Supporti per tubi isolati con ganascia fredda

Quando un tubo trasporta fluidi a temperature inferiori allo zero, ogni contatto metallo-metallo con la struttura portante diventa un cortocircuito termico. Il freddo scende lungo l'acciaio, raffredda la trave di supporto e toglie l'umidità dall'aria. Il risultato è ghiaccio sulla struttura, gocciolamento d'acqua e corrosione che possono minare il supporto molto prima che il tubo stesso mostri qualsiasi segno di guasto. Una scarpa fredda ferma quella catena di eventi alla fonte.

A Yangzhou Tianshun, produciamo supporti per tubi isolati con scarpe fredde dal 2012 per terminali di etilene, impianti di refrigerazione di ammoniaca, reti di acqua refrigerata e aree di contenimento secondario di serbatoi di GNL. Il principio di funzionamento non è cambiato: inserire tra il tubo freddo e l’acciaio caldo un blocco termicamente resistente ma strutturalmente rigido. La sfida ingegneristica – e la differenza tra una scarpa fredda che funziona per cinque anni e una che resiste per tre decenni – sta nel modo in cui il blocco viene contenuto, sigillato e adattato alle specifiche condizioni di servizio a freddo.

Come una scarpa fredda interrompe il percorso termico

Un tubo freddo poggia all'interno di una culla metallica sagomata, ma non tocca direttamente l'acciaio della culla. Invece, un blocco isolante ad alta densità sostiene il peso del tubo. Quel blocco è scelto non solo per la sua conduttività termica ma anche per la sua resistenza alla compressione alla temperatura operativa più bassa. Per la maggior parte delle applicazioni fino a -196°C utilizziamo vetro cellulare o PIR ad alta densità. Il blocco è lavorato per adattarsi al diametro esterno del tubo su una faccia e alla piastra di base della scarpa sull'altra, garantendo un contatto completo con la superficie e nessun carico puntuale.

Le pareti laterali dei supporti per tubi isolati con ganascia fredda racchiudono il blocco isolante su tutti e quattro i lati. Ciò fa due cose: impedisce al blocco di spostarsi sotto il movimento laterale del tubo e protegge l'isolamento da danni meccanici. La piastra di base in acciaio sotto il blocco è l'unico percorso di carico verso la struttura e, poiché il blocco è uno strato solido continuo, non esiste un percorso di conduzione diretto dal metallo al tubo: il ponte freddo è rotto.

Mantenere l'umidità fuori per il lungo periodo

Su un tubo freddo, qualsiasi spazio nella barriera al vapore diventa un punto di condensa. L'acqua si accumula, si congela e si espande, distruggendo infine l'isolamento dall'interno. Il design della nostra scarpa fredda risolve questo problema in tre modi:

Il blocco isolante stesso è a cellule chiuse, offrendo una permeabilità al vapore acqueo molto bassa anche se il rivestimento esterno è danneggiato.

Forniamo un profilo di rivestimento metallico continuo attorno al corpo della scarpa. La barriera al vapore applicata in loco sull'isolamento del tubo può essere sigillata direttamente su questa giacca con adesivo o nastro, creando un involucro ininterrotto.

Per installazioni esterne o aree soggette a lavaggio, applichiamo un cordone di sigillante flessibile tra la parete laterale della scarpa e il rivestimento isolante del tubo sull'interfaccia, aggiungendo una barriera secondaria contro l'umidità.

Materiali che rimangono resistenti alle basse temperature

Le parti strutturali in acciaio di una scarpa fredda non devono diventare fragili quando fanno freddo. L'acciaio strutturale al carbonio standard perde la tenacità ben al di sopra del punto di congelamento. Per i corpi delle scarpe fredde e le piastre di base utilizziamo:

Acciaio al carbonio per basse temperature (ASTM A350 LF2 o equivalente) per servizi fino a -46°C.

Acciaio inossidabile austenitico (304L, 316L) per applicazioni criogeniche fino a -196°C, dove l'acciaio al carbonio sarebbe fragile.

Tutto l'acciaio portante viene fornito con i valori della prova di impatto Charpy alla temperatura minima di progetto sul certificato EN 10204 Tipo 3.1. La bulloneria è A320 L7 o inossidabile, selezionata per adattarsi al materiale del corpo.

Accomodamento del restringimento a freddo

Un tubo freddo si contrae. Una linea in acciaio inossidabile lunga 20 metri che raffredda dalla temperatura ambiente a -162°C si restringe di oltre 30 millimetri. Se la scarpa fredda è fissata rigidamente alla struttura, il movimento si trasferisce alla parete del tubo sotto forma di sollecitazione assiale. Gestiamo questo problema integrando una piastra scorrevole a basso attrito nella base della scarpa fredda. Un foglio di acciaio inossidabile lucidato è incollato sul lato inferiore del blocco isolante o sulla parte superiore della piastra di base, mentre un cuscinetto impregnato di PTFE o grafite è fissato alla superficie opposta. La scarpa potrà quindi scorrere con il tubo mantenendo il taglio termico. La superficie di scorrimento è dimensionata per adattarsi all'intera gamma di spostamenti da freddo a ambiente con un margine di sicurezza.

Cosa viene fornito con il tuo ordine di scarpe fredde

Ogni supporto per tubi isolati con ganascia fredda che spediamo è supportato da un pacchetto di documentazione che soddisfa i requisiti di ispezione EPC:

EN 10204 Tipo 3.1 per tutte le parti in acciaio, con rapporti di prove di impatto a bassa temperatura.

Schede tecniche dei blocchi isolanti che mostrano la conduttività termica e la resistenza alla compressione alla temperatura fredda di progetto.

Rapporti dimensionali che confermano lo spessore del blocco, l'offset del pattino (se presente) e le dimensioni della piastra di base.

Certificati di prova del coefficiente di attrito della piastra scorrevole, quando applicabile.

Applicazioni

Supporti per tubazioni GNL e NGL in terminali e impianti di liquefazione

Linee di stoccaggio e trasferimento di etilene, propilene e ammoniaca liquida

Pipe rack per acqua refrigerata e salamoia nel teleraffreddamento e nei data center

Linee di refrigerazione negli impianti di lavorazione alimentare e di conservazione frigorifera

Gallerie di tubi criogenici nelle unità di separazione dell'aria

Perché Tianshun per Cold Shoes?

Una scarpa fredda è un piccolo componente con un impatto fuori misura. Se fallisce, l'intero sistema di isolamento viene compromesso e il ghiaccio risultante può sovraccaricare le rastrelliere dei tubi. I nostri ingegneri non scelgono un blocco standard sperando che si adatti: effettuano un controllo incrociato delle dimensioni del tubo, delle specifiche di isolamento, della temperatura di progetto e dei carichi strutturali, quindi configurano una scarpa che mantiene l'involucro isolante senza compromessi. Oltre il 70% dei nostri clienti effettuano ordini ripetuti, perché sanno che le scarpe fredde che ricevono funzioneranno esattamente come calcolato dal primo tempo di recupero all'ultimo.

Domande frequenti

D: Qual è la temperatura più bassa che le tue scarpe fredde possono sopportare?

R: Fino a -196°C per GNL e azoto liquido. Per l'elio liquido utilizziamo materiali specializzati: contatta il nostro team.

D: È possibile abbinare le nostre specifiche di isolamento esistenti e i dettagli sulla barriera al vapore?

R: Sì. Lavoriamo il blocco isolante in base al diametro esterno del tubo e allo spessore dell'isolamento e possiamo configurare l'interfaccia di tenuta del rivestimento in base al tipo di rivestimento.

D: Devo installare una piastra scorrevole separata o è integrata nella scarpa?

R: Possiamo integrare la piastra scorrevole durante la fabbricazione. Si ottiene un unico assieme che gestisce sia il taglio termico che il movimento assiale.

D: Come si evita la formazione di ghiaccio sulle parti metalliche della scarpa?

R: Le superfici fredde in acciaio sono isolate dall'aria ambiente mediante l'isolamento e il rivestimento applicati in loco che corrono continuamente sul corpo della scarpa. Forniamo i profili di tenuta; l'equipaggio del sito sigilla i bordi.