °С)], определенной при средней температуре теплоизоляционного слоя 25° С и при влажности, указанной в соответствующих ГОСТ на материалы и изделия.

2.5.    Для основного теплоизоляционного слоя оборудования с отрицательными температурами должны применяться теплоизоляционные материалы и изделия со средней плотностью не более 200 кг/м³ и теплопроводностью не более 0,06 Вт/(м-°С) [0,05 ккал/(м-ч>°С)], определенной при средней, температуре теплоизоляционного слоя 25° С и влажности, указанной в соответствующих ГОСТ на материалы и изделия.

Примечание. К поверхностям с отрицательными температурами относятся также поверхности с положительной температурой, равной или ниже 20^е С.

2.6.    Для тепловой изоляции оборудования, содержащего вещества, являющиеся активными окислителями (например, жидкий кислород), следует применять материалы, в которых. содержание органических и горючих веществ не превышает 0,45% по массе. Металлические крепежные детали и покрытие должны быть обезжирены.

2.7.    Для тепловой изоляции поверхностей с температурой свыше 100° С применение органических материалов и изделий, а также материалов и изделий, содержащих органические компоненты, допускается при соответствующем

4

указании в ГОСТ или технических условиях на эти материалы и изделия.

2.8.    Для оборудования, подвергающегося ударным воздействиям, следует применять теплоизоляционные изделия на основе асбестового волокна и технический войлок.

2.9.    Для оборудования с положительной температурой следует применять, как правило, индустриальные конструкции, в том числе полносборные и комплектные теплоизоляционные конструкции заводского изготовления.

При применении полносборных и комплектных теплоизоляционных конструкций для оборудования с отрицательными температурами следует предусматривать тщательное уплотнение мест соединений и герметизацию швов.

Съемные теплоизоляционные конструкции должны применяться для арматуры, фланцевых соединений, сальниковых и линзовых компенсаторов в соответствии с техническим заданием, а также в местах измерений и проверки состояния металлических конструкций.

Допускается применение съемных теплоизоляционных конструкций для фланцевых соединений и арматуры с отрицательными температурами при уплотнении всех мест соединений отдельных элементов после, каждой установки конструкции на место.

2.10.    Для поверхностей с температурой свыше 250° С не допускается применение однослойных конструкций из жестких формованных теплоизоляционных изделий, при этом второй слой должен перекрывать швы первого.

2.11.    Теплоизоляционные конструкции должны отвечать следующим основным требованиям:

а)    обеспечивать тепловой поток через изолированные поверхности оборудования и трубопроводов, отвечающий заданному технологическому* режиму, или нормированную плотность теплового потока (нормы теплопотерь или хо-лодопотерь), а также требования санитарных норм проектирования промышленных предприятий;

б)    не выделять в процессе службы вредных, неприятно пахнущих, пожароопасных и взрывоопасных веществ, а также болезнетворных бактерий, вирусов и грибков;

в)    не вызывать коррозии изолируемых поверхностей.

Теплоизоляционные конструкции поверхностей с отрицательными температурами должны дополнительно отвечать следующим требованиям:

а) не следует применять металлические крепежные детали, проходящие через толщину теплоизоляционного слоя (сквозные «мостики холода»). Крепежная деталь или часть

ее должна изготовляться из материала с низкой теплопроводностью. Деревянные крепежные детали должны быть обработаны антисептическими составами, а при расположении в цехах пожароопасных производств — антипиренами. Металлические части таких деталей должны иметь защитное покрытие от коррозии;

б) иметь пароизоляционный слой, устанавливаемый поверх основного теплоизоляционного слоя под покровный слой. Швы в пароизоляционном слое должны быть уплотнены.

Количество слоев пароизоляционного материала в зависимости от температуры холодоносителя, срока службы изолированных объектов и вида пароизоляционного материала приведено в прил. 1.

2.12.    Для теплоизоляционных конструкций из уплотняющихся материалов следует предусматривать уплотнение основного теплоизоляционного слоя до расчетных значений, определяемых с учетом коэффициентов уплотнения, приведенных в прил. 2.

2.13.    Теплоизоляционные конструкции должны соответствовать требованиям главы СНиП по противопожарным нормам проектирования зданий и сооружений. При определении горючести новых материалов, применяемых для тепловой изоляции, следует руководствоваться стандартами СТ СЭВ 382-76, СТ СЭВ 2437-80.

2.14.    Для оборудования и трубопроводов, установленных в цехах для производства пищевых продуктов и химико-фармацевтических товаров, не допускается применение изделий из минеральной и стеклянной ваты.

2.15.    Основные технические характеристики теплоизоляционных материалов, изделий и конструкций приводятся в приложениях:

3    — для оборудования и трубопроводов с положительными температурами;

4    — для оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами.

2.16.    Вид покровного слоя (защитного покрытия) и крепежных деталей для тепловой изоляции выбирается исходя из следующих условий:

а)    технологичности изготовления и установки на поверхность изоляции с учетом ее конфигурации и возможности применения индустр'иальных способов монтажа;

б)    условий эксплуатации и агрессивности окружающей среды;

в)    требуемой группы возгораемости.

2.17.    Основные технические характеристики материалов

6

для покровного слоя (защитного покрытия) и область их применения приведены в прил. 5.

2.18.    Перечень изолируемых объектов, для которых допускается применять покровные слои из листового металла, приведен в прил. 6.

2.19.    Для защиты от коррозии покровного слоя из кровельной стали следует предусматривать его окраску.

2.20.    Толщину металлических листов, применяемых для покровного слоя,- в зависимости от диаметра изолируемого объекта (с изоляцией) следует принимать по табл. 1.

3.1. Определение толщины основного теплоизоляционного слоя производится на основании одного из условий: а) по нормированной плотности теплового потока: для оборудования и трубопроводов с температурой изолируемой поверхности выше 20° С значения плотности теплового потока (потерь тепла) должны приниматься по Нормам тепловых потерь изолированными -поверхностями оборудования и трубопроводов с положительными температурами;

для трубопроводов, прокладываемых в непроходных каналах, и для оборудования и трубопроводов с температурой изолируемой поверхности' 20° С и ниже значения плотности теплового потока (потерь тепла или холода) должны приниматься по нормативным документам, утвержденным или согласованным с Госстроем СССР в установленном порядке;

■б) по заданному тепловому потоку (потерям тепла и холода в окружающую среду), определяемому из теплового баланса изолируемой системы;

Ч

в)    по заданной величине охлаждения (нагревания) вещества, сохраняемого в емкостях в течение определенного времени;

г)    по заданному снижению (повышению) температуры вещества, транспортируемого трубопроводами;

д)    по заданному количеству конденсата в паропроводах насыщенного пара;

е)    по заданному времени приостановки движения вещества в трубопроводах, расположенных на открытом воздухе, в целях предотвращения замерзания или увеличения вязкости вещества;

ж)    по нормируемой температуре на поверхности изоляции, которую следует принимать не более, °С:

45 — для оборудования и трубопроводов с температурой вещества более 100° С, расположенных в помещении;

35 — для оборудования и трубопроводов с температурой вещества 100° С и менее;

55 — для оборудования и трубопроводов, расположенных на открытом воздухе вблизи мест пребывания обслуживающего персонала, при покровном слое из металла и 60 — при других видах покровных слоев;

з)    предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на поверхности изолированного оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами при расчетной температуре и относительной влажности окружающего воздуха. Данный расчет следует производить для оборудования и трубопроводов, расположенных внутри помещений.

3.2. Толщина основного теплоизоляционного слоя для оборудования и трубопроводов с положительными температурами определяется исходя из условий, приведенных в подпунктах 3.1а — ЗЛе настоящей Инструкции.

Для плоской поверхности и цилиндрических объектов диаметром 2 м и более толщина теплоизоляционного слоя бь м, определяется по формул.е (1)

⁸,-=    =    —    .    (О

(Хе

где

%_г — теплопроводность теплоизоляционной конструкции, определяемая по прил. 3, Вт/(м-°С) Гккал/(м-ч-°С)];

Ri—термическое сопротивление слоя теплоизоляционной конструкции, м²-°С/Вт (м²'ч*°С/ккал);

а_с — коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции, принимаемый по табл. 3, Вт/(м²*°С) ![ккал/(м²-ч*°С)];

Rtot—сопротивление теплопередачи теплоизоляционной конструкции цилиндрических объектов диаметром 2 м и более и плоской поверхности, м²*°С/Вт (м²-ч*° С/ккал).