CS220765B2 - Method of isolating the pipe - Google Patents

Description

(54) Způsob izolování trubky

Za účelem tepelné izolace trubky, například kovové trubky s antikorozním ochranným povlakem, se na trubku nanese alespoň jedna kompozice zpěnitelného plastu k vytvoření první vnitřní vrstvy izolace o malé měrné hmotnosti, a tudíž vysoké izolační schopnosti, tato kompozice se zpění in sítu a na povrch poslední nanesené vnitřní vrstvy se nanese kompozice zpěnitelného plastu k vytvoření vnější vrstvy izolace o vyšší měrné hmotnosti, přičemž vnější vrstva má měrnou hmotnost alespoň o 25 % vyšší, než je měrná hmotnost kterékoliv vnitřní vrstvy a tloušťku 5 až 30 % celkové tloušťky vrstvy.

Vynález se týká způsobu izolování trubky, . například kovové trubky s antikorozním ochranným povlakem, alespoň jednou vnitřní vrstvou a jednou vnější vrstvou izolace z pěnového plastu..

Podle známého způsobu provedení bylo navrženo izolovat trubku nástřikem jedné nebo více vrstev pěnového plastu, jako je pěnový polyuretan, nanesená vrstva nebo vrstvy jsou vytvrzeny a opatří se nánosem izolace nebo obalem z izolačního materiálu, který působí jako ochranná nebo bariérová vrstva. Tento způsob popisuje např. . Bauer a spolupracovníci v patentu USA č. 3 480 493. Vrstva pěnové izolace, která vznikne při tomto výrobním procesu, má měrnou hmotnost odpovídající vlastnostem, které vyplývají z požadavků na maximální tepelnou izolaci a požadavkům na maximální pevnost a odolnost proti poškození ' a abrazi. Je také známý způsob podle Hendersona a spolupracovníků, popsaný v patentu USA číslo 4 044 315, kdy se na trubku nastříká směs zpěnitelné kapaliny, tvořená pěna se obalí ochranným materiálem ve tvaru například fólie, a to ještě před tím,. než došlo k úplnému vytvrzení ' pěny. Tím dojde ke zvýšení měrné hmotnosti pěny v místě u vnějšího povrchu. Větší nevýhodou tohoto procesu je, že je omezen na šroubovicově navíjenou ochrannou fólii, kterou se opatřuje povrch izolace. Tato fólie je navíjena na tahu, aby se docílilo zvýšení měrné hmotnosti na vnějším povrchu pěnové vrstvy. Takový výrobní proces se za podmínek, běžných při výrobě, kontroluje poměrně obtížně. Stupeň zvýšení měrné hmotnosti a tloušťka vrstvy o vyšší měrné hmotnosti závisejí ' na různých kritických faktorech, například i na teplotě pěnového plastu, rychlosti zpěňování směsi plastu, na vytvrzování plastu, na prodlevě před aplikací ochranné fólie a na tahu, jakým je ochranná fólie při navíjení napínána. Všechny tyto faktory ovliňují stupeň vytvrzení pěnového plastu před aplikací ochranné fólie. Kromě toho tloušťka vrstvy o zvýšené měrné hmotnosti závisí na tloušťce a stlačitelnosti pěnové hmoty o nízké hmotnosti.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny způsobem podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se na trubku nanese alespoň jedna kompozice zpěnitelného plastu k vytvoření první vnitřní vrstvy izolace, tato kompozice se zpění in šitu až dosáhne měrná hmotnost 0,024 až 0,096 g/cm³, a na povrch poslední nanešené vnitřní vrstvy se nanese kompozice zpěnitelného plastu k vytvoření vnější vrstvy izolace, přičemž nanášení se provádí před zpěněním nebo vytvrzením nebo po zpěnění nebo vytvrzení poslední nanesené vnitřní vrstvy izolace, načež se nanesená kompozice k vytvoření vnější vrstvy zpění in šitu až do dosažení tuhosti a měrné hmotnosti alespoň o 25 % vyšší, než je měrná hmotnost kterékoliv vnitřní vrstvy.

a tloušťky - 5 až 30 % celkové tloušťky vrstev.

Zmíněné kompozice zpěnitelného plastu jsou s výhodou kompozice obsahující polyuretan.

Protože tloušťka a hmotnost každé vrstvy je na druhé nezávislá a může být individuálně přizpůsobena a. kontrolována, umožňuje proces podle tohoto - vynálezu použití vnitřní vrstvy, mající vysokou tepelně izolační schopnost při nízkých nákladech a při aplikaci vnější vrstvy o vyšší pevnosti a vyšší - měrné hmotnosti. Tyto výhody se docílí při celkově nižší ceně izolace. Použité dvě vrstvy izolace poskytují kombinaci vlastností, které jsou optimální pro izolaci trubek a pro jejich ochranu, a to při minimálních celkových nákladech.

Stupeň rozdílnosti měrné hmotnosti - mezi vnitřní a vnější izolační vrstvou, potřebný pro dosažení optimálního výsledku, závisí na průměru trubky, na relativní tloušťce vrstev, na minimální požadované pevnosti a na rozdílu teploty mezi trubkou a jejím okolím, stejně i jako na dalších méně podstatných faktorech. Řečeno všeobecně, měrná hmotnost vnější vrstvy má být alespoň o 25 procent větší než vnitřní vrstvy . a tloušťka vnější vrstvy má být od 5 do 3Ó % celkové tloušťky vrstev pěnové - izolace. Pokud je to považováno za vhodné, může být vnitřní vrstva dále dělena do dvou nebo více vrstec, nanášených na sebe v návaznosti, přičemž fyzikální vlastnosti těchto vrstev jsou odlišné.

Podstata vynálezu je blíže Objasněna na přiložených výkresech, -kde na obr. 1 je řez znázorňující jedno provedení podle - vynálezu - a - na obr. 2 - je rez znázorňující- další provedení podle vynálezu.

Na provedení, znázorněném - na obr, 1, je kovová trubka 10 opatřena vnitřní - vrstvou 12 izolace ze zpěnitelného - pevného . . polyuretanu o nízké měrné hmotnosti 0,032 až 0,096 g/cm³. Tato vnitřní vrstva 12 izolace ze zpěněného plastu má tloušťku asi 2,5 až 15,5 cm a je obklopena vnější vrstvou 14 izolace ze zpěněného pevného polyuretanu o měrné hmotnosti nejméně o 25 % vyšší, než je měrná hmotnost vnitřní vrstvy 12. Přitom má tato vnější - vrstva 14 ' izolace tloušťku od 5 - do 30 % celkové tloušťky vnitřní vrstvy 12' a vnější vrstvy 14 izolace.

Podle výhodného provedení vynálezu má vnitřní vrstva 12 zpěněné izolace - rozdíly oproti vnější vrstvě 14 nebo většímu počtu takových vrstev, které spočívají nejen v nižší měrné hmotnosti, a tudíž vyšší izolační kapacitě, ale také ve vyšší odolnosti vůči teplu, tedy v tom, že . vnitřní vrstva je tepelně stálá při vyšších teplotách, například až do 177 °C, kdežto vnější vrstva nebo vrstvy zpěněné izolace vykazují tepelnou stálost pouze do teploty například 93,5 °C.

Druhé provedení podle vynálezu je znázorněno na obr. 2. Trubka 10 je zde určena pro dopravu horkých kapalin při teplotě cd 150 do 180 °C. Trubka 10 je zde opatřena vnitřní vrstvou izolace, která je dále rozdělena na prvou vrstvu 20 izolace ze zpěněného polyuretanu o nízké měrné hmotností zvoleráho tak, a^by b^yl stabilní při teplotě až do 180 °C a na druhou vrstvu 22 izolace ze z^pěn^ěn^ého pcl^yuretanu^, o ^přibližně stejn^ě níztó m^ěrn^é hmotnosti, ale zvotend ho tak, aby byl stabilní pouze do teplot kolem 100 °C.

Vnější vrstva 24 pěnového polyuretanu o vysoké měrné hmotnosti má měrnou hmotnost alespoň o 25 % větší než vrstva 20 nebo 22, a má tloušťku od 5 do 30 % celkové tloušťky vrstev Z0, 22, 24. V dalším provedení podle vynálezu, kdy trubka 10 je určena pro rozvod chladicích kapalin za velmi níz^kých te^plo^t, ^řádov^ě v rozsa^hu —¹²9 °C je vrstva 20 vytvořena tak, že je polotuhá místo tuhá, aby se tak zabránilo křehkosti a ^pří^padnému ^pras^kání v ^průt>^ěhu ^používání, a vrstvy 22, 24 jsou vytvořeny tak, aby byly tuhé.

Při aplikaci z^působu ^po^dle to^hoto vyn^álezu je tru№a, která je ofrvykle · z ocel^ nej^prve o^hřát^{á p}ro o^traněrn kon^denzační vlhkosti a je očištena ^pro odstranění nečistoh ok^ují a rzi. Pro tento účel mo^hou ^bý^{t p}oužit^y jakkoliv bě^žn^é z^působy č^ištění, jako ^je otr^ys^kání ^pískem nebo ^kovovými čás tteem okartá^č'ov^án^í ne^bo ^podo^bn^é způso^by. Je-li to žá^dcucí^, mohou hýt ^použi^té dv^ě neho více takových metod.

V některých případech může být žádoucí opatřit povrch trubky nejprve protikorozn^ím ^pov^lakem je^{ště př}e^d nanesením z^pěnb telného plastu. To však není vždy nutné. Jako proUkorozm povlak lze apHkovat jakýkoliv protikorozní materiál nebo způsob. Může být ovinutá polyetylénová vrstva s but^ylkauču^kovým adhez^em ve formě pásky^ epoxidová izolace, teplem aktivované adhezívum nebo asfalt. Zpěnítelný termoplast mů^že být nanesen na ^holou trubku nebo na povrch jakéhokoliv protikorozního povlaku nanesen^ého nejprve na tru^bku. Obvykte je žádoucí, aby teplota trubky byla vyšší než je ^po^kojová te^plota. Přesná te^plota závmí na povaze a složení zpěnitelného plastu. Takový plast je obvykle aplikován ve formě materiálu stříkaného stříkací tryskou na rotující trubku, která postupuje podél několika trysek. . Může být použité různé · složení zpěniteteých polyuretanových ^plastů a složed závisí na charakteristice, která je od konečn^ého ^produ^ktu ^poža^dována. ZvMšf vhodné složení je kapalná směs látek, reagujících za vzniku polyuretanu a obsahující konvenční zpěňovací látku v množství, potřebném ^pro vznik ^pěn^y maj^íc^í požadovanou měrnou hmotnost která můte být asi 0^,024 až 0^,096 ^g/cm³. Prvá vrstva z^pěniteln^é kapa líny se nechá zpěnit vlivem zpěňovacího čin^idla. l’loušť^ka ^prv^é vrste^{y p}ěn^y se ··může v širokém rozsahu lišit v závislosti na stejných faktorech, které byly výše rozvedený ve spojení s rozdíly v měrné hmotnosti izo^lačn^íc^h vrstev^, mů^že se lišit podle průměru trub^ky a po^dle teploty při které bude v trubce dovozováno ^dopravované m^édíum. Všeobecně je možné uvést, že se tloušťka vrstvy bude ^poh^ybovat v rozmezí asi 2Д4 až 15^,24 centimetru.

Vnější vrstva 14 nebo 24 zpěnitelného plastu je potom nanesena na vnější povrch prv^é z^pěn^ěné izotačrn vrstv^{y p}omoc^í nástřiku, ^prove^deného oOvyldým způs^em na povrch rotující a dopředně posunované trubky. Druhá vrstva může být na prvou nanesena před nebo po vytvrzení prvé vrstvy a · dokonce ^před tm ne^ž b^ylo dokonáno vypěnM prvé vrstvy. V jednom provedení podle vynálezu je složern druhé^ho zpěniteteélro pla^stu o^dli^šn^é svým složemm o^d prv^ého^, pouze množstvím zpěňovacího činidla. Složení je upraveno tak, že zpěněná izolace z plastu má ve své vrc^hn^í vrsteě m^ěrnou ^hmo^tncs^{t a}lespoň o 2⁵ % vyšš^ než je m^ěrn^{á h}motnost ^prvé vrstv^y a tteusťto ^prv^é vrdv^y je od 5 do 30 °/o celkov^é tloušťty obou vrstev. V jiném ^proveden^{í p}o^dle v^yn^álezu může mft vnější vrstva 14 nebo 24 nižší tepelný od^por než vnitřm vrstva nebo má v^ětší teho^ nebo má obě tyto odlišné vlastnosti.

Celková tlouštíka z^pěn^ěn^{é 1}zc^lace^, ste^jn^{ě ja}ko tloušťka vniitřm vrstev ^tj. asi ^2,54 až 15^,24 (эд se mů^že liSH v z^ávitlcttⁱ na rozdílu te^plot^y obsahu trub-^ky a o^koM trub^ dále ^podle ^průměru trub^ m^ěrn^é hmoteo^ ti ^pěnov^ého ^plas^tu a^pod.

^pro rozdíl teplot mezi 41^,5 až 1⁵⁰ °C obv^ykle ^posta^čí tlou^šťka mezi · asi 2Д⁴ až 1^5,24 centtmetru. Všeobecně lze říc^ že čím v^ětsí je rozdíl teploty mezi ^potru^bím a zem^ tím má být větší tloušťka izolace. V chladírens^kém ^prům^yslu se norm^ně použ^ívá ^pro větší' rozdíl^y teplot tlouě^a ^lyuretanové pěny mezi 7,6 až 15,24 cm. Pro potrubí na ^hor^ký dej je obvyklý rozdů teplot mezi ^55,5 až 89 °C. Pro horké potrubí s olejem je normálrn tloušťka izotece ^2,54 a^ž 6^,4 cm. Potrubí pro · dopravu roztavené síry se opatřuje pěnovou izolací o tloušťce 6,3 až 7,65 cm, přičemž vnitřní vrstva 12 nebo 20 je zvolena tak, aby odolávala vysoké teplotě, tj., aby byla stabilní při teplotách až do 149 °C. Potru^{bí p}ro ^hor^ký o^lej^{, p}o^kud je doženo v ^půdě, vyžaduje za normálních podmínek tlouš^u ^pěnové ⁱzo^lace 5Д cm ne^bo méně. Polyuretanová pěna vykazuje · extrémně nízkou hodnotu tepelné · přestupnosti, která je řá^dov^ě asi třitoát menší ne^ž te^pelná ^přestupnost pěnového skla.

V dalším je uvedeno vhodné složení pro výrobu dostatečně tuhé pěny.

Složka	Hmotnostní díly
Metyléndifenyldiisokyanát	115
Polyol	100
Silikonový olej	1
Trietyléndiamin	0,5
Dibutyl-Sn-dilaurát	0,1
Trichlormonofluormetan	35,0
Tris (2-chlor oetyl) fosfát	10

Všechny tyto složky s výjimkou diisokyanátu se předem promíchají, diisokyanát se vmíchá bezprostředně před zpěňováním a stříkáním obvyklým zařízením, aby vznikla tuhá pěna mající měrnou hmotnost 0,029 g/ /cm³. Snížení podílu trichlormonofluormetanu má za následek zvýšení měrné hmotnosti. Zvýšení podílu pevných látek ve výše uvedeném předpisu, stejně jako přidání 30 dílů metylcelulózy bez zvýšení přídavku pěnidla, také vede ke zvýšení měrné hmotnosti. Vyšší odolnost pěnového plastu proti teplotě se docílí konvenčními technikami složení směsi a výběrem složek, jako například reakcí látek obsahujících aromatické aminy se zbývajícími složkami, jak se popisuje například v patentu USA č. 3 909 465.

«

Zvýšená odolnost vůči drobivosti, která je také žádoucí pro vnější vrstvu pěnové izolace, může být také docílena volbou polyolových příměsí, jak je popsáno například v patentu USA č. 3 928 257 nebo č. 3 928 258.

Na vnější vrstvu pěnové izolace může být nanesen jakýkoliv druh povlaku. Například je možné opatřit vnější povrch Izolace navíjením nebo extruzí, vrstvou mající ochranný charakter nebo působící jako bariéra proti vlhkosti, a to bud z papíru, nebo plastu, například z polyetylénu nebo z polypropylenu. Je možné zhotovit povlak nebo ovin z plastu, majícího tvarovou paměti a vhodně smrštěného tak, aby odpovídal povrchu pěnové izolace, je možné nanést také povlak z tekuté epoxidové pryskyřice vytvrzené na místě, nebo použít vrstvu asfaltového mastiku nebo vrstvu jakéhokoliv konvenčního ochranného materiálu. Vzhledem к dobré odolnosti nanesené pěnové izolace proti promáčknutí a proti poškození abrazí, zvláště vnější vyrobené vrstvy pěnového polyuretanového plastu, zhotovené v souladu s tímto vynálezem, je vrchní dodatečná krycí vrstva potřebná pouze pro docílení odolnosti proti vpichu a pro zábranu vnikání vlhkosti.

Claims (2)

1. PÍEDMÉT

   1. Způsob izolování trubky, například kovové trubky s antikorozním ochranným povlakem, alespoň jednou vnitřní vrstvou a jednou vnější vrstvou izolace z pěnového plastu, vyznačený tím, že se na trubku nanese alespoň jedna kompozice zpěnitelného plastu к vytvoření první vnitřní vrstvy izolace, tato kompozice se zpění in šitu až dosáhne měrné hmotnosti 0,024 až 0,096 g/ /cm³, a na povrch poslední nanesené vnitřní vrstvy se nanese kompozice zpěnitelného plastu к vytvoření vnější vrstvy izolace, přičemž nanášení se provádí před zpěněním

   VTNÁLBZU nebo vytvrzením, nebo po zpěnění nebo vytvrzení poslední nanesené vnitřní vrstvy izolace, načež se nanesená kompozice к vytvoření vnější vrstvy zpění in šitu až do dosažení tuhosti a měrné hmotnosti alespoň o 25 °/o vyšší, než je měrná hmotnost kterékoliv vnitřní vrstvy, a tloušťky 5 až 30 % celkové tloušťky vrstev.
2. 2. Způsob izolování trubky podle bodu 1, vyznačený tím, že kompozice zpěnitelného plastu jsou kompozice obsahující polyuretan.