2017年造價工程師安裝計量講義：防腐、絕熱材料

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　　二、防腐、絕熱材料

　　關(guān)鍵知識點五：涂料的構(gòu)成以及常用涂料

　　在安裝過程中常用的防腐材料主要有各種有機和無機涂料、玻璃鋼、橡膠制品、無機板材等。

　　1.涂料的基本組成。大體上可分為三部分，即主要成膜物質(zhì)、次要成膜物質(zhì)和輔助成膜物質(zhì)。見下圖表。

　　圖1.2.1　涂料的基本組成

　　(1)主要成膜物質(zhì)中，天然油料的各方面性能，特別是耐腐蝕、耐老化性能比不上許多合成樹脂，目前很少用它單獨作防腐蝕涂料，但它能與一些金屬氧化物或金屬氧化物在一起對金屬起防銹作用。

　　天然樹脂是指瀝青、生漆、天然橡膠等。合成樹脂是指環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂和乙烯類樹脂、過氯乙烯樹脂和含氟樹脂等，它們都是常用的耐蝕涂料中的主要成膜物質(zhì)。

　　(2)次要成膜物質(zhì)(顏料)。顏料具有裝飾性，更重要的是能改善涂料的物理和化學(xué)性能，提高涂層的機械強度、附著力、抗?jié)B性和防腐蝕性能等，還有濾去有害光波的作用，從而增進涂層的耐候性和保護性。

　　①防銹顏料。主要用在底漆中起防銹作用。按照防銹機理的不同，可分化學(xué)防銹顏料，如紅丹、鋅鉻黃、鋅粉、磷酸鋅和有機鉻酸鹽等;另一類為物理性防銹顏料，如鋁粉、云母氧化鐵、氧化鋅和石墨粉等。其主要功能是提高漆膜的致密度，降低漆膜的可滲性，阻止陽光和水分的透入，以增強涂層的防銹效果。

　?、隗w質(zhì)顏料和著色顏料。這些顏料都可以在不同程度上提高涂層的耐候性、抗?jié)B性、耐磨性和物理機械強度等。常用的有滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇、云母粉和硅藻土等。著色顏料在涂料中主要起著色和遮蓋膜面的作用。

　　3)輔助成膜物質(zhì)

　?、偃軇?。在涂料中主要起著溶解成膜物質(zhì)、調(diào)整涂料黏度、控制涂料干燥速度等方面的作用。

　　2.常用涂料。防銹漆和底漆涂料按其所起的作用，可分成底漆和面漆兩種。

　　常用常考的底漆：

　　1)生漆(也稱大漆)生漆為灰褐色黏稠液體，具有耐酸性、耐溶劑性、抗水性、耐油性、耐磨性和附著力很強等優(yōu)點。缺點是不耐強堿及強氧化劑。漆膜干燥時間較長，毒性較大，施工時易引起人體中毒。生漆的使用溫度約為150℃。

　　2)酚醛樹脂漆。不耐強氧化劑和堿，且漆膜較脆，溫差變化大時易開裂，與金屬附著力較差，在生產(chǎn)中應(yīng)用受到一定限制。其使用溫度一般為l20℃。

　　3)環(huán)氧-酚醛漆。

　　4)環(huán)氧樹脂涂料。環(huán)氧樹脂涂料具有良好的耐腐蝕性能，特別是耐堿性，并有較好的耐磨性。與金屬和非金屬(除聚氯乙烯、聚乙烯等外)有極好的附著力，漆膜有良好的彈性與硬度，收縮率也較低，使用溫度一般為90～100℃。

　　5)瀝青漆。在常溫下能耐氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、氨氣、酸霧、氯氣、低濃度的無機鹽和濃度40%以下的堿、海水、土壤、鹽類溶液以及酸性氣體等介質(zhì)腐蝕，但不耐油類、醇類、脂類、烴類等有機溶劑和強氧化劑等介質(zhì)腐蝕。

　　漆膜對陽光穩(wěn)定性較差，耐熱度在60℃。常用于設(shè)備、管道的表面，防止工業(yè)大氣、土壤和水的腐蝕。常用的瀝青漆有瀝青耐酸漆、瀝青清漆、鋁粉瀝青防銹漆等。

　　6)呋喃樹脂漆。具有優(yōu)良的耐酸性、耐堿性及耐溫性，同時原料來源廣泛，價格較低。

　　7)新型涂料。

　　①聚氨酯漆。具有耐鹽、耐酸、耐各種稀釋劑等優(yōu)點，施工方便、無毒、造價低。

　?、诃h(huán)氧煤瀝青。在酸、堿、鹽、水、汽油、煤油、柴油等一般稀釋劑中長期浸泡無變化，防腐壽命可達到50年以上。

　　2.玻璃鋼

　　玻璃鋼由于有玻璃纖維的增強作用，一般都具有較高的機械強度和整體性，受到機械碰擊等不容易出現(xiàn)損傷。

　　玻璃鋼的種類很多，均以摻合的合成樹脂命名，常用的有環(huán)氧玻璃鋼、聚酯玻璃鋼、環(huán)氧酚醛玻璃鋼、環(huán)氧煤焦油玻璃鋼、環(huán)氧呋喃玻璃鋼和酚醛呋喃玻璃鋼等。

　　玻璃鋼襯里結(jié)構(gòu)應(yīng)具有耐蝕、耐滲以及與基體表面有較好的粘結(jié)強度等方面的性能。

　　一般玻璃鋼襯里層由四部分構(gòu)成：

　　(1)底層是在設(shè)備表面處理后，為了防止返銹而涂覆的涂層。當(dāng)玻璃鋼襯里比較薄時，底層涂料應(yīng)考慮選用防銹性的底漆;當(dāng)玻璃鋼襯里較厚時，底層涂料主要考慮提高粘合強度。底層涂料必須與基體不發(fā)生作用，否則會失去粘合力。

　　(2)膩子層主要填補基體表眠不平的地方，通過膩子的找平，提高纖維制品的鋪覆性能。膩子層所用的樹脂基本上與底層相同，只是填料多加些，使之成為膠泥狀的物料。

　　(3)增強層主要起增強作用，使襯里層構(gòu)成一個整體。為了提高抗?jié)B性，每一層玻璃纖維都要被樹脂所浸潤，并有足夠的樹脂含量。

　　(4)面層主要是高樹脂層

　　3.橡膠。

　　用作化工襯里的橡膠是生膠經(jīng)過硫化處理而成。硫化后的橡膠具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，除強氧化劑及某些溶劑外可耐大多數(shù)無機酸、有機酸、堿、各類鹽類及酸類介質(zhì)的腐蝕。

　　4.耐蝕(酸)非金屬材料

　　常用的耐蝕(酸)非金屬材料有鑄石、石墨、天然耐酸材料、陶瓷等。經(jīng)加工制成磚、板等型材，襯砌在石油化工生產(chǎn)設(shè)備內(nèi)，是一種應(yīng)用廣泛、行之有效的防腐蝕方法。

　　(1)各種磚、板和管材襯里的特點：

　　1)輝綠巖板和管材襯里是由輝綠巖石熔融鑄成的。

　　2)耐酸陶瓷磚、板和管材襯里是由耐火粘土、長石及石英以于成型法焙燒而成的。

　　主要成分是二氧化硅。優(yōu)點是耐酸性好，除氫氟酸、300℃以上磷酸及強堿外，對所有酸類均耐腐蝕;結(jié)構(gòu)致密，表面光滑平整。缺點是脆性較大、韌性差和溫差急變性較差。瓷磚、板的耐酸性、機械強度、密實性均較陶磚、板好，但溫差急變性較差。

　　3)不透性石墨板和管材襯里是由人造石墨浸漬酚醛或呋喃樹脂而成的。優(yōu)點是導(dǎo)熱性優(yōu)良、溫差急變性好、易于機械加工，可根據(jù)襯里設(shè)備需要鋸成各種規(guī)格的石墨板、條，耐腐蝕性好。缺點是機械強度較低，價格較貴。

　　(2)膠合劑。

　　1)酚醛膠泥。酚醛膠泥是由酚醛樹脂為粘合劑，以酸性物質(zhì)為固化劑，加入耐酸填料，按一定比例拌和而成的。具有良好的耐酸性、抗?jié)B透性、防水性及施工方便，在磚、板襯里中應(yīng)用廣泛。常用粘合的磚、板材有瓷磚、瓷板、不透性石墨板，也可用于輝綠巖板。由于酚醛膠泥使用酸性固化劑，故不宜直接與金屬或混凝土接觸。

　　酚醛膠泥襯磚、板最高使用溫度一般為150℃。酚醛膠泥襯磚、板除強氧化性介質(zhì)及強堿外，能耐大多數(shù)無機酸、有機酸、鹽類及有機溶劑等介質(zhì)的腐蝕。

　　2)水玻璃膠泥。又稱硅質(zhì)膠泥，是由水玻璃為粘合劑、氟硅酸鈉為固化劑和耐酸填料按一定比例拌和而成的。是磚、板襯里設(shè)備中使用較早、價格低廉的膠泥。常用粘合的磚、板有輝綠巖板、瓷磚、瓷板，也可用于陶磚。

　　水玻璃膠泥襯輝綠巖板最高使用溫度一般為190℃左右。它能耐大多數(shù)無機酸、有機酸及有機溶劑，尤其是耐強氧化性酸(硝酸、鉻酸等)的腐蝕。但不適用于氫氟酸、大于15%氟硅酸、堿和堿性鹽溶液。

　　3)呋喃膠泥。呋喃膠泥是由呋喃系樹脂為粘合劑，以酸性物質(zhì)為固化劑，加入耐酸填料按一定比例拌和而成。是磚、板襯里設(shè)備中有發(fā)展前途的膠泥。具有優(yōu)良的耐酸性、耐堿性、耐水性、耐溫性和儲藏期長等優(yōu)點。但存在與金屬粘結(jié)力較差、脆性大、常溫固化時間長和耐候性差等缺點。呋喃樹脂與酚醛樹脂一樣，因使用酸性固化劑，故不宜直接與金屬或混凝土接觸，呋喃膠泥最高使用溫度一般為180℃左右。它能耐大部分有機酸、無機酸、有機溶劑和鹽類等介質(zhì)的腐蝕，并有良好的耐堿性、優(yōu)良的耐水性及耐油性。但不耐強氧化性介質(zhì)如硝酸、鉻酸、濃硫酸、次氯酸鈉、過氧化氫、二氧化氯及二氯甲烷等腐蝕。

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　　二)絕熱材料

　　1.絕熱材料分類

　　絕熱材料一般是輕質(zhì)、疏松、多孔的纖維狀材料。

　　(1)按其成分不同，可分為有機材料和無機材料兩大類。

　　熱力設(shè)備及管道保溫用的材料多為無機絕熱材料。此類材料具有不腐爛、不燃燒、耐高溫等特點，如石棉、硅藻土、珍珠巖、玻璃纖維、泡沫混凝土和硅酸鈣等。

　　低溫保冷工程多用有機絕熱材料。此類材料具有表觀密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低、原料來源廣、不耐高溫、吸濕時易腐爛等特點，如軟木、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨基甲酸酯、牛毛氈和羊毛氈等。

　　(2)按絕熱材料使用溫度限度可分為高溫用、中溫用和低溫用絕熱材料三種。

　　高溫用絕熱材料，使用溫度可在700℃以上。這類纖維質(zhì)材料有硅酸鋁纖維和硅纖維等;多孔質(zhì)材料有硅藻土、蛭石加石棉和耐熱粘合劑等制品。

　　中溫用絕熱材料，使用溫度在100～700℃之間。中溫用纖維質(zhì)材料有石棉、礦渣棉和玻璃纖維等;多孔質(zhì)材料有硅酸鈣、膨脹珍珠巖、蛭石和泡沫混凝土等。

　　低溫用絕熱材料，使用溫度在100℃以下的保冷工程中

　　(3)按絕熱材料形狀不同可分為松散粉末狀、纖維狀、粒狀、瓦狀和磚等幾種。

　　(4)按施工方法不同可分為濕抹式絕熱材料、填充式絕熱材料、綁扎式絕熱材料、包裹及纏繞式絕熱材料和澆灌式絕緣材料。

　　濕抹式即將石棉、石棉硅藻土等保溫材料加水調(diào)和成膠泥涂抹在熱力設(shè)備及管道的外表面上。

　　填充式是在設(shè)備或管道外面做成罩子，其內(nèi)部填充絕熱材料，如填充礦渣棉、玻璃棉等。

　　綁扎式是將一些預(yù)制保溫板或管殼放在設(shè)備或管道外面，然后用鐵絲綁扎，外面再涂保護層材料。屬于這類的材料有石棉制品、膨脹珍珠巖制品、膨脹蛭石制品和硅酸鈣制品等。

　　包裹及纏繞式是把絕熱材料做成氈狀或繩狀，直接包裹或纏繞在被絕緣的物體上。屬于這類的材料有礦渣棉氈、玻璃棉氈以及石棉繩和稻草繩等。

　　澆灌式是將發(fā)泡材料在現(xiàn)場灌入被保溫的管道、設(shè)備的模殼中，經(jīng)現(xiàn)場發(fā)泡成保溫(冷)層結(jié)構(gòu)。也有直接噴涂在管道、設(shè)備的外壁上，瞬時發(fā)泡，形成保溫(冷)層。

　　2.保護層材料

　　絕熱結(jié)構(gòu)是由絕熱層和保護層兩部分組成的。上述絕熱材料填充于絕熱層，其外部的保護層，因施工方法不同所用的材料不同。

　　涂抹式保護層，所用材料有瀝青膠泥和石棉水泥砂漿;金屬保護層，所用材料有黑鐵皮、鍍鋅鐵皮、聚氯乙烯鋼板和不銹鋼板等;氈、布類保護層，所用材料有油氈、玻璃布、塑料布、帆布等。

　　關(guān)鍵知識點六：絕熱材料分類以及各類的性質(zhì)

　　1.無機絕熱材料具有不腐爛、不燃燒、耐高溫等特點;有機絕熱材料具有表觀密度小、導(dǎo)熱系數(shù)低、原料來源廣、不耐高溫、吸濕時易腐爛等特點。

　　2.絕熱材料按其形狀不同可以分為松散粉末狀、纖維狀、粒狀、瓦狀和磚狀;按施工方法不同分為濕抹式絕熱材料、填充式絕熱材料、綁扎式絕熱材料、包裹及纏繞式絕熱材料。

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