В нефтеперерабатывающей промышленности к безопасности и надежности оборудования предъявляются высокие требования. Во многом эти параметры зависят от того, какие изоляционные материалы применяются для защиты оборудования. От качества изоляционных материалов зависит пожарная безопасность на производстве. Для комфорта обслуживающего персонала, нужна надежная звукоизоляция оборудования. Теплоизоляционные материалы, используемые в промышленности, должны сохранять свою эффективность в различных климатических условиях. Решая проблемы безопасности важно учитывать проблемы снижения веса, увеличение полезного объёма и полезной нагрузки.
Первая проблема. Тепловые потери от корпусов технологических печей НПЗ.
По данным исследований печей Омского, Новокуйбышевского, Московского, Сызранского и ряда других НПЗ, проведенных ООО «Теплозащита» в 2011-2015 годах.
В процессе эксплуатации технологической печи температура на её поверхности повышается на 3 С, а расход топлива увеличивается на 0,3% в среднем за год.
Вторая проблема. Шумоизоляция оборудования.
Одна из проблем в промышленности заключается в создании эффективных систем подавления шума и вибрации на оборудовании. Одним из основных способов борьбы с шумом — применение виброизолирующей подвески с повышенным шумовым поглощением в опорах главных двигателей. Применяемые в настоящее время резиновые и пружинные опоры обладают рядом преимуществ — низкие эксплуатационные затраты, низкая стоимость, высокая надёжность. Недостатком таких опор считается хорошая звуковая проводимость в определённых областях частот. На это обращают внимание многие учёные. Попытки усовершенствования металлических опор были направлены на снижение жёсткости подвески в рамках классической теории колебаний. С одной стороны такой метод применим только для не большого оборудования, с другой — он не решает основную проблему хорошей звуковой проводимости. Для резинометаллических опор главных двигателей применялись промежуточные массы, которые оказались недостаточно эффективными. В последнее время резко увеличивают толщину верхней фундаментной балки, но это также не даёт ожидаемый результат.
Шум от работы оборудования, представляет собой акустические колебания в широком частотном спектре, включая инфразвуковой и ультразвуковой диапазоны. Шум от источников механизмов распространяется в основном по воздуху и в виде звуковой вибрации по корпусным конструкциям. В первом случае он называется воздушным, во втором структурным.
Воздушный шум является определяющим в основном для помещений, где размещены его источники. В жилые и служебные помещения он может проникать через стены, окна, по вентиляционным каналам и др.
Структурный шум распространяется от механизмов и устройств через фундаменты или всевозможные нежесткие конструкции (трубопроводы, тяги крепления и др.). При этом передача акустической энергии по конструкциям происходит с очень малыми потерями. Возникающая звуковая вибрация этих конструкций вызывает упругие колебания воздуха, которые воспринимаются как воздушный шум. Структурная вибрация обусловливает шумность жилых и служебных помещений, несмежных с энергетическим отделением.
Третья проблема. Огнезащита сооружений и оборудования.
Для обеспечения пожарной безопасности сооружений и оборудования применяют огнестойкие изоляционные плиты с покрытием или без. В качестве покрытия выступают стеклоткани плотностью от 50 до 400 г/м2 и алюминиевая фольга. Теплоизоляционные плиты с покрытием обладают рядом дополнительных преимуществ, поскольку покрытие, во-первых, облегчает уборку и техническое обслуживание поверхности; во-вторых, покрытие укрепляет теплоизоляционный слой, что позволяет сделать его более тонким и легким. В свою очередь, более тонкая и легкая изоляция означает более удобный монтаж и эксплуатацию.
Теплоизоляционные материалы на основе базальтового волокна без покрытия применяется в зашиваемых помещениях или там, где изолируемые поверхности скрыты другими конструкциями.
Четвёртая проблема. Защита сооружений от воздействия солнечной радиации.
Простой и эффективной способ обеспечить необходимые условия — выбрать верный цвет краски с высокой степенью отражения солнечного света. Черная поверхность практически полностью поглощает солнечное излучение; цветная — на 60%. Даже светло-серая краска отразит только около 50% солнечной энергии. Но чистый белый цвет справится гораздо лучше, избавив вас от 60% излучения.
Разница температур может стать критическим фактором.
Пятая проблема. Тепловая изоляция оборудования.
Для теплоизоляции оборудования и труб используются плиты и маты на основе базальтового волокна с покрытием. Покрытие из стеклоткани или алюминиевой фольги позволяет применять менее плотные изоляционные слои. Различные виды покрытий позволяют подобрать наиболее подходящий тип теплоизоляции для каждой конкретной конструкции. Плиты и маты с покрытием рекомендуется использовать там, где изолируемая поверхность остается на виду, а также за подвесными потолками.
Также можно использовать изоляционные материалы без покрытия. Маты на основе базальтового волокна без покрытия подходят для теплоизоляции скрытого оборудования и конструкций сложной конфигурации.
На сегодняшний день на российском рынке теплоизоляционных материалов представлена продукция как отечественных, так и зарубежных производителей.
В ходе изучения зарубежного опыта и обследований систем с наружной теплоизоляцией, выявлены три основных типа тепловой изоляции.
1 тип. Минераловатная изоляция. Крепление теплоизоляционного слоя штырями предусматривается для вертикальных и горизонтальных поверхностей с большим радиусом кривизны и плоских поверхностей (танков для хранения нефти и нефтепродуктов, бойлеров горячей воды, танков для питьевой воды и для технических нужд, выхлопных коллекторов судовых силовых установок, другого крупногабаритного оборудования). Штыри для крепления теплоизоляционного слоя могут быть вставными (если предусмотрены скобы для крепления штырей) или приварными.
2 тип. Изоляция оборудования пенополиуретановыми покрытиями.
3 тип. Новое направление в тепловой изоляции — сверхтонкие теплоизоляционные покрытия. Данные покрытия активно применяются для тепловой изоляции военных и гражданских судов в США и Японии с 1995 года. Большой интерес к данным покрытиям проявляют строители Англии, Норвегии, Италии и в России. За этим направлением будущее.
Постановка задачи.
Конструкции известных систем тепловой защиты, огнезащиты, систем снижения уровня шума в той или иной степени решают поставленные задачи. Однако комплексно проблема тепловой защиты, огнезащиты, снижения уровня шума, не решена.
Техническая задача, на решение которой направлено наше предложение, заключается в создании многослойного композитного покрытия, состоящего из смеси диспергированных в воде полимеров (латекса) и различных для каждого слоя (не менее двух слоёв) наполнителей
Композитное многослойное покрытие (далее КП) представляющее собой состав полимеров (латекс), воды и диспергированных в этой композиции наполнителей (далее по тексту – состав), предназначенный для получения защитных покрытий. КП — жидкая, латексная, керамическая форма изоляции.
Имея общую основу, латекс, каждый из слоёв (не менее двух слоёв)имеет различные по составу наполнители, обеспечивающие каждому слою разные физические свойства.
Составы слоёв КП.
Слой ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ — состав из смеси акриловых полимеров, воды и диспергированных в этой композиции наполнителей — закрытого пористого перлита (микросфер).
Слой ОГНЕЗАЩИТА — состав из смеси акриловых полимеров, воды и диспергированных в этой композиции наполнителей – закрыто пористого перлита (микросфер) и огнеупорных элементов, образующих при воздействии пламени твердый слой из пепла.
Слой ЗВУКОИЗОЛЯЦИЯ — состав из смеси акриловых полимеров, воды и диспергированных в этой композиции наполнителей – антивибрационные и звукопоглощающие наполнители, шумоподавляющие ингредиенты высокой плотности (например, бариты), или окислы тяжёлых металлов.
Слой АНТИКОРРОЗИЯ — состав из смеси акриловых полимеров, воды и диспергированных в этой композиции – закрыто пористого перлита (микросфер) и ингибиторов коррозии.
Слой АНТИСКОЛЬЖЕНИЕ — состав из смеси акриловых полимеров, воды и диспергированных в этой композиции наполнителей – отходы абразивов или измельчённые натуральные камни.
Слой ДЕКОРАТИВНАЯ ОКРАСКА — состав из смеси акриловых полимеров, воды и диспергированных в этой композиции наполнителей – закрыто пористого перлита (микросфер) и натуральных или искусственных красителей.
В зависимости от поставленных задач происходит комбинация слоёв КП, определяется состав наполнителей, толщина каждого из слоёв.
После полимеризации всех слоёв композитного покрытия на поверхности корпуса (оборудования) образуется монолитное, неоднородное по структуре покрытие, обеспечивающее заданные параметры эксплуатации, например, поглощение вибрационных колебаний и снижение шума, снижения потерь или поступлений тепла, повышения огнестойкости конструкции, снижение конденсатообразования, отражение радиации, и так далее.
Комбинации различных по содержанию наполнителей слоёв усиливают физические особенности конечного покрытия. Например — покрытие, состоящее из теплоизоляционного слоя 0,4 мм и огнезащитного слоя 0,4 мм, имеет большую огнестойкость, чем покрытие, состоящее из огнезащитного слоя 0,8 мм.
ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КОМПОЗИТНОГО ПОКРЫТИЯ
Защита корпуса нефтеналивного судна.
• сохранение тепла или холода в каютах и отсеках;
• защита от поступления избыточного тепла от работающих силовых установок;
• защита от ожогов при контакте с изолируемой поверхностью;
• дополнительная защита металлических поверхностей от коррозии;
• снижение образования льяльных вод (конденсация);
• снижение уровня вибрации, звукоизоляция;
• предотвращение распространения пламени в случае пожара.
Одно из возможных решений (внутренняя сторона борта судна).
Первый слой (BA-001), толщиной 0,2 мм, состав из смеси акриловых полимеров, воды и диспергированных в этой композиции – закрыто пористого перлита (микросфер) и ингибиторов коррозии.
Второй слой (BS-001), толщиной 1,0 мм (наносится за 2 прохода по 0,5 мм каждый), состав из смеси акриловых полимеров, воды и диспергированных в этой композиции наполнителей — шумоподавляющие ингредиенты высокой плотности (например, бариты) и окислы тяжёлых металлов.
Третий слой (BT-001), толщиной 1,0 мм (наносится за 3 прохода по 0,2-0,4 мм каждый), состав из смеси акриловых полимеров, воды и диспергированных в этой композиции наполнителей — керамические микросферы и оксиды кальция, кремния, титана.
Четвёртый слой (BF-001), толщиной 0,8 мм (наносится за 2 прохода по 0,4 мм каждый), составы из смеси акриловых полимеров, воды и диспергированных в этой композиции наполнителей – керамические микросферы и огнеупорные элементы, образующие при воздействии пламени твердый слой из пепла.
Подобная комбинация композитного покрытия общей толщиной 3,0 мм позволит:
— исключить коррозию корпуса судна под покрытием;
— снизить шум от вибрационных колебаний на 4-5 Дб;
— снизить образование конденсата на внутренней поверхности корпуса судна (льяльные воды);
— обеспечить огнестойкость конструкции от воздействия открытого пламени на 60 минут (класс А-60).
Свежие комментарии