一建機(jī)電教材解讀：1H413081 設(shè)備及管道絕熱結(jié)構(gòu)材料的性能

　　【摘要】環(huán)球網(wǎng)校一級(jí)建造師頻道為您提供一級(jí)建造師考試必備的復(fù)習(xí)資料和試題，供考生復(fù)習(xí)備考之用，本文為一建機(jī)電教材解讀：1H413081  設(shè)備及管道絕熱結(jié)構(gòu)材料的性能，是考生必須要熟記和掌握的重點(diǎn)內(nèi)容。2015年的一級(jí)建造師考試將于9月19日至20日舉行，環(huán)球網(wǎng)校在此提醒廣大考生做好復(fù)習(xí)備考。祝廣大考生順利通過(guò)一級(jí)建造師考試！

　　1H413080 絕熱工程施工技術(shù)

　　絕熱是為減少不同溫度物體間熱量的傳遞。絕熱工程應(yīng)以《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50264--2013和《設(shè)備及管道絕熱技術(shù)通則》GB/T 4272--2008、《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工規(guī)范》GB 50126--2008、《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB/T 50185--2010等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范為依據(jù)，選擇合適的絕熱材料與絕熱工程施工工藝，保證絕熱工程質(zhì)量及壽命。本目的重點(diǎn)是：設(shè)備及管道絕熱結(jié)構(gòu)材料的性能;絕熱結(jié)構(gòu)組成與要求;絕熱工程的施工方法。

　　1H413081 設(shè)備及管道絕熱結(jié)構(gòu)材料的性能

　　學(xué)習(xí)絕熱材料及其主要輔助材料的分類(lèi)和特性，有助于確定與之相適應(yīng)的材料存儲(chǔ)要求、選擇合適的安裝方法、避免材料錯(cuò)用影響系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能及運(yùn)行效果。本條的知識(shí)點(diǎn)是：絕熱材料分類(lèi);常用絕熱材料及制品;絕熱材料的主要技術(shù)性能;絕熱材料選擇;保冷層施工用輔助材料性能要求;防潮層材料性能要求;外保護(hù)層材料性能要求。

　　一、絕熱材料分類(lèi)

　　通常把室溫下導(dǎo)熱系數(shù)低于0.2W/(m.K)的材料稱(chēng)為絕熱材料。而對(duì)于設(shè)備及管道絕熱，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的界定是：當(dāng)用于保溫時(shí)，其絕熱材料及制品在平均溫度小于等于623K(350℃)時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)值不得大于0.12W/(m.K);當(dāng)用于保冷時(shí)，其絕熱材料及制品在平均溫度小于等于300K(270C)時(shí)，導(dǎo)熱系數(shù)值不得大于0.064W/(m.K)。

　　1.按材料基礎(chǔ)原料劃分，可分為無(wú)機(jī)類(lèi)和有機(jī)類(lèi);

　　2.按結(jié)構(gòu)劃分，可分為纖維類(lèi)、顆粒類(lèi)和發(fā)泡類(lèi);

　　3.按產(chǎn)品形態(tài)劃分，有板、塊、管殼、氈、毯、棉、帶、繩以及散料等;

　　4.按密度劃分，有特輕類(lèi)(p=80～60kg/m3)和輕質(zhì)類(lèi)(p=80～350kg/m3);

　　5.按可壓縮性劃分，可分為硬質(zhì)、半硬質(zhì)和軟質(zhì)。

　　一、常用絕熱材料及制品

　　(一)礦(巖)棉制品

　　1.礦(巖)棉即礦渣棉和巖棉，是無(wú)機(jī)纖維。礦渣棉是以工業(yè)礦渣如高爐礦渣、粉煤灰等為主原料，經(jīng)過(guò)重熔、纖維化而制成的一種無(wú)機(jī)纖維;巖棉則是以天然巖石如玄武巖、輝綠巖等為主原料，經(jīng)熔化、纖維化而制成的一種無(wú)機(jī)纖維。

　　2.礦(巖)棉制品的特性。來(lái)源豐富，采購(gòu)方便;適用溫度低，壽命短;結(jié)合劑揮發(fā)污染環(huán)境;板材類(lèi)產(chǎn)品用于管道施工不方便，接縫傳熱率高，絕熱性能差。

　　(二)玻璃棉制品

　　1.玻璃棉。采用天然礦石如石英砂、石灰石等，配以其他化工原料如純堿、硼酸等粉狀玻璃原料，在熔爐內(nèi)經(jīng)高溫熔化，然后借助離心力及火焰噴吹的雙重作用，使熔融玻璃液纖維化，形成棉狀材料，即所謂離心玻璃棉。

　　2.玻璃棉產(chǎn)品的特性。耐酸、化學(xué)穩(wěn)定性好，價(jià)格便宜，施工方便，但對(duì)皮膚具有刺激作用。

　　(三)硅酸鈣制品

　　1.硅酸鈣絕熱制品。以石英砂粉、硅藻土等氧化硅為主要成分的材料，消石灰、電石渣等氧化鈣為主要成分的材料，以及石棉、玻璃纖維等增強(qiáng)纖維為主要原料，經(jīng)過(guò)攪拌、加熱、凝膠、成型、蒸壓硬化、干燥等工序制成的一種高強(qiáng)、輕質(zhì)的硬質(zhì)絕熱材料。

　　2.硅酸鈣制品的特性。耐高溫，最高使用溫度可達(dá)到1()00℃左右，但是硅酸鈣絕熱制品具有質(zhì)脆、易碎、施工破損率高(約15%～30%)、保溫效果較差等缺點(diǎn)。

　　(四)膨脹珍珠巖制品

　　1.膨脹珍珠巖。是一種多孔的粒狀物料，是以珍珠巖礦石為原料，經(jīng)過(guò)破碎、分級(jí)、預(yù)熱、高溫焙燒、瞬時(shí)急劇加熱膨脹而成的一種輕質(zhì)、多功能絕熱材料。

　　2.膨脹珍珠巖的特性。該類(lèi)產(chǎn)品密度小，熱導(dǎo)率小，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，不燃、不腐蝕、無(wú)毒、無(wú)味，價(jià)格便宜，適用范圍廣

　　(五)泡沫玻璃制品

　　1.泡沫玻璃。是一種以磨細(xì)玻璃粉為主要原料，通過(guò)添加發(fā)泡劑，經(jīng)燒熔、發(fā)泡、退火冷卻、加工處理而制成的保溫材料。

　　2.泡沫玻璃的特性。泡沫玻璃的基質(zhì)為玻璃，故不吸水，是理想的保冷絕熱材料。泡沫玻璃具有優(yōu)良的抗壓性能，較其他材料更能經(jīng)受住外部環(huán)境的侵蝕和負(fù)荷。泡沫玻璃不會(huì)自燃也不會(huì)被燒毀，是優(yōu)良的防火材料。

　　(六)硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料

　　1.硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料。是用聚醚或聚酯多元醇與多異氰酸酯為主要原料，再加胺類(lèi)和有機(jī)物催化劑、有機(jī)硅油類(lèi)泡沫穩(wěn)定劑、低沸點(diǎn)氟烴類(lèi)發(fā)泡劑等，經(jīng)混合、攪拌產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而形成發(fā)泡體。

　　2.硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的特性。該類(lèi)產(chǎn)品密度小，熱導(dǎo)率小，施工方便(聚氨酯可現(xiàn)場(chǎng)發(fā)泡澆筑成型)，不耐高溫，可燃、防火性差。

　　三、絕熱材料的主要技術(shù)性能

　　絕熱材料的技術(shù)性能應(yīng)符合《設(shè)備及管道絕熱技術(shù)通則》GB/T 4272--2008等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

　　(一)設(shè)備和管道的保溫結(jié)構(gòu)使用材料

　　設(shè)備和管道的保溫結(jié)構(gòu)應(yīng)用非燃燒材料組成，保冷結(jié)構(gòu)可由阻燃材料組成。設(shè)備和管道的隔熱層除必須采用填充式結(jié)構(gòu)外，宜選用隔熱制品。

　　(二)絕熱材料的最高(低)使用溫度

　　保溫材料的最高使用溫度應(yīng)高于被保溫的設(shè)備或管道的外表面溫度;保冷材料的使用溫度范圍應(yīng)大于被保冷設(shè)備或管道的最低和最高表面溫度。最高使用溫度是指絕熱材料長(zhǎng)期安全可靠地工作所能承受的極限溫度。當(dāng)材料在超過(guò)最高使用溫度下使用時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生著火、裂紋、松散，失去應(yīng)有的機(jī)械強(qiáng)度和固形能力等。

　　(三)導(dǎo)熱系數(shù)和材料的吸水率、吸濕率、含水率

　　1.導(dǎo)熱系數(shù)

　　(1)導(dǎo)熱系數(shù)又稱(chēng)熱導(dǎo)率，是衡量保溫材料及制品保溫性能的重要標(biāo)志。當(dāng)有數(shù)種保溫材料可供選擇時(shí)，應(yīng)首選導(dǎo)熱系數(shù)小、材料價(jià)格便宜的材料。即材料的導(dǎo)熱系數(shù)乘以材料的單位價(jià)格(元/m3)，其值越小越經(jīng)濟(jì)。

　　(2)導(dǎo)熱系數(shù)是絕熱材料最重要的性能指標(biāo)之一。對(duì)于均質(zhì)、各向同性的物體，在穩(wěn)態(tài)一維熱流情況下，導(dǎo)熱系數(shù)是在ls內(nèi)通過(guò)兩面溫度差為1℃、厚度為lm、表面積為lm2的物體的熱流量。

　　(3)保溫材料在平均溫度為70℃時(shí)導(dǎo)熱系數(shù)不應(yīng)大于0.08W/(m?K)，并有在使用密度和使用溫度范圍下的熱導(dǎo)率方程式或圖表。用作保冷材料的泡沫塑料及其制品25℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)不大于0.044 W/(m?K)。泡沫橡塑制品0℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)不大于0.036W/(m? K)。 I類(lèi)泡沫玻璃制品25℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)不大于0.045 W/(m?K)，Ⅱ類(lèi)泡沫玻璃制品25℃時(shí)的導(dǎo)熱系數(shù)應(yīng)不大于0.064 W/(m?K)。

　　2.材料的吸水率、吸濕率、含水率

　　(1)吸水率表示材料對(duì)水的吸收能力，吸濕率是材料從環(huán)境空氣中吸收水蒸氣的能力，含水率是材料吸收外來(lái)的水分或濕氣的性能。

　　(2)材料的含水率對(duì)材料的導(dǎo)熱系數(shù)、機(jī)械強(qiáng)度、密度影響很大。材料吸附水分后，在材料的氣孔里被水占據(jù)了相應(yīng)的空氣位置，而且水在蒸發(fā)時(shí)要吸收大量熱量，材料的導(dǎo)熱系數(shù)就會(huì)大大增加。

　　(3)由于保冷材料用于常溫以下的保冷或?！嬉陨铣匾韵碌姆澜Y(jié)露，它的熱流方向與保溫的熱流方向相反。保冷層外側(cè)蒸汽壓大于內(nèi)側(cè)，蒸汽易于滲入保冷層，致使保冷層內(nèi)產(chǎn)生凝結(jié)水或結(jié)冰。因此保冷材料應(yīng)為閉孔型材料。

　　(4)保冷材料的吸水率應(yīng)該符合要求，泡沫塑料及其制品的吸水率應(yīng)不大于4%，泡沫橡塑制品的真空吸水率應(yīng)不大于4%，泡沫玻璃及其制品的吸水率應(yīng)不大于0.5%0

　　(四)絕熱材料的密度

　　1.絕熱材料的密度是材料試樣在105～110℃溫度范圍內(nèi)干燥后單位體積的質(zhì)量。密度是絕熱材料重要的性能指標(biāo)之一。一般情況下材料密度越小，導(dǎo)熱系數(shù)就越小。但是，對(duì)纖維狀材料，當(dāng)密度小到一定值時(shí)，在材料的氣孔中輻射、對(duì)流兩種傳熱方式的影響加強(qiáng)了，反而使導(dǎo)熱系數(shù)增加。

　　2.硬質(zhì)保溫制品的密度應(yīng)不大于220kg/m3，半硬質(zhì)保溫制品的密度應(yīng)不大于200kg/m3，軟質(zhì)保溫制品的密度應(yīng)不大于150kg/m3。用于保冷的泡沫塑料制品的密度應(yīng)不大于60kg/m3，泡沫橡塑制品的密度應(yīng)不大于95kg/m3，泡沫玻璃制品的密度應(yīng)不大于180kg/m3。

　　(五)絕熱材料的強(qiáng)度

　　1.材料的強(qiáng)度與其化學(xué)組成、構(gòu)造、含水狀態(tài)、溫度等因素有關(guān)。

　　2.絕熱材料在運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用過(guò)程中，可能受到拉伸、擠壓、彎曲、扭曲等荷載的作用，如果超過(guò)材料允許承受的極限，硬質(zhì)和半硬質(zhì)材料會(huì)發(fā)生塑性變形甚至破壞。因此必須要求材料具有一定的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、抗折強(qiáng)度等。

　　3.保溫材料：除軟質(zhì)、半硬質(zhì)、散狀材料外，硬質(zhì)無(wú)機(jī)成型制品的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于0.30MPa，有機(jī)成型制品的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于’0.20MPa。

　　4.保冷材料：泡沫塑料及其制品中的硬質(zhì)無(wú)機(jī)成型制品的抗壓強(qiáng)度不應(yīng)小于0.30MPa。

　　(六)材料的燃燒性能

　　1.按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)設(shè)備及管道絕熱工程設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50264--2013規(guī)定，被絕熱的設(shè)備與管道外表溫度大于100℃時(shí)，絕熱層材料的燃燒性能應(yīng)不低于《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》GB 8624--2006中的A2級(jí)。

　　2.當(dāng)溫度小于或等于100℃時(shí)，絕熱層材料不得低于C級(jí)材料性能要求;當(dāng)選擇《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》GB 8624--2006中規(guī)定的B級(jí)和C級(jí)材料時(shí)，氧指數(shù)不應(yīng)小于30%。

　　(七)材料的化學(xué)性能

　　1.材料的化學(xué)性能。主要指材料的pH值和氯離子含量。這是考慮絕熱材料能否對(duì)絕熱對(duì)象產(chǎn)生腐蝕;同時(shí)也要考慮一旦介質(zhì)泄漏出來(lái)是否產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)或腐蝕;還須考慮環(huán)境氣體對(duì)絕熱材料的腐蝕等。

　　2.設(shè)備或管道的腐蝕。當(dāng)保溫的設(shè)備和管道在開(kāi)始運(yùn)行時(shí)，保溫材料和非金屬外保護(hù)層材料內(nèi)所吸水分開(kāi)始蒸發(fā)或從外保護(hù)層侵入的雨雪，將保溫材料內(nèi)的酸或堿溶解，引起設(shè)備或管道的腐蝕。尤其是鋁制設(shè)備或管道，最容易被堿溶液腐蝕。為防止這種腐蝕，應(yīng)采用泡沫塑料或防水紙等將保溫材料與鋁表面隔離開(kāi)。

　　四、絕熱材料選擇

　　(一)優(yōu)先選用導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小，價(jià)格低廉、施工方便、便于維護(hù)的保溫材料。保溫層材料的選擇在保溫材料的物理、化學(xué)性能滿(mǎn)足工藝要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用導(dǎo)熱系數(shù)低、密度小，價(jià)格低廉、施工方便、便于維護(hù)的保溫材料。

　　(二)保冷層材料的選擇

　　1.在物理、化學(xué)性能滿(mǎn)足工藝要求的前提下，應(yīng)先選用經(jīng)濟(jì)的保冷材料或制品，材或制品宜為閉孔型，吸水及吸濕率低，耐低溫性能好，并具有阻燃性，氧指數(shù)應(yīng)不小于30%。

　　2.確需采用導(dǎo)熱系數(shù)小、密度小、能在一定低溫下使用的一般保溫材料作為保冷層層材料時(shí)，則對(duì)防水、防潮的設(shè)計(jì)和施工更應(yīng)嚴(yán)格要求，以免保冷層因吸水、吸潮而失效或破壞。

　　五、保冷層施工用的粘結(jié)劑、密封劑和耐磨劑性能要求

　　1.粘結(jié)劑、密封劑和耐磨劑的性能應(yīng)與保冷材料和被保冷物表面的特性要求相適應(yīng)。

　　2.粘結(jié)劑、密封劑和耐磨劑應(yīng)能耐低溫，對(duì)保冷材料不溶解，對(duì)金屬表面不腐蝕。

　　3.粘結(jié)劑和密封劑應(yīng)固化時(shí)間短、粘結(jié)力強(qiáng)、密封性好。

　　4.耐磨劑(泡沫玻璃用)應(yīng)在溫度變化或機(jī)械振動(dòng)的情況下，能防止保冷材料與金屬外壁間和保冷材料相互接觸面間發(fā)生磨損。

　　5.根據(jù)選用的保冷層材料特性，采用與其特性相適應(yīng)的粘結(jié)劑、密封劑和耐磨劑

　　(僅泡沫玻玻璃需用耐磨劑)配套使用。

　　六、防潮層材料性能要求

　　1.抗蒸汽滲透性好、防水、防潮能力強(qiáng)，且其吸水率不大于1%。

　　2.密封性能及粘結(jié)性能好。有一定的耐溫性，軟化溫度不低于65℃，夏季不軟化、不起泡、不流淌;有一定的抗凍性，冬季不脆化、不開(kāi)裂、不脫落。

　　3.化學(xué)穩(wěn)定性好，使用時(shí)不揮發(fā)出有害氣體，并不得對(duì)絕熱層材料和保護(hù)層材料產(chǎn)生腐蝕或溶解作用。

　　4.使用溫度范圍大。

　　5.干燥時(shí)間較短，在常溫下能夠直接使用，施工方便。

　　6.具有阻燃作用，氧指數(shù)不應(yīng)小于30%。

　　七、外保護(hù)層材料性能要求

　　1.密度小，化學(xué)穩(wěn)定性好，不易燃燒。

　　外保護(hù)層材料的燃燒性能應(yīng)不低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料及制品燃燒性能分級(jí)》GB 8624--2012中的C級(jí)。對(duì)于儲(chǔ)存或輸送易燃、易爆物料的設(shè)備及管道，以及其鄰近的管道，其保護(hù)層材料的燃燒性能應(yīng)不低于A2級(jí)。

　　2.防水、防潮、抗大氣腐蝕能良好。

　　3.機(jī)械強(qiáng)度高，在溫度變化及振動(dòng)情況下不開(kāi)裂，使用壽命長(zhǎng)。

　　4.安裝方便，外表整體美觀。