Состав теплоизоляционных масс и основные способы теплоизоляции котлов и паротрубопроводов
Обновлено: 06.07.2024
Состав теплоизоляционных масс и основные способы теплоизоляции котлов и паротрубопроводов
ТЕПЛОВАЯ ИЗОЛЯЦИЯ ОБОРУДОВАНИЯ И ТРУБОПРОВОДОВ
Designing of thermal insulation of equipment and pipe lines
Дата введения 2013-01-01
Предисловие
Сведения о своде правил
1 ИСПОЛНИТЕЛЬ - Московский государственный строительный университет (МГСУ) и группа специалистов
2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 "Строительство"
3 ПОДГОТОВЛЕН к утверждению Департаментом архитектуры, строительства и градостроительной политики
Информация об изменениях к настоящему своду правил публикуется в ежегодно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячно издаваемых информационных указателях "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего свода правил соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячно издаваемом информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте разработчика (Минрегион России) в сети Интернет
Опечатки внесены изготовителем базы данных
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных
Введение
Настоящий свод правил разработан с учетом современных тенденций в проектировании промышленной тепловой изоляции и рекомендаций международных организаций по стандартизации и нормированию.
Нормативный документ содержит требования к теплоизоляционным материалам, изделиям и конструкциям, правила проектирования тепловой изоляции, нормы плотности теплового потока с изолируемых поверхностей оборудования и трубопроводов с положительными и отрицательными температурами при их расположении на открытом воздухе, в помещении, непроходных каналах и при бесканальной прокладке. В документе приведены методы расчета толщины тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, расчетные характеристики теплоизоляционных материалов, правила определения объема и толщины уплотняющихся волокнистых теплоизоляционных материалов в зависимости от коэффициента уплотнения.
Актуализация выполнена авторским коллективом в составе: канд. техн. наук Б.М.Шойхет (руководитель работы), д-р техн. наук Б.М.Румянцев (МГСУ), В.Н.Якуничев (СПКБ АО "Фирма "Энергозащита"), В.Н.Крушельницкий (ОАО "Атомэнергопроект").
В работе принимали участие: А.И.Коротков, И.Б.Новиков (ОАО "ВНИПИэнергопром"), канд. техн. наук В.И.Кашинский (ООО "ПРЕДПРИЯТИЕ "Теплосеть-Сервис"), С.Л.Кац (ОАО "ВНИПИнефть"), Р.Ш.Виноградова (ОАО "Теплоэлектропроект"), Е.А.Никитина (ОАО "Атомэнергопроект").
1 Область применения
Настоящий свод правил следует соблюдать при проектировании тепловой изоляции наружной поверхности оборудования, трубопроводов, газоходов и воздуховодов, расположенных в зданиях, сооружениях и на открытом воздухе с температурой содержащихся в них веществ от минус 180 до 600 °С, в том числе трубопроводов тепловых сетей при всех способах прокладки и трубопроводов с обогревающими их паровыми и водяными спутниками.
Настоящие нормы не распространяются на проектирование тепловой изоляции оборудования и трубопроводов, содержащих и транспортирующих взрывчатые вещества, изотермических хранилищ сжиженных газов, зданий и помещений для производства и хранения взрывчатых веществ, атомных станций и установок.
2 Нормативные ссылки
Нормативные документы, на которые в тексте настоящего свода правил имеются ссылки, приведены в приложении А.
Примечание - При пользовании настоящим сводом правил целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов в информационной системе общего пользования - на официальном сайте национальных органов Российской Федерации по стандартизации в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю "Национальные стандарты", который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по соответствующим ежемесячно издаваемым информационным указателям, опубликованным в текущем году. Если ссылочный документ заменен (изменен), то при пользовании настоящим сводом правил следует руководствоваться замененным (измененным) документом. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
3 Термины и определения
В настоящем своде правил применены термины по ГОСТ 31913, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 плотность теплоизоляционного материала, , кг/м: Величина, определяемая отношением массы материала ко всему занимаемому им объему, включая поры и пустоты;
3.2 коэффициент теплопроводности, (), Вт/(м·°С): Количество теплоты, передаваемое за единицу времени через единицу площади изотермической поверхности при температурном градиенте, равном единице;
3.3 расчетная теплопроводность: Коэффициент теплопроводности теплоизоляционного материала в эксплуатационных условиях с учетом его температуры, влажности, монтажного уплотнения и наличия швов в теплоизоляционной конструкции;
3.4 паропроницаемость, , мг/(м·ч·Па): Способность материала пропускать водяные пары, содержащиеся в воздухе, под действием разности их парциальных давлений на противоположных поверхностях слоя материала;
3.5 температуростойкость: Способность материала сохранять механические свойства при повышении или понижении температуры. Характеризуется предельными температурами применения, при которых в материале обнаруживаются неупругие деформации (при повышении температуры) или разрушение структуры (при понижении температуры) под сжимающей нагрузкой;
3.6 уплотнение теплоизоляционных материалов: Монтажная характеристика, определяющая плотность теплоизоляционного материала после его установки в проектное положение в конструкции. Уплотнение материалов характеризуется коэффициентом уплотнения, значение которого определяется отношением объема материала или изделия к его объему в конструкции;
3.7 теплоизоляционная конструкция: Конструкция, состоящая из одного или нескольких слоев теплоизоляционного материала (изделия), защитно-покровного слоя и элементов крепления. В состав теплоизоляционной конструкции могут входить пароизоляционный, предохранительный и выравнивающий слои;
3.8 многослойная теплоизоляционная конструкция: Конструкция, состоящая из двух и более слоев различных теплоизоляционных материалов;
3.9 покровный слой: Элемент конструкции, устанавливаемый по наружной поверхности тепловой изоляции для защиты от механических повреждений и воздействия окружающей среды;
3.10 пароизоляционный слой: Элемент теплоизоляционной конструкции оборудования и трубопроводов с температурой ниже температуры окружающей среды, предохраняющий теплоизоляционный слой от проникновения в нее паров воды вследствие разности парциальных давлений пара у холодной поверхности и в окружающей среде;
3.11 предохранительный слой: Элемент теплоизоляционный конструкции, входящий, как правило, в состав теплоизоляционной конструкции для оборудования и трубопроводов с температурой поверхности ниже температуры окружающей среды с целью защиты пароизоляционного слоя от механических повреждений;
3.12 температурные деформации: Тепловое расширение или сжатие изолируемой поверхности и элементов конструкции под воздействием изменения температурных условий при монтаже и эксплуатации изолируемого объекта;
3.13 выравнивающий слой: Элемент теплоизоляционной конструкции, выполняемый из упругих рулонных или листовых материалов, устанавливается под мягкий покровный слой (например из лакостеклоткани) для выравнивания формы поверхности;
3.14 Паровые и водяные спутники: Трубопроводы малого диаметра, предназначенные для обогрева основного трубопровода и расположенные в общей с основным трубопроводом теплоизоляционной конструкции.
4 Общие положения
4.1 Теплоизоляционная конструкция должна обеспечивать параметры теплохолодоносителя при эксплуатации, нормативный уровень тепловых потерь оборудованием и трубопроводами, безопасную для человека температуру их наружных поверхностей.
4.2 Конструкции тепловой изоляции трубопроводов и оборудования должны отвечать требованиям:
энергоэффективности - иметь оптимальное соотношение между стоимостью теплоизоляционной конструкции и стоимостью тепловых потерь через изоляцию в течение расчетного срока эксплуатации;
эксплуатационной надежности и долговечности - выдерживать без снижения теплозащитных свойств и разрушения эксплуатационные температурные, механические, химические и другие воздействия в течение расчетного срока эксплуатации;
безопасности для окружающей среды и обслуживающего персонала при эксплуатации и утилизации.
Материалы, используемые в теплоизоляционных конструкциях, не должны выделять в процессе эксплуатации вредные, пожароопасные и взрывоопасные, неприятно пахнущие вещества, а также болезнетворные бактерии, вирусы и грибки, в количествах, превышающих предельно допустимые концентрации, установленные в санитарных нормах.
4.3 При выборе материалов и изделий, входящих в состав теплоизоляционных конструкций для поверхностей с положительными температурами теплоносителя (20 °С и выше), следует учитывать следующие факторы:
месторасположение изолируемого объекта СП 131.13330;
температуру изолируемой поверхности;
температуру окружающей среды;
требования пожарной безопасности;
агрессивность окружающей среды или веществ, содержащихся в изолируемых объектах;
материал поверхности изолируемого объекта;
допустимые нагрузки на изолируемую поверхность;
наличие вибрации и ударных воздействий;
требуемую долговечность теплоизоляционной конструкции;
температуру применения теплоизоляционного материала;
теплопроводность теплоизоляционного материала;
температурные деформации изолируемых поверхностей;
конфигурация и размеры изолируемой поверхности;
условия монтажа (стесненность, высотность, сезонность и др.);
условия демонтажа и утилизации.
Теплоизоляционная конструкция трубопроводов тепловых сетей подземной бесканальной прокладки должна выдерживать без разрушения:
воздействие грунтовых вод;
нагрузки от массы вышележащего грунта и проходящего транспорта.
При выборе теплоизоляционных материалов и конструкций для поверхностей с температурой теплоносителя 19 °С и ниже и отрицательной температурой дополнительно следует учитывать относительную влажность окружающего воздуха, а также влажность и паропроницаемость теплоизоляционного материала.
4.4 В состав конструкции тепловой изоляции для поверхностей с положительной температурой в качестве обязательных элементов должны входить:
Тепловая изоляция котлов. Теплоизоляция паровых труб, дымохода
Тепловая изоляция трубопроводов, котельного оборудования, промышленных печей широко применяется в энергетике, ЖКХ, химической, нефтеперерабатывающей, металлургической, пищевой и других отраслях промышленности. В энергетике объектами тепловой изоляции являются паровые котлы, газовые турбины, электрофильтры, теплообменники, баки-аккумуляторы горячей воды, трубы дымовые, трубы паровые, трубопроводы ТЭЦ.
Теплоизоляционная футеровка котла обеспечивает возможность проведения процессов горения при заданных параметрах. Теплоизоляционное футерование позволяет создать безопасные условия труда на производстве, снижает потери тепла. Плохой тепловой барьер существенно снизит отдачу калорий в теплоноситель. Изрядная доля произведённой теплоты растворится в атмосфере с выхлопными газами. Для гарантированной и безотказной работы нужен материал с особыми свойствами, когда стенки теплового агрегата могут разогреваться до многих сотен градусов.
Материалы, применяемые для изоляции котельного оборудования, должны обладать следующими качествами:
- Высокими теплоизоляционными свойствами и механической прочностью при высоких температурах
- Достаточной гибкостью в условиях значительного изменения температуры
- Возможностью использования для многослойной изоляции
Теплоизоляция паровых котлов, труб газоходов
Конструктивно изоляция котельных агрегатов выполняется различными способами. В котлах старых типов роль тепловой изоляции выполняла сама обмуровка, состоящая из внутреннего огнеупорного слоя (шамотного кирпича) и внешнего слоя из красного кирпича толщиной до 500—750 мм. Для уменьшения теплопотерь и снижения температуры наружной поверхности обмуровки проводят модернизацию паровых котлов старого типа и применяют высокотемпературные изоляционные материалы, обладающие лучшими теплоизоляционными свойствами.
В последние годы, за счет применения современных теплоизоляционных материалов, состав обмуровки совершенно изменился как по габаритам, так и по весу.
Современные котлы имеют большие поверхности нагрева. Стенки топочных камер и газоходов котла составляют 75—80% общей площади поверхности ограждения. Плотное экранирование создает нужные температурные условия на внутренней поверхности обмуровки, где температура за экранными трубами не превышает 400° С. Такую конструкцию обмуровки современного мощного котла можно рассматривать как газоплотную изоляцию, тесно связанную с конструкцией котла.
Вследствие резкого снижения температуры за экранами котла, изменилось соотношение отдельных слоев обмуровки: вместо толщины огнеупорного слоя 125-250 мм в старых кирпичных обмуровках толщина огнеупорного или жароупорного слоя в обмуровке современных котлов не превышает 50 мм, а вес огнеупорного слоя уменьшился с 80% до 40%. Однако часть обмуровки находится в более тяжелых условиях, так как температура газа при горении достигает 700—1000° С. В таких зонах газового котла должен быть предусмотрен огнеупорный слой с большей тепловой стойкостью, с использованием высокотемпаратурных теплоизоляционных материалов.
В таблице, для сравнения даны теплофизические свойства огнеупоров:
- плотность при 20°С, кг/м3;
- коэффициент теплопроводности, Вт/(м·град);
- максимальная рабочая температура,°С.
Значительное уменьшение веса обмуровки способствовало распространению новых конструкций, в которых вес полностью передается на экранные трубы (натрубная обмуровка) или облегченный каркас (накаркасная обмуровка). Это привело уменьшению расценок на работы.
Трубную высокотемпературную изоляцию выполняют из слоя огнеупорного бетона или слоя хромитовых масс, наносимых непосредственно на экранные трубы, слоя тепловой изоляции и уплотнительной штукатурки.
Накаркасные обмуровки выполняют из сборных щитов-панелей, заполняемых жароупорным и теплоизоляционным бетоном или температуростойкими теплоизоляционными плитами, защищенными с внешней стороны уплотнительными штукатурками.
Сегодня, современные производители котельных агрегатов предлагают использовать новые составы огнеупорных бетонов и набивных масс для теплоизоляции, что позволяет почти всю изоляцию современного котла выполнить монолитной без применения огнеупорных кирпичей. В составе такой тепловой изоляции отсутствует металлическая обшивка, а вместо дефицитных шамотных огнеупоров применяются дешевые огнеупорные массы и недорогой бетон. Такая монолитная теплоизоляция имеет высокую прочность, так как экранные трубы армируют обмуровку, а большое количество слоев теплоизоляции и отсутствие температурных швов обеспечивают последней высокую плотность.
Выбор типа теплоизоляции котла промышленного типа, решается в комплексе с конструкцией трубной решетки и условиями производства монтажных работ. Качественно выполненные работы по обустройству теплоизоляции позволяют снизить потери тепла в котле и предотвращают превышение установленной температуры в помещении котельной, что в совокупности обеспечивает повышение эффективности котельной установки в целом. Разработка решений по обустройству изоляции должна осуществляться с учетом типа котла и с соблюдением технических условий, установленных изготовителем.
ИЗОЛЯЦИЯ СТЕНОК КОТЕЛЬНЫХ ТРУБ
Изоляцию труб, воздуховодов и других узлов котельной установки надлежит выполнять из теплоизоляционных материалов и изделий, которые обладают высокой температуростойкостью и не изменяют своих показателей при длительном воздействии рабочих температур, имеют минимальный объемный вес, низкий коэффициент теплопроводности, достаточную механическую прочность при длительном нагреве. Ввиду высоких температур паровых труб, дымоходов, требуется укладка высокотемпературной изоляции два-три слоя для обеспечения достаточной толщины и прочности изоляции трубопровода. При монтаже труб паровой котельной, установке дымоходов, проведении теплоизоляционных работ, особое внимание также должно уделяться стойкости материалов для изоляции котла к воздействию вибрации.
Материал для теплоизоляции котельных труб должен обладать достаточной пластичностью и обеспечивать возможность теплового расширения конструкции. Между слоями изоляции следует проложить алюминиевую фольгу для отражения тепла от трубы. Огнеупорные материалы на основе базальтовой ваты обладают хорошими теплоизоляционными характеристиками, выдерживают очень высокие температуры, а также значительные перепады температур между элементами конструкции котла.
Когда утепление котла делают при помощи плит базальтовой или минеральной ваты, требуется предварительно изготовить металлический каркас. Обрешетка, на которую будут крепиться плиты утеплителя, приваривается непосредственно к корпусу котла. На подготовленный каркас монтируется теплоизоляционный слой, который сверху необходимо укрепить при помощи металлической сетки. Сверху наносится тонкий слой известково-шлаковый раствор.
Важным аспектом при утеплении котла является теплоизоляция его дымохода. На трубу монтируются теплоизоляционные плиты минеральной или базальтовой ваты, которые крепятся к дымовой трубе при помощи стандартных крепежных элементов или фольгированного скотча. Сверху теплоизоляционный слой закрывается металлическим каркасом, элементы которого соединяются, чтобы предотвратить образование между ними зазоров, нарушающих целостность наружной обшивки термоизоляционного слоя. Сверху утеплитель, который находится между металлическим кожухом и дымоходной трубой замазывается цементным раствором.
Долговечность теплоизоляции зависит от их конструктивных особенностей и условий эксплуатации, включающих месторасположение изолируемого объекта, режим работы оборудования, степень агрессивности окружающей среды, интенсивность механических воздействий. Срок службы теплоизоляционного материала и теплоизоляционной конструкции в целом в значительной степени определяется видом защитного покрытия и качеством монтажных работ.
Как самостоятельно утеплить котел, как сложности, чем утеплить
Сегодня поговорим о таком вопросе, как самостоятельное утепление твердотопливного котла, какие материалы лучше использовать, как закрепить.
Сразу надо разграничить два вида котлов, ну или два вида участков стенок котлов! Первый вид - это водонаполненные стенки котла, и второй вид - это стенки котла, непосредственно подвергающиеся воздействию огня, жара изнутри котла, то есть стенки, в которых нет теплоносителя!
Первые не могут быть горячее 95-100 градусов, а вторые могут нагреваться и до 800 градусов! А при работе на угле - и выше!
В данной статье не будем описывать минусы такого перегрева металла, то есть минусы котлов, не имеющих полное водонаполнение по периметру!
Единственное, сразу отмечу, что вообще, такие участки котла (без теплоносителя системы отопления) лучше всего не утеплять, так как утеплитель может вызвать постоянный перегрев металла без теплоотдачи наружу, что в свою очередь приведёт к довольно быстрому прогоранию металла в местах утепления!
Зачем же нужно утеплять котлы? Ответ простой, чтобы максимально снизить теплопотери от котла, это главная причина! Особенно, если котел стоит в отдельном помещении, которое нет смысла отапливать!
Так же теплоизоляция котла защищает всех, кто может быть рядом, даже случайно, от случайных ожегов. Так же после установки теплоизоляции, особенно в производственных масштабах, устанавливается и обшивка, что значительно улучшает внешний вид котла!
Котлы без обшивки, мягко говоря, выглядят не презентабельно!
Можно ли самому утеплить котёл, если вдруг достался вот такой не красивый, возможно самодельный котел?
Да можно! и это довольно просто!
Главное для утепления выбирать листовой плотный материал, так как с рулонным материалом работать вам будет неудобно, закрепить его будет крайне сложно! Самый оптимальный вариант - это базальтовый картон!
. который представляет из себя плотную минеральную вату (базальтовую) в виде листов. Их очень удобно разместить по периметру котла! Толщина особо большая не требуется, зачастую, при наличии водяной рубашки, хватает 20-30 мм! Можно чуть-по-толще, например 40-50 мм! Больше - нет смысла, если котел стоит не на улице, а в помещении!
чтобы закрепить картон самостоятельно на котле, можно воспользоваться металлической лентой, или алюминиевым скотчем, обватывая котел (утеплитель) по периметру через каждые30-40 см, а спереди пропуская ленту между дверцами.
для начала, для удобства - можно воспользоваться обычным шпагатом
Если вы все-таки планируете ещё и защитить сам утеплитель - то заранее приварите к стенкам котла местами уголки или П-образные скобы из тонкого металла (1-2 мм) для закрепления обшивки саморезами к ним! Если присмотреться, то на фото выше над нижней дверцей и под верхней видны такие скобы!
Базальтовый картон не горюч до 1200 градусов, поэтому Вы не будете опасаться, что где-то он загорится от искры и т.п.!
Некоторые дополнительно сверху используют вспененный фольгированный полиэтилен и подобные ему материалы!
Да, теоретически и практически это возможно для придания нормального внешнего вида, но при таком способе требуется особая осторожность при работе с горящим в котле топливом. вспененный полиэтилен горюч, а фольга на нём слишком тонка, чтобы защитить его от возгорания!Алюминиевый стотч гораздо толще, но весь котёл обмотать им выйдет в копеечку, так как такой стотч довольно не дешовый, недавно брал 50 метров*50 мм рулончик за 365 рублей! А это всего 2,5 квадратных метра, если без нахлеста!
Да, и не забывайте, что базальтовый картон не любит воды, на него не должна попадать влага и тем более, осадки!
Я думаю, что сейчас в магазинах (ну конечно, если они работают на период карантина, этого коронавируса) можно подыскать и другие отражающие жар и тепло материалы, особенно если зайдёте в специальные "банные" или "каминные" магазины.
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Применяемые теплоизоляционные материалы в соответствии с ГОСТ 16381-70 классифицируются по следующим признакам:
Исходному сырью — неорганические и органические; структуре — пористо-волокнистые и пористо-зернис - тые;
Форме — штучные, рулонные, шнуровые, сыпучие; объемной массе—OJI (особо легкие, - у— 15-г - -5-100 кг/м3); Л — (легкие, 7=125-^350 кг/м3); Т (тяжелые, y=400h-600 кг/м3).
По относительной деформации сжатия под действием нагрузки 0,02 кгс/см2 материалы делят на: М — мягкие (деформация более 30%); ПЖ — полужесткие (деформация 6—30%); Ж — жесткие (деформация до 6%). Теплоизоляционные материалы классифицируются также по теплопроводности (табл. 3-8).
В конструкциях ограждений котлов применяются только неорганические материалы, преимущественно легкие и тяжелые с малой, средней и повышенной теплопроводностью. Количество неорганических теплоизоляционных материалов достаточно велико, однако широкое распространение в практике проектирования и выполнения изоляции ограждений котлов получила сравнительно небольшая номенклатура материалов. Ограничение номенклатуры вызвано целым рядом технических и экономических соображений. Прежде всего материалы должны быть недефицитными и вырабатываться отечественной промышленностью в достаточном количестве.
Теплопроводность теплоизоляционных материалов и их классификация
Классификация по теплопроводности
Коэффициент теплопроводности, ккал/(м-ч-°С). при средней температуре. "С, не более
В — повышенной теплопро
Применение таких материалов должно быть экономически оправданным, выполнение из них различных узлов должно быть технологичным, должно допускать механизацию процессов и сокращать время изготовления. Материалы должны быть взаимозаменяемы и должны допускать их применение в узлах различных по конструкции котлов. Последнее требует, чтобы изоляционные материалы имели близкие свойства и фнзико-техничес - кпе характеристики — коэффициенты теплопроводности, объемные массы и рабочую температуру применения. Ниже приводятся только те материалы, которые получили широкое распространение в ограждениях, экономичны и технически целесообразны. Полное описание материалов, применяемых для изоляции, приводится в справочнике по специальным работам 3. Физико-технические характеристики, необходимые для расчетов при проектировании изоляции, приведены в приложении 3.
Асбест и изделия на его основе
Асбест хризотиловый (ГОСТ 12871-67) из отечественных месторождений является минералом с плотностью 2,4—2,6 г/см3, способным выдерживать длительную температуру при нагреве до 500°С. Асбест может расщепляться на тонкие волокна (иголки) и в виде массы с перепутанными и деформированными волокнами называется распушенным. В зависимости от длины волокон и наличия пыли асбест делится на восемь сортов: от 0 до 7-го сорта. Наиболее цепные сорта — имеющие более длинные волокна, наименее ценным является 7-й сорт, который содержит больше всего пылевидных частиц и самые короткие волокна. Распушенный асбест имеет теплопроводность от 0,08 до 0,23 ккал/(м-ч-сС) в зависимости от его объемной массы и применяется для изготовления асбестовых изделий в виде бумаги, картона, шнура и в качестве заполнителя при приготовлении специальных жаростойких бетонов и изоляционных масс. В чистом виде применяется редко в качестве изоляционного заполнителя в некоторых узлах ограждений.
Бумага асбестовая теплоизоляционная (ГОСТ 2630-69) изготавливается в виде листов 1000X950 мм толщиной от 0,5 до 1,5 мм и в виде рулонов шириной до 1150 мм. Бумага изготовляется двух сортов и выдерживает температуру до 5004;.
Асбестовый картон (ГОСТ 2850-75) с объемной массой 1000—1300 кг/м3 изготовляется в виде листов 900Х Х900 мм и ЮООХЮОО мм с толщиной от 2 до 10 мм и выдерживает температуру до 600°С
Шнур асбестовый (ГОСТ 1779 72) изготавливается трех типов: асбестовый, асбомагнезиальный и асбопух - шнур, из асбестовых нитей, пряжи или волокон с оплеткой или без нее. Асбестовый и асбопухшнур применяются для изоляции поверхностей с температурой не более 300°С. Асбомагнезиальный шнур для изоляции поверхностей с температурой до 400°С. Шнуры подбираются по ГОСТ, в котором указаны диаметр, мм, н масса 1 м длины шнура. За рубежом, помимо хризотилового асбеста, дли приготовления некоторых изоляционных масс применяется «амфнболовый асбест», который носит название голубого или синего; качество этого асбеста выше хризотилового, а рабочая температура достигает 600°С.
Минеральная вата и изделия на ее основе
Минеральная вата (ГОСТ 4640-76) является наиболее распространенным и дешевым материалом для изоляции и основой для изготовления теплоизоляционных изделий. Волокна минеральной ваты получают из расплава горных пород. Существует несколько способов изготовления минеральной ваты. Наиболее распространен способ, при котором струя расплава раздувается паровой форсункой, расплав вытягивается п волокна через специальные платиновые фильеры. Качество фильерной ваты (ВФ) выше качества ваты, изготовляемой путем раздувки расплава. Объясняется это тем, что прн раздув - ке расплава по воздуху летят маленькие каплн, которые вытягиваются в волокна и оседают в специальной камере. В процессе вытяжки капли на конце волокна остается маленький шарик, который отламывается от волокна и оседает в камере. Эти шарики называются «корольками»; их наличие ухудшает изоляционные свойства минеральной ваты. Особенно это сказывается при вибрации поверхности, поскольку в этом случае корольки пробивают толщу слоя ваты и оседают в нижней части. В вате образуются пустоты, нарушается однородность структуры слоя и ухудшаются изоляционные свойства. Отрицательное влияние корольков уменьшается в минерало - ?дтных изделиях на специальных связках.
Минеральная вата изготавливается четырех марок: 75; 100; 125 и 150. Цифровое обозначение марок соответствует объемной массе, кг/м3, под действием удельной нагрузки в 0,02 кгс/см2. Предельная температура применения минеральной ваты 600°С. Из минеральной ваты изготовляют плиты, цилиндры и полуцилиндры, В качестве связующих добавок применяются битум, синтетические и неорганические вещества. Изделия на битумном связующем пригодны для рабочих температур, ие превышающих 200°С, на синтетических — не более 300— 400°С и на неорганических — не более 500°С. Для ограждений энергетических котлов применяются плиты и прошивные маты или матрицы, рабочая температура применения которых ие менее 400°С.
Плиты н маты теплоизоляционные из минеральной ваты на синтетическом связующем (ГОСТ 9573-72) изготовляются для работы при температуре до 400° С. Размеры изделий, которые применяются в ограждениях, таковы: длина 1000 мм, ширина 500 и 1000 мм, толщина от 40 до 100 мм с интервалом в 10 мм. Применяемые изделия выполняются обычно в виде полужестких и жестких плит: полужесткие имеют объемную массу 100—125 кг/м3, жесткие до 150 кг/м3; коэффициент теплопроводности изделий при средней температуре примерно 125°С составляет около 0,065 ккал/(м-ч-°С).
Плиты из минеральной ваты температуростойкие (ТУ № 5 ГКЭ и Э СССР) чаще всего применяются для изоляции промышленного оборудования и в ограждениях котлов. Плиты изготавливаются с размерами 500Х Х500 и 500X1000 мм при толщине 50 мм с допусками по длине и ширине ±10 мм. по толщине ±5 мм, В зависимости от объемной массы и рабочей температуры плиты имеют две марки-. 300 и 350. Коэффициент теплопроводности плиты при средней температуре 270°С лежит в пределах от 0,11 до 0,12 ккал/(м-ч-°С).
Плиты полужесткие из минеральной ваты иа крахмальной связке (ТУ 81-65 Главмоспромстройматериа - лы) могут применяться при температуре до 400°С. Онн изготавливаются различных размеров в зависимости от объемной массы марок 125, 150 и 200. По заказу потребителя могут изготавливаться с объемной массой до 250 кг/м3 толщиной 50—60 мм с уплотнением не более 10% под нагрузкой 0,02 кгс/см2.
Пухшнур нз минеральной ваты (ТУ 36-887-67) изготавливается в виде жгутов диаметром 20, 35 и 60 мм с оплеткой из оцинкованной проволоки, скрученной стеклянной нити, в хлопчатобумажной н других оплетках. В ограждениях котлов шнур в металлической оплетке применяется только при температуре до 600°С, а из стеклянных нитей —до 400°С. Марки шнура 200, 250 и 300 соответствуют его объемной массе, кг/м3. Коэффициент теплопроводности шиура при 25°С составляет около 0,06 ккал/(м ч-°С).
Маты минераловатные прошивные (ГОСТ 21880-76) изготовляются с обкладкой с одной или с двух сторон. Максимальная температура применения матов зависит от материала обкладки н составляет:
Материал обкладки Температура, °С
TOC o "1-3" h z Металлическая сетка. . . 600
Асбестовая ткань АТ-7 . 450
Ткань или сетка из стекла. 400
Асбестовая ткань AT-I. . 250
Маты выпускают следующих размеров:
Размеры мата, мм Допуск, мм
Длина. . . 1000—2500. ±50
Ширина. . 500—2000 . ±20
Толщина . 40—100 . ±5
Объемная масса зависит от марки мата. Для марок 100 и 150 объемная масса, кг/м3, составляет соответственно 75—100, 126—150. Коэффициент теплопроводности при средней температуре 100°С лежит в пределах от 0,038 до 0,043 ккал/(м-ч.°С).
Минераловатные матрацы изготовляются обычно ручным способом любой формы, толщиной от 50 до 150 мм. При изготовлении вату уплотняют до половины своей первоначальной толщины, обкладывают металлической сеткой н прошивают проволокой. Так как минераловатные матрацы изготовляются более плотными, чем прошивные маты, то нх коэффициент теплопроводности соответственно выше. При средней температуре 250°С он составляет 0,14—0,15 ккал/(м-ч-°С) для матраца с объемной массой 300 кг/м3.
Стеклянная вата и теплоизоляционные изделия из нее
Вата получается из расплава специально приготовленной смеси из неорганических веществ. Волокна получают путем раздува расплава нли обработкой в центри - • фуге. Различают два вида стеклянного волокна: штапельное длиной от нескольких миллиметров до 2 м и непрерывное. Для теплоизоляции обычно используется штапельное волокно. Стеклянная вата ВТУ 11-54 состоит из перепутанных волокон с объемной массой не более 150 кг/м3 и коэффициентом теплопроводности около 0,05 ккал/(м-ч-°С) при температуре Ю0°С. Вату применяют обычно в качестве материала для изготовления теплоизоляционных изделий. Маты и полосы объемной массой не более 170 кг/м3 применяют для рабочих температур не более 400—450°С. Стеклянное полотно (ткаиь) применяется для оклейки и уплотнения поверхностей ограждений (уменьшения газопроницаемости) и в качестве отделочного слоя. Вата каолинового состава (МРТУ 6-11-102-69) может применяться для изоляции поверхностей с температурой до 1100°С. Оиа выпускается в ограниченном количестве и очень дефицитна. Применение каолиновой ваты и изделий из нее в ограждениях котлов распространения не получило.
Диатомит и изделия из него
Различают диатомит — сырье и диатомитовые обожженные изделия. Диатомит (трепел) — осадочная порода, состоящая в основном из кремнезема, применяется для изготовления теплоизоляционных материалов. Объемная масса в сухом состоянии ие более 800 кг/м3. Обожженный диатомит — диатомовая крошка в виде зерен крупностью до 12 мм применяется для засыпной изоляции и в качестве заполнителя при приготовлении жаростойких термоизоляционных бетонов и растворов. Крошка выпускается с объемной массой 500 и 600 кг/м3 двух марок: 500 и 600.
Изделия диатомовые обжиговые (ГОСТ 2695-71) производятся из смеси диатомита (трепела) с выгорающими или порообразующими веществами. После формовки и сушки изделий производится их обжиг. Изделия выпускаются в виде кирпичей стандартных размеров, блоков, полуцилиндров и сегментов для изоляции трубопроводов. Наибольшая температура применения диатомовых изделий 900"С. Теплопроводность диатомовых изделий при средней температуре 350°С колеблется от 0,11 до 0,23 ккал/(м-Ч'°С), а предел прочности на сжатие— от 6 до 10 кгс/см2. В зависимости от объемной массы и технологии производства изделия выпускаются следующих марок: пенодиатомовые ПД-350; ПД-400; диатомовые Д-500, Д-600 и трепельные '1 600 и Т-700. Номер марки примерно соответствует объемной массе изделий, кг/см3. Для изоляции в ограждениях котлов применяются изделия марок Д-500 и Д-600.
Вулканит (ГОСТ 10179-74) получают из смеси извести и асбеста путем формовании, автоклавной обработки и сушки. Изоляционные плиты и полуцилиндры изго-
Тавливают двух марок 350 и 400 с объемной массой 350 и 400 кг/м3; плиты изготавливаются размером 500Х XI70 мм, толщиной 30, 40, 50 и 70 мм. Предельная температура их применения ие более 600°С; коэффициент теплопроводности при 125°С лежит в пределах от 0,076 до 0,085 ккал/(м-ч-°С), а предел прочности при изгибе не менее 3,0—3,5 кгс/см2.
Совелитовый порошок (ТУ 36-131-69 ММС СССР) получается размолом разрушенных совелитовых изделий. Раствор совелитового порошка применяется в виде мастики для кладки плит и других изделий, заполнения небольших трещин и пустот в совелитовой изоляции. Предельная температура применения порошка 500°С, объемная масса в сухом состоянии около 250 кг/м3 и коэффициент теплопроводности при 25°С око^іо 0,08 ккал/(мХ Хч-°С).
Перлит и изделия на его основе
Перлит (ГОСТ 10832-74) — пористый вспученный материал в виде песка или щебня, получается при термической обработке дробленых вулканических стекол. В зависимости от размера зереи перлит делится на следующие фракции: мелкий песок до 1,2 мм, крупный 1,2— 5 мм. Щебень мелкий 5—10 мм, щебень крунный 10— 20 мм. Перлитовый песок различных фракций примеия - ется в качестве заполнителя теплоизоляционных изделий, растворов и засыпной изоляции. Перлитовый щебень и крупный песок применяются для изготовления перлитобетонов. Температура применения вспученного перлита не более 800°С. Коэффициент теплопроводности перлитного песка колеблется от 0,045 до 0,06 ккал/(мХ Хч-°С) в зависимости от его объемной массы, составляющей от 100 до 250 кг/м3.
Вспученный перлитовый порошок (МРТУ 6-ЕУ-231-62) применяют в качестве засыпной изоляции, объемная масса порошка равна около 80 кг/м3, коэффициент теплопроводности при средней температуре 85°С не более 0,027 ккал/(м-ч-°С).
Перлитовые изделия на керамической связке (ГОСТ 21521-76) получают путем формовки перлитовой и глинистой смеси, сушки и обжига. Предельная температура применения 900°С. Изделия изготавливаются четырех марок: 250, 300, 350 и 400. Коэффициент теплопроводности при 25°С в зависимости от объемной массы лежит в пределах от 0,065 до 0,09 ккал/(м-ч-°С); предел прочности на сжатие от 3,0 до 12,0 кгс/см2. Изделия изготавливаются в виде плит, скорлуп и сегментов. В ограждениях котлов применяются плиты размером 500X500 мм при толщине в 40 и 50 мм.
Перлитогелиевые изделия (ТУ-2-67 МЭ и Э) получают промышленное распространение благодаря меньшей объемной массе и меньшему коэффициенту теплопроводности. Перлитогелиевые изделия изготовляют формовкой нз перлитового песка, асбеста, обработанного серной кислотой, и тонкомолотой силикатной глыбы с добавлени - I ем кремнефторнстого натрия. Изделия выпускаются двух I марок 200 и 250. Предельная рабочая температура их | применения 650°С. Коэффициент теплопроводности при
25°С составляет около 0,056 ккал/(м-ч-°С). Для ограждений котлов применяются плиты с длиной 490, 500 мм, шириной 360,500 мм и толщиной 50—75 мм. Из-за дефицитности изделий применение их ограничено.
Вермикулит и изделия из него
Вспученный вермикулит (ГОСТ 12865-67) представляет собой сыпучий зернистый материал, полученный обжигом природной гидратироваииой слюды. В зависимости от размера зерен вермикулит делится на фракции: крупный 5—10 мм, средний 0,6—5 мм и мелкий до 0,6 мм; по значению объемной массы — на марки «100», «150» и «200». Коэффициент теплопроводности при 25°С колеблется в пределах от 0,055 до 0,065 ккал/(мч-°С). Вермикулит применяется в качестве засыпной изоляции для неподвижных поверхностей с температурой до 1100°С и вибрирующих поверхностей — до 900°С и служит сырьем для изготовления изделий, бетонов и растворов.
Асбестовермикулитовые изделия (ГОСТ 13450-68) изготовляются путем формовки из смеси вспученного вермикулита с добавкой связующих веществ. В зависимости от объемной массы изделия выпускаются трех марок: 250, 300 и 350, коэффициент теплопроводности асбе - стовермикулитовых изделий находится в пределах от 0,075 до 0,085 ккал/(м-ч-°С), предел прочности от 1,8 до 2,5 кгс/см2, температура применения 600°С. Для охлаждений котлов асбестовермикулит применяется в виде плит длиной 1000 и 500 мм, шириной 500 мм и толщиной в 40, 50, 80 и 100 мм.
При выборе изоляционных материалов необходимо учитывать все факторы. Длительный опыт эксплуатации котлов показывает, что из теплоизоляционных материалов, приведенных выше, могут быть рекомендованы следующие: для изоляции в области высоких температур частей ограждений, выполняемых в виде кладки, — диатомовый кирпич; для частей, выполняемых в виде монолитного массива или сложной формы, — асбестодиато - мовый бетон, который может применяться в качестве промежуточного изоляционного слоя между жаростойким бетоном и изоляцией в тех местах, где по условиям рабочей температуры нельзя поместить более эффективную изоляцию. В качестве высокоэффективной теплоизоляции рекомендуются совелитовые, минераловатные иа высокотемпературной связке и вулканитовые плиты. Минераловатные плиты удобнее в монтаже, так как их размеры больше, обладают большей податливостью, менее хрупки и хорошо режутся. Совелитовые близки по своим показателям к вулканитовым плитам; те и другие дефицитны. Асбестовермикулитовые плиты дорогие, очень хрупки, а промышленное производство их ограничено; поэтому следует избегать их применения.
Для изоляции криволинейных поверхностей с нестандартными радиусами кривизны и некоторых испытывающих деформации узлов (углы топок с натрубной обмуровкой) приходится применять минераловатные матрацы, несмотря на их недостатки. В этих случаях матрацы должны быть очень тщательно изготовлены, плотно и равномерно набиты и хорошо прошиты. Толщина отдельных слоев матрацев не должна превышать 50 мм. Изоляцию матрацами следует производить в 2—3 слоя.
Помимо этих рекомендуемых материалов, выше были приведены показатели новых изоляционных материалов, которые получают распространение в связи с увеличением их производства. К иим относятся перлитогелевые, известково-кремнеземистые плиты и асбоперлитовая изоляция, выполняемая методом напыления. Эти материалы имеют хорошие показатели, и стоимость их ниже. Однако известково-кремнеземистые плиты пока выпускаются в небольших количествах, перлитогелевые еще в меньших. Известково-кремнеземистые плиты и асбоперлитовая изоляции получили наибольшее распространение при выполнении ограждений мошных котлов.
Читайте также: