Как утеплить металлическую бочку

Обновлено: 08.05.2024

При хранении жидкостей и газов в резервуарах, особенно расположенных на открытом воздухе, как сами емкости, так и продукты в них подвергаются воздействию погодных явлений: температуры, солнечных лучей, ветра, осадков. При этом могут существенно изменяться свойства хранимых веществ. Теплоизоляция емкостей и резервуаров позволяет свести эти воздействия к минимуму и сохранить температуру и давление внутри хранилища на заданном проектом уровне.

Показания к теплоизоляции резервуаров

Теплоизоляция резервуаров необходима как в холодном, так и в жарком климате. Летом нагретые солнечными лучами жидкости начинают испаряться, а давление газов повышается. Потери на испарение хранимых веществ могут достигать 30-40% от первоначального объема. Кроме того, при повышенной температуре в хранящихся продуктах могут начаться нежелательные реакции, меняющие их потребительские свойства.

В холодное время года охлаждение резервуара ведет к загустеванию нефтепродуктов или к замерзанию жидких веществ на основе воды. Образование льда внутри емкости может вывести ее из строя.

Поэтому для емкостей, расположенных на открытом воздухе, применяют тот или другой способ термоизоляции.

Виды теплоизоляции для резервуаров

Материал для теплоизоляции емкостей и резервуаров, а также технологию его монтажа выбирают, исходя из следующих факторов:

расположение и объем емкости;
требуемая степень защиты от перепадов температуры;
проектная ветровая и снеговая нагрузка;
несущая способность резервуара;
совместимость с материалом емкости и хранящимися продуктами;
стоимость.

С хранимыми веществами, особенно питьевой водой и пищевыми продуктами, должен быть совместим не только материал термоизоляции, но и применяемые для его крепления клеевые составы.

После анализа совокупности факторов проектировщик выбирает оптимальный вариант.

Минеральное волокно

Этот давно используемый способ отличается невысокой ценой и средними теплоизоляционными свойствами. Плиты из минеральной ваты имеют следующие преимущества:

дешевы;
не горят и препятствуют распространению огня;
легко и быстро монтируются;
монтаж возможен при любой температуре.

Обладает вата и рядом недостатков:

оседает под собственным весом в ходе эксплуатации;
имеет высокую плотность и большой общий вес, учитывая металлическую облицовку;
теряет теплоизоляционные свойства при намокании.

Поэтому утепленное минеральной ватой хранилище нуждается в дополнительном покрытии из алюминиевых или оцинкованных листов. Такой способ утепления емкостей на сегодняшний день является самым распространенным.

Жидкий пенополиуретан

Покрытия из вспененного полиуретана, наносимого в жидком виде специальными установками, обладает следующими достоинствами:

защита емкости от влажности атмосферного воздуха, осадков и коррозии;
возможность нанесения на изделия произвольной формы;
в случае повреждения легко восстанавливается.

К минусам материала относят:

Пенополиуретан чувствителен к солнечному свету, поэтому его необходимо покрывать защитным составом либо покрытием из алюминиевых листов.

Жесткий пенополиуретан

Установка для нанесения имеет другую конструкцию, размер ячеек получается существенно меньше, чем у жидкого пенополиуретана. Это отличие обеспечивает большую жесткость покрытия, его наносят в несколько слоев. Каждый слой не имеет швов или стыков, при этом обеспечивается полная герметичность и защита материала утепленного резервуара от коррозии.

Блочное металлическое покрытие

Блоки представляют собой сэндвич-панели, состоящие из тонкого металлического листа внешней обшивки и слоя термоизоляции из вспененного пластика, изготовленные заводским способом.

Блоки заранее изгибаются в соответствии с радиусом защищаемого резервуара, это обеспечивает их лучшее прилегание к цилиндрическим либо сферическим стенкам.

Крепятся такие блоки либо на клеевом составе, либо с помощью предусмотренных в ходе производстве резервуара креплений.

Синтетический вспененный каучук

Этот материал является сравнительно новым на рынках Москвы и других городов. Искусственный каучук сначала вспенивается, а на второй стадии процесса производства вулканизируется. Это позволяет создать уникальный материал со следующими достоинствами:

упругость и эластичность;
высокая прочность и износостойкость;
стойкость к возгоранию;
отсутствие вредных выделений при производстве и использовании;
низкая паропроницаемость и практически нулевая гигроскопичность;
долгий срок службы как покрытия, так и защищаемого изделия.

Листовой вспененный каучук наклеивается с помощью специального состава на резервуар. Стыки также тщательно проклеиваются и создается монолитная оболочка.

Принципы и устройство теплоизоляции емкостей

Принципы и устройство теплоизоляции горизонтальных и вертикальных резервуаров близки между собой, но существует и ряд различий.

Горизонтальных резервуаров

Горизонтально расположенные резервуары, как правило, находятся на некотором возвышении над землей. Это облегчает доступ к нижней части резервуара при монтаже теплоизоляции. Однако важно учитывать нюанс: подставки, на которых установлена емкость, могут стать своеобразными «мостиками холода» и значительно обесценить все усилия по утеплению хранилища. Поэтому при установке емкости необходимо предусмотреть теплоизолирующие прокладки из прочного вспененного пластика или другого материала, способного выдержать вес изделия вместе с хранимым продуктом.

Теплоизоляция горизонтальных емкостей и резервуаров

Снеговая нагрузка на горизонтальные емкости значительно ниже, снег сам скатывается по округлым бортам. Это дает возможность использовать изоляционные материалы меньшей плотности и прочности.

В качестве бюджетных вариантов используют минвату с металлическим покрытием, более ценные хранилища защищают напылением вспененных теплоизоляторов.

Вертикальных емкостей

При термоизоляции вертикально расположенных резервуаров необходимо учитывать тот факт, что нижняя часть хранилища, стоящая на грунте, будет недоступна после возведения. Поэтому об ее теплоизоляции нужно позаботиться на этапе строительства. Материал должен выдерживать высокое давление наполненного резервуара. Для донного слоя утеплителя часто используют экструзионный пенополиуретан или пенопласт высокой плотности.

Необходимо также позаботиться о гидроизоляции и отведении грунтовых вод в дренаж.

При проектировании наружной теплоизоляции особое внимание уделяют ветровой и снеговой нагрузке. Это вызвано большими размерами емкостей и низким уклоном их крышек, затрудняющим естественный сход снега. Для теплоизоляции крышек также используют материалы высокой плотности, способные выдержать большие массы снега.

Боковые вертикальные стенки подвергаются серьезным ветровым нагрузкам. Поэтому прочность облицовочного слоя и надежность крепления теплоизоляции к стенкам играет важную роль.

Нюансы теплоизоляции смотровых люков

Смотровые люки в емкостях являются областью особого внимания проектировщиков.

Неправильно устроенная теплоизоляция люка может стать источником переохлаждения или перегрева всего резервуара. Кроме того, теплоизоляция не должна мешать открывать и закрывать люк. Саму крышку покрывают напыляемым материалом, а зазор между нею и основной теплоизоляцией закрывают легкосъемной панелью.

Если же смотровой люк используется постоянно, над ним предусматривают дополнительную конструкцию, играющую роль теплового тамбура.

Долговечное утепление цилиндрических емкостей и бочек

Теплоизоляция резервуаров, утепление цилиндрических емкостей и бочек – это вопрос, интересующий не только заядлых дачников, но и руководителей крупных промышленных предприятий. Здесь не будут эффективными традиционные подходы к теплоизоляции. Работать с емкостями очень сложно.

Трудности в утеплении цилиндрических емкостей

Для того чтобы понимать какие трудности могут возникнуть при утеплении, стоит знать особенности утепления цилиндрических емкостей. Среди прочих можно выделить четыре основных:

Основные трудности при утеплении: гладкая поверхность, вероятность нарушения герметизации, конденсат

Перед началом работ следует просчитать возможные риски и выбрать самый экономически выгодный вариант утепления.

Как утеплить бочку

Существует три варианта утепления цилиндрических емкостей.

Вариант 1: минеральная вата

Теплоизоляция бочек с внешней стороны может быть выполнена с помощью минеральной ваты. Цистерну просто обматывают утеплителем и перетягивают бечевкой. Такая теплоизоляция крайне чувствительна и недолговечна. Если есть финансы и свободное время, можно использовать эту технологию и регулярно менять вату.

Вариант 2: пенополиуретан

Жидкая двухкомпонентная система наносится на внешнюю поверхность бочки, вспенивается и сшивается. Образуется плотный, прочный и жесткий слой полимерной пены. На утепление небольшой промышленной цистерны затрачивается всего 2 часа. Что дает пенополиуретановое напыление:

Слой полимерной пены отлично утепляет цилиндрические резервуары. Всего за несколько часов можно утеплить цистерну средней величины.

Такой комплекс свойств позволяет не только надежно загерметизировать и утеплить емкость, но и продлить срок ее службы. Для защиты пенополиуретана от ультрафиолетовый лучей достаточно покрасить его. Можно дополнительно обработать теплоизоляционный слой полимочевиной. Это улучшит гидроизоляцию и защитит полимерную пену от солнца. С преимуществами использования ППУ ознакомьтесь на страничке "Утепление различных промышленных объектов с помощью ППУ".

Вариант 3: комплексное утепление

Комплексное утепление идеально подойдет для резервуаров, которые используются при высоких температурах.

В этом случае используется сочетание пенополиуретана и минеральной ваты. Волокнистые материалы добавляются для снижения стоимости работ и выполняют функции основного утеплителя. Пенополиуретан наносится для герметизации емкости.

Данная технология применима к резервуарам, которые эксплуатируются при положительных температурах.

Пенополиуретан для утепления бочек, а также теплоизоляции котлов – это выбор тех, кто не любит постоянных переделок и затрат. Оплатив услуги специалистов, можно будет забыть о сохранности резервуара на два ближайших десятилетия.

Возможно ли утеплить стальной резервуар, чтобы вода в нем не замерзла при отрицательных температурах?

Имеется небольшой стальной резервуар, находящийся на улице при отрицательных температурах. В резервуар попадает вода в результате технологического процесса. Как правило вода заполняет объем максимум на 60%.

Вопрос: Возможно ли утеплить стальной резервуар, чтобы вода в нем не замерзла при отрицательных температурах? Если да, то как подобрать толщину утеплителя?

Возможно ли утеплить стальной резервуар, чтобы вода в нем не замерзла при отрицательных температурах?

Нужна ещё длительность действия отрицательной температуры. Рано или поздно всё замерзает при минусе.

В смысле длительность, ну резервуар будет постоянно на улице.

----- добавлено через 38 сек. -----

Считаешь потери тепла Q через стенку и крышу резервуара (включая термическое сопротивление стенки и изоляции) при разности температуры (+5. - 25), после чего подводишь пар или горячую воду (греющий кабель по стенке) в необходимом количестве (ккал/ч).

нефть и газ (промысловая подготовка, магистральный транспорт)

Задача вообще без исходных данных. Какая емкость резервуара? Какая исходная температура воды? Сколько времени вода будет находиться в резервуаре (куда-то же ее потом денут)? Может, вода с какими-то примесями, препятствующими замерзанию? Offtop: Вообще, в чем смысл самого резервуара (может, можно и без него обойтись)?

dt (T - T0) A / R = c m dT

t - время, T - температура воды, T0 - температура воздуха, A - площадь поверхности резервуара, R - сопротивление теплопередаче, c - удельная теплоёмкость жидкости, m - масса жидкости.

Спасибо.
Будет ли корректно подставить вместо dt и Т продолжительность и среднюю температуру холодного периода?

Может кто-нибудь поделится - у кого есть опыт подобного утепления (без спутников) пож. резервуаров типа ж. д. цистерн?

Thượng Tá Quân Đội Nhân Dân Việt Nam

Не надо ставить слишком широкую задачу "вода не замерзла". Может образоваться лед на поверхности - и это не страшно. Для пожарного резервуара, например. Могут начать обмерзать изнутри стенки - и это не страшно. Для пожарного резервуара, например. Здесь важно назначение резервуара, порядок его использования. Есть ли хоть какой-нибудь проток воды.

Здесь так же, как в естественных водоемах - при достаточном объеме они не промерзают "до дна".

Если есть проток, то полностью не замерзают даже вообще неизолированные водопроводы, проложенные по поверхности. И в любом резервуаре, если есть "технологический" приток, должен быть и сток.

Пожарные резервуары раньше делали ЖБ и полузаглубленные, просто с обваловкой. Теперь заводами изготавливаются и стальные и пластиковые резервуары разных емкостей. Можно заглубленно и полузаглубленно устанавливать, можно и надземно, но с "обычной" изоляцией до 150 мм толщиной. На Северах так и делают, но предусматривают циркуляцию воды.

Опыт есть на о. Валаам - ёмкости из пластика сборные, отверстие для спуска воды есть, но обычно оно не используется, резервуары зимуют с водой.

Так он у вас, судя по чертежу (разрезу), не надземный, а обвалованный. С такими действительно особых проблем нет, под землёй он не промёрзнет.

А вот если резервуар надземный и вода в нём залита один раз и стоит, то никакое утепление само по себе (без обогрева) не поможет.

Автор, как вам уже указали - не хватает исходных данных. Какой температуры поступает технологическая вода в резервуар? В каком количестве? Какой объём резервуара? Есть ли слив и куда (если есть приток, значит, должен быть и слив)? Какое назначение резервуара - просто промежуточный отстойник для воды? Может, возможно и вообще без него обойтись - сливать напрямую в очистные сооружения или в канаву, если позволяют показатели загрязнения? Если он предполагается для использования в системе оборотного водоснабжения, то при определённой интенсивности водообмена решение с утеплением без подогрева действительно возможно.

Впрочем, все эти вопросы уже и без меня задали )

Спасибо!!
Очень понравилось думаю бы принять на вооружение. Останавливает незнание методики теплотехнического расчета, самое главное непонимание сути - в теплотехнике я абсолютный дуб. И опасение ГГЭ.
Нельзя ли поподробнее о теплотехнике и конструктиве.

Так автор молчит, как партизан на допросе. Несколько конкретных цифр могли бы позволить дать конкретный совет.

Теплоизоляция резервуаров

Хранение нефтепродуктов в резервуарах имеет много плюсов: это экономично, надежно, удобно. Но из-за разницы температур внутри и снаружи емкости происходит процесс испарения содержимого, а на металлических стенках сосуда образуется конденсат, который благоприятствует коррозии и снижает срок службы оборудования. Для решения этих проблем и применяется теплоизоляция резервуара. Она компенсирует температурные перепады, чем снижает испарения и предупреждает появление влаги на металле.

Цели теплоизоляции резервуаров

В зависимости от назначения конструкции, утепление резервуара может преследовать разные цели:

Предупреждение/снижение испарений (актуально при рисках нагревания стенок от солнечных лучей, обязательная защита для хранилищ для нефтепродуктов с температурой кипения до 40 градусов тепла).
Профилактика наледи.
Предупреждение конденсата, разрушающего металл в результате сопутствующего процесса коррозии.
Сохранение требуемой температуры внутри конструкции с учетом характеристик ее содержимого.

Сам материал, который применяется для теплоизоляции емкости с нефтепродуктами, тоже требует защиты, потому должен подбираться и применяться с соблюдением ряда правил в зависимости от его уязвимости к ультрафиолету, влаге, механическим повреждениям.

Виды утеплителей

Расчет теплоизоляции резервуаров и технология ее проведения зависит от выбора материала, который выступает в качестве утеплителя. На современном рынке применяют несколько решений: минеральную вату, ППУ (пенополиуретан), ПИР (полиизоцианурат) и вспененный синтетический каучук.

Минвата для утепления резервуаров используется в плитах. Минеральная вата (она же каменная) представляет собой синтетическое минеральное волокно с низкой теплопроводностью и хорошей износостойкостью. Им конструкция обшивается снаружи: на стенках предусматривается крепеж для утеплителя, плиты монтируются строго встык (важно не допускать зазоров) с плотным прилеганием к креплениям. Снаружи после утепления резервуар дополнительно закрывается алюминиевыми листами или оцинкованным железом.
Пенополиуретан для теплоизоляции емкости применяется в двух вариантах:
- жесткий ППУ – уникальное решение нового поколения, получается из полимеров, очень удобен в использовании (пенополиуретан равномерно распределяется на поверхности стенки, подаваясь под высоким давлением);
- жидкий ППУ заливается под защитное металлопокрытие, распределяясь равномерно за счет все того же давления.
Для теплоизоляции емкостей при помощи ПИР используют блочную технологию. Утеплитель – плиты из пенополиуретана или полиизоцианурата с металлическим защитным покрытием.
Утепление резервуаров для нефтепродуктов рулонами из вспененного каучука выполняется методом приклеивания утеплителя на стенки и крышку хранилища.

Инвестиции в теплоизоляцию резервуаров

Главный плюс теплоизоляции резервуаров и емкостей – снижение потерь тепла и поддержание стабильного температурного режима внутри сосуда. Но это не единственное достоинство. Наряду с собственно изоляцией, утепление резервуара обеспечивает:

защиту от механических воздействий (поглощение их силы);
повышенную пожарную безопасность;
снижение рисков возгорания летучих взвесей, находящихся внутри хранилища;
увеличение срока эксплуатации емкости без ремонта.

Будучи огнеупорным, негигроскопичным, устойчивым к внешним воздействиям, синтетический утеплитель может применяться не только на наземных, но и для утепления подземных резервуаров. Современные материалы, которые используют для таких целей, равнодушны к перепадам температур, сильным морозам, жаре, они химически нейтральны, не разрушаются под действием кислот, щелочей, самих нефтепродуктов. Потому значительно увеличивают и выносливость оборудования, и период, и область его эффективного использования.

Теплоизоляция емкостей подземного типа, как показывает практика, окупается уже через 2–3 года активной работы резервуарных парков. После чего она работает на экономию ресурсов предприятия.

Выбор вида теплоизоляции емкости

Помимо эксплуатационных особенностей, при расчете теплоизоляции емкости важно учитывать следующие условия:

допустимую нагрузку утеплителем;
показатели смещения элементов сосуда относительно его защитного покрытия (под действием температур, которые приводят к расширению элементов);
допустимое перемещение стенки емкости под нагрузкой;
вероятные сложности обслуживания изолирующего материала;
возможности для ремонта утеплительного слоя.

Теплоизоляция резервуара минеральной ватой

Теплоизоляцию резервуара минватой в плитах обычно используют при работе со стальными емкостями. Популярные размеры плит: 1000*500 или 1200*600 мм, толщина – в пределах 50–150 мм (не более 200). После укладки на стенки конструкции минеральная вата обязательно закрывается листовым материалом:

из нержавеющей стали;
алюминия;
оцинкованной стали.

Такое решение позволяет снизить непосредственное воздействие внешних факторов на утеплитель, чувствительный к влаге, ветру и ультрафиолету. Толщина наружного металлопокрытия зависит от его материала (от 0,7 мм для стали до 1 мм для алюминия).

Качество и срок службы теплоизоляции резервуара РВС или РГС минеральной ватой напрямую зависят от соблюдения технологии монтажа. К плюсам утеплителя относят доступную цену, простоту установки плит, долговечность и проверенная годами надежность.

Утепление резервуаров пенополиуретаном

Пенополиуретан – решение, не менее популярное, чем минеральная вата. Реализуют такое утепление методом напыления или заливки (жесткий и жидкий варианты). Причем в первом случае благодаря уникальной практике нанесения на второй план уходят все сложности конструкции – теплоизоляцию емкости можно проводить при любой конфигурации ее основания и использовать на всех конструктивных элементах резервуара.

Плюсы пенополиуретанового утепления:

универсальное использование (наземные и подземные емкости, горизонтальные и стальные вертикальные резервуары);
минимальные сроки работ;
долговечность службы утеплителя;
качество обработки всех конструктивных частей емкости;
отсутствие сложностей с «приладкой» плиточного или рулонного утеплителя – он подается под давлением, образуя равномерный сплошной отлично сцепленный слой без зазоров.

Единственное условие: к работам по утеплению резервуаров при помощи жидкого или жесткого ППУ должны привлекаться специалисты со знанием технологии и качественным оборудованием в распоряжении.

Теплоизоляция резервуаров от НПО Спецнефтемаш

ООО НПО Спецнефтемаш производит теплоизоляцию емкостей только в рамках заказа резервуаров. Отдельной услуги по теплоизоляции наша компания не оказывает.

Читайте также: