Температура поверхности изоляции трубопровода: расчёт и толщина по допустимым 40, 45 и 55 °C (СП 61, п. 6.7)

Температура поверхности изоляции: как считать

Температура на поверхности изоляции — второй критерий после норм потерь: п. 6.7.1 СП 61 ограничивает её в рабочей и обслуживаемой зоне помещений 40 °C при температуре среды до 150 °C, 45 °C при 150–500 °C и 55 °C выше 500 °C (35 °C при вспышке паров ниже 45 °C); на открытом воздухе — 55 °C при металлическом покровном слое и 60 °C при других; вне обслуживаемой зоны — не выше 75 °C и пределов применения покровного слоя. Расчёт (В.2.3) идёт от баланса: поток через изоляцию равен потоку с поверхности, t_п = t_н + (t_в − t_н)·R_н/(R_из + R_н).

Для трубы DN 100 с водой 90 °C в помещении 20 °C и минватой 50 мм поверхность греется всего до 24,9 °C — потери 38,7 Вт/м. Чтобы уложиться в 40 °C, достаточно 12 мм (82,6 Вт/м) — критерий поверхности мягче норм потерь для низких температур. Картина меняется на паре: DN 150 при 300 °C и λ = 0,038 + 0,00021·170 = 0,074 требует 58 мм для 45 °C, а потери при этом — 216 Вт/м против 1 399 у голой трубы.

Ключевой параметр здесь — α наружной поверхности: чем хуже теплоотдача, тем горячее поверхность при тех же потерях. По табл. В.2 в помещении α = 7 для горизонтальных труб с покрытием низкой излучательной способности (оцинковка, алюминий) и 10 для штукатурки, стеклопластика, окраски; вертикальные и плоские — 8 и 12. Блестящий кожух парадоксально даёт более горячую поверхность при меньших потерях — учитывайте это, выбирая критерий расчёта.

Теплоизоляционная конструкция должна обеспечивать параметры теплохолодоносителя при эксплуатации, нормативный уровень тепловых потерь оборудованием и трубопроводами, безопасную для человека температуру их наружных поверхностей.— СП 61.13330.2012, п. 4.1

Как считать и что проверить

• Считайте на самые тяжёлые условия: максимальную температуру среды, минимальный α (безветрие, помещение, блестящий кожух) — поверхность горячее всего именно тогда.
• Если допустимая температура поверхности требует меньшей толщины, чем норма потерь, — берите бо́льшую из двух; критерий поверхности определяет толщину лишь на горячих паропроводах и вне зон норм.
• Толщина под температуру поверхности мало зависит от диаметра, но сильно — от α: расчёт для помещения с α = 7 не переносите на улицу с α = 26.
• Для арматуры и фланцев используйте съёмные кожухи той же толщины — незакрытая задвижка DN 150 на 300 °C теряет как несколько метров трубы и опасна для персонала.

Остальные режимы — на страницах серии ниже и в полном калькуляторе теплоизоляции трубопровода; расходы и потери контуров — в гидравлике системы отопления, подогреватели — в расчёте теплообменника.