根據(jù)設備及管道保溫技術通則,絕熱材料是指在平均溫度等于或小于623K(350℃)時,熱導率小于0.14W/(m.K)的材料.絕熱材料通常具有質輕、疏松、多孔、導熱系數(shù)小的特點.一般用來防止熱力設備及管道熱量散失,或者在冷凍(也稱普冷)和低溫(也稱深冷)下使用,因而在我國絕熱材料又稱為保溫或保冷材料.同時,由于絕熱材料的多孔或纖維狀結構具有良好的吸聲功能,因而也被廣泛應用于建筑行業(yè)。
一、分類方法
絕熱材料種類繁多,一般可按材質、使用溫度、形態(tài)和結構來分類。 按材質可分為有機絕熱材料、無機絕熱材料和金屬絕熱材料三類.熱力設備及管道用的保溫材料多為無機絕熱材料. 無機絕熱材料具有不腐爛、不燃燒、耐高溫等特點.例如:石棉、硅藻土、珍珠巖、玻璃纖維、泡沫玻璃混凝土、硅酸鈣等。普冷下的保冷材料多用有機絕熱材料,它具有極小的導熱系數(shù)、耐低溫、易燃等特點.例如:聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、氨酯泡沫塑料、軟木等。按形態(tài)又可分為多孔狀絕熱淚盈眶材料、纖維狀絕熱淚盈眶材料、粉末狀絕熱和層狀絕熱材料四種。多孔狀絕熱材料又叫泡沫絕熱材料,具有質量輕、絕熱性能好、彈性好、尺寸穩(wěn)定、耐穩(wěn)性差的特點。主要有泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫橡膠、硅酸鈣、輕質耐火材料等。纖維狀絕熱材料按材質分為有機纖維、無機纖維、金屬纖維和復合纖維等。在工業(yè)上用作絕熱材料的主要是無機纖維,目前用得最廣的纖維是石棉、巖棉、玻璃棉、硅酸鋁陶瓷纖維、晶質氧化鋁纖維等。粉末狀絕熱材料主要有硅藻土、膨脹珍珠巖及其制品.這些材料的原料來源豐富,價格便宜,是建筑和熱工設備上應用較廣的高效絕熱材料。
二、性能指標和一般選用原則
(1)導熱系數(shù):作為絕熱材料,導熱系數(shù)應越小越好,一般應選用導熱系數(shù)小于0.14W/m.K。作為保冷的絕熱材料,對導熱系數(shù)的要求更高。
(2)容重:絕熱材料的容重一般應低于600kg/m3.容重小的材料,一般導熱淚盈眶系數(shù)也小,但同時機械強度也隨之降低,故要合理選擇。
(3)機械強度:要使絕熱材料在自身重量及外力作用下不變形和損壞,其抗壓強度應不小于3kg/cm2。
(4)吸水率:絕熱材料吸水后不但會大大降低絕熱性能,而且會加速對金屬的腐蝕,是十分有害的.因此,要選擇吸水率小的絕熱材料。
(5)耐熱性和使用溫度:要根據(jù)使用場所的溫度情況選擇不同耐熱性能的絕熱材料."最高使用溫度"就是絕熱材料耐熱性的依據(jù).除上述原則外,在選取絕熱材料時還應考慮施工、價格及運輸?shù)纫蛩亍?2、我國絕熱保溫材料的發(fā)展現(xiàn)狀
我國絕熱保溫材料的生產企業(yè)目前已有上千個,產品有十幾大類、上百個品種,適應溫度范圍從-196攝氏度到1000攝氏度,技術、裝備水平也有了圈套提高.目前使用的絕熱保溫材料主要包括以下幾種 1）泡沫型保溫材料
泡沫型保溫材料主要包括兩大類:聚合物發(fā)泡型保溫材料和泡沫石棉保溫材料.聚合物發(fā)泡型保溫材料具有吸收率小、保溫效果穩(wěn)定、導熱系數(shù)低、在施工中沒有粉塵飛揚、易于施工等優(yōu)點,正處于推廣應用時期.泡沫石棉保溫材料也具有密度小、保溫性能好和施工方便等特點,推廣發(fā)展較為穩(wěn)定,應用效果也較好.但同時也存在一定的缺陷:例如,泡沫棉容易受潮,浸于水中易溶解,彈性恢復系數(shù)小,不能接觸火焰和在穿墻管部位使用等。 2）復合硅酸鹽保溫材料
復合硅酸鹽保溫材料具有可塑性強、導熱系數(shù)低、耐高溫、漿料干燥收縮率小等特點.主要種類有硅酸鎂、硅鎂鋁、稀土復合保溫材料等.而近年出現(xiàn)的海泡石保溫隔熱材料作為復合硅酸鹽保溫材料中的佼佼者,由于其良好的保溫隔熱性能和應用效果,已經引起了建筑界的高度重視,顯示出強大的市場競爭力和廣闊的市場前景。海泡石保溫隔熱材料是以特種非金屬礦物質海泡石為主要原料,輔以多種礦物原料及添加劑,采用新工藝經發(fā)泡復合而成。該材料無毒、無味,為灰白色靜電無機膏體,干燥成型后為灰白色封閉網狀結構物，其顯著特點是導熱系數(shù)小,溫度使用范圍廣,抗老化、耐酸堿,輕質、隔音、阻燃、施工簡便、綜合造價低等。主要用于常溫下建筑屋面、墻面、室內頂棚的保溫隔熱,以及石油、化工、電力、冶煉、交通、輕工與國防工業(yè)等部門的熱力設備,管道的保溫隔熱和煙囪內壁、爐窯外殼的保溫(冷)工程.這種保溫隔熱材料,將以其獨特的性能開創(chuàng)保溫隔熱節(jié)能的新局面
3）硅酸鈣絕熱制品保溫材料
硅酸鈣絕熱制品保溫材料在80年代曾被公認為塊狀硬質保溫材料中最好的一種,其特點是密度小、耐熱度高,導熱系數(shù)低,抗折、抗壓強度較高,收縮率小.但進入90年代以來,其推廣使用出現(xiàn)了低潮,主要原因是許多廠家采用紙漿纖維.以上做法雖然解決了無石棉問題,但由于紙漿纖維不耐高溫,由此影響了保溫材料的耐高溫性和增加了破碎率.該保溫材料在低溫材料在低溫部位使用時,性能雖不受影響,但并不經濟。 4）纖維質保溫材料
纖維質保溫材料在80年代初市場上占有圈套的份額,是因為其優(yōu)異的防火性能和保溫性能,主經適用于建筑墻體和屋面的保溫.但由于投資大,所以生產廠家不多,限制了它的推廣使用,因而現(xiàn)階段市場占有率較低。
3、絕熱保溫材料發(fā)展趨勢
憎水性是保溫材料重要發(fā)展方向，"憎水性"廣義上是指制品抵抗環(huán)境中水分對其主要性能產生不良影響的能力.在國際"保溫材料憎水性試驗方法"的"術語定義"中,規(guī)定為反映材料耐水滲透的一個性能指標,已經規(guī)定方式、一定流量的水流噴淋后,試樣中未透水部分的體積百分率來表示.目前改性有機硅類憎水劑是保溫材料較通用的一種高效憎水劑,它的憎水機理是利用有機硅化合物與無機硅酸鹽材料之間較強的化學親和力,來有效的改變硅酸鹽材料的表面特性,使之達到憎水效果.它具有穩(wěn)定性好、成本低、施加工藝簡單等特點.例如:纖維類保溫材料,如礦巖棉制品,下班棉制品等基本上均不憎水,但經憎水處理后,其憎水率可達到90%甚至更高.普通泡沫石棉不憎水,吸水率極高,但經"氣相吸收法"作二次處理后,可以制成彈性憎水泡沫石棉制品,使用效果較普通石棉好得多。材料的吸水率是在選用絕熱材料時應該考慮的一個重要因素,常溫下水的導熱系數(shù)是空氣的確23.1倍.絕熱材料吸水后不但會大大降低其絕熱淚盈眶性能,而且會加速對金屬的腐蝕,是十分有害的.保溫材料的空隙結構分為連通型、封閉型、半封閉型外,其它保溫材料不管空隙結構如何,其材質本身吸水,加上連通空隙的毛細管滲透吸水,故整體吸水率均很高.我國目前大多數(shù)保溫絕熱材料均不憎水,吸水率高,這樣一來對外護層的防水要求就十嚴格,增加了外層的費用。
1、保溫目的
石油化工管路輸送的流體多種多樣，溫度有高有低。凡要求輸送的流體溫度保持穩(wěn)定，盡量減少熱量或冷量損失；或當外界溫度降低時，流體容易結晶、凝結；外界溫度升高時，液體容易蒸發(fā)的管路都應進行保溫。同時，保溫還能減少因凝結的液體積聚而造成的腐蝕；防止發(fā)生被管子燙傷事故；降低室溫；改善操作環(huán)境。
2、保溫材料
保溫的實質是減少管內外的熱量傳遞，因此對保溫材料就應當選用導熱系數(shù)小、空隙率大、體輕、受振動時不易損壞的材料。保冷材料除上面要求外，還應不易吸水、來源廣泛和價格便宜。
保溫材料種類繁多，產地分布很廣，常用的有：石棉、礦渣棉、玻璃棉、硅藻土、膨脹珍珠巖、蛭石、多孔混凝土、聚氯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料等。 3、保溫方法。
管路經吹洗和試壓以后，首先應清除管外表面的污垢和銹蝕物等。然后涂上防腐漆，防腐漆干后開始進行保溫施工。因采用的保溫材料不一樣，施工方法也各不相同。
