根据设备及管道保温技术通则,绝热材料是指在平均温度等于或小于623K(350℃)时,热导率小于0.14W/(m.K)的材料.绝热材料通常具有质轻、疏松、多孔、导热系数小的特点.一般用来防止热力设备及管道热量散失,或者在冷冻(也称普冷)和低温(也称深冷)下使用,因而在我国绝热材料又称为保温或保冷材料.同时,由于绝热材料的多孔或纤维状结构具有良好的吸声功能,因而也被广泛应用于建筑行业。
一、分类方法
绝热材料种类繁多,一般可按材质、使用温度、形态和结构来分类。 按材质可分为有机绝热材料、无机绝热材料和金属绝热材料三类.热力设备及管道用的保温材料多为无机绝热材料. 无机绝热材料具有不腐烂、不燃烧、耐高温等特点.例如:石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫玻璃混凝土、硅酸钙等。普冷下的保冷材料多用有机绝热材料,它具有极小的导热系数、耐低温、易燃等特点.例如:聚苯乙烯泡沫塑料、聚氯乙烯泡沫塑料、氨酯泡沫塑料、软木等。按形态又可分为多孔状绝热泪盈眶材料、纤维状绝热泪盈眶材料、粉末状绝热和层状绝热材料四种。多孔状绝热材料又叫泡沫绝热材料,具有质量轻、绝热性能好、弹性好、尺寸稳定、耐稳性差的特点。主要有泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫橡胶、硅酸钙、轻质耐火材料等。纤维状绝热材料按材质分为有机纤维、无机纤维、金属纤维和复合纤维等。在工业上用作绝热材料的主要是无机纤维,目前用得最广的纤维是石棉、岩棉、玻璃棉、硅酸铝陶瓷纤维、晶质氧化铝纤维等。粉末状绝热材料主要有硅藻土、膨胀珍珠岩及其制品.这些材料的原料来源丰富,价格便宜,是建筑和热工设备上应用较广的高效绝热材料。
二、性能指标和一般选用原则
(1)导热系数:作为绝热材料,导热系数应越小越好,一般应选用导热系数小于0.14W/m.K。作为保冷的绝热材料,对导热系数的要求更高。
(2)容重:绝热材料的容重一般应低于600kg/m3.容重小的材料,一般导热泪盈眶系数也小,但同时机械强度也随之降低,故要合理选择。
(3)机械强度:要使绝热材料在自身重量及外力作用下不变形和损坏,其抗压强度应不小于3kg/cm2。
(4)吸水率:绝热材料吸水后不但会大大降低绝热性能,而且会加速对金属的腐蚀,是十分有害的.因此,要选择吸水率小的绝热材料。
(5)耐热性和使用温度:要根据使用场所的温度情况选择不同耐热性能的绝热材料."最高使用温度"就是绝热材料耐热性的依据.除上述原则外,在选取绝热材料时还应考虑施工、价格及运输等因素。 2、我国绝热保温材料的发展现状
我国绝热保温材料的生产企业目前已有上千个,产品有十几大类、上百个品种,适应温度范围从-196摄氏度到1000摄氏度,技术、装备水平也有了圈套提高.目前使用的绝热保温材料主要包括以下几种 1）泡沫型保温材料
泡沫型保温材料主要包括两大类:聚合物发泡型保温材料和泡沫石棉保温材料.聚合物发泡型保温材料具有吸收率小、保温效果稳定、导热系数低、在施工中没有粉尘飞扬、易于施工等优点,正处于推广应用时期.泡沫石棉保温材料也具有密度小、保温性能好和施工方便等特点,推广发展较为稳定,应用效果也较好.但同时也存在一定的缺陷:例如,泡沫棉容易受潮,浸于水中易溶解,弹性恢复系数小,不能接触火焰和在穿墙管部位使用等。 2）复合硅酸盐保温材料
复合硅酸盐保温材料具有可塑性强、导热系数低、耐高温、浆料干燥收缩率小等特点.主要种类有硅酸镁、硅镁铝、稀土复合保温材料等.而近年出现的海泡石保温隔热材料作为复合硅酸盐保温材料中的佼佼者,由于其良好的保温隔热性能和应用效果,已经引起了建筑界的高度重视,显示出强大的市场竞争力和广阔的市场前景。海泡石保温隔热材料是以特种非金属矿物质海泡石为主要原料,辅以多种矿物原料及添加剂,采用新工艺经发泡复合而成。该材料无毒、无味,为灰白色静电无机膏体,干燥成型后为灰白色封闭网状结构物，其显著特点是导热系数小,温度使用范围广,抗老化、耐酸碱,轻质、隔音、阻燃、施工简便、综合造价低等。主要用于常温下建筑屋面、墙面、室内顶棚的保温隔热,以及石油、化工、电力、冶炼、交通、轻工与国防工业等部门的热力设备,管道的保温隔热和烟囱内壁、炉窑外壳的保温(冷)工程.这种保温隔热材料,将以其独特的性能开创保温隔热节能的新局面
3）硅酸钙绝热制品保温材料
硅酸钙绝热制品保温材料在80年代曾被公认为块状硬质保温材料中最好的一种,其特点是密度小、耐热度高,导热系数低,抗折、抗压强度较高,收缩率小.但进入90年代以来,其推广使用出现了低潮,主要原因是许多厂家采用纸浆纤维.以上做法虽然解决了无石棉问题,但由于纸浆纤维不耐高温,由此影响了保温材料的耐高温性和增加了破碎率.该保温材料在低温材料在低温部位使用时,性能虽不受影响,但并不经济。 4）纤维质保温材料
纤维质保温材料在80年代初市场上占有圈套的份额,是因为其优异的防火性能和保温性能,主经适用于建筑墙体和屋面的保温.但由于投资大,所以生产厂家不多,限制了它的推广使用,因而现阶段市场占有率较低。
3、绝热保温材料发展趋势
憎水性是保温材料重要发展方向，"憎水性"广义上是指制品抵抗环境中水分对其主要性能产生不良影响的能力.在国际"保温材料憎水性试验方法"的"术语定义"中,规定为反映材料耐水渗透的一个性能指标,已经规定方式、一定流量的水流喷淋后,试样中未透水部分的体积百分率来表示.目前改性有机硅类憎水剂是保温材料较通用的一种高效憎水剂,它的憎水机理是利用有机硅化合物与无机硅酸盐材料之间较强的化学亲和力,来有效的改变硅酸盐材料的表面特性,使之达到憎水效果.它具有稳定性好、成本低、施加工艺简单等特点.例如:纤维类保温材料,如矿岩棉制品,下班棉制品等基本上均不憎水,但经憎水处理后,其憎水率可达到90%甚至更高.普通泡沫石棉不憎水,吸水率极高,但经"气相吸收法"作二次处理后,可以制成弹性憎水泡沫石棉制品,使用效果较普通石棉好得多。材料的吸水率是在选用绝热材料时应该考虑的一个重要因素,常温下水的导热系数是空气的确23.1倍.绝热材料吸水后不但会大大降低其绝热泪盈眶性能,而且会加速对金属的腐蚀,是十分有害的.保温材料的空隙结构分为连通型、封闭型、半封闭型外,其它保温材料不管空隙结构如何,其材质本身吸水,加上连通空隙的毛细管渗透吸水,故整体吸水率均很高.我国目前大多数保温绝热材料均不憎水,吸水率高,这样一来对外护层的防水要求就十严格,增加了外层的费用。
1、保温目的
石油化工管路输送的流体多种多样，温度有高有低。凡要求输送的流体温度保持稳定，尽量减少热量或冷量损失；或当外界温度降低时，流体容易结晶、凝结；外界温度升高时，液体容易蒸发的管路都应进行保温。同时，保温还能减少因凝结的液体积聚而造成的腐蚀；防止发生被管子烫伤事故；降低室温；改善操作环境。
2、保温材料
保温的实质是减少管内外的热量传递，因此对保温材料就应当选用导热系数小、空隙率大、体轻、受振动时不易损坏的材料。保冷材料除上面要求外，还应不易吸水、来源广泛和价格便宜。
保温材料种类繁多，产地分布很广，常用的有：石棉、矿渣棉、玻璃棉、硅藻土、膨胀珍珠岩、蛭石、多孔混凝土、聚氯乙烯和聚苯乙烯泡沫塑料等。 3、保温方法。
管路经吹洗和试压以后，首先应清除管外表面的污垢和锈蚀物等。然后涂上防腐漆，防腐漆干后开始进行保温施工。因采用的保温材料不一样，施工方法也各不相同。
