Supports de tuyaux isolés par chaussures froides

Lorsqu'un tuyau transporte des fluides à des températures inférieures à zéro, chaque contact métal sur métal avec la structure porteuse devient un court-circuit thermique. Le froid traverse l’acier, refroidit la poutre de support et élimine l’humidité de l’air. Il en résulte de la glace sur la structure, des gouttes d'eau et de la corrosion qui peuvent endommager le support bien avant que le tuyau lui-même ne montre le moindre signe de problème. Une chaussure froide arrête cette chaîne d’événements à la source.

Chez Yangzhou Tianshun, nous fabriquons des supports de tuyaux isolés pour chaussures froides depuis 2012 pour les terminaux d'éthylène, les usines de réfrigération à l'ammoniac, les réseaux d'eau glacée et les zones de confinement secondaire des réservoirs de GNL. Le principe de fonctionnement n'a pas changé : insérer un bloc thermiquement résistant mais structurellement rigide entre le tuyau froid et l'acier chaud. Le défi technique – et la différence entre une chaussure froide qui fonctionne pendant cinq ans et une autre qui dure trois décennies – réside dans la façon dont ce bloc est contenu, scellé et adapté aux conditions spécifiques de service à froid.

Comment une chaussure froide interrompt le chemin thermique

Un tuyau froid repose à l’intérieur d’un berceau métallique profilé, mais il ne touche pas directement l’acier du berceau. Au lieu de cela, un bloc isolant haute densité supporte le poids du tuyau. Ce bloc est choisi non seulement pour sa conductivité thermique mais aussi pour sa résistance à la compression à la température de fonctionnement la plus basse. Pour la plupart des applications jusqu'à -196°C, nous utilisons du verre cellulaire ou du PIR haute densité. Le bloc est usiné pour s’adapter au diamètre extérieur du tuyau sur une face et à la plaque de base du sabot sur l’autre, garantissant ainsi un contact complet avec la surface et aucune charge ponctuelle.

Les parois latérales des supports de tuyaux isolés à sabot froid entourent le bloc isolant sur les quatre côtés. Cela a deux effets : cela empêche le bloc de se déplacer sous l'effet du mouvement latéral du tuyau et cela protège l'isolation des dommages mécaniques. La plaque de base en acier située sous le bloc est le seul chemin de charge vers la structure, et comme le bloc est une couche solide continue, il n'y a pas de chemin de conduction direct entre le métal et le tuyau : le pont thermique est rompu.

Garder l'humidité à l'extérieur sur le long terme

Sur une canalisation froide, tout interstice du pare-vapeur devient un point de condensation. L’eau s’accumule, gèle et se dilate, détruisant finalement l’isolation de l’intérieur. Notre conception de chaussures froides répond à ce problème de trois manières :

Le bloc isolant lui-même est à cellules fermées, offrant une très faible perméabilité à la vapeur d'eau même si l'enveloppe extérieure est endommagée.

Nous fournissons un profil de gainage métallique continu autour du corps de la chaussure. Le pare-vapeur appliqué sur site sur l'isolation des tuyaux peut être scellé directement sur cette gaine avec de l'adhésif ou du ruban adhésif, créant ainsi une enveloppe ininterrompue.

Pour les installations extérieures ou les zones de lavage, nous appliquons un cordon de mastic flexible entre la paroi latérale de la chaussure et la gaine isolante du tuyau à l'interface, ajoutant ainsi une barrière secondaire contre l'humidité.

Des matériaux qui restent résistants à basses températures

Les pièces en acier de construction d'une chaussure froide ne doivent pas devenir cassantes à froid. L'acier au carbone structurel standard perd sa ténacité bien au-dessus du point de congélation. Pour les corps de chaussures froides et les plaques de base, nous utilisons :

Acier au carbone basse température (ASTM A350 LF2 ou équivalent) pour des services jusqu'à -46°C.

Acier inoxydable austénitique (304L, 316L) pour applications cryogéniques jusqu'à -196°C, où l'acier au carbone serait fragile.

Tous les aciers porteurs sont soumis aux valeurs du test d'impact Charpy à la température minimale de conception indiquées sur le certificat EN 10204 Type 3.1. Le boulonnage est en A320 L7 ou en acier inoxydable, sélectionné pour correspondre au matériau du corps.

S'adapter au retrait à froid

Un tuyau froid se contracte. Une ligne de refroidissement en acier inoxydable de 20 mètres de la température ambiante à -162°C rétrécit de plus de 30 millimètres. Si la chaussure froide est fixée rigidement à la structure, ce mouvement se transfère dans la paroi du tuyau sous forme de contrainte axiale. Nous gérons cela en intégrant une plaque coulissante à faible friction dans la base de la chaussure froide. Une tôle d'acier inoxydable poli est collée sur la face inférieure du bloc isolant ou sur le dessus de la plaque de base, et un tampon imprégné de PTFE ou de graphite est fixé sur la surface opposée. Le sabot peut alors glisser avec le tuyau tout en conservant la rupture de pont thermique. La surface de glissement est dimensionnée pour s'adapter à toute la plage de déplacement du froid à l'ambiant avec une marge de sécurité.

Ce qui vient avec votre commande de chaussures froides

Chaque support de tuyau isolé par sabot froid que nous expédions est accompagné d'un ensemble de documentation qui satisfait aux exigences d'inspection EPC :

EN 10204 Type 3.1 pour toutes les pièces en acier, avec rapports d'essais de choc à basse température.

Fiches techniques des blocs isolants montrant la conductivité thermique et la résistance à la compression à la température froide de conception.

Rapports dimensionnels confirmant l'épaisseur du bloc, le décalage du sabot (le cas échéant) et les dimensions de la plaque de base.

Certificats d’essai de coefficient de frottement de la plaque coulissante, le cas échéant.

Applications

Supports de tuyauterie GNL et LGN dans les terminaux et usines de liquéfaction

Lignes de stockage et de transfert d'éthylène, de propylène et d'ammoniac liquide

Racks de canalisations d'eau glacée et de saumure dans les centres de refroidissement urbains et les centres de données

Lignes de réfrigération dans les installations de transformation des aliments et d'entreposage frigorifique

Galeries de canalisations cryogéniques dans les unités de séparation d'air

Pourquoi Tianshun pour Cold Shoes ?

Une chaussure froide est un petit composant avec un impact démesuré. En cas de défaillance, tout le système d'isolation est compromis et la glace qui en résulte peut surcharger les supports à tuyaux. Nos ingénieurs ne choisissent pas un bloc standard en espérant qu'il conviendra : ils vérifient la taille de vos tuyaux, les spécifications d'isolation, la température de conception et les charges structurelles, puis configurent un sabot qui maintient l'enveloppe isolante sans compromis. Plus de 70 % de nos clients passent des commandes répétées, car ils savent que les chaussures froides qu'ils reçoivent fonctionneront exactement comme prévu, du premier au dernier temps de recharge.

FAQ

Q : Quelle est la température la plus basse que vos chaussures froides peuvent supporter ?

R : Jusqu'à -196°C pour le GNL et l'azote liquide. Pour l'hélium liquide, nous utilisons des matériaux spécialisés — contactez notre équipe.

Q : Pouvez-vous faire correspondre nos spécifications d’isolation et nos détails de pare-vapeur existants ?

R : Oui. Nous usinons le bloc isolant en fonction du diamètre extérieur de votre tuyau et de l'épaisseur de l'isolation, et nous pouvons configurer l'interface d'étanchéité de la gaine en fonction de votre type de revêtement.

Q : Dois-je installer une plaque coulissante séparée ou est-elle intégrée à la chaussure ?

R : Nous pouvons intégrer la plaque coulissante lors de la fabrication. Vous obtenez un seul assemblage qui gère à la fois la rupture thermique et le mouvement axial.

Q : Comment empêcher la formation de glace sur les parties métalliques de la chaussure ?

R : Les surfaces froides en acier sont isolées de l'air ambiant par l'isolation et le revêtement appliqués sur place qui recouvrent en continu le corps de la chaussure. Nous fournissons les profils d'étanchéité ; l'équipe du chantier scelle les bords.