2022年机电工程技术——设备及管道绝热结构组成 .pdf
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1、1H412072熟悉设备及管道绝热结构组成一、绝热结构组成与要求(一)保冷结构的组成保冷结构由内至外,按功能和层次由防锈层、保冷层、防潮层、保护层、防腐蚀及识别层组成。1防锈层:是保冷结构的内层,将防锈材料涂敷在保冷设备及管道采用碳钢或铁素体合金钢外壳的外表面,防止其因受潮而腐蚀生锈。而保冷设备及管道在采用不锈钢、有色金属及非金属外壳时不存在生锈腐蚀问题,也就不需设置防锈层。来源建设工程教育网 2绝热层:是保冷结构的核心层,将绝热材料敷设在保冷设备及管道外表面,阻止外部环境的热流进入,减少冷量损失,维持保冷功能。3防潮层:是保冷层的维护层,将防潮材料敷设在保冷层外,阻止外部环境的水蒸气渗入,防
2、止保冷层材料受潮后降低保冷功效乃至破坏保冷功能。4保护层;是保冷结构的维护层,将保护层材料敷设在保冷层或防潮层外部,保护保冷结构内部免遭水份侵入或外力破坏,使保冷结构外形整洁、美观,延长保冷结构使用年限。5防腐蚀及识别层:是保冷结构的外层,在保护层外表面涂刷防腐漆,采用不同颜色的防腐漆或制作相应色标来源建设工程教育网 ,以识别设备及管道内介质类别和流向,故防腐层亦兼作识别层。(二)保冷结构性能要求1耐用性要求。保冷结构设计应保证其在有限使用期内的完整性,即在有效使用期内不允许发生损坏、腐烂、剥落、开裂及收缩变形等现象。2保护性要求。保冷结构要有一定的机械强度,防止其因自重或轻微撞击而受破坏。3
3、防护性要求。防潮层必须切实起到防水、防潮、保护保冷层的作用,确保其保冷效果良好;保护层必须切实起到保护防潮层和保冷层的作用,防止环境和外力对保冷结构的有害影响,延长保冷结构的使用寿命,并使外形整齐美观。来源建设工程教育网 4可拆性要求。保冷结构一般不考虑可拆卸性,对需要维护检修的法兰、人孔、阀门等部位,宜采用可拆卸形式的保冷结构。(三)保温结构的组成保温结构通常由保温层和保护层构成。只有在潮湿环境或埋地状况下才需增设防潮层。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 10 页二、绝热结构设计的一般要求来源建设工程教育网 1绝热层设计
4、的一般要求通常,凡设备及管道外表面温度低于环境温度时,需要设置保冷绝热层,其绝热层厚度不得低于根据工艺、防结露和经济性要求所确定的计算厚度。凡设备及管道外表面温度高于50时,需要设置保温绝热层,其绝热层厚度按相关规定计算求得。对于生产工艺有特殊要求的设备及管道,如放空和排液管道,处理或通过易燃、易爆、有毒等危险物料,要求及时发现泄漏的阀门、法兰处,则视情况不设绝热层或设置可拆卸绝热层。2防潮层设计要求(1)凡设备及管道保冷,其保冷层外表面应敷设防潮层,以阻止水蒸气向保冷层内渗透,维护保冷层的绝热能力和效果。防潮层的敷设按设计所需要的水蒸气渗透阻确定。对于埋地或地沟内所敷设的管道,其保温层的外表
5、面也应按实际需要设置相应的防潮层。(2)防潮层的密封性和完整性防潮层需涂沫均匀、搭缝平整,以保证其密封性能。为此,要求绝热层表面也需平整。对加厚的绝热层部位,或因支撑外露而延长绝热层的部位,其外表面也需要设置相应的防潮层,以保持防潮结构的延续和完整。对某些局部接缝或缝隙,应用密封剂填充。(3)防潮层外不得设置铁丝、钢带等硬质捆扎件,以防止对防潮层的破坏。3保护层设计要求(1)在保冷防潮层外部、保温绝热层外部,均应设保护层。保护层应能有效地保护绝热层和防潮层,以阻挡环境和外力对绝热结构的影响,延长绝热结构的使用寿命,并保持其外观整齐美观。保护层结构形式和材料由设计选定。(2)保护层的防护性能。来
6、源建设工程教育网 保护层结构应严密和牢固,在环境变化与振动情况下不渗水、不裂纹、不散缝、不坠落。(3)保护层应与环境条件相适应。保护层的采用应按环境条件选定。通常室外绝热结构宜采用金属保护层或硬质复合制品保护层;腐蚀性环境下宜采用耐腐蚀性材料保护层。(4)保护层的支承,应与绝热层结构支承统一安排考虑。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 10 页(5)保护层结构与保护层施工,不得损坏保冷的防潮层结构。1H412073了解设备及管道绝热结构材料的性能来源建设工程教育网一、绝热结构材料分类(一)绝热材料分类绝热材料是一种轻质的绝热
7、性能优良的材料。在工程上,通常把室温下导热系数低于02W/(m K)的材料称为绝热材料。而对于设备及管道绝热,相关国家标准提出了更严格的限定:当用于保温时,其绝热材料及制品在平均温度小于等于623K(350.C)时,导热系数值不得大于012W/( m K);当用于保冷时,其绝热材料及制品在平均温度小于等于300K(2来源建设工程教育网7 )时,导热系数值不得大于0064W/(m K)1按材料基础原料划分,可分为无机类和有机类;2按结构划分,可分为纤维类、颗粒类和发泡类;3按产品形态划分,有板、块、管壳、毡、毯、棉、带、绳以及散料等;4按密度划分,有特轻类(p=8060kg/m3)和轻质类(p=
8、80350kg/m3); 5按可压缩性划分,可分为硬质、半硬质和软质;6按承受 2OkPa压力下的相对变形率来划分,即相对变形不超过6时为硬质,相对变形在 6,30 时为半硬质,相对变形超过30 时为软质。来源建设工程教育网 (二)常用绝热材料及制品1矿(岩)棉制品矿(岩)棉即矿渣棉和岩棉。矿渣棉是以工业矿渣如高炉矿渣、粉煤灰等为主原料,经过重熔、纤维化丽制成的一种无机纤维;岩棉则是以天然岩石如玄武岩、辉绿岩等为主原料,经熔化、纤维化而制成的一种无机纤维。2玻璃棉制品玻璃棉是采用天然矿石如石英砂、石灰石等,配以其他化工原料如纯碱、硼酸等粉状玻璃原料,在熔炉内经高温熔化,然后借助离心力及火焰喷吹
9、的双重作用,使熔融玻璃液纤维化,形成棉状材料,即所谓离心玻璃棉。3硅酸钙制品精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 10 页硅酸钙绝热制品是以石英砂粉、硅藻土等氧化硅,消石灰、电石渣等氧化钙,以及石棉、玻璃纤维等增强纤维为主要原料,经过搅拌、加热、凝胶、成型、蒸压硬化、干燥等工序制成的一种高强、轻质的硬质绝热材料。4膨胀珍珠岩制品来源建设工程教育网 膨胀珍珠岩是一种多孔的粒状物料,是以珍珠岩矿石为原料,经过破碎、分级、预热、高温焙烧、瞬时急剧加热膨胀而成的一种轻质、多功能绝热材料。5泡沫玻璃制品泡沫玻璃是一种以磨细玻璃粉为主要原
10、料,通过添加发泡剂,经烧熔、发泡、退火冷却、加工处理而制成。6硬质聚氨酯泡沫塑料硬质聚氨酯泡沫塑料,是用聚醚或聚酯多元醇与多异氰酸酯为主要原料,再加胺类和有机物催化剂、有机硅油类泡沫稳定剂、低沸点氟烃类发泡剂等,经混合、搅拌产生化学反应而形成发泡体。二、绝热材料的主要技术性能来源建设工程教育网 1绝热材料的最高(低)使用温度保温材料的最高使用温度应高于被保温的设备或管道的外表面温度;保冷材料的使用温度范围应大于被保冷设备或管道的最低和最高表面温度。最高使用温度是指绝热材料长期安全可靠地工作所能承受的极限温度。当材料在超过最高使用温度下使用时,可能会产生着火、裂纹、松散,失去应有的机械强度和固形
11、能力等。2导热系数和材料的吸水率、吸湿率、含水率(1)导热系数导热系数是衡量保温材料及制品的保温性来源建设工程教育网 能的重要标志。导热系数和单位体积的材料价格是选择经济保温材料的两个因素。当有数种保温材料可供选择时,首选导热系数小的、材料价格便宜的。更准确地说,要选择单位热阻价格低的材料,单位热阻价格是指材料的导热系数乘以材料的单位价格(元/m3),其值越小越经济。导热系数是绝热材料最重要的性能指标之一。对于均质、各向同性的物体,在稳态一维热流情况下,由傅利叶定律可得导热系数的定义,即每1s通过两面温度差为l 、厚度为 1m、表面积为 1的热流量。精选学习资料 - - - - - - - -
12、 - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 10 页绝热材料的导热系数与其他物性不同,它不是独立存在的物性。它与材料的密度和含水率密切相关;与热量传递时的条件如温度范围和温差大小密切相关;还与材料内部结构有关。绝热材料的导热系数一般随平均温度的升高而加大。通常在一定范围内,导热系数与温度多为线性关系。(2)材料的吸水率、吸湿率、含水率吸水率表示材料对水的吸收能力;吸湿率是材料从环境空气中吸收水蒸气的能力;含水率是材料吸收外来的水分或湿气的性能。材料的含水率对材料的导热系数、机械强度、密度影响很大。材料吸附水分后,在材料的气孔里被水占据了相应的空气位置,由于常温下水的导热系数是
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