Содержание

СП 61.13330.2012 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов (Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003)
СНиП 2.04.14-88 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
2. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫМ КОНСТРУКЦИЯМ, ИЗДЕЛИЯМ И МАТЕРИАЛАМ
3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

СП 61.13330.2012 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов (Актуализированная редакция СНиП 41-03-2003)

СВЕДЕНИЯ О СВОДЕ ПРАВИЛ:

ИСПОЛНИТЕЛЬ — Московский государственный строительный университет (МГСУ) и группа специалистов
ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»
ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
УТВЕРЖДЕН приказом Министерства регионального развития Российской Федерации (Минрегион России) от 27 декабря 2011 г. № 608 и введен в действие с 01 января 2013 г.
ЗАРЕГИСТРИРОВАН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт). Пересмотр СП 61.13330.2010 «СНиП 41-03-2003 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов»

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий свод правил разработан с учетом современных тенденций в проектировании промышленной тепловой изоляции и рекомендаций международных организаций по стандартизации и нормированию.

Нормативный документ содержит требования к теплоизоляционным материалам, изделиям и конструкциям, правила проектирования тепловой изоляции, нормы плотности теплового потока с изолируемых поверхностей оборудования и трубопроводов с положительными и отрицательными температурами при их расположении на открытом воздухе, в помещении, непроходных каналах и при бесканальной прокладке. В документе приведены методы расчета толщины тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, расчетные характеристики теплоизоляционных материалов, правила определения объема и толщины уплотняющихся волокнистых теплоизоляционных материалов в зависимости от коэффициента уплотнения.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ

Настоящий свод правил следует соблюдать при проектировании тепловой изоляции наружной поверхности оборудования, трубопроводов, газоходов и воздуховодов, расположенных в зданиях, сооружениях и на открытом воздухе с температурой содержащихся в них веществ от минус 180 до 600 °С, в том числе трубопроводов тепловых сетей при всех способах прокладки.

Настоящие нормы не распространяются на проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих и транспортирующих взрывчатые вещества, изотермических хранилищ сжиженных газов, зданий и помещений для производства и хранения взрывчатых веществ, атомных станций и установок.

СНиП 2.04.14-88 Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов

СТРОИТЕЛЬНЫЕ НОРМЫ И ПРАВИЛА

ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ

РАЗРАБОТАНЫ ВНИПИ Теплопроект Минмонтажспецстроя СССР В.В. Попова — руководитель темы, Л.В. Ставрицкая; кандидаты техн. наук В.Г. Петров-Денисов, И.Л. Майзель, В.И. Калинин; А.И. Лисенкова, О.В. Дибровенко, В.Н. Гордеева), ЦНИИПроект Госстроя СССР (И.М. Губакина), ВНИИПО МВД СССР (кандидаты техн. наук М.Н. Колганова, Р.З. Фахрисламов).

ВНЕСЕНЫ Министерством монтажных и специальных строительных работ СССР.

ПОДГОТОВЛЕНЫ К УТВЕРЖДЕНИЮ Управлением стандартизации и технических норм в строительстве Госстроя СССР (Г.М. Хорин, В.А. Глухарев).

С введением в действие СНиП 2.04.14-88 утрачивают силу paзд. 8 и прил. 12-19 СНиП 2.04.07-86 «Тепловые сети», разд. 13 и прил. 6-8 СНиП II-35-76 «Котельные установки», СН 542-81 «Инструкция по проектированию тепловой изоляции оборудования и трубопроводов промышленных предприятий», раздел 7 СН 527-80 «Инструкция по проектированию технологических стальных трубопроводов на Р _y до 10 МПа», разд. 6 СН 550-82 «Инструкция по проектированию технологических трубопроводов из пластмассовых труб», п. 1.5 СНиП 2.04.05-86 «Отопление, вентиляция и кондиционирование».

В СНиП 2.04.14-88* внесено изменение № 1, принятое постановлением Госстроя России от 31 декабря 1997 г. № 18-80.

При пользовании нормативным документом следует учитывать утвержденные изменения строительных норм и правил государственных стандартов, публикуемые в журнале «Бюллетень строительной техники», «Сборнике изменений к строительным нормам и правилам» Госстроя СССР и информационном указателе «Государственные стандарты СССР» Госстандарта СССР.

Государственный строительный комитет СССР (Госстрой СССР)

Строительные нормы и правила

Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов

Взамен разд. 8 и прил. 12-19 СНиП II-35-76, СН 542-81, разд. 7 СН 527-80, paзд. 6 CH 550-82, п.1.5 СНиП 2.04.05-86

Настоящие строительные нормы и правила следует соблюдать при проектировании тепловой изоляции наружной поверхности оборудования, трубопроводов и воздуховодов в зданиях, сооружениях и наружных установках с температурой содержащихся в них веществ от минус 180 до 600 °С.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Для тепловой изоляции оборудования, трубопроводов и воздуховодов, как правило, следует применять полносборные или комплектные конструкции заводского изготовления, а также трубы с тепловой изоляцией полной заводской готовности.

1.2. Для трубопроводов тепловых сетей, включая арматуру, фланцевые соединения и компенсаторы, тепловую изоляцию необходимо предусматривать независимо от температуры теплоносителя и способов прокладки.

Для обратных трубопроводов тепловых сетей при D_у 1.3. Арматуру, фланцевые соединения, люки, компенсаторы следует изолировать, если изолируется оборудование или трубопровод, на котором они установлены.

1.4. При проектировании необходимо также соблюдать требования к тепловой изоляции, содержащиеся в других нормативных документах, утвержденных или согласованных с Госстроем СССР.

2. ТРЕБОВАНИЯ К ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫМ КОНСТРУКЦИЯМ,
ИЗДЕЛИЯМ И МАТЕРИАЛАМ

2.1. Теплоизоляционные конструкции следует предусматривать из следующих элементов:

армирующих и крепежных деталей;

Защитное покрытие изолируемой поверхности от коррозии не входит в состав теплоизоляционной конструкции.

2.2. В теплоизоляционной конструкции пароизоляционный слой следует предусматривать при температуре изолируемой поверхности ниже 12 °С. Необходимость устройства пароизоляционного слоя при температуре от 12 до 20 °С определяется расчетом.

2.3. Для теплоизоляционного слоя оборудования и трубопроводов с положительными температурами содержащихся в них веществ для всех способов прокладок, кроме бесканальной, следует применять материалы и изделия со средней плотностью не более 400 кг/м 3 и теплопроводностью не более 0,07 Вт/ (м ×°С) (при температуре 25°С и влажности, указанной в соответствующих государственных стандартах и технических условиях на материалы и изделия). Допускается применение шнуров асбестовых для изоляции трубопроводов условным проходом до 50 мм включ.

Для изоляции поверхностей с температурой выше 400 °С в качестве первого слоя допускается применение изделий с теплопроводностью более 0,07 Вт/(м × °С).

2.4. Для теплоизоляционного слоя оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами следует применять теплоизоляционные материалы и изделия со средней плотностью не более 200 кг/м 3 и расчетной теплопроводностью в конструкции не более 0,07 Вт/ (м ×°С).

Примечание. При выборе теплоизоляционной конструкции поверхности с температурой от 19 до 0 ° С следует относить к поверхностям с отрицательными температурами.

Внесены
Министерством монтажных и специальных строительных работ СССР

Утверждены постановлением Государственного строительного комитета СССР от 9 августа 1988 г. № 155

Срок введения
в действие
1 января 1990 г.

2.5. Число слоев пароизоляционного материала в теплоизоляционных конструкциях для оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами содержащихся в них веществ приведено в табл. 1.

2.6. Для теплоизоляционного слоя трубопроводов с положительной температурой при бесканальной прокладке следует применять материалы со средней плотностью не более 600 кг/м 3 и теплопроводностью не более 0,13 Вт/(м × °С) при температуре материала 20 °С и влажности, указанной в соответствующих государственных стандартах или технических условиях.

Конструкция тепловой изоляции трубопроводов при бесканальной прокладке должна обладать прочностью на сжатие не менее 0,4 МПа.

Тепловую изоляцию трубопроводов, предназначенных для бесканальной прокладки, следует выполнять в заводских условиях.

2.7 . Расчетные характеристики теплоизоляционных материалов и изделий следует принимать по справочным приложениям 1 и 2.

2.8. Теплоизоляционные конструкции следует предусматривать из материалов, обеспечивающих:

тепловой поток через изолированные поверхности оборудования и трубопроводов согласно заданному технологическому режиму или нормированной плотности теплового потока;

исключение выделения в процессе эксплуатации вредных, пожароопасных и взрывоопасных, неприятно пахнущих веществ в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации;

исключение выделения в процессе эксплуатации болезнетворных бактерий, вирусов и грибков.

2.9. Съемные теплоизоляционные конструкции должны применяться для изоляции люков, фланцевых соединений, арматуры, сальниковых и сильфонных компенсаторов трубопроводов, а также в местах измерений и проверки состояния изолируемых поверхностей.

2.10. Применение засыпной изоляции трубопроводов при подземной прокладке в каналах и бесканально не допускается.

2.11. Для тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих вещества, являющиеся активными окислителями, не следует применять материалы самовозгорающиеся и изменяющие физико-химические, в том числе взрыво- и пожароопасные свойства при контакте с ними.

Число слоев пароизоляционного материала при различных температурах изолируемой поверхности и сроках эксплуатации теплоизоляционной конструкции

от минус 60
до 19 °С

от минус 61 до минус 100 ° C

ниже минус100 °С

Полиэтиленовая пленка,
ГОСТ 10354-82

Фольга алюминиевая, ГОСТ 618-73

Изол,
ГОСТ 10296-79

Рубероид,
ГОСТ 10923-82

Примечания: 1. Допускается замена пленки полиэтиленовой на пленку поливинилбутиральную клеящую по ГОСТ 9438-85; ленту поливинилхлоридную липкую по ТУ 6-19-103-78, ТУ 102-320-82; пленку полиэтиленовую термоусадочную по ГОСТ 25951-83 с соблюдением толщин, указанных в таблице.

2. Допускается применение других материалов, обеспечивающих уровень сопротивления паропроницанию не ниже, чем у приведенных в таблице.

Для материалов с закрытой пористостью, имеющих коэффициент паропроницаемости менее 0,1 мг/ (м ×ч ×Па), во всех случаях принимается один пароизоляционный слой. При применении заливочного пенополиуретана пароизоляционный слой не устанавливается.

Швы пароизоляционного слоя должны быть герметизированы; при температуре изолируемой поверхности ниже минус 60 °С следует также производить герметизацию швов покровного слоя герметиками или пленочными клеящимися материалами.

в конструкциях не следует применять металлические крепежные детали, проходящие через всю толщину теплоизоляционного слоя. Крепежные детали или их части следует предусматривать из материалов с теплопроводностью на более 0,23 Вт/(м × °С).

Деревянные крепежные детали должны быть обработаны антисептическим составом. Стальные части крепежных деталей должны быть окрашены битумным лаком.

2.12. Для оборудования и трубопроводов, подвергающихся ударным воздействиям и вибрации, не следует применять теплоизоляционные изделия на основе минеральной ваты и засыпную теплоизоляционную конструкцию.

2.13. Для оборудования и трубопроводов, устанавливаемых в цехах для производства и в зданиях для хранения пищевых продуктов и химико-фармацевтических товаров, следует применять теплоизоляционные материалы, не допускающие загрязнения окружающего воздуха. Под покровный слой из неметаллических материалов в помещениях хранения и переработки пищевых продуктов следует предусматривать установку сетки стальной из проволоки диаметром не менее 1 мм с ячейками размером не более 12х12 мм.

Применение теплоизоляционных изделий из минеральной ваты, базальтового или супертонкого стекловолокна допускается только в обкладках со всех сторон из стеклянной или кремнезёмной ткани и под металлическим покровным слоем.

2.14. Перечень материалов, применяемых для покровного слоя, приведен в рекомендуемом приложении 3.

Не допускается применение металлических покровных слоев при подземной прокладке трубопроводов. Покровный слой из стали рулонной холоднокатаной с полимерным покрытием (металлопласт) не допускается применять в местах, подверженных прямому воздействию солнечных лучей.

При применении напыляемого пенополиуретана для трубопроводов, прокладываемых в каналах, допускается покровный слой не предусматривать.

2.15. Теплоизоляционные конструкции из горючих материалов не допускается предусматривать для оборудования и трубопроводов, расположенных:

а) в зданиях, кроме зданий IV a и V степеней огнестойкости, одно- и двухквартирных жилых домов и охлаждаемых помещений холодильников;

б) в наружных технологических установках, кроме отдельно стоящего оборудования;

в) на эстакадах и галереях при наличии кабелей и трубопроводов, транспортирующих горючие вещества.

При этом допускается применение из горючих материалов:

пароизоляционного слоя толщиной не более 2 мм;

слоя окраски или пленки толщиной не более 0,4 мм;

покровного слоя трубопроводов, расположенных в технических подвальных этажах и подпольях с выходом только наружу в зданиях I и II степеней огнестойкости при устройстве вставок длиной 3 м из негорючих материалов не менее чем через 30 м длины трубопровода;

теплоизоляционного слоя из заливочного пенополиуретана при покровном слое из оцинкованной стали для аппаратов и трубопроводов, содержащих горючие вещества с температурой минус 40 °С и ниже в наружных технологических установках.

Покровный слой из трудногорючих материалов, применяемый для наружных технологических установок высотой 6 м и более, должен быть на основе стекловолокна.

2.16. Для трубопроводов надземной прокладки при применении теплоизоляционных конструкций из горючих материалов следует предусматривать вставки длиной 3 м из негорючих материалов не менее чем через 100 м длины трубопровода, участки теплоизоляционных конструкций из негорючих материалов на расстоянии не менее 5 м от технологических установок, содержащих горючие газы и жидкости.

При пересечении трубопроводом противопожарной преграды следует предусматривать теплоизоляционные конструкции из негорючих материалов в пределах размера противопожарной преграды.

3. РАСЧЕТ ТЕПЛОВОЙ ИЗОЛЯЦИИ

3.1.*Расчет толщины теплоизоляционного слоя производится:

а) по нормированной плотности теплового потока через изолированную поверхность, которую следует принимать:

для оборудования и трубопроводов с положительными температурами, расположенных на открытом воздухе, — по обязательному приложению 4 ( табл. 1, 2), расположенных в помещении, — по обязательному приложению 4 ( табл. 3, 4);

для оборудования и трубопроводов с отрицательными температурами, расположенных на открытом воздухе, — по обязательному приложению 5 ( табл. 1 ), расположенных в помещении, — по обязательному приложению 5 ( табл. 2);

для паропроводов с конденсатопроводами при их совместной прокладке в непроходных каналах — по обязательному приложению 6;

для трубопроводов двухтрубных водяных тепловых сетей при прокладке в непроходных каналах и подземной бесканальной прокладке – по обязательному приложению 7* ( табл. 1, 2);

При проектировании тепловой изоляции для технологических трубопроводов, прокладываемых в каналах и бесканально, нормы плотности теплового потока следует принимать как для трубопроводов, прокладываемых на открытом воздухе;

б) по заданной величине теплового потока;

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;

е) по заданному времени приостановки движения жидкого вещества в трубопроводах в целях предотвращения его замерзания или увеличения вязкости;

ж) по температуре на поверхности изоляции, принимаемой не более, °С:

для изолируемых поверхностей, расположенных в рабочей или обслуживаемой зоне помещений и содержащих вещества:

температурой выше 100°С. 45

температурой 100°С и ниже. 35

температурой вспышки паров не выше 45 °С. 35

для изолируемых поверхностей, расположенных на открытом воздухе в рабочей или обслуживаемой зоне, при:

металлическом покровном слое. 55

для других видов покровного слоя. 60

Температура на поверхности тепловой изоляции трубопроводов, расположенных за пределами рабочей или обслуживаемой зоны, не должна превышать температурных пределов применения материалов покровного слоя, но не выше 75 °С;

з) с целью предотвращения конденсации влаги из окружающего воздуха на покровном слое тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих вещества с температурой ниже температуры окружающего воздуха. Данный расчет следует выполнять только для изолируемых поверхностей, расположенных в помещении. Расчетная относительная влажность воздуха принимается в соответствии с заданием на проектирование, но не менее 60 %;

и) с целью предотвращения конденсации влаги на внутренних поверхностях объектов, транспортирующих газообразные вещества, содержащие водяные пары или водяные пары и газы, которые при растворении в сконденсировавшихся водяных парах могут привести к образованию агрессивных продуктов.

3.2. Толщина теплоизоляционного слоя для оборудования и трубопроводов с положительными температурами определяется исходя из условий, приведенных в подп. 3.1а— 3.1ж, 3.1и, для трубопроводов с отрицательными температурами — из условий подп. 3.1а— 3.1г.

Для плоской поверхности и цилиндрических объектов диаметром 2 м и более толщина теплоизоляционного слоя d _k , м, определяется по формуле

(1)

где l _k ‑ теплопроводность теплоизоляционного слоя, определяемая по пп. 2.7 и 3.11, Вт/(м × °С);

R_k — термическое сопротивление теплоизоляционной конструкции, м 2 × °С/Вт;

R_tot — сопротивление теплопередачи теплоизоляционной конструкции, м 2 × °С/Вт;

a _e ‑ коэффициент теплоотдачи от наружной поверхности изоляции, принимаемый по справочному приложению 9, Вт/(м 2 × °С);

R_m — термическое сопротивление неметаллической стенки объекта, определяемое по п. 3.3, м 2 × °С/Вт.

Для цилиндрических объектов диаметром менее 2 м толщина теплоизоляционного слоя определяется по формуле

, (2)

, (3)

где — отношение наружного диаметра изоляционного слоя к наружному диаметру изолируемого объекта;

r_tot — сопротивление теплопередачи на 1 м длины теплоизоляционной конструкции цилиндрических объектов диаметром менее 2 м, (м × °С)/Вт;

r_m— термическое сопротивление стенки трубопровода, определяемое по формуле (15);

d — наружный диаметр изолируемого объекта, м.

Величины R_tot, и r_tot в зависимости от исходных условий определяются по формулам:

а) по нормированной поверхностной плотности теплового потока (подп. 3.1а)

, (4)

где — температура вещества, °С;

t_e — температура окружающей среды, принимаемая согласно п. 3.6, °С;

q — нормированная поверхностная плотность теплового потока, принимаемая по обязательным приложениям 4*— 7*, Вт/м 2 ;

K₁ — коэффициент, принимаемый по обязательному приложению 10;

по нормированной линейной плотности теплового потока

, (5)

где q_e — нормированная линейная плотность теплового потока с 1 м длины цилиндрической теплоизоляционной конструкции, принимаемая по обязательным приложениям 4*— 7*, Вт/м;

б) по заданной величине теплового потока (подп. 3.1б)

, (6)

где А — теплоотдающая поверхность изолируемого объекта, м 2 ;

K_red — коэффициент, учитывающий дополнительный поток теплоты через опоры, принимаемый согласно табл. 4;

Q — тепловой поток через теплоизоляционную конструкцию, Вт;

(7)

где l — длина теплоотдающего объекта (трубопровода), м;

в) по заданной величине охлаждения (нагревания) вещества, сохраняемого в емкостях (подп. 3.1в)

, (8)

где 3.6 — коэффициент приведения единицы теплоемкости, кДж/(кг × °С) к единице Вт ×ч/(кг × °С);

— средняя температура вещества, °С;

Z — заданное время хранения вещества, ч;

V _m — объем стенки емкости, м 3 ;

— плотность материала стенки, кг/м 3 ;

— удельная теплоемкость материала стенки, кДж/(кг × °С);

— объем вещества в емкости, м 3 ;

— плотность вещества, кг/м 3 ;

— удельная теплоемкость вещества, кДж/(кг × °С);

— начальная температура вещества, °С;

— конечная температура вещества, °С;

г) по заданному снижению (повышению) температуры вещества, транспортируемого трубопроводами (подп. 3.1 г):

при , (9)

при , (10)

где ‑ расход вещества, кг/ч.

Формулы (9), (10) применяются для газопроводов сухого газа, если отношение , где Р — давление газа, МПа. Для паропроводов перегретого пара в знаменатель формулы (10) следует поставить произведение расхода пара на разность удельных энтальпий пара в начале и конце трубопровода;

д) по заданному количеству конденсата в паропроводе насыщенного пара (подп. 3.1д)

, (11)

где — коэффициент, определяющий допустимое количество конденсата в паре;

‑ удельное количество теплоты конденсации пара, кДж/кг;

е) по заданному времени приостановки движения жидкого вещества в трубопроводе в целях предотвращения его замерзания или увеличения вязкости (подп. 3.1е)

(12)

где Z — заданное время приостановки движения жидкого вещества, ч;

— температура замерзания (твердения) вещества, °С;

и ‑ приведенные объемы вещества и материала трубопровода к метру длины, м 3 /м;

‑ удельное количество теплоты замерзания (твердения) жидкого вещества, кДж/кг;

ж) для предотвращения конденсации влаги на внутренних поверхностях объектов, транспортирующих газообразные вещества, содержащие водяные пары (подп. 3.1 и):

для объектов (газоходов) прямоугольного ceчения

, (13)

где ‑ температура внутренней поверхности изолируемого объекта (газохода), °С;

‑ коэффициент теплоотдачи от транспортируемого вещества к внутренней поверхности изолируемого объекта, Вт/(м 2 ×°С);

для объектов (газоходов) диаметром менее 2 м

, (14)

где — внутренний диаметр изолируемого объекта, м.

Примечание. При расчете толщины изоляции трубопроводов, прокладываемых в непроходных каналах и бесканально, следует дополнительно учитывать термическое сопротивление грунта, воздуха внутри канала и взаимное влияние трубопроводов.

3.3. При применении неметаллических трубопроводов следует учитывать термическое сопротивление стенки трубопровода, определяемое по формуле

, (15)

где — теплопроводность материала стенки, Вт/ (м ×°С).

Дополнительное термическое сопротивление плоских и криволинейных неметаллических поверхностей оборудования определяется по формуле

, (16)

где — толщина стенки оборудования.

3.4. Толщина теплоизоляционного слоя, обеспечивающая заданную температуру на поверхности изоляции (подп. 3.1ж), определяется:

для плоской и цилиндрической поверхности диаметром 2 м и более

, (17)

где — температура поверхности изоляции, °С;

для цилиндрических объектов диаметром менее 2 м по формуле (2), причем В следует определять по формуле

, (18)

3.5. Толщина теплоизоляционного слоя, обеспечивающая предотвращение конденсации влаги из воздуха на поверхности изолированного объекта (подп. 3.1и) определяется по формулам:

для плоской и цилиндрической поверхности диаметром 2 м и более

, (19)