RU2451871C1 - Method of pipe and equipment covering - Google Patents
Method of pipe and equipment covering Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451871C1 RU2451871C1 RU2010148872/06A RU2010148872A RU2451871C1 RU 2451871 C1 RU2451871 C1 RU 2451871C1 RU 2010148872/06 A RU2010148872/06 A RU 2010148872/06A RU 2010148872 A RU2010148872 A RU 2010148872A RU 2451871 C1 RU2451871 C1 RU 2451871C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- suspension
- microspheres
- coating
- thermal insulation
- binder
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики и предназначено для использования при теплоизоляции трубопроводов в системах теплоснабжения и горячего водоснабжения. При этом применение изобретения возможно также для теплоизоляции арматуры и иного оборудования указанных систем.The invention relates to the field of energy and is intended for use in the insulation of pipelines in heating systems and hot water supply. In this case, the application of the invention is also possible for thermal insulation of valves and other equipment of these systems.
Из уровня техники известен способ теплоизоляции трубопроводов с использованием теплоизоляционного покрытия, состоящего из связующего материала и введенных в него полых микросфер, объемная концентрация которых в покрытии составляет 20-90% (RU 62643 U1, E21B 17/00, 27.04.2007). Однако использования раскрытого в указанном источнике технического решения недостаточно для выполнения покрытия, характеризующегося максимальной теплоизоляцией, поскольку заданная объемная концентрация микросфер в покрытии может быть обеспечена применением микросфер разного диаметра. Как будет показано ниже, диаметр микросфер имеет существенное значение для эффективной теплоизоляции. Для уменьшения лучистой составляющей процесса теплопередачи (или излучения) между изолируемой поверхностью и внешней средой покрытие может быть снабжено слоем из алюминиевой фольги.The prior art method for thermal insulation of pipelines using a thermal insulation coating consisting of a binder material and hollow microspheres inserted into it, the volume concentration of which in the coating is 20-90% (RU 62643 U1, E21B 17/00, 04/27/2007). However, the use of the technical solution disclosed in the indicated source is not enough to provide a coating characterized by maximum thermal insulation, since a given volume concentration of microspheres in the coating can be achieved by using microspheres of different diameters. As will be shown below, the diameter of the microspheres is essential for effective thermal insulation. To reduce the radiant component of the heat transfer process (or radiation) between the insulated surface and the external environment, the coating can be provided with a layer of aluminum foil.
Однако использование алюминиевой фольги усложняет технологию сборки трубопровода, а также влечет риск нарушения экранирующего слоя в результате механических воздействий, что в конечном итоге снижает эффективность экранирования.However, the use of aluminum foil complicates the technology of assembly of the pipeline, and also entails the risk of disruption of the shielding layer as a result of mechanical stresses, which ultimately reduces the effectiveness of shielding.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является способ теплоизоляции трубопроводов с использованием теплоизоляционного покрытия в виде суспензии, содержащей связующий материал с введенными в него микросферами, причем объемная концентрация микросфер в покрытии составляет 5-95%, а диаметр микросфер - 10-500 мкм (RU 2251563 С2, C09D 5/02, 20.11.2004). В данном покрытии применена смесь микросфер разного диаметра, значения которого находятся в указанном диапазоне. Широкие пределы диапазонов концентрации и диаметров микросфер не позволяют судить о том, как выполнить покрытие с максимальной теплоизоляцией, при этом не определена связь между концентрацией микросфер и их диаметром. Кроме того, в данном покрытии не предусмотрены средства экранирования излучения, посредством которого теряется значительная часть тепловой энергии.The closest in technical essence to the claimed invention is a method of thermal insulation of pipelines using a heat-insulating coating in the form of a suspension containing a binder with microspheres introduced into it, and the volume concentration of microspheres in the coating is 5-95%, and the diameter of the microspheres is 10-500 μm ( RU 2251563 C2, C09D 5/02, 20/20/2004). In this coating, a mixture of microspheres of different diameters is used, the values of which are in the specified range. The wide limits of the concentration ranges and diameters of the microspheres do not allow one to judge how to perform the coating with maximum thermal insulation, while the relationship between the concentration of the microspheres and their diameter is not defined. In addition, this coating does not provide means for shielding radiation, through which a significant part of the thermal energy is lost.
Технической задачей изобретения является максимизация теплоизоляционных свойств покрытия без модификации связующего материала, микросфер или изолируемой поверхности, повышение теплоизоляционных свойств покрытия и повышение эффективности экранирования без ухудшения прочности покрытия.An object of the invention is to maximize the heat-insulating properties of the coating without modifying the binder material, microspheres or insulated surface, increase the heat-insulating properties of the coating and increase the efficiency of shielding without compromising the strength of the coating.
Для решения этой задачи в известном способе теплоизоляции трубопроводов и оборудования, включающем подготовку подлежащей теплоизоляции поверхности, приготовление суспензии на основе связующих полимеров и наполнителя в виде полых микросфер, нанесение слоя суспензии на указанную поверхность и полимеризацию полученного покрытия, в суспензии в качестве связующего полимера используют полимеризирующийся связующий материал, обладающий в полимеризированном состоянии термической и коррозионной стойкостью, в качестве наполнителя в суспензии выбраны полые монодисперсные микросферы, имеющие наружный диаметр 60-100 мкм и концентрацию в пределах 70-85%, после полимеризации наносят другой слой, содержащий связующий полимер и алюминиевую пудру, при этом обеспечивают объемную концентрацию алюминиевой пудры в другом слое в пределах 50-85%.To solve this problem, in the known method of thermal insulation of pipelines and equipment, including preparing the surface to be insulated, preparing a suspension based on binder polymers and a filler in the form of hollow microspheres, applying a layer of the suspension to the indicated surface and polymerizing the resulting coating, polymerizable is used as a binder polymer in suspension a binder material in the polymerized state of thermal and corrosion resistance, as a filler in suspension hollow monodisperse microspheres having an outer diameter of 60-100 μm and a concentration in the range of 70-85% were selected; after polymerization, another layer containing a binder polymer and aluminum powder was applied, while providing a volume concentration of aluminum powder in another layer within 50-85 %
Кроме того, в способе теплоизоляции могут быть использованы вакуумированные микросферы.In addition, evacuated microspheres can be used in the thermal insulation method.
Дополнительно в способе теплоизоляции могут быть использованы газонаполненные микросферы.Additionally, gas-filled microspheres can be used in the thermal insulation method.
Кроме того, в способе теплоизоляции суспензию могут наносить не менее чем в два слоя.In addition, in the method of thermal insulation, the suspension can be applied in at least two layers.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображен график, показывающий зависимость температуры на поверхности теплоизоляционного покрытия от диаметра микросфер при их оптимальной концентрации.The invention is illustrated by the drawing, which shows a graph showing the dependence of the temperature on the surface of the insulating coating on the diameter of the microspheres at their optimal concentration.
Суспенщзия содержит полимеризирующийся связующий материал и полые микросферы. Для приготовления суспензии используют связующий материал на органосиликатной, кремнийорганической, эпоксидной, полиуретановой, силикатно-эмалевой основе. Такой связующий материал обладает в полимеризированном состоянии термической и коррозионной стойкостью, что необходимо для обеспечения долговечности покрытия. Микросферы применяют стеклянные или керамические, при этом они могут быть вакуумированными или газонаполненными.Suspension contains polymerizable binder material and hollow microspheres. To prepare the suspension, a binder material is used on an organosilicate, organosilicon, epoxy, polyurethane, silicate-enamel base. Such a binder material in the polymerized state has thermal and corrosion resistance, which is necessary to ensure the durability of the coating. Microspheres use glass or ceramic, while they can be evacuated or gas-filled.
Теплоизоляционные свойства такого покрытия обеспечиваются наличием в нем среды с низким значением коэффициента теплопроводности - газа или вакуума (далее - теплоизолирующей среды). При этом связующий материал и материал стенок микросфер имеют достаточно высокий коэффициент теплопроводности. Для повышения теплоизоляционных свойств покрытия необходимо максимизировать объемную концентрацию теплоизолирующей среды в суспензии. Под объемной концентрацией теплоизолирующей среды понимается доля объема, занимаемого теплоизолирующей средой, в единичном объеме суспензии.The thermal insulation properties of such a coating are ensured by the presence in it of a medium with a low value of the coefficient of thermal conductivity - gas or vacuum (hereinafter - the insulating medium). Moreover, the binder material and the material of the walls of the microspheres have a sufficiently high coefficient of thermal conductivity. To increase the insulating properties of the coating, it is necessary to maximize the volume concentration of the insulating medium in the suspension. Under the volume concentration of the insulating medium is understood as the fraction of the volume occupied by the insulating medium in a unit volume of the suspension.
Исследования показали, что при уменьшении диаметра микросфер менее 60 мкм теплоизоляционные свойства покрытия ухудшаются. Это происходит вследствие увеличения числа «тепловых мостиков», образуемых близко расположенными друг к другу стенками микросфер, имеющих низкое термическое сопротивление.Studies have shown that when the diameter of the microspheres is reduced to less than 60 microns, the thermal insulation properties of the coating deteriorate. This is due to an increase in the number of "thermal bridges" formed by closely spaced microsphere walls having low thermal resistance.
В случае увеличения диаметра микросфер свыше 100 мкм также наблюдается снижение теплоизоляционных свойств покрытия, обусловленное, на этот раз, повышением объемной концентрации связующего материала.In the case of an increase in the diameter of the microspheres over 100 μm, a decrease in the thermal insulation properties of the coating is also observed, due, this time, to an increase in the volume concentration of the binder material.
Необходимая прочность покрытия при применении микросфер диаметром 60-100 мкм обеспечивается при объемной концентрации микросфер 85%, однако при повышенных требованиях устойчивости к механическим воздействиям объемная концентрация микросфер может быть уменьшена до 70%. Дальнейшее снижение объемной концентрации микросфер не оказывает существенного влияния на прочность покрытия.The required coating strength when using microspheres with a diameter of 60-100 μm is provided at a volume concentration of microspheres of 85%, however, with increased requirements for resistance to mechanical stress, the volume concentration of microspheres can be reduced to 70%. A further decrease in the volume concentration of microspheres does not significantly affect the strength of the coating.
Таким образом, в результате экспериментов установлено оптимальное сочетание диаметра микросфер и их объемной концентрации.Thus, as a result of the experiments, the optimal combination of the diameter of the microspheres and their volume concentration was established.
Полученные результаты иллюстрируются графиком, из которого следует, что наименьшая температура на поверхности покрытия, а значит и наиболее эффективная теплоизоляция обеспечивается покрытием, содержащим микросферы диаметром 60-100 мкм при их объемной концентрации 70-85%.The results are illustrated by a graph, from which it follows that the lowest temperature on the surface of the coating, and hence the most effective thermal insulation, is provided by a coating containing microspheres with a diameter of 60-100 μm at a volume concentration of 70-85%.
Найденными параметрами теплоизоляционного покрытия эффективно решается задача по замедлению процесса теплопередачи между изолируемой поверхностью и внешней средой, происходящего посредством теплопроводности. Однако значительная часть тепла рассеивается во внешнюю среду посредством излучения, являющегося еще одной составляющей процесса теплообмена.The found parameters of the heat-insulating coating effectively solve the problem of slowing down the heat transfer process between the insulated surface and the external environment, which occurs through heat conduction. However, a significant part of the heat is dissipated into the external environment through radiation, which is another component of the heat transfer process.
Введение другого слоя, содержащего полимерное связующее, идентичное связующему веществу, содержащемуся в суспензии, и алюминиевую пудру, нанесенного после полимеризации слоя суспензии, обеспечивает повышение эффективности экранирования без ухудшения прочности покрытия.The introduction of another layer containing a polymeric binder, identical to the binder contained in the suspension, and aluminum powder deposited after polymerization of the suspension layer, provides improved shielding efficiency without compromising coating strength.
Экспериментально установлено, что оптимальная концентрация алюминиевой пудры в другом слое составляет 50-85%, такая концентрация алюминиевой пудры практически не влияет на прочностные характеристики покрытия, однако излучение тепла во внешнюю среду существенно снижается.It was experimentally established that the optimal concentration of aluminum powder in another layer is 50-85%, such a concentration of aluminum powder practically does not affect the strength characteristics of the coating, however, heat radiation to the external environment is significantly reduced.
Пример выполнения теплоизоляционного покрытия на объекте цилиндрической формыAn example of a thermal insulation coating on a cylindrical object
Подготовку поверхности осуществляют следующим образом. Производят очищение поверхности дробеструйным методом либо механическим методом с использованием наждачной шкурки. Обрабатывают поверхность модификатором ржавчины. Модификаторы ржавчины наносят на металлическую поверхность кистью методом двойной растушевки (вертикальные мазки перекрывают горизонтальными), краскораспылением или окунанием.Surface preparation is as follows. Surface is cleaned by bead-blasting method or by mechanical method using emery cloth. The surface is treated with a rust modifier. Rust modifiers are applied to the metal surface with a brush using the double shading method (vertical strokes are overlapped by horizontal strokes), paint spraying or dipping.
Обеспыливают поверхность. Обеспыливание проводят путем обдува поверхностей сжатым воздухом или очистки мягкой широкой кистью.Dust off the surface. Dust removal is carried out by blowing surfaces with compressed air or cleaning with a soft, wide brush.
Обезжиривание поверхности осуществляют с использованием трихлорэтилена стабилизированного, тетрахлорэтилена (перхлорэтилена), уайт-спирита (нефрас-С4 155/200), нефрас-С 50/170.Surface degreasing is carried out using stabilized trichlorethylene, tetrachlorethylene (perchlorethylene), white spirit (Nefras-C4 155/200), Nefras-
Подготовленную поверхность протирают чистой ветошью.The prepared surface is wiped with a clean cloth.
Подготовленные к нанесению ТТП образцы должны быть окрашены не позднее 24 часов после проведения очистки и обработки модификаторами ржавчины, т.к. очищенный и обезжиренный металл легко реагирует с кислородом и влагой воздуха и покрывается слоем гидроксида.Samples prepared for applying TTP should be painted no later than 24 hours after cleaning and treatment with rust modifiers, as refined and fat-free metal easily reacts with oxygen and air moisture and is covered with a layer of hydroxide.
Приготовление суспензии осуществляют следующим образом. Для приготовления суспензии используют связующее вещество, в качестве которого применяют материалы на органосиликатной, кремнийорганической, эпоксидной, полиуретановой, силикатно-эмалевой, акриловой основах; и полые микросферы, предпочтительнее вакуумированные, обладающие низкой плотностью, размерами наружного диаметра 60-100 мкм, химической инертностью, высокими твердостью и температурой плавления.The suspension is prepared as follows. To prepare the suspension, a binder is used, which is used as materials on organosilicate, organosilicon, epoxy, polyurethane, silicate-enamel, acrylic bases; and hollow microspheres, preferably evacuated, having a low density, outer diameter of 60-100 microns, chemical inertness, high hardness and melting point.
Чтобы приготовить суспензию для формирования ТТП, необходимо перемешать связующее и полые микросферы с максимально возможной концентрацией 85% (дальнейшее увеличение концентрации приводит к снижению объемной прочности ТТП). При этом частота вращения насадки миксера не должна превышать 100-150 оборотов в минуту (перемешивание при более высоких скоростях может повлечь за собой механическое разрушение полых микросфер и, как следствие, привести к порче продукта).To prepare a suspension for the formation of TTP, it is necessary to mix the binder and hollow microspheres with a maximum possible concentration of 85% (a further increase in concentration leads to a decrease in the bulk strength of the TTP). At the same time, the rotation frequency of the mixer nozzle should not exceed 100-150 revolutions per minute (mixing at higher speeds can entail mechanical destruction of the hollow microspheres and, as a result, lead to spoilage of the product).
Необходимо изменять углы наклона лопасти, опуская лопасть на дно емкости, в которой готовится покрытие, и вновь поднимая. Продолжая вертикальные передвижения лопасти, нужно осуществить круговые движения по внутреннему радиусу емкости. Покрытие с полыми микросферами перемешивают до получения однородной массы.It is necessary to change the angle of inclination of the blade, lowering the blade to the bottom of the container in which the coating is prepared, and again raising it. Continuing the vertical movement of the blade, it is necessary to carry out circular movements along the inner radius of the tank. The coating with hollow microspheres is mixed until a homogeneous mass.
Приготовленную суспензию необходимо нанести на объект цилиндрической формы в течение 15-20 минут. В противном случае суспензия перестает быть гомогенизированной.The prepared suspension must be applied to a cylindrical object for 15-20 minutes. Otherwise, the suspension ceases to be homogenized.
Нанесение суспензии на поверхность осуществляется следующим способом. Суспензия распыляется на поверхности объектов цилиндрической формы с использованием безвоздушного краскопульта высокого давления с диаметром сопла 1,8-2,5 мм при рабочем давлении 120 бар, который перемещается в горизонтальной плоскости, расположенной на расстоянии 30 см параллельно оси, вращающейся с малой скоростью объекта цилиндрической формы.The suspension is applied to the surface in the following way. The suspension is sprayed on the surface of cylindrical objects using a high-pressure airless spray gun with a nozzle diameter of 1.8-2.5 mm at a working pressure of 120 bar, which moves in a horizontal plane located at a distance of 30 cm parallel to the axis rotating at a low speed of the cylindrical object forms.
Полимеризация слоя суспензии, нанесенной на объект цилиндрической формы, осуществляется в сушильной камере. Время полной полимеризации зависит от свойств связующего вещества и может варьироваться от 50 минут до 3 суток. При этом для обеспечения необходимых теплоизолирующих свойств теплоизоляции на поверхность наносится не менее двух слоев суспензии.The polymerisation of a slurry layer deposited on a cylindrical object is carried out in a drying chamber. The time of complete polymerization depends on the properties of the binder and can vary from 50 minutes to 3 days. At the same time, to provide the necessary heat-insulating properties of thermal insulation, at least two layers of the suspension are applied to the surface.
Формирование другого слоя, содержащего полимерный материал и алюминиевую пудру, осуществляется способом, идентичным способу, описанному для суспензии.The formation of another layer containing polymeric material and aluminum powder is carried out in a manner identical to the method described for the suspension.
Использование изобретения обеспечивает максимизацию теплоизоляционных свойств покрытия без модификации связующего материала, микросфер или изолируемой поверхности и повышение эффективности экранирования без ухудшения прочности покрытия.The use of the invention maximizes the heat-insulating properties of the coating without modifying the binder material, microspheres, or the insulated surface and improves the shielding efficiency without compromising the strength of the coating.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010148872/06A RU2451871C1 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Method of pipe and equipment covering |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2010148872/06A RU2451871C1 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Method of pipe and equipment covering |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2451871C1 true RU2451871C1 (en) | 2012-05-27 |
Family
ID=46231721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2010148872/06A RU2451871C1 (en) | 2010-11-30 | 2010-11-30 | Method of pipe and equipment covering |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451871C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1111144A1 (en) * | 1999-12-23 | 2001-06-27 | Fa. IFKo - Internationale Franchise Konzepte, Unternehmensberatungs- und Beteiligungsges. mbH Deutschland | Building construction for decreasing heat loss in rooms |
| RU2245350C1 (en) * | 2003-08-14 | 2005-01-27 | Фасюра Владимир Николаевич | Heat protective dye |
| RU2251563C2 (en) * | 2003-04-24 | 2005-05-10 | Беляев Виталий Степанович | Corrosion resistant and heat-retention coat based 0n hollow microsphere mixture |
| RU2304600C2 (en) * | 2005-07-22 | 2007-08-20 | Виталий Степанович Беляев | Application of the composition filled with the hollow microspheres and used as the anticorrosive and heat-insulating coating of the pipelines |
| RU2342415C1 (en) * | 2007-07-10 | 2008-12-27 | Николай Владимирович Мотрикалэ | Liquid-ceramic insulation finish |
-
2010
- 2010-11-30 RU RU2010148872/06A patent/RU2451871C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1111144A1 (en) * | 1999-12-23 | 2001-06-27 | Fa. IFKo - Internationale Franchise Konzepte, Unternehmensberatungs- und Beteiligungsges. mbH Deutschland | Building construction for decreasing heat loss in rooms |
| RU2251563C2 (en) * | 2003-04-24 | 2005-05-10 | Беляев Виталий Степанович | Corrosion resistant and heat-retention coat based 0n hollow microsphere mixture |
| RU2245350C1 (en) * | 2003-08-14 | 2005-01-27 | Фасюра Владимир Николаевич | Heat protective dye |
| RU2304600C2 (en) * | 2005-07-22 | 2007-08-20 | Виталий Степанович Беляев | Application of the composition filled with the hollow microspheres and used as the anticorrosive and heat-insulating coating of the pipelines |
| RU2342415C1 (en) * | 2007-07-10 | 2008-12-27 | Николай Владимирович Мотрикалэ | Liquid-ceramic insulation finish |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20190345358A1 (en) | Omniphobic Surface Coatings | |
| US20150351791A1 (en) | Surgical instrument | |
| CN104877484B (en) | Petrochemical industry oil tank aqueous energy-saving heat-insulating thermal insulation coatings and preparation method thereof | |
| CN106009791A (en) | Super-hydrophilic particle hybridized super-hydrophobic coating and preparation method thereof | |
| CN100335568C (en) | Ceramic thermal insulative pigment | |
| RU2533493C2 (en) | Heat-insulating, anticorrosion and sound-absorbing coating and method of obtaining thereof | |
| KR102470075B1 (en) | Cookware comprising a layer of rare earth oxides | |
| KR20130096852A (en) | Ceramic coating materials and manufacturing methods of porous ceramic based cooking ware | |
| KR20120133621A (en) | Method for forming hydrophilic inorganic layer | |
| KR101038541B1 (en) | Bellows with excellent corrosion resistance and method of manufacturing the bellows | |
| WO2019236503A1 (en) | Coating compositions, processes, and applications for low friction and high durability substrates | |
| KR20170052299A (en) | Inorganic coating solution composition and method for forming inorganic coating film using the same | |
| CN109174593A (en) | A kind of spraying method improving plastic-coated steel antiseptic property | |
| CN108485522B (en) | High-wear-resistance super-hydrophobic composite coating, preparation method and coating prepared from same | |
| US2716075A (en) | Polyethylene coating and method of applying the same | |
| RU2451871C1 (en) | Method of pipe and equipment covering | |
| CN114479570A (en) | Corrosion-resistant material, method for producing same, and corrosion-resistant coating formed from same | |
| CN109868057A (en) | A kind of fiber reinforcement antiscour ablation surface and the preparation method and application thereof | |
| CN107573797A (en) | A kind of super-hydrophobic insulating film material of loose structure and preparation method thereof | |
| JP2008031237A (en) | Inorganic paint rich in zinc and method of forming multiple layer coated film using the same | |
| KR101940924B1 (en) | manufacturing method of a nano ceramic coating Glass with Hydrophilic and Easy-Clean Effect | |
| KR102039519B1 (en) | A method for producing a coating composition for a composite steel pipe containing an aromatic aramid after an amine-based polymer coating, a method for producing a coated steel pipe using the method, and a coated steel pipe produced by the method | |
| CN104292920B (en) | Steel structure surface insulation antiseptic coating | |
| JP4012930B1 (en) | A method for producing a composite comprising tourmaline and silicon oxide. | |
| RU2245350C1 (en) | Heat protective dye |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171201 |