Теплоизоляционные материалы и изделия

Теплоизоляционные материалы и изделия

Теплоизоляционные материалы и изделия применяются в котлостроении для изоляции горячих поверхностей оборудования и для выполнения обмуровок, имеющих температуру до 900 °С.

Теплоизоляционные материалы и изделия должны иметь низкую теплопроводность, низкую удельную теплоемкость, небольшую объемную массу, обладать достаточной механической прочностью и необходимой теплостойкостью, допускать обработку и не вызывать коррозии металлов. Материалы, применяемые для тепловой изоляции, должны иметь пористое строение, так как воздух в состоянии покоя имеет наиболее низкую теплопроводность.

В зависимости от происхождения теплоизоляционные материалы и изделия бывают органические и неорганические. Органические материалы имеют малую объемную массу и дешевы, но не вы-держивают высоких температур и поэтому применяются для изоляции поверхностей с температурой не более 100 °С. Неорганические материалы выдерживают более высокие температуры, не горят, не тлеют и не гниют.

Теплоизоляционные материалы и изделия могут применяться в виде сыпучих масс с добавками и без добавок связывающих веществ, а также в виде штучных изделий (кирпич, плиты, листы, рулоны, маты, матрацы, скорлупы и т. д.). Наиболее широко применяются: диатомит, трепел, асбест, асбестодиамитовые и магнезиальные материалы.

Диатомиты представляют собой осадочные горные породы и состоят в основном из аморфного кремнезема. При этом тяжелые разновидности этих пород носят название трепелов. Диатомит и трепел отличаются друг от друга микроструктурой, имея одинаковый химический состав. Диатомиты и трепелы имеют светло-серый цвет с желтоватым оттенком, рыхлую структуру и легко размельчаются. В диатомитах и трепелах содержатся примеси: глина, песок, карбонаты кальция и др. С увеличением количества примесей температуроустойчивость диатомитов уменьшается. Диатомиты могут применяться при температуре 900 °С.

Для тепловой изоляции применяются два вида изделий из диатомита: безобжиговые - плиты, сегменты, скорлупы, изготовляемые из асбестоднатомитовой мастики; обжиговые - в виде кирпича, скорлуп и сегментов. Кирпич выпускается двух типоразмеров: 250x 123x65 и 230x 113X65 мм. Блоки выпускаются трех типоразмеров: 500x250x100, 500x250x65 и 500х250х Х125 мм. Изделия из диатомита легко поддаются механической обработке (резанию и тесанию).

Асбест представляет собой минерал, имеющий волокнистую структуру и способный расщепляться на отдельные эластичные волокна. Он выдерживает нагрев до 600 °С, не изменяя своих свойств. Для изоляции используется низкосортный асбест, содержащий в основном короткие волокна, а также асбест, получаемый в виде отходов от других производств. Для изоляции горячих поверхностей в чистом виде асбест не применяется. Чаще применяются смешанные формованные изделия (асбесто-магнезиальные, асбестодиатомитовые и др.), асбестовые сыпeчие массы, мастичные и изоляционные цементы, различные смеси асбеста с минеральной ватой, органическим волокном и др.

Для изоляции наиболее часто применяется асбестовая ткань, асбестовый картон, асбестовая бумага, асбестовый шнур. Асбестовая ткань представляет собой полотно из асбестовых нитей. Выпускается 14 различных марок ткани, которые отличаются плотностью и содержанием хлопкового волокна. Асбестовая ткань применяется для изоляций горячих поверхностей с температурой до 400-500 С. Если асбестовая ткань изготовлена вместе со стекловолокном, то она называется асбестостеклянной и применяется для изоляции при температурах до 500 °С.

Асбестовый картон выпускается в виде листов прямоугольной формы толщиной от 2 до 10 мм и состоит из смеси асбеста, каолина и крахмала. Асбестовый картон применяется для изготовления теплоизоляционных прокладок, изоляции металлоконструкций и обшивки паровых и водогрейных котлов. Он не горит и не обугливается. Асбестовый шнур выпускается трех видов: асбестовый, асбопухшнур и асбомагиезиальный. Асбестовый шнур изготовляется из асбеста и хлопка. Асбопухшнур состоит из сердечника и наружной оплетки. Асбомагнезиальный шнур имеет сердечник из порошковой белой магнезии и наружную оплетку из асбестовых нитей. Асбестовый шнур выпускается диаметром от 3 до 25 мм, асбопухшнур-20, 25 и 30 мм, асбомагнезиальный - от 13 до 38 мм. Температура применения асбестового шнура 220 °С, асбопухшпура - 250 °С, асбомагнезиалыюго шнура - 400 °С. Асбестовые шнуры применяются для уплотпения температурных швов и для тепловой изоляции трубопроводов.

Из различных сыпучих теплоизоляционных материалов наиболее часто применяется вспученный перлит, вспученный вермикулит, совслитовый порошок, молотый диатомит, асбозурит, асботсрмит и др. В результате обжига перлита и последующей сортировки но фракциям получается вспученный перлитовый песок. Он используется как теплоизоляционный материал, как заполнитель и для засыпки в различных конструкциях обмуровки. Вспученный вермикулит получается в результате обжига природных гидратированных слюд. Из вермикулита изго-товляют различные теплоизоляционные изделия, а также применяют его для засыпки при температурах изолируемой поверхности до 1100 °С.

В настоящее время в качестве теплоизоляционного материала широко применяют совелит, представляющий собой смесь углекислых солей магния, кальция и распушенного асбеста. Исходным сырьем для изготовления совелпта является доломит. Из совелита изготовляются плиты, а из их боя - совелитовый порошок, который применяется для мастичной изоляции, растворов и штукатурок. Температура изолируемой поверхности при использовании совелита не должна превышать 500 °С. В изломе совелитовые плиты должны иметь однородное строение, без пустот и раковин.

Теплоизоляционные материалы и изделия, состоящие из стекловидных волокон, называтся минеральной ватой. Минеральная вата получается расплавлением горных пород, шлака или стекла. Теплоизоляционные свойства минеральной ваты зависят от толщины волокон. Из минеральной ваты изготовляют войлок иа битумной связке и синтетических смолах, маты, асбестоминераловатные плиты, формованные изделия и др. Минераловатные маты (матрацы) могут изготовляться непосредственно на монтажной площадке. При изготовлении минераловатных матов применяется плетеная металлическая сетка из проволоки диаметром около I мм. Предельная температура, при которой допустимо применение монтажных минераловатных матов, составляет 500 °С.

Стеклянная вата для тепловой изоляции применяется в виде матрацев и полос, изготовляемых путем связки или склеивания волокон вяжущими веществами. Прошивка матов (матрацев) производится асбестовыми кручеными нитями или мягкой проволокой диаметром около 0,4 мм.
Данные некоторых изоляционных материалов, применяемых наиболее часто, приведены в табл. 9-4.