Kaltschuhisolierte Rohrhalterungen

Wenn ein Rohr Medien bei Minustemperaturen transportiert, wird jeder Metallkontakt mit der Tragkonstruktion zu einem thermischen Kurzschluss. Kälte wandert durch den Stahl, kühlt den Stützbalken ab und entzieht der Luft Feuchtigkeit. Die Folge sind Eis auf der Struktur, tropfendes Wasser und Korrosion, die die Stütze untergraben können, lange bevor das Rohr selbst Anzeichen von Problemen zeigt. Ein Kaltschuh stoppt diese Kette von Ereignissen an der Quelle.

Bei Yangzhou Tianshun fertigen wir seit 2012 isolierte Kaltschuh-Rohrhalterungen für Ethylenterminals, Ammoniak-Kühlanlagen, Kaltwassernetze und sekundäre Eindämmungsbereiche von LNG-Tanks. Das Funktionsprinzip hat sich nicht geändert: Zwischen dem kalten Rohr und dem warmen Stahl wird ein thermisch beständiger, aber dennoch struktursteifer Block eingefügt. Die technische Herausforderung – und der Unterschied zwischen einem Kaltschuh, der fünf Jahre lang funktioniert, und einem, der drei Jahrzehnte lang hält – besteht darin, wie dieser Block enthalten, abgedichtet und an die spezifischen Kaltbetriebsbedingungen angepasst ist.

Wie ein Kaltschuh den Wärmepfad unterbricht

Ein kaltes Rohr liegt in einer konturierten Metallhalterung, berührt den Stahl der Halterung jedoch nicht direkt. Stattdessen trägt ein hochdichter Isolierblock das Gewicht des Rohrs. Dieser Block wird nicht nur aufgrund seiner Wärmeleitfähigkeit, sondern auch aufgrund seiner Druckfestigkeit bei der niedrigsten Betriebstemperatur ausgewählt. Für die meisten Anwendungen bis -196 °C verwenden wir Schaumglas oder hochdichtes PIR. Der Block ist so bearbeitet, dass er auf der einen Seite an den Außendurchmesser des Rohrs und auf der anderen Seite an die Grundplatte des Schuhs passt, sodass vollständiger Oberflächenkontakt und keine Punktbelastung gewährleistet sind.

Die Seitenwände der Cold Shoe Insulated Pipe Supports umschließen den Isolierblock auf allen vier Seiten. Dies bewirkt zweierlei: Es verhindert, dass sich der Block bei seitlicher Rohrbewegung verschiebt, und schützt die Isolierung vor mechanischer Beschädigung. Die Stahlgrundplatte unter dem Block ist der einzige Lastpfad zur Struktur, und da der Block eine durchgehende feste Schicht ist, gibt es keinen direkten Metall-zu-Rohr-Leitungspfad – die Kältebrücke ist unterbrochen.

Feuchtigkeit auf lange Sicht draußen halten

Bei einem kalten Rohr wird jede Lücke in der Dampfsperre zu einem Kondensationspunkt. Wasser sammelt sich an, gefriert und dehnt sich aus, wodurch schließlich die Isolierung von innen zerstört wird. Unser Cold-Shoe-Design begegnet diesem Problem auf drei Arten:

Der Dämmblock selbst ist geschlossenzellig und bietet somit auch bei Beschädigung des Außenmantels eine sehr geringe Wasserdampfdurchlässigkeit.

Wir sorgen für ein durchgehendes Metallmantelprofil um den Schuhkörper. Eine bauseits angebrachte Dampfsperre auf der Rohrisolierung kann mit Kleber oder Klebeband direkt an dieser Ummantelung befestigt werden, wodurch eine ununterbrochene Hülle entsteht.

Bei Installationen im Freien oder in Nassbereichen tragen wir zwischen der Schuhseitenwand und dem Rohrisolationsmantel an der Schnittstelle eine Raupe aus flexiblem Dichtmittel auf und sorgen so für eine sekundäre Feuchtigkeitsbarriere.

Materialien, die auch bei niedrigen Temperaturen robust bleiben

Die Baustahlteile eines Kaltschuhs dürfen bei Kälte nicht spröde werden. Standard-Baustahl aus Kohlenstoff verliert weit über dem Gefrierpunkt an Kerbzähigkeit. Für Kaltschuhkörper und Grundplatten verwenden wir:

Tieftemperatur-Kohlenstoffstahl (ASTM A350 LF2 oder gleichwertig) für den Einsatz bei bis zu -46 °C.

Austenitischer Edelstahl (304L, 316L) für kryogene Anwendungen bis -196 °C, wo Kohlenstoffstahl spröde wäre.

Alle tragenden Stähle werden im Zertifikat EN 10204 Typ 3.1 mit Charpy-Schlagtestwerten bei der vorgesehenen Mindesttemperatur geliefert. Die Verschraubung besteht aus A320 L7 oder Edelstahl und wird passend zum Gehäusematerial ausgewählt.

Anpassung an Kälteschrumpfung

Ein kaltes Rohr zieht sich zusammen. Eine 20 Meter lange Edelstahlleitung, die von Umgebungstemperatur auf -162 °C kühlt, schrumpft um über 30 Millimeter. Wenn der Kaltschuh starr an der Struktur befestigt ist, überträgt sich diese Bewegung als axiale Spannung auf die Rohrwand. Wir lösen dies, indem wir eine reibungsarme Gleitplatte in die Basis des Kaltschuhs integrieren. Ein poliertes Edelstahlblech wird auf die Unterseite des Isolierblocks oder auf die Oberseite der Grundplatte geklebt und auf der gegenüberliegenden Oberfläche wird ein mit PTFE oder Graphit imprägniertes Pad angebracht. Der Schuh kann dann mit dem Rohr gleiten, während die thermische Trennung erhalten bleibt. Die Größe der Gleitfläche ist so dimensioniert, dass sie mit einem Sicherheitsspielraum den gesamten Bewegungsbereich von Kälte bis Umgebung abdeckt.

Was im Lieferumfang Ihrer Cold-Shoe-Bestellung enthalten ist

Zu jeder von uns versendeten isolierten Kaltschuh-Rohrhalterung gehört ein Dokumentationspaket, das die EPC-Inspektionsanforderungen erfüllt:

EN 10204 Typ 3.1 für alle Stahlteile, mit Tieftemperatur-Schlagtestberichten.

Datenblätter zu Isolierblöcken, die die Wärmeleitfähigkeit und Druckfestigkeit bei der Auslegungskältetemperatur zeigen.

Maßberichte zur Bestätigung der Blockdicke, des Schuhversatzes (falls vorhanden) und der Grundplattenabmessungen.

Gegebenenfalls Zertifikate über den Test des Reibungskoeffizienten der Gleitplatte.

Anwendungen

LNG- und NGL-Rohrleitungshalterungen in Terminals und Verflüssigungsanlagen

Lager- und Übertragungsleitungen für Ethylen, Propylen und flüssiges Ammoniak

Kühlwasser- und Solerohrgestelle in Fernkühlungs- und Rechenzentren

Kühlleitungen in Lebensmittelverarbeitungs- und Kühllagern

Kryo-Rohrgalerien in Luftzerlegungsanlagen

Warum Tianshun für kalte Schuhe?

Ein Kaltschuh ist eine kleine Komponente mit großer Wirkung. Bei einem Ausfall wird das gesamte Isoliersystem beeinträchtigt und das entstehende Eis kann zur Überlastung der Rohrbündel führen. Unsere Ingenieure wählen nicht einen Standardblock aus und hoffen, dass er passt – sie vergleichen Ihre Rohrgröße, Isolierungsspezifikation, Auslegungstemperatur und strukturelle Belastungen und konfigurieren dann einen Schuh, der die Isolierungshülle ohne Kompromisse aufrechterhält. Über 70 % unserer Kunden geben Nachbestellungen auf, weil sie wissen, dass die Kälteschuhe, die sie erhalten, von der ersten bis zur letzten Abklingzeit genau so funktionieren, wie berechnet.

FAQ

F: Was ist die niedrigste Temperatur, die Ihre kalten Schuhe vertragen?

A: Bis zu -196 °C für LNG und flüssigen Stickstoff. Für flüssiges Helium verwenden wir spezielle Materialien – kontaktieren Sie unser Team.

F: Können Sie unsere bestehenden Isolierungsspezifikationen und Dampfsperrendetails übernehmen?

A: Ja. Wir bearbeiten den Isolierblock entsprechend Ihrem Rohraußendurchmesser und Ihrer Isolierdicke und können die Manteldichtungsschnittstelle entsprechend Ihrem Ummantelungstyp konfigurieren.

F: Muss ich eine separate Gleitplatte installieren oder ist diese in den Schuh integriert?

A: Wir können die Gleitplatte während der Fertigung integrieren. Sie erhalten eine einzige Baugruppe, die sowohl die thermische Trennung als auch die axiale Bewegung übernimmt.

F: Wie verhindert man, dass sich Eis auf den Metallteilen des Schuhs bildet?

A: Die kalten Stahloberflächen sind durch die bauseits angebrachte Isolierung und Verkleidung, die durchgehend über den Schuhkörper verläuft, von der Umgebungsluft isoliert. Wir liefern die Dichtungsprofile; Das Baustellenteam versiegelt die Kanten.