導圧管が凍結する理由
- 流れがない：圧力やレベル用の導圧管は滞留部であるため、内部の流体は周囲温度まで冷えます。
- 小口径：1/4" から 1/2" のチューブは保有する流体が非常に少なく、特に風があると急速に熱を失います。
- 水と凝縮水：液体で満たされた配管、湿性ガス、蒸気の凝縮水は 0 °C (32 °F) またはその付近で凍結します。
- 露出した継手：バルブ、マニホールド、伝送器接続部は、保温が薄いか欠落していることが多い箇所です。
- ハイドレート：一部の湿性ガス用途では、水の凝固点より高い温度でハイドレートが生成することがあります。
保護方法の比較
適切な方法は、現場がどこまで冷え込むか、電源または蒸気が利用できるか、配管を凝固点よりどの程度高く保つ必要があるかによって決まります。
| 方法 | 仕組み | 適した用途 | 注意点 |
|---|---|---|---|
| 電気ヒートトレースバンドル（自己制御型ヒーターケーブル） | ヒーターケーブルを保温材の内側でチューブに沿わせて敷設します。自己制御型ケーブルは、周囲温度が下がると発熱量が増え、上がると減ります。 | 電源が利用できるほとんどの導圧管・伝送器配管。Techwinの自己制御型バンドルは、約 40 °C (104 °F) の低い維持温度範囲に対応します。 | 電源が必要で、危険場所では認証を取得したヒーターケーブルが必要です。TechwinはIECEx、ATEX、IEC認証を取得したケーブルを使用しています。 |
| ライトスチームトレース | スチームトレース管をプロセスチューブに沿わせつつ離して配置するため、流体には穏やかな熱だけが伝わります。 | 蒸気が利用できるプラント。水配管や、過熱してはならないその他の流体の凍結防止に使用します。 | 凝縮水を排出する必要があります。蒸気供給とスチームトラップには保守が必要です。ヘビートレース（直接接触）は、水で満たされた配管を過熱させるおそれがあります。 |
| 保温のみ（保温済みチューブ） | 工場施工の保温材と外被が熱損失を抑えますが、熱源はありません。 | 流れのある配管、温暖な気候、限られた時間だけ温度を保てばよい配管。 | 保温は凍結を遅らせますが、流れのない配管では長い寒波の間の凍結を防ぐことはできません。 |
| 現場施工のトレースと保温 | チューブ、トレース、保温材、外装材を現場で個別に施工します。 | 短い配管、継手が多い配管、既設配管の改造。 | 品質は現場作業に左右されます。継手や継ぎ目の隙間はよくある弱点です。 |
伝送器本体には計装用ボックスや加熱式の伝送器ハウジングがよく使われ、配管側のヒートトレースバンドルと組み合わせて使用されます。
電気トレースを選ぶ場合
- 配管の位置で電源が利用できる。
- 凍結防止だけでなく、安定した維持温度が必要である。
- 配管が長い、または一つのエリアから多数の配管が出ている。
- 計器の近くに蒸気供給がない。
ライトスチームトレースを選ぶ場合
- プラント蒸気が利用でき、現場で電気加熱を使いたくない。
- 流体を過熱してはならない：水配管、軽質油、温度に敏感な化学品。
- 配管の位置で凝縮水の回収または排水が現実的に行える。
凍結対策を施した導圧管で指定すべき事項
- 現場の最低周囲温度と設計風速
- 流体を保つべき下限温度（凍結防止のみか、より高い維持温度か）
- 利用できる熱源：電源（電圧）または蒸気（圧力）
- 配管ルートの危険場所区分
- チューブの材質、サイズ、本数（例：差圧伝送器へのチューブ2本一組）
- 配管長と、伝送器・マニホールド・ボックスでの配管の終端方法
- 外被の要件。Techwinの標準 FR-PVC 外被は −40 °C から 105 °C (−40 °F から 221 °F) の定格で、その他の外被は受注生産で製作します。
よくあるご質問
計装用導圧管の凍結はどのように防ぎますか？
熱と保温を加えます。一般的な選択肢は、自己制御型ケーブルを用いた電気ヒートトレースチューブバンドル、またはプラント蒸気が利用できる場合のライトスチームトレースです。保温だけでは凍結を遅らせることはできても、流れのない配管の凍結は防げません。
自己制御型ヒーターケーブルは導圧管の凍結防止に適していますか？
はい。自己制御型ケーブルは周囲温度が下がると出力が増え、上がると出力が減るため、凍結防止に適しています。Techwinの自己制御型バンドルは、約 40 °C (104 °F) の低い維持温度範囲に対応します。
水で満たされた導圧管にスチームトレースを使用できますか？
トレース管をプロセスチューブから離したライトスチームトレースを使用してください。これにより、水を過熱させずに凍結を防げます。ヘビートレースはトレース管を直接接触させるため、水で満たされた配管に必要な量をはるかに超える熱を与えます。
保温済みチューブだけで凍結を防げますか？
流れのない配管が長時間寒冷にさらされる場合、それだけでは不十分です。保温済みチューブは熱損失を抑え、流れのある配管や温暖な気候に適しています。凍結を確実に防ぐ必要がある場合は、ヒートトレースバンドルをお選びください。