コールドシュー断熱パイプサポート

パイプが氷点下の温度で媒体を運ぶ場合、支持構造とのすべての金属間の接触が熱短絡になります。冷気は鋼板を伝わって支持梁を冷やし、空気中の湿気を取り除きます。その結果、構造物に氷が付着し、水が滴り、腐食が発生し、パイプ自体に問題の兆候が現れるずっと前にサポートが損なわれる可能性があります。コールド シューは、その一連のイベントを発生源で停止します。

揚州天順では、2012 年以来、エチレン ターミナル、アンモニア冷凍プラント、冷水ネットワーク、LNG タンクの二次格納エリア向けにコールド シュー断熱パイプ サポートを製造してきました。動作原理は変わっていません。冷たいパイプと温かいスチールの間に、耐熱性がありながら構造的に硬いブロックを挿入します。エンジニアリング上の課題、そして 5 年間機能するコールド シューと 30 年間使用できるコールド シューの違いは、ブロックをどのように封じ込め、密閉し、特定のコールドサービス条件に適合させるかにあります。

コールドシューが熱経路を遮断する仕組み

冷たいパイプは輪郭のある金属製のクレードル内にありますが、クレードルの鋼鉄には直接触れません。代わりに、高密度の断熱ブロックがパイプの重量を支えます。このブロックは、熱伝導率だけでなく、最低動作温度での圧縮強度も考慮して選択されています。 -196°C までのほとんどのアプリケーションでは、セルラーガラスまたは高密度 PIR を使用します。ブロックは、一方の面がパイプの外径に、もう一方の面がシューのベースプレートに適合するように機械加工されており、完全な面で接触し、点荷重がかからないようになっています。

コールドシュー断熱パイプサポートの側壁は、断熱ブロックを四方すべて囲みます。これには 2 つの効果があります。1 つはパイプの横方向の動きによるブロックの移動を防ぎ、もう 1 つは断熱材を機械的損傷から保護することです。ブロックの下の鋼製ベース プレートが構造への唯一の荷重経路であり、ブロックは連続した固体層であるため、金属からパイプへの直接の伝導経路が存在せず、コールド ブリッジが壊れています。

長期間にわたって湿気を遮断

冷たいパイプでは、ベーパーバリアの隙間が凝縮点になります。水は蓄積し、凍結し、膨張し、最終的には内部の断熱材を破壊します。当社のコールド シューの設計は、次の 3 つの方法でこれに対処します。

断熱ブロック自体は独立気泡なので、たとえ外側のジャケットが損傷したとしても、水蒸気透過性は非常に低くなります。

靴本体の周囲に連続的な金属ジャケットのプロファイルを提供します。パイプ断熱材に現場で適用される防湿層は、接着剤またはテープでこのジャケットに直接シールすることができ、壊れないエンベロープを作成できます。

屋外設置または洗浄エリアの場合、靴の側壁とパイプ断熱ジャケットの境界面の間に柔軟なシーラントのビーズを塗布し、二次的な防湿層を追加します。

低温でも丈夫な素材

コールドシューの構造用鋼部品は、冷えたときに脆くなってはいけません。標準構造用炭素鋼は、氷点下を超えるとノッチ靱性を失います。コールドシュー本体とベースプレートには以下を使用します。

-46°C までの使用に対応する低温炭素鋼 (ASTM A350 LF2 または同等品)。

オーステナイト系ステンレス鋼 (304L、316L) は、炭素鋼では脆くなる -196°C までの極低温用途に適しています。

すべての耐荷重鋼には、EN 10204 タイプ 3.1 証明書の設計最低温度でのシャルピー衝撃試験値が付いています。ボルト締めはA320 L7またはステンレスをボディ材質に合わせて選択します。

常温収縮への対応

冷たいパイプは収縮します。周囲温度から -162°C まで冷却される 20 メートルのステンレス鋼ラインは 30 ミリメートル以上収縮します。コールドシューが構造物にしっかりと固定されている場合、その動きは軸応力としてパイプ壁に伝わります。当社では、コールドシューのベースに低摩擦のスライドプレートを組み込むことでこれに対応しています。研磨されたステンレス鋼シートが絶縁ブロックの下側またはベースプレートの上面に接着され、PTFE またはグラファイト含浸パッドが反対側の表面に取り付けられます。シューは、熱遮断を維持しながらパイプとともにスライドできます。スライド面は、安全マージンを持って低温から周囲温度までの移動範囲全体に対応できるサイズになっています。

コールドシューの注文に含まれるもの

当社が出荷するすべてのコールドシュー断熱パイプサポートには、EPC 検査要件を満たす文書パッケージが付属しています。

すべてのスチール部品に対する EN 10204 タイプ 3.1、低温衝撃試験レポート付き。

設計低温における熱伝導率と圧縮強度を示す断熱ブロックのデータシート。

ブロックの厚さ、シューのオフセット（存在する場合）、およびベースプレートの寸法を確認する寸法レポート。

該当する場合、スライド プレートの摩擦係数試験証明書。

アプリケーション

ターミナルおよび液化プラントにおける LNG および NGL 配管サポート

エチレン、プロピレン、液体アンモニアの貯蔵および移送ライン

地域冷却センターおよびデータセンターの冷水および塩水パイプラック

食品加工および冷蔵施設の冷凍ライン

空気分離ユニットの極低温パイプギャラリー

なぜ天順がコールドシューズなのか?

コールド シューは、非常に大きな影響を与える小さなコンポーネントです。これが失敗すると、断熱システム全体が損傷し、その結果生じる氷がパイプラックに過負荷をかける可能性があります。当社のエンジニアは、標準的なブロックを選択してそれが適合することを期待するのではありません。パイプのサイズ、断熱仕様、設計温度、構造負荷をクロスチェックし、断熱エンベロープを妥協なく維持するシューを構成します。当社の顧客の 70% 以上が繰り返し注文しています。これは、受け取ったコールド シューズが最初のクールダウンから最後のクールダウンまで計算どおりに機能することを知っているためです。

よくある質問

Q: コールドシューズが対応できる最低温度は何度ですか?

A: LNG および液体窒素の場合は -196°C まで。液体ヘリウムについては、特殊な材料を使用しています。当社のチームにお問い合わせください。

Q: 当社の既存の断熱仕様と防湿層の詳細を一致させることはできますか?

A: はい。お客様のパイプ外径と断熱材の厚さに合わせて断熱ブロックを機械加工し、被覆材のタイプに合わせてジャケット シーリング インターフェースを構成できます。

Q: 別途スライドプレートを取り付ける必要がありますか? それともシューズに内蔵されていますか?

A: スライドプレートを製作時に一体化することも可能です。サーマル ブレークと軸方向の動きの両方を処理する単一のアセンブリが得られます。

Q: 靴の金属部分に氷がつかないようにするにはどうすればよいですか?

A: コールドスチールの表面は、現場で施工された断熱材と靴本体全体に連続的に施された被覆材によって周囲の空気から隔離されています。当社はシーリングプロファイルを提供します。現場スタッフが端をシールします。