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.

Таблица 3

Коэффициент теплоотдачи ае, Вт/(м2 • ° С) [ккал/(й2 • ч • ° С)], при расположении изолируемых объектов «2 АО « >. « Изолируемый объект Вид расчета ИЗОЛЯЦИИ" в помещениях для покровных слоев с коэффициентом излучения на открытом воздухе для покровных слоев с коэффициентом излучения §‘§‘ьЗ 181 н я о малым ВЫСОКИМ малым высоким Выше 20° С Плоская поверхность, аппараты, вертикальные трубопроводы По заданной температуре на поверхности изоляции 6 (5) 11 (9) 6 (5) 11 (9)

12

Продолжение табл. 3

Коэффициент теплоотдачи ае, Вт/(м2 • 0 С) [ккал/(м2 ■ ч • ° С)], при расположении изолируемых объектов 0,0 £ V й Изолируемый объект Вид расчета изоляции в помещениях для покровных слоев с коэффициентом излучения на открытом воздухе для покровных слоев с коэффициентом излучения Л Оц h ego Й о & о МЮ Н к о малым высоким малым высоким Остальные виды расчетов 7 (6) 12 (10) 35 (30) 35 (30) Горизон тальные трубо проводы По заданной температуре на поверхности изоляции 6 (5) ю (8) 6 (5) . 10 (8) Остальные виды расчетов 6 (5) 11 (9) 29 (25) 29 (25) 20° С и ниже Все виды изолируемых объектов Предотвращение конденсации влаги из воздуха 5 (4) 7 (6) — — Остальные виды расчетов 6 (5) 11 (9) 29 (25) 29 (25)

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.

Таблица 4

Условный диаметр, мм Предельная толщина изоляции, мм, при температуре, °С, не более св. 450 от минус 71 до минус 100 ниже минус 100 10 40 70 70 25 70 100 100 40 80 120 120 50 100 140 160 70 130 160 180 100 160 180 200 150 160 200 220 200 180 200 240 250 180 220 240 300 200 240 250 350 200 260 260 400 210 280 280 450 210 300 300 500 220 320 320 600 230 320 320 700 230 320 320 800 240 320 320 900 250 320 320 1000 и более, 260 320 320 плоская поверхность

Примечание. Если по расчету получена толщина изоляции больше предельной, следует принять более эффективный теплоизоляционный материал.

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

Условный диаметр, мм	Предельная толщина изоляции, мм, для трубопроводов
	всех, кроме транспортирующих горячую воду	горячей воды
25	70	60
50	100	80
100	150	90
150	160	100
200	180	100
250	180	100
300	190	100
350	200	100
400	200	ПО
500 и более	200	120

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.

Таблица б

Температура обогреваемого вещества, °С Теплоноситель спутника До 60 Вода 130—150° С Св. 60 до 80 Пар с рабочим давлением до 0,3 МПа (3 кгс/см2) Св. 80 Пар с рабочим давлением свыше 0,3 МПа (3 кгс/см2)

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

Паро-	Толщина,		Количество слоев пароизоляционного материала в теплоизоляционных конструкциях при различных температурах транспортируемых веществ и сроках эксплуатации
изоляционный материал	мм	от минус 60 до плюс 20° С			от минус 61 ДО минус 100° С			ниже минус 100° С
		4 года	8 лет	12 лет	4 года	8 лет	12 лет	4 года	8 лет	12 лет
Полиэтилено	0,15—0,2	1	2	2	2	2	2	2	3
вая пленка, ГОСТ 10354-73	0,21-0,3	I	1	2	I	2	2	2	2	3
	0,31—0,5	1	1	1	1	1	1	1	2	2
Изол, ГОСТ 10296-79	2	1	1	2	1	2	2	2	2	2
Рубероид, ГОСТ 10923-82	1	2 -	3	—	3	—	—	—	—	—
	1,5	1	2	3	2	3		3
Битумная мастика, обмазка битумом	—	2	2 '	2	—	>	—	—	—	—
Алюминиевая фольга, ГОСТ 618—73	0,06—0,1	1	1	2	2	2 '	2	2	2	2

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

Теплоизоляционные материалы	Коэффициент уплотнения Ку
Маты минераловатные прошивные	1,2
Маты и полосы из непрерывного стекловолокна при укладке на трубопроводы и аппараты диаметром» мм: менее 273 273 и более	1,3 1,15
Маты стекловолокнистые на синтетическом связующем	1,6
Плиты минераловатные на синтетическом связующем марки: 50, 75 125, 175	1,5 1,2
Плиты минераловатные на битумном связующем марки: 75 100, 150	1,5 1,2
Плиты полужесткие стекловолокнистые на синтетическом связующем	1,15
Маты теплоизоляционные вертикально-слоистые при укладке на трубопроводы и аппараты диаметром, мм: менее 219 . от 219 до 377 377 й более	1,3 1,2 1,1
Маты и холсты из супертонкого и ультрасупертон кого волокна ^стеклянного, базальтового) для р — 10—50 кг/м3	В зависимости от средней плотности 4—2
Маты теплоизоляционные ATM-10	2
Пенопласт ПВХ-Э	1,2
Пенопласт ППУ-ЭТ	1,3

19

Основные технические характеристики изделий и конструкций, применяемых для оборудования

Конструкция, изделие, материал, ГОСТ или ТУ Средняя плотность, кг/м3 Теплопроводность, Вт/(м-°С) [ккал/(м-ч*° С)] | материала ! по гост или ТУ, не более ; расчетная в конструкции 1 материала I по ГОСТ или ТУ при 25° С, не ролее - расчетная в конструкции Конструкции полносборные теплоизоляционные для трубопроводов, аппаратов и резервуаров, ТУ 36-1180— 78, ТК № 1, % 3, За, ТК № 4, 5, 6, 7, 8, 9 Согласно примеч. 1 Войлок технический, ГОСТ 6418— 67* 180 200 0,06+0,00023fm (0,052+ 0,0002<m) Изделия теплоизоляционные известково-кремнеземистые, ГОСТ 24748-81 200 225 200 225 0,058 (0,05) 0,065 (0,056) 0,069 +0,00015*™ (0,059+0,000Шт) 0,071+0,00015*™ (0,061 +0,000Шт)

20

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.

Внесена Утверждена Министерством постановлением монтажных Г осударственного Срок и специальных комитета СССР введения строительных работ по делам строительства в действие СССР 31 декабря 1981 г. № 281 1 июля 1982 г.

3

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.

Таблица 1

Материал Толщина листании, при диаметре объекта с изоляцией, мм до 350 СВ. 350 до 600 св, 600 до 1600 св. 1600 Сталь тонколистовая 0,3—0,5 0,5—0,8 0,8 1 Листы из алюминия и ю cf X о 0 СЛ 1 О 00 0,8 1 алюминиевых сплавов Лента из алюминия и 0,25-0,3 0,3-0,5 — — алюминиевых сплавов

3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

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).