теплоизоляционные материалы используемые в металлургии

Введение
Когда печь порошковой металлургии работает при высокой температуре, тепло теряется через стенку печи, и кирпичи непрерывно хранятся. Поэтому при строительстве печи материалы с низкой плотностью, большой пористостью и низкой теплопроводностью обычно строятся вне высокотемпературного огнеупорного слоя, чтобы уменьшить потери тепла и повысить тепловую эффективность печи для снижения потребления электроэнергии или топлива. В то же время это также может улучшить условия труда.
Материал с малой плотностью, большой пористостью и низкой теплопроводностью широко известен как теплоизоляционный материал. Теплопроводность теплоизоляционного материала составляет менее 0,23 Вт/(м·°С), а пористость обычно превышает 70% из-за пористости. Много, и, следовательно, небольшая насыпная плотность (обычно ниже 0,5 г/см3), низкая механическая прочность - это общие черты различных изоляционных материалов.

Изоляционные материалы и их тепловые свойства
Теплоизоляция - это уменьшение теплопередачи (передачи тепловой энергии между объектами разной температуры) между объектами, находящимися в тепловом контакте. Таким образом теплоизоляция обеспечивает:
• Сокращение количества энергии, потребляемой из ископаемых видов топлива, является наиболее важным фактором в обеспечении устойчивости.
• Изоляция обладает наибольшим потенциалом для сокращения выбросов CO2.
• Энергия, сэкономленная за счет использования изоляции, намного превышает энергию, используемую при ее изготовлении. Только когда здание достигает стандарта "низкой температуры", воплощенный углерод изоляции становится значительным.
Наиболее важным аспектом изоляционного материала является его производительность – то, что он последовательно обеспечивает рассчитанное сопротивление прохождению тепла на протяжении всего срока службы здания. Хотя опубликованные ожидания производителя изоляции по производительности будут важным руководством, другие факторы, связанные с "реальной" установкой материала, необходимо учитывать как часть процесса проектирования:
• Простота установки – конечная производительность будет определяться тем, насколько эффективно строитель может установить материал, используя обычные навыки. Например, изоляционные плиты необходимо устанавливать таким образом, чтобы не возникало зазоров ни между соседними плитами, ни между плитами и другими строительными компонентами, которые являются частью общей изоляционной оболочки, такими как стропила или балки. Любые оставшиеся зазоры позволят пропускать воздух и приведут к снижению производительности.
• Усадка, уплотнение, осадка – Некоторые материалы, вероятно, будут испытывать определенную степень нестабильности размеров в течение срока их службы. Во многих случаях это предвидится и может быть преодолено с помощью тщательного проектирования и методов установки. Во всех других случаях специалисту следует обратиться за рекомендациями относительно связанных с этим рисков к производителю изоляции, особенно в тех случаях, когда материалы не имеют установленных показателей эксплуатационных характеристик.
• Защита от влаги – некоторые изоляционные материалы ухудшают эксплуатационные характеристики при намокании или намокании. Дизайнер должен с помощью тщательной детализации обеспечить защиту уязвимой изоляции от влаги. Если влажность представляет высокий риск (попадание или более 95 % относительной влажности), то следует указать подходящий устойчивый материал.
Ниже мы рассмотрим характеристики, демонстрируемые рядом распространенных и все более распространенных строительных изоляционных материалов.
Изоляционные материалы, особенно в тех случаях, когда речь идет о "зеленых" спецификациях, подразделяются на так называемые "натуральные" материалы и "искусственные" материалы.
При рассмотрении вопроса о том, как определить изоляционный материал с точки зрения воздействия на окружающую среду, часто бывает так, что "натуральный" материал является наиболее выгодным с точки зрения экологических характеристик. Однако в некоторых случаях присущая искусственным материалам эффективность может быть включена в экологическое уравнение, чтобы обеспечить более широкую экологическую выгоду, например, там, где пространство для изоляции имеет первостепенное значение, например, при модернизации.


Технические требования к теплоизоляционным конструкциям
При монтаже и эксплуатации теплоизоляционные конструкции подвергаются воздействию температуры, влажности, механических воздействий, в том числе вибраций, воздействий, которые определяют перечень требований к ним.
Основные требования к теплоизоляционным материалам и конструкциям:
- термический КПД;
- эксплуатационная надежность и долговечность;
- пожарная и экологическая безопасность.
Основными показателями, характеризующими физико-технические и эксплуатационные свойства теплоизоляционных материалов, являются: плотность, теплопроводность, термостойкость, сжимаемость и эластичность (для мягких материалов), прочность на сжатие при 10% деформации (для твердых материалов и полужестких материалов). ), устойчивость к вибрациям, стабильность размеров, воспламеняемость, водостойкость и устойчивость к химически агрессивным средам, содержанию органических веществ и биостойкости.
Тепловой КПД промышленных теплоизоляционных конструкций в основном определяется коэффициентом теплопроводности теплоизоляционного материала, который определяет необходимую толщину теплоизоляционного слоя и, соответственно, нагрузку на утепляемый объект, конструктивные и монтажные характеристики теплоизоляционного материала. структура. Расчетные значения коэффициента теплопроводности приняты с учетом его зависимости от температуры, степени уплотнения теплоизоляционных материалов в конструкции, шва конструкции, наличия крепежа. При выборе теплоизоляционного материала следует учитывать: термостойкость теплоизоляционных материалов, возможную линейную усадку, потерю прочности и веса, степень сгорания связующего при нагревании, прочностные и деформационные характеристики материала. изолируемый объект, допустимые нагрузки на изолированные опоры и поверхности и другие влияющие факторы.

Современные теплоизоляционные материалы
Сегодня на российском рынке теплоизоляционных материалов представлена продукция отечественных и зарубежных производителей.
Ассортимент отечественных волокнистых теплоизоляционных материалов, предназначенных для теплоизоляции устройств, представлен матами из минеральной ваты, традиционно применяемыми без покрытия или в кровле из проволочной сетки, стекловолокном или крафт-бумагой с одной или двух сторон (ГОСТ 21880-94, ТУ 36.16. 22-10-89, ТУ 34.26.10579-95 и др.), Гофрированные изделия из минеральной ваты для промышленной изоляции (ТУ 36.16.22-8-91), теплоизоляционные плиты из минеральной ваты на синтетическом связующем. плотностью 50-125 кг / м3 (ГОСТ 9573-96), из штапеля из стекловолокна на синтетическом связующем (ГОСТ 10499-95). Небольшое количество изделий производится из ультратонких стеклянных и базальтовых волокон с различными связующими или без них (ТУ 21-5328981-05-92, ТУ 95.2348-92, ТУ 5761-086011387634-95 и др.). Лидерами по производству волокнистых теплоизоляционных материалов для промышленного оборудования и трубопроводов являются заводы ОАО «Термостепс», ЗАО «Минерал Вата» (г. Железнодорожный), Назаровский ЗТИ, ЗАО «Сан-Гобен Изовер» (г. Егорьевск), ОАО «УРСА-Евразия» (г. Чудово, г. Серпухов). ул.) и др.
Продукция зарубежных производителей для изоляции трубопроводов и устройств представлена широким ассортиментом волокнистых теплоизоляционных материалов от следующих компаний: Rockwool (Дания), San-Gobain Izover (Финляндия), Partek, Paroc (Финляндия), Izomat (Словакия) (цилиндры, маты и пластины, без покрытия или покрытые с одной стороны металлической сеткой, стекловолокном, алюминиевой фольгой и т. д.).
Увеличивается использование высокоэффективных теплоизоляционных цилиндров из минеральных волокон (ЗАО «Минеральная Вата», Назаровский ЗТИ, Paroc) и стекла (San-Gobain Izover, URSA) отечественного и зарубежного производства.
Среди пен, наибольшее применение при строительстве теплоизоляции оборудования, в основном при низких температурах, находит литье пенополиуретана напылением и в виде плитных изделий. Национальный разработчик - НИИ синтетических смол (Владимир), а также образованные на его базе компании (ЗАО «Изолан» и другие).
Для изоляции трубопроводов и оборудования при положительных и отрицательных температурах используются изделия из вспененного синтетического каучука, поставляемые на внутренний рынок компаниями Armacell и L'ISOLANTE K-FLEX. Материалы производятся в виде изоляционных цилиндров (труб) или эластичных листов и листовых изделий. Пены в основном характеризуются закрытой пористостью и температурой нанесения от -70 до 150 ° C.

Нормативная база промышленной тепловой изоляции
Изменение экономических условий потребовало пересмотра действующей нормативной базы в области промышленной теплоизоляции.
В ноябре 2003 года Государственный комитет РФ по строительству внедрил СНиП 41-03-2003 «Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов», разработанный институтом «Теплопроект» (взамен СНиП 2.04.14-88). Основная цель разработки данного СНиП заключалась в адаптации его к современным требованиям к энергоэффективности и эксплуатационной надежности теплоизоляционных конструкций устройств и трубопроводов в промышленности, ЖКХ.
СНиП 41-03-2003 разработан с учетом современных тенденций в проектировании промышленной теплоизоляции, современной номенклатуры и стоимости используемых теплоизоляционных и облицовочных материалов, а также базовых цен на тепловую энергию.
Документ содержит требования к теплоизоляционным конструкциям, изделиям и материалам, рекомендации по проектированию теплоизоляционных конструкций, новые нормы плотности теплового потока от изолируемых поверхностей оборудования и трубопроводов при их размещении внутри и снаружи помещений, а также Что касается подземных канальных и бесканальных трубопроводов.

Испытания теплоизоляционных материалов
Испытания физико-технических свойств теплоизоляционных материалов проводятся по методике ГОСТ 17177-94 «Материалы для теплоизоляционных строительных конструкций. Методы испытаний». Коэффициенты теплопроводности теплоизоляционных материалов определяют в соответствии с ГОСТ 7076-99« Строительные материалы и изделия. Метод определения теплопроводности и термического сопротивления в стационарных тепловых условиях» и ГОСТ 30256-94 «Строительные материалы и изделия».
Метод. Метод определение теплопроводности цилиндрическим зондом. Требуется дополнить и скорректировать указанные нормативные документы по методам испытаний теплоизоляционных материалов В настоящее время в России не существует установленных процедур определения следующих очень важных характеристик теплоизоляции. материалы.
Метод определения минимальной максимальной температуры при использовании теплоизоляционных материалов. Этот показатель особенно важен для пенополимеров, используемых для изоляции трубопроводов и оборудования на открытом воздухе и в низкотемпературных изоляционных конструкциях. При низких температурах механическое воздействие может привести к их охрупчиванию и разрушению.
Порядок определения максимальной максимальной температуры при использовании теплоизоляционных материалов. Под максимальной рабочей температурой изоляционного материала понимается температура, при которой в материале возникают неупругие деформации под действием фиксированной нагрузки давления.
В отечественной практике при испытаниях образцы материалов нагревают в печи во всем объеме; В зарубежной практике используется односторонний нагрев образцов.
Методика определения коэффициента теплопроводности и термического сопротивления теплоизоляционных цилиндров из минерального и стекловолокна, пенопласта и др. В зарубежной практике термическое сопротивление изоляции труб определяется в соответствии со стандартом ISO 8497: 1994. с европейскими стандартами, целесообразно внедрение данного стандарта на территории Российской Федерации.
Метод определения коэффициента теплопроводности при температурах выше 200 ° С. ГОСТ 7076-99 распространяется на материалы, испытываемые при средней температуре образца от -40 до 200 ° С. ГОСТ 30256-94 распространяется на материалы для испытаний в среднем. температура образца от -180 до 300 ° C, но не применяется к исследуемым материалам с анизотропными свойствами, включая минеральную вату и стекловолокно.
 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Что касается температуры использования изоляционного материала, необходимо отметить следующие моменты:
За исключением всех видов легкого огнеупорного кирпича, который при определенных условиях может использоваться в качестве футеровки печи, другие изоляционные кирпичи могут быть построены только на внешнем слое огнеупорного кирпича.
Поскольку изоляционный кирпич не является огнеупорным материалом, он не может выдерживать физико-химические воздействия при высоких температурах и не может превышать допустимую температуру использования, чтобы избежать износа и потерять эффект сохранения тепла.
Сопротивление давлению различных изоляционных кирпичей низкое, и во время строительства необходимо оставлять достаточное количество компенсаторов, чтобы избежать расширения и разрушения кладки при высоких температурах. Во время проектирования следует оставить надлежащий зазор между слоем изоляции и стальной пластиной корпуса печи, которая заполнена порошкообразным изоляционным материалом, чтобы в корпусе печи было место для расширения.