Способ и устройство теплоизоляции трубопровода

(51) 16 59/12 (2006.01) 16 59/14 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ прокладываемых и ремонтируемых трубопроводов непосредственно на месте их монтажа. Непосредственно на объекте на трубу с теплоносителем устанавливают центраторы, на которых монтируют съемную или несъемную опалубку. Образовавшуюся полость уплотняют с торцов и через отверстия в опалубке заливают монолитный пенобетон. Отверстия закрывают гидрофобизирующим,но паропроницаемым материалом и через них происходит удаление избытка влаги из пенобетона. Такой способ утепления позволяет отказаться от - более дорогого производства утепления автоклавным пенобетоном в цеховых условиях, транспортных расходов,расходов на монтаж, герметизации стыков, при этом образуется монолитная теплоизоляция без мостиков холода.(72) Васильев Всеволод ДмитриевичСеливерстов Анатолий ВладимировичПаутов Павел Андреевич(56) Вотинцев В.С. Трубопроводы с армопенобетонной изоляцией для тепловых сетей эффективный и надежный способ энергосбережения. Энергосбережение 1. 2003. с. 71/. 21137 Изобретение относится к теплоизоляции трубопроводов и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства. Уровень техники. Известны различные способы теплоизоляции трубопроводов с использованием вспененных пластмасс и минераловатных утеплителей/ Патенты России 2249756,2258173/. Вспененные пластмассы имеют низкие пределы теплостойкости,как правило в пределах 100 гр С. И поэтому их использование ограничено в системах горячего водоснабжения и не применимо в паропроводах. Применение минераловатных утеплителей также имеет температурные ограничения, так как после 220-250 гр.С происходит разрушение пропитки и осадка утеплителя. Кроме того, повреждение гидроизоляции трубопровода даже на одном участке приводит к разрушению теплоизоляции из пенополиуретена и минеральной ваты на большой длине трубы. Теплоизоляция труб этими материалами производится в заводских условиях. Непосредственно на объекте, только во время ремонта, производят обертывание воздушных трубопроводов минераловатными теплоизоляторами с последующей обмоткой гидроизоляционными лентами. Во время работ может происходить намокание и просадка минваты с потерей теплоизоляционных свойств. Применение теплостойких и долговечных скорлуп из перлитобетона, керамзитобетона и других подобного рода материалов для утепления трубопроводов ограничивается их дороговизной,сложностью их монтажа, стыковки и применения на не прямых участках труб, необходимостью нанесения на трубу защитного слоя для предотвращения коррозии, нанесения на скорлупу гидрофобизирующего слоя. Известно утепление стальных труб монолитным пенобетоном в заводских условиях / Вотинцев Трубопроводы с армопенобетонной изоляцией для тепловых сетей -эффективный и надежный способ энергосбережения, Энергосбережение,1,2003, с. 71/. Монолитный пенобетон долговечен,хорошо защищает от коррозии стальную трубу,производя пассивацию металла, не теряет своих свойств при намокании и, даже при повреждении наружной гидроизоляции, при нагреве трубы влага оттесняется на периферию изоляции и не снижает теплоизоляционные свойства пенобетона. Для повышения теплозащитных свойств и уменьшение расхода цемента требуется применение пенобетона как можно более низкой плотности. В тоже время необходимо предотвратить разрушение пенобетонной изоляции при транспортировке, погрузке-разгрузке,монтаже. С этой целью производится металлическое армирование с образованием прочной скорлупы из асбоцемента в заводских условиях, а за счет применения дорогостоящего автоклава получают пенобетон плотностью 200 кг/м 3 с прочность на сжатие 0,5 МПА. Недостатками использования утепленных таким образом труб является их дороговизна,сложность транспортировки и укладки на объекте 2 без повреждения пенобетонной изоляции,сложность обеспечения теплоизоляции при стыковке труб. При этом все описанные выше способы теплоизоляции труб не пригодны для ремонта действующих трубопроводов. Сущность изобретения Технической задачей настоящего изобретения является устранение указанных выше недостатков и осуществление теплоизоляции вновь строящихся и ремонтируемых воздушных и подземных трубопроводов непосредственно на объекте. Указанная задача решается за счет монтажа на трубе с теплоносителем центраторов вокруг которых монтируется съемная или несъемная опалубка с отверстиями, производится торцевое уплотнение и в образующуяся замкнутую полость через отверстия в опалубке заливается сверхлегкий монолитный теплоизоляционный пенобетон, после чего отверстия заделываются паропроницаемым и гидрофобизирующим материалом, через который испаряется избыток воды после нагрева трубы от теплоносителя. Несъемная опалубка из оцинкованных стальных или алюминиевых листов или полиэтилена остается в качестве защитного гидроизоляционного покрытия. При съемной опалубке на пенобетон после удаления опалубки наносится гидрозащитное покрытие. Предлагаемое устройство теплоизоляции трубопроводов состоящее из монолитного пенобетона, центраторов с низкой теплопроводностью и наружной защитной опалубкой с вентиляционными отверстиями обеспечивает его дешевизну, долговечность,эффективность теплоизоляции за счет теплоизоляционных свойств сверхлегкого пенобетона, его монолитности и отсутствие мостиков холода. Закрытые гидроизоляционным, но паропроницаемым,материалом отверстия обеспечивают удаление влаги как при сушке пенобетона, так и при возможных повреждениях гидроизоляции и намокании пенобетона. Краткое описание чертежей. На фиг. 1 показан поперечный разрез утепленного трубопровода и несъемной опалубки в месте монтажа кольцевого центратора. На фиг. 2 показан поперечный разрез утепленного трубопровода и несъемной опалубки в месте монтажа центраторов в виде стоек. На фиг. 3 показан продольный разрез утепленного трубопровода с несъемной опалубкой. На фиг. 4 показан поперечный разрез утепленного трубопровода с несъемной опалубкой установленного на грунт или опору. На фиг. 5 показан продольный разрез утепленного трубопровода со съемной листовой опалубкой с временным креплением ее хомутами. Осуществление изобретения,относящееся к способу. Пример 1. На смонтированный трубопровод 1/фиг. 1/устанавливаются центраторы 2 в виде колец, образованных из полуколец из пенобетона или другого теплоизолирующего и теплостойкого материала. Полукольца соединяются между собой, 21137 например, при помощи скоб 8 или иным способом. С помощью центраторов 2 вокруг трубы 1 монтируется листовой материал, выполненный,например, из оцинкованной стали или алюминия,который образует внешний контур несъемной опалубки 5. Края листов соединяются, например, с помощью саморезов 7 или любым другим способом. Через отверстия 6 /фиг. 2/ в верхней части несъемной опалубки 5 в образованную полость между трубой 1 и несъемной опалубкой 5 заливается сверхлегкий монолитный неавтоклавный пенобетон 4 плотностью, например, 150-300 кг/м 3. Вытесняемый воздух выходит через отверстия 6. Заливка ведется последовательно, по участкам, по мере монтажа несъемной опалубки 5. Центраторы 2,образующие кольца и смонтированные по краям заливаемого участка,выполняют функцию торцевого уплотнения для чего промежутки между полукольцами герметизируются. Учитывая большую текучесть пенобетона 4 также герметизируются зазоры между центраторами 2,трубопроводом 1, несъемной опалубкой 5 любым герметизирующим материалом, например, обычным цементным раствором. Отверстия 6 закрываются любым гидрофобизирующим, но при этом паропроницаемым материалом,например асбоцементным раствором. При пропускании через трубу теплоносителя избыток влаги из пенобетона уходит через эти отверстия. Пример 2. Утепление трубопровода монолитным пенобетоном осуществляется таким же образом, как и в Примере 1. Только центраторы 3/фиг. 2/ выполнены в виде стоек из дерева, пластмассы или оцинкованного тонкостенного профилированного металла, крепящегося, например, с помощью саморезов 7 к листовому материалу перед его монтажом вокруг трубопровода. Для торцевого уплотнения могут быть использованы такие же центраторы 2(фиг.1), как и в Примере 1. Возможно,также, использование съемных полуколец или иных уплотнительных элементов, удаляемых после набора пенобетоном необходимой прочности. Пример 3. Съемная опалубка 5/фиг.5/ из листового материала, например пластмассовых листов, монтируется вокруг трубопровода 1 также с помощью центраторов 2 , как и несъемная опалубка,и удерживается, например, с помощью хомутов 12/фиг. 5/. Заливка и уплотнение торцов ведется так же, как это описано в Примере 1. После набора пенобетоном необходимой прочности хомуты 12 и опалубка 5 снимаются и используются на следующем утепляемом участке, а на пенобетон наносится жидкое гидрофобизирующее покрытие поверхностного или проникающего действия. В виде защитного покрытия могут применяться различного рода изолирующие ленты. В покрытии желательно делать вентиляционные отверстия, как это выполняется в несъемной опалубке. Способы, описанные в Примерах 1,2,3,используются преимущественно в надземных паропроводах и системах горячего водоснабжения. Пример 4. Монолитный пенобетон заливается между трубопроводом 1 и несъемной опалубкой 11 выполненной в виде трубы, смонтированной на центраторах 2. Труба может быть пластмассовой из асбоцемента или иного материала. При надземной прокладке новых тепловых сетей несъемная опалубка 11 устанавливается на опорах 10/фиг.4/,после чего фрагмент трубопровода 1 помещается с торца внутрь несъемной опалубки 11 с монтажом в центраторах 2, выполненных в виде опорных колец из пенобетона или иного теплоизоляционного материала и смонтированных в торцах фрагментов несъемной опалубки. При подземной прокладке фрагмент трубопровода может заливаться пенобетоном на земле рядом с местом его монтажа и, после набора пенобетоном необходимой прочности, опускаться в вырытую в земле канаву на опору 10/фиг.4/ или непосредственно на землю. Монтаж и заливка пенобетоном фрагмента трубопровода может производиться и непосредственно в канаве. При утеплении смонтированного под землей трубопровода, как это имеет место при его ремонте и замене старой теплоизоляции, под фрагментом трубопровода удаляется земля и на нее или на опоры 10 устанавливается нижняя часть разрезанной вдоль трубы несъемной опалубки 11, монтируются центраторы 2, на них устанавливается верхняя часть трубы несъемной опалубки 11 и обе половинки трубы соединяются между собой посредством сварки 9 или иным способом в зависимости от того выполнена ли она из пластмассы, асбоцемента или иного материала. Заливка во всех случаях ведется через отверстия, закрываемые в последствие гидрофобизирующим,но паропроницаемым материалом, например асбоцементным раствором. Сведения,подтверждающие возможность осуществления изобретения,относящиеся к устройству. На фиг.1 изображено устройство теплоизоляции надземного трубопровода 1, на котором с помощью скоб 8 смонтированы два полукольца с низкой теплопроводностью,образующих кольцевой центратор 2. Полукольца могут быть выполнены из ячеистого бетона,пеностекла,пластмассы,тонколистового металла или других материалов. Между трубой 1 и несъемной опалубкой 5 из металлического листа помещен монолитный пенобетон 2. Металлические листы могут соединяться внахлест с помощью саморезов или иным способом. В несъемной опалубке 5 имеются отверстия 6, закрытые асбоцементным раствором или другим гидрофобизирующим,но паропроницаемым материалом. Эти отверстия обеспечивают удаление влаги из пенобетона,остающейся в нем после заливки или попадающих при нарушении изоляции. На фиг.2 применена такая же конструкция теплоизоляции надземного трубопровода, как и на фиг.1, только центраторы выполнены в виде стоек с низкой теплопроводностью, изготовленных из пластмассы, дерева или тонколистового металла. 3 21137 Центраторы могут иметь различную конструкцию и размещение на трубе, если обеспечивается их низкая теплопроводность и необходимая жесткость всей конструкции теплоизоляции. На фиг. 4 и 5 приведена конструкция теплоизоляции используемая преимущественно для подземной бесканальной прокладки. Наружная несъемная гидроизолирующая опалубка может быть выполнена, например, из полиэтилена низкого давления, асбоцемента или другого материала с гидроизолирующими свойствами. Центраторы 2 могут быть выполнены из ячеистого бетона,пеностекла, дерева и других материалов с низкой теплопроводностью. Во всех приведенных конструкциях неавтоклавный пенобетон 2 имеет щелочную среду и оказывает пассивирующее действие на металл трубы, защищая его от коррозии. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ теплоизоляции трубопровода отличающийся тем, что вокруг него образуют замкнутую полость с помощью опалубки и центраторов, производят торцевое уплотнение этой полости и заполняют ее монолитным неавтоклавным пенобетоном через отверстия в опалубке. 2. Способ теплоизоляции трубопровода по п. 1,при котором центраторы выполнены в виде двух полуколец из теплоизоляционного материала,соединяемых между собой после монтажа на трубопроводе. 3. Способ теплоизоляции трубопровода по п. 1,при котором опалубка выполнена съемной из листового материала снимаемого после набора прочности пенобетоном, на который после этого наносят гидроизоляцию. 4. Способ теплоизоляции трубопровода по п. 1,при котором опалубка выполнена несъемной. 5. Способ теплоизоляции трубопровода по п. 3,при котором опалубка образована из металлических тонкостенных листов к которым прикреплены центраторы в виде стоек из теплоизолирующего материала. 6. Способ теплоизоляции трубопровода по п. 3,при котором опалубка выполнена из двух половинок пластиковой трубы, соединяемых между собой перед заливкой пенобетона. 7. Способ теплоизоляции трубопровода по п. 3,при котором опалубка выполнена из двух половинок асбоцементной трубы, герметизируемых по шву перед заливкой пенобетона. 8. Способ теплоизоляции трубопровода по п. 1,при котором отверстия для заливки пенобетона заделываются гидрофобизирующим и паропроницаемым материалом. 9. Теплоизолированный трубопровод содержащий труб для подачи теплоносителя,теплоизолирющий материал из пенобетона и жесткое защитное покрытие, отличающийся тем,что жесткое защитное покрытие смонтировано на центраторах из теплоизолирующего материала, при этом в защитном покрытии имеются отверстия закрытые гидрофобизирующим и паропроницаемым материалом. 10. Теплоизолирующий трубопровод по п. 9, в котором защитное покрытие выполнено из тонкостенного листового материала. 11. Теплоизолирующий трубопровод по п. 9, в котором защитное покрытие выполнено из двух половинок пластиковой трубы, скрепленных между собой. 12. Теплоизолирующий трубопровод по п. 9, в котором защитное покрытие выполнено из двух половинок асбестовой трубы, скрепленных между собой.