Bảo ôn đường ống

Bảo ôn đường ống là loại vật liệu hoặc kết hợp vật liệu cách nhiệt bọc xung quanh ống làm chậm dòng nhiệt năng. Bảo ôn làm giảm phần lớn tổn thất năng lượng do đó làm giảm chi phí sử dụng năng lượng. Bảo ôn đường ống phải tuân thủ cấp cách điện cách nhiệt (insulation class), nhiệt độ vận hành, và độ dày trong bản vẽ Sơ đồ Đường ống và Thiết Bị (P&ID).

Chức năng của bảo ôn đường ống

Bảo ôn đường ống có ba chức năng chính:

  • Giảm đáng kể sự truyền nhiệt năng đến và đi từ bề mặt đường ống (tránh tổn thất nhiệt năng). Vì vậy bảo ôn đường ống là bảo toàn năng lượng.
  • Chống lại sự hình thành và tụ hơi ẩm trên bề mặt đường ống do ngưng tụ trên mặt lạnh (bảo ôn lạnh).
  • Tránh nhân viên bị thương khi tiếp xúc bề mặt đường ống (bảo vệ cá nhân).

Các lợi ích thu được khi sử dụng bảo ôn

Bảo ôn đường ống làm thuận lợi cho quá trình kiểm soát nhiệt độ.

Chặn hơi và nước ngưng tụ trên bề mặt lạnh.

Tăng cường hiệu quả năng lượng cho việc sởi ấm, làm lạnh, tiêu thụ năng lượng, vận hành hệ thống.

Giảm hư hỏng đường ống khi có hỏa hoạn hoặc xảy ra tai nạn.

Ngăn chặn phần lớn phát sinh khí thải ô nhiễm vào không khí.

Lượng hơi nước thoát ra, cách điện, cách nhiệt, che phủ ... được quy định trong cấp phép / vận hành.

Khả năng chống cháy, cách âm được quy định trong tài liệu kỹ thuật dự án.

Các loại bảo ôn đường ống

 Bảo ôn ống nóng và bảo ôn ống lạnh

Hình 1. Bảo ôn ống nóng và bảo ôn ống lạnh

Bảo ôn đường ống được phân chia ra làm các loại:

Phân loại dựa trên chức năng

  • Bảo ôn ống nóng
  • Bảo ôn ống lạnh
  • Bảo ôn bảo vệ nhân viên
  • Bảo ôn cách âm

Dựa trên loại vật liệu bảo ôn

Bảo ôn bông thủy tinh

Bảo ôn phân tử (Cellular Insulation)

Bảo ôn xốp dạng hat (Granular Insulation)

Các loại bảo ôn đường ống dựa trên chức năng

Bảo ôn ống nóng

Bảo ôn ống nóng được bọc lên trên bề mặt ống nhằm tránh thất thoát năng lượng chất lỏng chảy qua. Vì vậy chức năng chính của bảo ôn ống nóng là bảo toàn nhiệt. Các vật liệu bông sợi khoáng (Mineral Wool), bông thủy tinh (Glass Wool), Calcium Silicate thích hợp làm bảo ôn ống nóng.

Bảo ôn ống lạnh

Bảo ôn lạnh được áp dụng trên bề mặt lạnh của đường ống nhằm tăng nhiệt từ bên ngoài vào hoặc tránh gây ngưng tụ. Các vật liệu bảo ôn bọt Polyurethane, bảo ôn dạng bọt hạt nở Expanded Perlite, bọt nở Polystyrene hay được sử dụng làm vật liệu cách nhiệt lạnh.

Bảo ôn bảo vệ nhân viên

Bảo ôn bảo vệ nhân viên tránh cho nhân viên bị bỏng. Tất cả đường ống có nhiệt độ hoạt động trên 65 độ C phải được bọc bảo ôn bảo vệ nhân viên. Những khu vực không có nhân viên xây dựng hoặc vận hành tiếp cận được thì có thể không cần bọc. Các vật liệu như lưới thép, bông khoáng ... được sử dụng làm bảo ôn bảo vệ nhân viên.

Tiêu chí của bảo ôn bảo vệ cá nhân là phải cách bề mặt tiếp xúc 600 mm theo chiều ngang và 2100 mm theo chiều dọc với lối đi hoặc khu vực làm việc.

Cách âm

Các đường ống gây nên tiếng ồn cần phải cách âm để giảm tiếng ồn đến mức chấp nhận được. Độ dày của lớp cách âm tối thiểu là 75 mm. Các vật liệu bọt tiêu âm (Acoustic Foam), sợi thủy tinh, bọt nở polyester  Polyurethane, rockwool, Mass Loaded Vinyl được sử dụng làm vật liệu cách âm.

 Bảo ôn bảo vệ nhân viên

Hình 2. Bảo ôn bảo vệ nhân viên trong nhà máy .

Phân loại dựa trên vật liệu bảo ôn

Bảo ôn dạng sợi

Bảo ôn dạng sợi bao gồm các sợi nhỏ cách nhau giúp chia nhỏ không gian một cách tinh vi. Các sợi có thể vuông góc hoặc song song với bề mặt cách nhiệt, có thể liên kết hoặc không liên kết với nhau. Các loại sợi dùng trong cách nhiệt đường ống bao gồm sợi thủy tinh,  slag wool, rock wool, alumina-silica. Trong đó sợi thủy tinh và sợi bông khoáng được sử dụng phổ biến nhất. Các sợi được liên kết bằng chất kết dính hữu cơ để bảo toàn cấu trúc.

Bảo ôn cấu trúc ô cell

Bảo ôn ô cell bao gồm các cell nhỏ độc lập với nhau. Vật liệu cell phổ biến dùng trong bảo ôn đường ống là thủy tinh hoặc bọt nhựa như ô thủy tinh (cellular glass), bọt phenolic, hoặc cao su nitrile.

Bảo ôn xốp dạng hạt (Granular Insulation)

Các nốt sần chứa không gian rỗng tạo thành cách nhiệt dạng hạt. Vì khí vẫn có thể dịch chuyển giữa các không gian nên bảo ôn này không được coi là loại ô kín. Vật liệu điển hình là Calcium silicate và vermiculite.

Vật liệu bảo ôn đường ống

  • Bảo ôn nhiệt độ thấp thường làm từ nhựa xốp hoặc cao su xốp.
  • Bảo ôn nhiệt độ trung bình được làm từ sợi thủy tinh glass fiber.
  • Bảo ôn nhiệt độ cao làm từ vật liệu cement, vật liệu định hình chịu lửa từ ceramic.
  • Vật liệu bảo ôn và phụ kiện phải 100% không chứa  Amiăng (asbestos-free).
  • Thông thường các loại sợi khoáng, ô thủy tinh, sợi gốm, sợi thủy tinh, polyisocyanurate, bọt  Polyurethane được dùng làm vật liệu bảo ôn.

Bảng dưới đây là đặc tính một số loại vật liệu bảo ôn hay được sử dụng

Loại vật liệu Mật độ (kg/m3) Nhiệt độ giới hạn sử dụng
Sợi thủy tinh khoáng   đến 535°C
Bông khoáng (Mineral Wool) 140 700°C
Len đá Rock Wool 140 550°C
bông thủy tinh Glass Wool 80 450°C
Calcium Silicate 200-280 815°C
Expanded Perlite  192 550°C
Expanded Silica   535°C
Cách nhiệt sợi định hình Refractory Fiber 150 1750°C
 Polyurethane Foam 40 từ -150°C đến 110°C
Polyisocyanurate 40-64 từ -150°C đến 125°C
ô thủy tinh (Cellular Glass) 147 350°C
Ceramic Fibre 250  760°C
 Bảo ôn bảo vệ nhân viên

Hình 3. Bảo ôn đường ống đoạn uốn cong.

 Hệ thống bảo ôn đường ống

Phần chính của hệ thống bảo ôn đường ống là vật liệu cách nhiệt. Ngoài ra còn có các thành phần khác bao gồm:

  • Lớp phủ bảo vệ
  • Lớp chặn bay hơi
  • Lớp phủ bằng tấm kim loại
  • Các miếng đệm để tấm phủ kim loại giữ nguyên hình dạng.
  • Vật liệu điền đẩy khoảng trống nếu cần thiết.

Dạng vật liệu bảo ôn 

Bảo ôn đường ống được sản xuất theo nhiều dạng khác nhau tùy theo chức năng và cách sử dụng. Phương pháp lắp đặt sẽ tùy theo việc kết hợp dạng bảo ôn được sản xuất và loại bảo ôn. Các loại bảo ôn được dùng phổ biến bao gồm:

Bảo ôn cứng dạng tấm, khối và được định hình: ô kín, hạt, sợi.

Bảo ôn mềm dạng tấm và được định hình: ô kín, dạng sợi.

Bảo ôn tấm mềm (Flexible blankets): sợi cách nhiệt được sản xuất dưới dạng tấm mềm.

Xi măng: sản xuất từ sợi và hạt xi măng.

Bọt foam: dùng điền đầy cho các khoảng trống. Loại xịt dùng cho bề mặt phẳng.

Tiêu chuẩn áp dụng cho bảo ôn đường ống

Các tiêu chuẩn sau dùng áp dụng cho bảo ôn đường ống.

ASTM C533, ASTM C547, ASTM C552, ASTM C591, ASTM C592, ASTM C610, ASTM C612, ASTM C795, ASTM C892, ASTM C165, ASTM C240, ASTM C302, ASTM C303, ASTM C335, ASTM C356, ASTM C390, ASTM C446
BS 1902 Part 6, BS 4370 Part 2, BS 5608
IS 11239, IS 12436, IS 9428, IS 8183, IS 4671, IS 3690
ISO 15665


In bài này   Gửi Email bài này