Р 536-84
Рекомендации по проектированию теплоизоляционных конструкций магистральных трубопроводов

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВ ПРЕДПРИЯТИИ НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ

Всесоюзный научно-исследовательский институт по строительству магистральных трубопроводов

-ВНИИСТ-

& РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ

Р 536-84

москва 1985

УДК 62I.6W:62U.I97.6

i3 настоящих Рекомендациях содержатся основные положения по проектированию теплоизоляционных покрытий магистральных трубопроводов, классификация этих покрытий описание рекомендуемых материалов и изделии, применяемых в теплоизоляционных конструкциях, и разработанные основные конструктивные решения элементов теплоизоляции подземных, надземных и наземных магистральных трубопроводов.

В Рекомендациях приведен тепловой расчет теплоизоляционных трубопроводов и необходимые для этого расчета параметры.

Рекомендации предназначены для инженерно-технических работников проектных и строительных организаций.

Рекомендации составлены кандидатами техн.наук

ii.3,Спиридоновым, А.С.Гехманом, А.Д.Перельмитером,инж. А.С.Цурикивьш и инд. О.Г.Теплой.

© Всесоюзный научно-исследовательский институт

по строительству магистральных трубопроводов (-ВНИИСТ), 1985

Продолжение табл.1

Т 3    4    '    5.    !    6    1    7    '    8    '    9    "lO    1    II Шнур теплоизоляционный из минеральной вата в оплетке из стеклянной и капроновой нити ТУ ЗБ-1695-79 марка 200    220    220 С,С6 I Минеральная вата ГОСТ 4640-76 Вата минеральная обезжиренная Tj I4-II-I46-80: марка 75    75 марка ЮС    100 марка 125 (только по ТУ 14-11-146-80)125 Войлок эластичный из минеральной ваты на синтетическом связующем, ТУ 36-2III-78: марка 50    40 марка 75    51

С, 065-0,070 II5    0,040 150    0,088 I9U 5С    0,04    0,06 75    0,04    0,06

Откры—180 +400 Несго-тая    раемые То же Тоже -180 +600    " "    -180 +600    ”

Оорбци- Трубопровода онная диаметром от влаж- 57 до 108 мм ность включительно 2 То же Минеральная вата применяется на подбивку под герметичный кожух, минераль-"    ная обезжирен ная вата в оболочке из обезжиренной стеклоткани применяется только для объектов с сильными окислителям. ”    Для температурим вставок при изоляции жесткими изделиями

---

I7Q-200 0,042    0,050- Открытая -I8G +450 Несго- Сорбци-Трубопровода и

+оЯ    и,045    0,055    раемые онная оборудование ди-

130    0,040    В.-Ш- аметром 108 мм

несть и более; из-за малого объема производства

Пенополиуретан элао-тичный сгораемый марки ЛПУ-ОГ    30-40    40-50    »    0,040-

ТУ G-C6-I734-75    0,045

1У. Разные

Песок перлитовый вспученный мелкий Гаг 10832-74

Плиты торфяные теп-ло и зилированнье ГОС? 4601-74 (огне-Зполо.лостойкпр),

Окончание табл.I

Г    ~^~~2    ^Т    3    [ 4~ 7 5 Г' 6 ^: 7~Тв"~1 ~9    Г~7г.    ;    ~    II    .

Силипор    зо    0,045**    Откры-    Кв выше Несго-

тая +7ТХ- раемнй

И р и м о ч а н и я: I. Меньшее значение расчетного коэффициента теплопроводности относится к температуре транспортируемого продукта минус 60°С и выше, большее значение - к температуре минус 140°С и ниже. Для промежуточных температур коэффициент теплопроводности определяют интерполяцией.

2.    При изоляции трубопроводов с применением жестких плит из них вырезают сегменты, устанавливаемые на клеящих составах. В связи с большим количеством швов, заполненных клеящими составами, расчетные значения коэффициентов теплопроводности следует увеличить на 1C?!.

3.    При теплоизоляции трубопроводов можно применять импортные материалы.

4.    Коэффициенты теплопроводности сухих материалов, указанные в гр.4,_потмеченные знаком "х", даны при температуре плюс 2С^иС, знаком ”хх” даны при температуре плюс 35^иС. В остальных случаях-при температуре плюс 25°С.

-а

Рекомендации по проектированию теплоизоляционных конструкций магистральных трубопроводов

I. ОБЩИЕ ПОЛССи^!/;

I.I. Настоящие Рекомендации разработаны в развитие главы Oldiil 11-45-75 "и'лгиетральные трубопроводы. Нормы проектирования".

i.^. Рекомендации применимы при проектировании магистральных и промысловых, новых и рекомендуемых трубопроводов с условным диаметром до ллйи мы включительно и ответвлении от них в различных районах страны>в том числе районах распространения вечномерзлых грунтов.

х.б. Рекомендации применимы для расчета тепловых режимов линейной части магистральных трубопроводов с конструкцией теплоизоляции в виде сплошного кольца, полностью охватывающего весь периметр трубы, однако они могут быть рекомендованы и для расчетов трубопроводов, имеющих плоские теплоизоляционные экраны.

х.ч. Проектирование трубопроводов различных систем прокладок (надземной, наземной, подземной) следует выполнять в соответствии с действующими нормативными документами с учетом взаимодействия трубопроводов с окружающей средой в период строительства и эксплуатации сооружений.

1.э. При проектировании теплоизолированных трубопроводов для выбора материалов и расчета толщины теплоизоляции необходимо руководствоваться требованиями следующих нормативных документов:

ГОСТ IG36I-77 "Материалы строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования";

ГОСТ 17177.1-Ы - ГОСТ 17177.16-81 "Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы контроля";

ТУ 36-1180-78 "Конструкции полносборные теплоизоляционные

для трубопроводов, аппаратов и резервуаров"

/

внесены    ! Утверждены ШП'ЮТом I Срок введения в действие

ВИМСТоь,ООУ ! 14 декабря I3G3 г.    I I декабря 198Ь г.__

3

Таблица 3

Атмосферные условия Скорость коррозии, мкм/год Средний срок службы в годах при щине цинкового покрытия,мкм тол— .___.50._J_ 60 [ 115 ! 215 В помещении сСД5 О О С""4- Г'О Г"w В горных районах <0,5 ^60 ^80 >100 r-J г-3 Незагрязненная атмосфера вне городов 0,5-1 40 50 60 100 150 В условиях морского климата 1-2 20 30 35 50 100 В городских условиях: небольшие (непромышленные) города 0,75-1,5 30 40 45 70 130 большие города 1-2,5 20 25 30 45 85 Загрязненная промышленная атмосфера 2-10 7 9 II 18 25 ТУ 102-39-78 "Трубы стальные тонкостенные со спиральным

швом, выполненным методом высокочастотной сварки:

а) диаметром от 159 до 273 мм,с толщиной стенки 3 мм;

б) диаметром от 273 до 530 мм,с толщиной стенки 4,5 ьм;

в)    диаметром более 530 мм выбирать с минимально выпускаемыми стенками, начиная от 6 мы.

Трубы из полиэтилена рекомендуется применять в соответствии с ТУ 6-I9-05I-259-80 "Трубы напорные из ПЭДД". йшускают трубы из стабилизированного полиэтилена длиной 6 и 12 м.

В табл.4 приведен рекомендуемый сортамент труб и их тип.

3.4.    Для защиты теплоизоляционных Э1фавов подземных трубопроводов следует применять битумы, мастики, ленты и пленки по п.3.6 , а такие отечественные ленты по п. 4.1.3.

3.5.    Для защиты теплоизоляции наземных открытых трубопроводов необходимо применять трубы стальные по п.3.3.

Для защиты теплоизоляции трубопроводов в насыпи, кроме стальных, можно применять и полиэтиленовые трубы по п.3.3.

3.6.    Материалы, рекомендуемые для пароизоляции и герметизации швов, приведены в табл.5.

1.6.    При проектировании элементов теплоизоляционного покрытия трубопроводов надлежит пользоваться:

настоящими Рекомендациями;

нормативными документами, перечисленными в п.1.5; нормативными документами на материалы, из которых изготав лывают это покрытие.

1.7.    Необходимость применения теплоизоляции трубопроводов обусловлена в основном следующими причинами:

техническими требованиями, обязательными при перекачке жидких продуктов в зимних условиях (высокопарафинистые и высоковязкие нефти, конденсаты, вода и т.пД;

требованиями уменьшения теллопотерь в зимний период (транспорт нефти, нефтепродуктов, горячей воды, пара и т.п.);

уменьшением пучения или осадки трубопроводов, прокладываемых в дучянистых грунтах (транспорт охлажденных газов) и льдистых просадочных грунтах (транспорт горячих продуктов);

сокращением энергетических затрат для подогрева транспортиру емых продуктов по длине трубопровода с помощью специальных пунктов подогрева при остановке перекачки.

1.6. Высокие темпы строительства и точность монтажа требуют создания конструкций теплоизоляции труб, изготавливаемых в заводских или стационарных условиях и только монтируемых на трассе.

1.5. Конструкция теплоизоляции стыков между трубами, а также между трубами и отводами или тройниками должна обеспечивать их герметичность, а также компенсацию температурных деформаций .

1.10. Если защиту тепло;:зсляции осуществляют с помощью металлических покровных листов, тс необходимо обеспечить защиту последних от коррозии.

Конструкцию трубопровода - вид прокладки (подземную, наземную, надземную) и возможную систему компенсаций их продольных перемещений выбирают ъ зависимости от: диаметра трубопровода; давления транспортиру олово продукта;

температурного решал строительства л эксплуатации; количества прокладываемых параллельна ниток; рельефа местности;

инженерно—геологических» гидрогеологических и сейсшчео ких условий района, где проходят трассы, с учетом прогноза изменения этих условий в процессе строительства и эксплуатащ трубопровода.

1*12. Предложенная в настоящих Рекомендациях упрощенная методика расчета теплоизоляции магистральных трубопроводов р* личного целевого назначения (газопроводы, нефтепроводы, конд* сатопроводы) для всех применяющихся в настоящее время констрч тивных систем прокладок (надземная, наземная, подземная, подводная) позволяет в процессе проектирования осуществлять опт! мизацию конструкции теплоизоляции с учетом сохранения и рекультивации окружающей среды.

2. КЛАС Ci I ^ИКЛЦуШ ТЕШОИоОЛЯ^Ш Т РУБ 01Е? ОБО ЛОЗ

2.1.    Теплоизоляционные материалы классифицируют по следу щим основным признакам.

2.1.1.    по форме и внешнему виду материалы подразделяются

на:

штучные изделия (плиты, блоки, цилиндры, полуцилиндры и

др.);

рулонные и шнуровые (маты, шкуры и др.); рыхлые и сыпучие (вата минеральная, стекшпшая, вспученный перлит и др.).

2.1.2.    По структуре материалы подразделяются на: волокнистые (минераловатные и др.); зернистые (вспученный перлит, вермикулит к др.), ячеистые (пенопласты,пенобетон и др.)

*.1.2. по виду исходного сырья материалы подразделяются

на:

неорганические,

органические.

Смеси из неорганических и органических материалов относятся к неорганическим, если количество неорганических материалов в смеси превышает по массе.

2.1.4.    По плотности материалы подразделяется на марки: особо низкой плотности (ОШ) с плотностью менее 75 кг/м³

при марках по плотности до 75;

низкой плотности (Ш) с плотностью менее 175 кг/м³ при марках по плотности от IGG до 175;

средней плотности (СП) с плотностью менее 35С кг/м³ при марках по плотности от 200 до 350;

плотные (Пл) с плотностью менее 6СС кг/м³ при марках по плотности от 400 до 600.

2.1.5.    По жесткости теплоизоляционные изделия подразделяются на виды:

юсть при удельной нагрузке 0,002 МПа

полужесткие (П) сжимаемость при удельной нагрузке 0,002 МПа (0,02 кгс/см^) от 6 до 30£;

жесткие (£).- сжимаемость при удельной нагрузке 0,002 МПа (0,02 кгс/см^) до 6j£;

повышенной жесткости (ПХ) - сжимаемость при удельной нагрузке 0,04 МПа (0,4 кто/см²) - до 10$\

твердые (Т) - сжимаемость цри удельной нагрузке 0,1 МПа (1,0 кге/см²) до 10$.

2.1.6.    По теплопроводности при средней температуре 25°С материалы и изделия подразделяются на классы:

класс А - низкой теплопроводности с теплопроводностью дс 0,06 Вт/м.К (0,05 ккад/м.ч.°С);

класс Б - средней теплопроводности с теплопроводностью свыше 0,06 до 0,115 Эг/м.К (свыше 0,05 до ОД ккад/м.ч.°С);

класс В - повышенной теплопроводности с теплопроводностью свыше 0,115 до 0,175 йг’/м.К (свыше 0,05 до 0,15 ккал/ы.ч.°С)

2.1.7.    По возгораемости теплоизоляционные материалы и изделия подразделяются на группы:

несгораемые, трудносгораемые, сгораемые.

2.2. В зависимости от относительного расположения теплоизоляции и трубопровода теплоизоляционная конструкция может быть разделена на два вида:

а) теплоизоляционное покрытие (монтируют на трубопроводе);

6

б) теплоизоляционные экраны (подсыпки, маты, выстилка к т.п.).

2.3.    В зависимости от соотношения температур транспортируемого продукта и окружающей среды конструкции теплоизоляции бывают без пароизоляционнэго слоя и с пароизоляционным слоем.

Пароизоляционный слой предохраняет теплоизоляцию от насыщения влагой при температуре окрухапцей среды выше температуры транспортируемого продукта.

Для надземных и наземных систем трубопровода пароизоляционный слой следует применять при температуре продукта ниже плюс 16°С.

Пароизоляционный слой устанавливают между покровным (защитным) слоем и теплоизоляцией.

2.4.    В зависимости от количества слоев теплоизоляционные конструкции делятся на однослойные и многослойные.

2.5.    По степени монтажной готовности теплоизоляционные конструкции при сооружении магистральных трубопроводов можно подразделить на сборные индустриальные и неиндустриальные.

2.5.1. Сборные индустриальные конструкции в свою очередь подразделяются на:

полносборные конструкции полной заводской готовности, поступают на траииу в виде секций труб с теплоизоляционным покры тием либо секции теплоизоляционного покрытия, выполненных из штучных или рулонных теплоизоляционных изделий, скрепленных с защитным покрытием. В первом случае на трассе изолируют только сварочные стыки, а во втором - секции теплоизоляционного покрытия надевают на трубопровод н закрепляют (например, с помощью замка, бандажа, самбварезапцих винтов);

сборные комплектные, выполняемые из отдельных элементов (штучных, рулонных и т.п.), подобранных по типоразмерам и временно скрепленных между собой для поставки к месту монтажа. При установке в проектное положение ведут последовательный раздельный монтаж теплоизоляционных изделий, покровной оболочки и деталей крепления;

сборные с пригонкой теплоизоляционных, изделий в процессе установки в проектное положение, представляют собой отдельные сборные элементы, которые комплектуют на монтажной площадке. Эти конструкции, как и сборные комплектные, могут быть выпол-

7

йены из штучных (пористо-зернистых, пористо-волокнистых или ячеистых) изделий, а также рулонных материалов.

2.5.2. Неиндустриалыые конструкции изготавливают в процессе монтажа из различных материалов (например, волокнистых, порошкообразных, зернистых). Выполнение этих конструкций связано с применением значительного объема ручного труда. Использование этих конструкций должно быть очень ограничено.

2.6. 13озможно применение конструкций теплоизоляции, комбинированных с подогревом. В этом случае на трубопроводе вместе с теплоизоляцией устанавливают нагревательный элемент (например, элементы нагревательные гибкие ленточные ЭНГЛ-180 с питанием от электросети).

3. ;.1АТЕРИАН и изделия, дошвдше з ттжзодяционшх

КОНСТРУКЦИЯХ

3.1.    Материалы и изделия из них, рекомендованные для теплоизоляционных конструкций, их основные свойства приведены в табл.1.

3.2.    Материалы, рекомендованные для защитных покрытий изоляции надземных трубопроводов и область их применения,приведены в табл.2.

3.3.    Для защиты теплоизоляционного покрытия подземных трубопроводов рекомек,дуется применять трубы стальные или из полиэтилена, а также пленки и ленты поливинилхлоридные с липким слоем.

Если применяют теплоизоляцию из пенополиуретана, пенополистирола или других жестких материалов, наружный кожух из стабилизированного полиэтилена может быть изготовлен методом экструзии.

Стальные трубы рекомендуется применять в соответствий со следующими нормативными документами:

ГОСТ 10704-76 "Трубы стальные электросварнке прямошовные"•

а)    до диаметра 219 мм включительно с толщиной стенки 2,5-3 мм;

б)    диаметром от 219 до 426 мм включительно с толщиной стенки 4-5 мм;

в)    диаметром более 426 мм следует выбирать с минимально выпускаемыми стенками, начиная с 6 ж.

8

Маты минераловатные прошивные без обкладок .ГОСТ 21880-76: марка 100 марка 125

Плиты мягкие минераловатные на битумном связующем ГОСТ IQI40-80 марка 100

Плиты, подужесткие минераловатные на битумном связующем ГОСТ 10140-80 марка 150

Плиты теплоизоляционные жесткие из минеральной ваты на битумном связующем

ГОСТ 10Т40-8СГ марка 200

Цилиндры и полуцилиндры теплоизоляционные из минеральной ваты на синетическом сая-ауюяем.госТ 23208-78:

марка iuu марка 150 марка 200