Теплоизоляционные покрытия

Теплоизоляционная краска для трубопроводов: как и где использовать

Наша команда прошла через многие заводы, которые борются с разрушенной изоляцией, отваливающейся от труб и резервуаров, только для того, чтобы обнаружить коррозию под ней. Трубопроводы — это главная магистраль большинства заводов, и их изоляция и защита жизненно важны. Не все изоляционные материалы могут выполнять свою работу и выдерживать заводские условия… но теплоизоляционные покрытия Syneffex™ могут. Они были разработаны, чтобы выдерживать самые суровые условия окружающей среды и продолжать работать, не требуя обслуживания и не подвергаясь коррозии.

Просто распылите наши покрытия на
Изоляция паровых труб, водопроводных труб, трубопроводов и многого другого
Они также защищены от коррозии!

В этом сила нанотехнологий и изоляционных покрытий Syneffex™ с двойной технологией!

К преимуществам теплоизоляции труб относятся:

Легкое нанесение распылением
Может применяться, пока трубы горячие
Нет необходимости в наружной оболочке
Не требует обслуживания
Легко изолирует колена и клапаны
Срок службы от 5 до 10 лет и более!

Установка регенерации воды изолирует выхлопные трубы для охлаждения здания

Смелые результаты. Реальная экономия энергии.

52F+ Снижение температуры и охлаждение здания

Водоочистное предприятие города Какао, штат Флорида, обратилось к нам с проблемой. Выхлопные трубы, которые шли от промышленного вентилятора, излучали тепло и делали окружающую среду внутри здания слишком горячей и очень неудобной для рабочих.

Клиентская цитата:
«Работает отлично, именно то, что мы хотели».

РЕШЕНИЕ

Наша команда Syneffex™ рекомендовала нанести 7 слоев теплоизоляционного покрытия Heat Shield™ EPX-H2O для тяжелых условий эксплуатации. Трубы опрыскивались во время работы, чтобы исключить простои. температура 152F (67C). Покрытие наносили распылением, пока трубы были горячими и находились в процессе эксплуатации для более быстрого нанесения.

EPX-H2O снизил температуру поверхности труб с 152F (67C) до менее 100F (38C), значительно снизив температуру окружающей среды внутри здания.

Видео тепловизора

Лучшая долговечная изоляция труб и паропроводов.

Бриллиант!

Производительность, на которую можно положиться

Клиенты обычно сообщают о окупаемости в течение 6-18 месяцев.
Быстрое отверждение снижает температуру всего за 1-2 часа.
Энергосберегающая изоляция духовки, предотвращающая CUI.
Снижает теплоту окружающей среды, выделяемую снаружи печи
Брызгозащита от кислот, щелочей и топлива.
Легко наносится текстурным распылителем во время работы оборудования.
Экологичный, устойчивый, на водной основе, с низким содержанием летучих органических соединений и нетоксичный

Клиенты обычно сообщают о окупаемости в течение 6-18 месяцев.
Быстрое отверждение снижает температуру всего за 1-2 часа.
Энергосберегающая изоляция духовки, предотвращающая CUI.
Снижает теплоту окружающей среды, выделяемую снаружи печи
Брызгозащита от кислот, щелочей и топлива.
Легко наносится текстурным распылителем во время работы оборудования.
Экологичный, устойчивый, на водной основе, с низким содержанием летучих органических соединений и нетоксичный

Экономичная изоляция паровых труб

Остановить точечную утечку

Большинство людей довольно ясно понимают преимущества энергосберегающих изоляционных покрытий для паровых труб, но есть еще одна огромная возможность экономии, которая не всегда так очевидна…

Точечные утечки могут стоить больше, чем вы думаете!

Когда точечная утечка происходит из-за коррозии под традиционной изоляцией паровой трубы из стекловолокна или минеральной ватой с облицовкой, может пройти несколько дней, недель или больше, прежде чем ее заметят. То, что утечка скрыта под этой старой системой изоляции, означает, что утечка может оставаться незамеченной, поскольку пар насыщает окружающую изоляцию, увеличиваясь до тех пор, пока, наконец, не будет обнаружен, тогда вся система изоляции должна быть снята и заменена, пока вы пытаетесь найти и отремонтировать ее.

При использовании Heat Shield™ EPX-H2O или Heat Shield™ High Heat изоляция одновременно защищает от коррозии и CUI, поэтому покрытия в первую очередь предотвращают коррозию. В том маловероятном случае, если в будущем возникнет точечная утечка, нет необходимости снимать и заменять всю систему изоляции паропровода. Пар будет проникать через покрытие в точном месте утечки, и вы можете просто отшлифовать, отшлифовать или использовать химический очиститель на круге примерно от 3 до 4 дюймов вокруг утечки, устранить утечку, а затем просто покрыть ее, когда законченный. Гораздо проще и дешевле.

Гордон Х. Харт, ЧП, инженер-консультант ООО «Артек Инжиниринг». Он имеет более чем 35-летний опыт работы в сфере теплоизоляции. Он является активным членом комитетов ASTM, включая комитеты C16 по теплоизоляции и F25 по морским технологиям, технический комитет ASHRAE по изоляции механических систем и комитет по технической информации Национальной ассоциации производителей изоляции. Он получил степень BSE в Принстонском университете. и его степень MSE Университета Пердью в области машиностроения. Он является зарегистрированным профессиональным инженером. С ним можно связаться по адресу gordon.hart®@artekengineering.com.

При сегодняшних высоких ценах на энергоносители и улучшении рынка механических изоляционных материалов инженеры-конструкторы и владельцы объектов проявляют больший интерес к снижению энергопотребления за счет повышения энергоэффективности. Кроме того, владельцы объектов вынуждены делать это таким образом, чтобы сократить рабочее время ремесленников или использовать более дешевую рабочую силу ремесленников. В поисках экономической эффективности растет интерес к использованию теплоизоляционных покрытий (TIC). Если затраты на энергию останутся высокими или даже увеличатся, этот интерес, вероятно, возрастет.

Что такое изоляционные покрытия?

ТИЦ не новы. Я впервые услышал о них около 10 лет назад, а в продаже они появились гораздо дольше. Один производитель TIC определяет их следующим образом: «Настоящим изолирующим покрытием является такое покрытие, которое создает перепады температур на своей поверхности, независимо от того, где оно расположено (например, на горячей/холодной поверхности, внутри или снаружи)».

Это может быть правдой, но перепад температур может создаваться практически любым материалом, имеющим некоторую толщину и теплопроводность, и не все эти материалы обязательно считаются теплоизоляционными. Одним из обычно надежных источников подобных определений является Американское общество испытаний и материалов (ASTM). Хотя в ASTM нет определения «теплоизоляционного покрытия», ASTM C168 (стандарт терминологии изоляции) включает следующее определение теплоизоляции:

теплоизоляция (n): материал или совокупность материалов, используемых для обеспечения сопротивления тепловому потоку.

Далее в C168 есть следующее определение покрытия:

покрытие (n): жидкость или полужидкость, которая высыхает или отверждается с образованием защитного покрытия, подходящего для нанесения на теплоизоляцию или другие поверхности толщиной 30 мил (0.76 мм) или меньше, на один слой

Объединение этих двух определений — с учетом того, что «теплоизоляционное покрытие» не обязательно должно покрывать теплоизоляцию, а может действовать только как теплоизоляция, — дает предлагаемое определение TIC:

теплоизоляционное покрытие (n): жидкость или полужидкость, подходящая для нанесения на поверхность толщиной 30 мил (0.75 мм) или менее на один слой, которая высыхает или отверждается, образуя защитную отделку и обеспечивая устойчивость к тепловому потоку.

С Изоляция является журналом по теплоизоляции (и этот автор специализируется на теплоизоляции), в остальной части этой статьи будут обсуждаться ТПК как теплоизоляционные материалы, а не покрытия. Оценка роли TIC в качестве покрытий будет предоставлена экспертам по покрытиям. Кроме того, поскольку в этом журнале рассматривается механическая изоляция и ее применение, это обсуждение ограничивается TIC в роли механической изоляции, а не в изолирующих ограждающих конструкциях.

Раннее исследование изоляционных покрытий

Этот автор впервые провел исследование TIC как формы теплоизоляции около восьми лет назад, когда работал на бывшего работодателя. Я узнал, что в Северной Америке есть несколько разных производителей и что TIC содержат гранулированный материал, который некоторые в то время называли керамическими шариками. Я также узнал, что TIC можно наносить кистью или распылителем; и, как правило, покрытия были рассчитаны на максимальную рабочую температуру 500°F.

Один поставщик прислал мне образец в виде банки для супа, которая была покрыта по бокам сухим изолирующим покрытием толщиной примерно в четверть дюйма. Дно банки не было покрыто лаком. Инструкции заключались в том, чтобы налить в банку горячую воду, держа ее за края, и заметить, что я могу продолжать держать банку, не обжигаясь. В инструкции отмечалось, что быстрое прикосновение к дну банки покажет, насколько горячим было ее содержимое. Я следовал инструкциям и действительно заметил, что могу держать банку из-под супа с покрытием бесконечно долго. Хотя это и не является научным доказательством, оно определенно продемонстрировало, что TIC может быть эффективным изолятором, обеспечивающим защиту персонала от горячей воды.

Я также провел несколько термических анализов с использованием компьютерного кода ASTM C680 и пришел к выводу, что при толщине от одной восьмой до одной четверти дюйма можно получить определенные термические преимущества, особенно на относительно мягких поверхностях с температурой до 250°. Ф или около того. Однако было ясно, что для такой толщины потребуется несколько слоев, примерно 20 мл на слой, поэтому любая потенциальная экономия трудозатрат при использовании TIC была значительно снижена. Я также заметил, что при нанесении всего лишь нескольких слоев теплопотери могут быть снижены как минимум на пятьдесят процентов по сравнению с голой поверхностью. Значительное снижение теплопотерь может быть достигнуто на поверхностях с температурой до 500°F (хотя следует помнить, что обычная изоляция обычно обеспечивает по меньшей мере XNUMX-процентное снижение теплопотерь при толщине всего в один дюйм).

Что сегодня на рынке?

Для этой статьи я просмотрел литературу и техническую информацию, доступные в Интернете, а также в других источниках. Веб-сайт одной компании содержит некоторую полезную техническую информацию о продукте, который они классифицируют как керамическое покрытие, поскольку оно содержит керамические шарики. Теплопроводность составляет 0.097 Вт/м-°K (0.676 БТЕ-дюйм/час-фут2-°F) при 23°C (73.4°F). Для сравнения, теплопроводность силиката кальция, ASTM C533 Type I Block, составляет 0.059 Вт/м-°K (0.41 БТЕ-дюйм/ч-фут2-°F) при 38°C (100°F), что соответствует меньшее значение в процентах при более высокой средней температуре. Похоже, что это конкретное керамическое изоляционное покрытие не является таким хорошим изолятором, как силикат кальция. Тем не менее, теплопроводность, безусловно, могла бы соответствовать предложенному выше определению «теплоизоляционного покрытия», особенно если оно было нанесено в несколько слоев. Теплопроводность кажется достаточно низкой, чтобы действовать как изоляционный материал с достаточной толщиной.

Я потерпел неудачу в своих попытках получить более подробную техническую информацию, которую проектировщик мог бы использовать для проектирования системы изоляции, например, несколько пар данных о средней температуре и теплопроводности и коэффициент поверхностного излучения. Типичная проблема, с которой я столкнулся при поиске такой технической информации, заключалась в том, что один производитель сослался на тест по определению теплопроводности при воздействии источника тепла с температурой 212°F, отметив следующее: От 367.20 БТЕ на голом металле до 3.99 БТЕ на металлической поверхности [покрытой продуктом]».

Без указания коэффициентов теплопроводности, полученных в результате этих испытаний, это утверждение оставляет у читателя больше вопросов, чем ответов, включая следующие:

Какова была температура горячей поверхности?
Какова была температура поверхности холодной стороны?
Какой была толщина ТИЦ?
Какая процедура тестирования использовалась?

В литературе для этого конкретного продукта указан «коэффициент теплоизоляции К» 0.019 Вт/м-°K (0.132 БТЕ-дюйм/ч-фут2-°F). Это значение примерно в пять раз меньше, чем у другого TIC, упомянутого выше, во что трудно поверить.

Литература другой компании, по продукту которой я не смог найти технической информации, в основном говорит об истории компании и опытных специалистах, которые помогут дизайнерам определить покрытия компании. Хотя я не сомневаюсь, что в компании есть технические специалисты, им было бы полезно предоставить потенциальным пользователям своих продуктов TIC достаточную техническую информацию для разработки дизайна. Как минимум, эта информация будет включать несколько коэффициентов теплопроводности при соответствующих средних температурах. В качестве альтернативы в литературе должны быть указаны значения теплопроводности при нескольких рабочих температурах для нескольких толщин, а также коэффициент поверхностного излучения. Проектировщик изоляции не может разработать проект без такой технической информации.

Что касается рабочей силы, необходимой для установки, один поставщик сообщил, что бригада из трех маляров может нанести 3,000 квадратных футов покрытия TIC толщиной 20 мил в час, или 1,000 квадратных футов за рабочий час ремесленника. Это впечатляет, пока не подумаешь, сколько труда может понадобиться, чтобы добавить все необходимые слои. Для нанесения общей толщины в одну восьмую дюйма, что потребует около шести слоев, ожидаемая производительность составит около 167 квадратных футов в час рабочего времени. Толщина в четверть дюйма, для которой потребуется около двенадцати слоев, приведет к производительности труда около 83 квадратных футов в час. Эти расчеты производительности и затраты, связанные с этой производительностью, основанные на ставке оплаты труда местных маляров, следует сравнить с расчетами для обычной изоляции (что выходит за рамки этой статьи).

Что нужно инженерам и проектировщикам для проектирования системы изоляции?

Несколько производителей TIC упомянули, что их материалы выигрывают от отражающих поверхностей с низким коэффициентом излучения, и заявили, что их характеристики невозможно предсказать с использованием стандартных методологий расчета. Однако для инженера-проектировщика или другого проектировщика системы теплоизоляции наличие этой информации имеет решающее значение. Как правило, для теплового расчета (т. е. для определения необходимой толщины изоляции) проектировщику требуется кривая теплопроводности (или как минимум три средние температуры минус пары теплопроводности) и доступные значения толщины. Чтобы убедиться, что используется правильное приложение, проектировщик также должен иметь максимальную и минимальную температуру использования. Наконец, если изоляция должна быть оставлена без оболочки, что должно быть в случае с TIC, разработчику потребуется поверхностный эмиттанс.

Обладая этой информацией, проектировщик должен быть в состоянии определить требуемую толщину изоляции для конкретной ориентации, размера трубы (если применимо), температуры поверхности трубы или оборудования, температуры окружающей среды и скорости ветра. С обычной изоляцией проектировщик может использовать такой инструмент, как 3E Plus® (доступен для бесплатной загрузки в Североамериканской ассоциации производителей изоляции на сайте www.pipeinsulation.org). Независимо от выбора инструмента проектирования, данные о теплопроводности и значения коэффициента излучения поверхности потребуются для проектирования для применения на горячей или холодной поверхности.

Для применения при температурах ниже температуры окружающей среды, в дополнение к информации, указанной выше, проектировщику потребуются данные о паропроницаемости и влагопоглощении материала. Проектировщик должен быть уверен, что конструкция предотвратит миграцию влаги в TIC, а затем на охлаждаемую поверхность.

Где лучше всего использовать теплоизоляционные покрытия?

Чтобы определить, где лучше всего использовать TIC, автор провел анализ потерь тепла с использованием данных 3E Plus и данных о теплопроводности, предоставленных одним из производителей. Чтобы дать TIC презумпцию сомнения, я использовал постоянную теплопроводность 0.019 Вт/м-°K (0.132 Btu-in/hr-ft2-°F), меньшее из двух значений, упомянутых выше. У меня нет значений теплопроводности при температурах, отличных от предполагаемого среднего значения 75 ° F, поэтому я предположил, что теплопроводность TIC увеличивается на один процент на каждые 10 ° F увеличения средней температуры, что приблизительно верно для силиката кальция. Кроме того, для защиты персонала я принял максимально допустимую температуру поверхности 160°F, а не традиционную 140°F, потому что последний предполагает металлическую оболочку (не без оболочки) изоляционного материала. Как известно, горячий металл имеет высокую контактную температуру, а это означает, что при данной температуре тепло передается телу человека быстрее, чем от материала с низкой контактной температурой. Наконец, я предположил, что TIC имеет коэффициент поверхностного излучения 0.9, что упрощает изоляцию для защиты персонала, чем использование низкого коэффициента поверхностного излучения. Я считаю, что это, вероятно, хорошая ценность для использования, хотя это, кажется, противоречит некоторым производителям TIC, которые приписывают характеристики своего продукта поверхности с высокой отражающей способностью.

С учетом этих допущений, что показали мои расчеты для защиты персонала? Используя толщину TIC в диапазоне 0.20 дюйма (т. е. десять слоев по 20 мил на слой) на трубе с номинальным размером трубы 350 дюймов (NPS) при температуре 90 °F при температуре окружающей среды 0 °F и скорости ветра 160 миль в час, я мог получить температура поверхности менее 350°F. Таким образом, при достаточном количестве слоев на трубе с температурой XNUMX°F может быть обеспечена защита персонала.

Я также оценил TIC для контроля конденсации на поверхности с температурой ниже температуры окружающей среды и пришел к выводу, что на восьмидюймовой трубе NPS с температурой 60°F в окружающей среде с относительной влажностью 90°F 0% и скоростью ветра 0.44 миль в час я мог бы предотвратить конденсацию с помощью Общая толщина 20 дюйма (т.е. двадцать два слоя по 50 мил на слой). Однако для того, чтобы TIC был эффективным для контроля конденсации на линии с температурой XNUMX ° F, вероятно, потребуется нанести минимум пять восьмых дюйма или тридцать слоев. Таким образом, эта толщина для TIC в системе контроля конденсации может быть непомерно высокой с точки зрения общей стоимости труда.

Одним из потенциальных преимуществ TIC по сравнению с обычной изоляцией может быть использование на поверхности с температурой 250 ° F или ниже, где коррозия под изоляцией (CUI) может быть проблемой для обычной изоляции. Прежде всего, потребуется всего несколько слоев (вероятно, от шести до восьми), чтобы обеспечить температуру поверхности ниже 160°F. Если предположить, что TIC может быть эффективным барьером от атмосферных воздействий, он вполне может иметь необходимую изоляционную ценность для обеспечивают защиту персонала и одновременно предотвращают CUI на поверхностях с температурой до 250°F. Обычная изоляция может иметь проблемы с такими поверхностями при наружном применении, потому что температура недостаточна для отвода любой воды, которая просачивается через кожух в изоляцию.

Кроме того, если у проектировщика есть поверхность ниже температуры окружающей среды, которая нуждается в изоляции для контроля конденсации, и эту поверхность трудно изолировать обычными средствами, то TIC вполне может оказаться наиболее экономически эффективным средством изоляции этой поверхности, пока так как его температура выше 60°F или около того (т.е. не слишком холодно). Однако дизайнеру необходимо оценить общую стоимость обоих материалов, включая трудозатраты, необходимые для нанесения необходимого количества слоев TIC для обеспечения контроля конденсации. Только тогда он или она будет знать, какое решение для изоляции — обычная изоляция или TIC — является более рентабельным.

Какие мероприятия по стандартизации планируются?

Комитет ASTM по теплоизоляции, C16, проведет первую встречу рабочей группы на своем следующем полугодовом собрании в Торонто, Онтарио, Канада, в конце апреля этого года. Целевая группа сосредоточится на разработке метода испытаний для TIC, в частности, для использования в механических приложениях. Это совещание рабочей группы должно оказаться полезным, поскольку оно даст заинтересованным членам ASTM возможность оценить потребности в тестировании для TIC и способность существующих методов ASTM удовлетворить эти потребности.

С точки зрения существующих методов испытаний, ASTM C177, устройство с защищенной горячей плитой, обычно используется для определения свойств теплопередачи механических изоляционных материалов. Он может не идеально подходить для оценки тепловых характеристик тонкого TIC, поскольку он имеет толщину всего от одной восьмой до одной четверти дюйма и зажат между пластинами. Поскольку поверхность не подвергается воздействию окружающей среды, невозможно получить какие-либо особые преимущества поверхностного излучения, которые может иметь этот новый тип изоляции.

Метод испытаний труб, ASTM C335, может идеально подходить для этой задачи, поскольку существует поверхность, подвергающаяся воздействию окружающей среды, и он просто измеряет тепло, необходимое для поддержания постоянной температуры моделируемой трубы. Этот метод испытаний сам по себе не учитывает толщину материала, да это и не нужно. Что вы измеряете, то и получаете. Результаты могут быть выражены как коэффициент теплопередачи, теплопроводность или теплопроводность, в зависимости от того, как подсчитываются числа. Поскольку соответствующий метод испытаний уже существует, возможно, нет необходимости в разработке нового метода испытаний для оценки тепловых характеристик TIC. Однако я оставлю эту рекомендацию этой новой рабочей группе ASTM.

Что нужно от производителей ТИК

Чтобы их продукты были указаны для использования в механических приложениях, производители TIC должны предоставить основную информацию о конструкции продуктов. Кроме того, любая техническая информация TIC должна быть подкреплена сертифицированными отчетами об испытаниях, доступными по запросу владельца или архитектурно-инженерной (A/E) фирмы, занимающейся проектированием. Инженерам-проектировщикам требуется подробная информация о проектировании продуктов, которые они намереваются использовать. Профессионалы-проектировщики, независимо от того, работают ли они на владельца объекта или в фирму по проектированию и проектированию, не могут просто делегировать разработку изоляции производителю материалов. Инженерам-проектировщикам платят за проектирование. Они и их фирма несут юридическую ответственность за точность этого дизайна. Чтобы контролировать выходные данные проекта, они должны контролировать как входные данные проекта, так и методологию вычислений.

Если некоторые производители TIC обеспокоены тем, что использование теплопроводности для их продуктов вводит в заблуждение, они должны предоставить данные о теплопроводности для различных толщин при различных температурах эксплуатации. Я считаю, что эти данные могут быть точно получены с использованием ASTM C335 для температур выше температуры окружающей среды. Большая открытость со стороны производителей TIC в отношении характеристик своей продукции приведет к большему уважению со стороны дизайнерского сообщества и владельцев/операторов промышленных объектов. Из этой открытости и уважения — и продемонстрированных тепловых характеристик — будет следовать принятие продуктов TIC, и тогда спецификации могут включать TIC для подходящих приложений.

Благодарности: Автор поговорил с рядом инженеров-специалистов, чтобы узнать их мнение и точку зрения на эту статью. Он благодарен им за помощь.

Примечание: Мнения и информация, которыми поделился автор в предыдущей статье, принадлежат ему и не были подтверждены NIA.