保温材料的选用分析

1、HTC大连华泰臣科技服务有限公司HTC华泰臣工业科技服务鞍钢保温项目保温材料选用2018年12月29日王东生大连华泰臣科技服务有限公司目录1、石棉的危害11.1 石棉的概述1.2 石棉的分类1.2.1 蛇纹石类石棉11.2.2 角闪石类石棉 11.2.3 叶蜡石石棉，1.2.4 水镁石石棉:1.3 石棉的危害1.4 我国温石棉使用的相关规定 22、保温材料3.2.1 保温材料概述 :2.2 常用保温材料:2.2.1 机纤维类保温材料 32.2.2 有机泡沫型保温材料 32.2.3 复合硅酸盐保温材料 42.2.4 硅酸钙绝热制品保温材料42.3 常用保温材料的性能43、隔热保温材料的使用48.

2、3.1 保温材料选取的标准 83.1.1 导热系数I3.1.2 密度3.1.3 吸球率3.1.4 透湿系数I3.1.5 防火性能I3.1.6 吸声系数I3.1.7 机械强度I3.1.8 抗化学性能<3.1.9 耐老化性能<3.1.10 环境影响!3.1.11 工艺性3.1.12 使用温度范围93.1.13 尺寸的稳定性91htc大连华泰臣科技服务有限公司华泰臣工业科技服务3.1.14 价格3.2 鞍钢保温材料的选择94、岩棉材质密度与导热系数之间的关系71.0.4.1 密度和服役温度对岩棉导热系数的影响 1.0.4.2 密度对岩棉制品其他性能的影晌 12.1.3.4.3 结论12

3、5、参考文献#HTC大连华泰臣科技服务有限公司1、石棉的危害1.1 石棉的概述石棉亦称“石棉纤维”为可分裂成富有弹性纤维丝的某些硅酸盐矿物的总称。化学式：3MgO 2SO2-H2。，呈纤维状，绿黄色或白色，分裂成絮时呈白色，丝 绢光泽，纤维富有弹性，石棉具耐酸、耐碱和耐热性能，又是热和电的不良导体。 纤维较长的用于制造防火纺织物，如石棉绳、石棉带、石棉布等;纤维较短的则用 于制造石棉水泥制品、石棉隔音材料、石棉保温材料（石棉碳酸镁保温粉）和低电压电器的绝缘材料等。石棉很早就用于织布，石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性，是重要的 防火、绝缘和保温材料。石棉制品或含有石棉的制品有近3000种。主

4、要用于机械传动、制动以及保温、防火、隔热、防腐、隔音、绝缘等方面，其中较为重要 的是汽车、化工、电器设备、建筑业等制造部门。11.2 石棉的分类1.2.1 蛇纹石类石棉蛇纹石类石棉，也称纤维蛇纹石棉或温石棉。在自然界分布较广，一般所称 的石棉，多指蛇纹石类石棉。它是蛇纹石的纤维状结晶类，占石棉总产量的95% 化学式为 3MgO 2SiO2 - 2H2O 理论含量 MgO 43.46%, SiO2 43.50% H2O13.04% 在未分解前，为绿、黄、灰、白等颜色，有丝绢或珍珠光泽，分解后为灰白色， 纤维长度一般为120cm,最长可达200cm以上。101.2.2 角闪石类石棉角闪石类石棉，包

5、括青石棉、铁石棉、直闪石石棉、透闪石石棉、阳起石石 棉等多种种属。其铁、钠含量大大高于蛇纹石类石棉，具有良好的耐酸性和防腐 蚀性，有许多特殊用途。101.2.3 叶蜡石石棉叶蜡石石棉，为铁、钙的硅铝酸盐，纤维长度较短，多为0.51cm,纤维分裂性好，抗折性则较差。101.2.4 水镁石石棉水镁石石棉，水镁石矿物的纤维状变种，化学组成为Mg（OH）2,耐碱性好,但耐酸性差。101.3 石棉的危害石棉的危害主要是长期吸人石棉尘可导致石棉沉着病。石棉沉着病患者的临床改变特征是支气管内膜炎和肺气肿，导致石棉肺。据统计，我国在死于石棉沉 着病人中，患各种癌症而死者占 37. 8% ,其中女性接触石棉粉尘

6、的平均工龄 为16年，男性为20年，从确诊为石棉沉着病到死亡的时间为1530年。虽然石 棉的用途广泛、价格低廉，但因其危害严重，存在着致癌问题，致使部分发达国 家对石棉的使用进行了严格限制。当前大力提倡使用石棉替代品，我国也早已开 始石棉替代品的生产使用、危害及防护措施研究。3石棉替代品的生产和应用发展很快.目前1已知有150多种。但最常用的如： 玻璃棉、岩棉 渣棉及漂白土纤维、绿坡石、海泡石等，由于其仍具有生物活性 和致病力，而日渐引起注意。31.4 我国温石棉使用的相关规定2002年6月2日，原国家经贸委公布的淘汰落后生产能力、工艺和产品 目录（第三批）"规定禁用角闪石石棉（青石

7、棉）。我国在2002年7月宣布，禁止 角闪石类石棉的生产、进口和使用，可安全生产和使用温石棉，并严格了温石棉 产业准入政策，加强温石棉开选、制品制造、使用过程的安全、环保、职业健康 等方面监管，确保温石棉的安全开采和使用。92013年，国家发展和改革委员会发布了产业结构调整指导目录（2011年本）（2013修正），提出鼓励使用合成矿物纤维、芳纶纤维等作为增强材料的无石 棉摩擦、密封材料新工艺、新产品开发与生产，鼓励使用高性能无石棉密封材料； 禁止使用角闪石石棉，淘汰石棉绒质离合器面片、合成火车闸瓦，淘汰石棉软木 湿式离合器面片以及用于机动车制动用含石棉材料的摩擦片。92014年，工信部发布了温

8、石棉行业准人标准，严格限制温石棉的准入条件，引导温石棉行业健康协调可持续发展。9与环境保护相关的法律为大气污染防治法，对污染物的排放及污染治理 做出了规定。环保部也出台了 GB 16297-1996（大气污染综合排放标准，规定石 棉尘的最高排放标准为2根（纤维）/cm或20 mg/m 。虽然温石棉废物在国 家危险废物名录（2016年国家环保部令第39号）被列为毒性废物，但环境保护 部门未针对温石棉废物的特性制定相应的管理措施，特别是对于含有温石棉建筑#大连华泰臣科技服务有限公司HTC个泰臣口k科技服务物的拆除、清理、包装、运输、处置等方面未出台具体的操作程序。我国道路交 通运输部门关于温石棉及

9、其制品的运输方式、运输车辆等方面也未制订相关标准和要求。92、保温材料2.1 保温材料概述保温隔热材料是一般均系轻质、疏松、多孔、纤维材料。按其成分可分为有 机材料和无机材料两种。前者的保温隔热性能较后者为好，但后者较前者耐久性 好。导热系数是衡量保温隔热材料性能优劣的主要指标。导热系数越小，则通过 材料传送的热量越小，保温隔热性能就越好，材料的导热系数决定于材料的成分、 内部结构、容重等，也决定传热时的平均温度和材料的含水率。 一般说容重越轻, 导热系数越小。工业用保温隔热材料的导热系数往往更低一些，具体指标要求与 行业领域和具体应用密切相关。为此，人们一直在寻求与研究一种能大大提高隔 热保

10、温材料反射隔热保温新型材料。1近年来，建筑工业的迅猛发展，新型建筑材料不断上市，促进了保温材料的 发展，使我国的保温技术及生产能力显著提高。目前国内使用的保温材料主要包 括以下几种：无机纤维类保温材料、机泡沫型保温材料、合硅酸盐保温材料、硅 酸钙绝热制品保温材料。2.2 常用保温材料2.2.1 机纤维类保温材料它主要有石棉、玻璃棉、硅酸铝纤维及其制品。石棉制品具有质轻、耐久、 不燃、不腐等特点，是优良的隔热保温材料。但是石棉是一种对人体健康非常有 害的物质，在些发达国家已经停止使用该材料。玻璃棉具有导热系数低、耐酸、 抗腐蚀、价格低廉等优点，广泛应用于建筑物、车船交通工具和工业管道的保温。 硅

11、酸铝纤维虽然具有很好的耐热性能，但是散热损失较大，并且价格较贵，所以 限制了它的推广使用口。 62.2.2 有机泡沫型保温材料它是新型的保温材料，具有吸湿率小，保温效果稳定，导热系数小，易于施 工等优点，但是它易燃、耐热性比较差，所以只能应用在低温管道的保温或保冷。 65华泰臣工业科技股务2.2.3 复合硅酸盐保温材料它是一种固体基质联系的封闭微孔网状结构材料，主要采用火山灰玻璃、白 玉石、玄武石、海泡石、膨润土、珍珠岩、玻缕高石等矿物材料和多种轻质非金 属材料，运用静电原理和温法工艺复合制成的憎水性复合硅酸盐保温材料。它具 有导热系数低，耐高温，耐酸、碱、盐、油的特性。62.2.4 硅酸钙绝

12、热制品保温材料它在80年代曾被公认为是最好的块状硬质保温材料。其特点是密度小，耐热度高，导热系数小，抗压强度较高，收缩率小。但进人 90年代以来，其推广 应用出现了低潮，主要原因是厂家采用纸浆纤维。由于纸浆纤维不耐高温，所以 影响了保温材料的耐高温性和增加了破碎率。62.3 常用保温材料的性能表2-1一些耐火材料与保温材料的性能8材料最高使用温度密度/t* rm-1)导热条数/W *粘|感135。- 145()(0.7-0.S4 4 0.UO0 5h t郭恒粘卜破12507 3(X1OS - 1.3(0.290.41) +0.000 261超，质粘土荫"501300a54 -0.61

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14、50,04 + 0.000 22 f碱照盐珍珠后10001).220. ()49 4-0. (IX1 174 tHTC隼泰臣工业科技爆资表2-2常用保温材料的参数2仲夷材料多秫出度/他 ns*1旗导率 八m"， K*'£便丹必度 /X £规格/mm说m区便宽度厚度身树.矿读根及制品(GB/T 11091M)福ISO0.044650法题含量粒出桂>0, 25miri) 12%吸水率可ij求创不 大于m午，用于役菁及 管窗电推板带61 -21XJ61 100Q. M40, 052GM600910 J000, IKXJ 15001200,2400500 &

15、amp;0.630岁10910jo-m30,50 .75, 100 J5(J101 -0 B4Q毡.贴面宿 缝苞61 -XI)0 544400910 J0OT, mi W)6000600 43 g 91050 制 7H(X)雨00管光61 2(MJ(1 044由(W皿 1000, 1200内 粒22 -JNMl .40102 - 3SS3。,60.80 JOU技曜楠及制曷(GB/T 1JJSQ 3000)捕1号400.(ML轩箫平均直径戋3|Le f君阐玻璃棉)用维装博棉密度 小，热手率低,具由酎 腐，吸声阴振初过漆 等性能.用途广2弓640. 042订金平均直冠宦白呷1 4卜轩维平均宜校妥”

16、 Rm麻M到棉95 -100Q. 0690. 103100板240,0492501200,7 * >60025 .*J 叽 5DJ5 JOO32Q 04630040d 0443S0d«o. tmIS、额" 30.40.5064d 042400aoIJJ5.20. 25 3D .409620no 州 120Q. MT15 ,30.50带之号25 72Al 052300L&2060S25> 32 - +8? 48 120350400诞L24 r 40(X W83501000"500060025.40.55.75 J00>4Q阴3硒程2坤100

17、.0622501Q00J200, 2m11000、担000600瓯 IR0025,30 HO、 5OJ5 JOOIZ 160. 05a300. 053243240a mu35V4ia. 043管壳43 -90a. M3150UKI苻纯朋、 43的 JtM、 1通1虬 194 Al 丸 245及3M,25.30.40.50HTC物臣工业科技服务大连华泰臣科技服务有限公司表2-3常用保温材料的参数2种类打蚪*梆密度公-m 3指洋率）以 *1+f *使用俎度/弋£规格,n>Bli说明k#乳也厚度«1酸钙绝热制热(CB/7 106»3003)平板小）170 4)70

18、0.055-1 01.500, 600200 J50.3004a ,50 .60,70 . HO、和制品中有梃离子.对 不情南省腐蚀（5。- 加吠时）220号240号汹240V.063P- 0.064累毋服（G）170号1700,055瓯瓯60a向50a 划.加片20.mi皿 im i«sn220恃kn0 (M2_ 一240号2400. 064650科传壳（H）170号17001055MXMOO. 60n内依57血花 的一球 IfB J«. 114 421, 闰Jqh I4&J59, IM JW. 肛MS. 2733, 痴皿 419 J26,4M)220号220D.

19、 06?240弓2400.064H嵋绊及刷n(GB/T t MOO-20(D)墓心a ITSi1 *f jSWJ 2 4 tiooo 3 VJIW 4 畛：I2OD S 号俱第双Zt 商定抬Q ,61*)10 J5 .20.21,30 .领，SO舞昼晨110IWC. l«L>1 +13410. 156»21Q. 153事33版图600 174WU . IOW44A -MKJ10-8090(MAII2C0. 156击1金口. 1力畜犬64). m】000200 Id.22-593Oh4ft90a i6i，T梗102 H5通60、75 J(I)1 W0. 1$6>1

20、«0Q. 153拿窿学珠岩制品（CB/t HB03 2001）20)号<JUJu.xa(25 IC )UM平板：400 600200 TOO40 - 100o. n(3TOH i250号4250a. D7212s 七)翼塔板：400 - 6C0q竹> iOOO0, 4 2(35OT )350弓W3500.0®7(1ST)管北i 4CQ-600w-iano0F 12t梵。七r表2-4常用保温材料的参数2种类材料名称密度八， E热导率 /WK1 «使用和变规格/mmA 明氏度亶度厚度瞳张姓后及枇相 (JG/T Ml- I9W, JOT 4411W6)

21、87;胀 嶂方1号too0. 0621-加一900持右'卷篁/工iftjfrtW水率禹.需注意 防水.校黏靖轲不同 分三个品种工水泥麻蛭石工 用于中、帼图管第匏 络岸厚系宜用水珊璃峰濯解 石：用于赤潮辞环城1淡青除脏蛀而3 用于建筑防水层、 裨埠工峥雌后过度1 He3讣嘘石蒯愎我063m4号坪石箱慢芭0 25g5号魅力矩度至比楮230 * 113 n 65 ,MO x 1 U M 33板3500.090-40 -8002txi hlW.300 ,400朗Q .250 .3no joo.仪5U即 65 ,70 ,410, IDO J20,150,2(W件充150 300, 330i-,3

22、8 33. 得 42 .45, 却 J773. 飞黑，晒.114 g, 140 J46.LS9 J6B, 1M4 J19, M5M、 135 K 377 川9、 426 .41tf)50冏I加., 犯皿 120 JOO洌谭歧璃却品（101467-19%）平扬150号1500. (H8七) 0 (M6t 4。七)-2Q0一如口300400, 500200,250. 福o m 400的 RJ«L 川期网、 100就率低，不污染坪 境.可牵交使用，但得 水性差ISO号】耻0 U620 050(-4g管在150号1500函七）0必（一4。比）300、4005W内秒57 M J9. 1O3J1

23、4、 风风 |«i ?*, 2A5 271, 125 cM 皿防430IR0号ISO0 162 (3JT)0 OSO (世)(JC/T8I219W)3Q0 M53&00 JOOO, 15005tX)工5 JQ,并，40 CO.55 &0物潮,防火、阴唬、 保粗.保冷3、隔热保温材料的使用43.1 保温材料选取的标准3.1.1 导热系数是保温材料传遵热量能力大小的参数。单位为w/m k,和温度关系较大3.1.2 密度密度：kg/m影响设备管道及建筑寿命且关系投资成本3.1.3 吸球率材料在水饱和壮志下与干燥状态下的质量比，保温材料属多孔隙材料.当含 水.导热系数会骤升，

24、密度也会增加，所以是一项重要指标。单位为g/100cm33.1.4 透湿系数是指25ram厚材料当两侧的水蒸汽压力为1Pa时.单位面积、时何透过的 水蒸汽量。单位为g/cm3 - Pad3.1.5 防火性能可用燃烧性能，蛔密度、毒性指标等表示目前的材料都具有一定的防止性能，属不燃物，高温时不会产生有毒气体。3.1.6 吸声系数材料吸收的声能与八射声能的比值 这个指标耐设备、建筑的噪声有相当留响 如建筑物的空调系统，通过设备、管道的复合保温，选用吸声系数高的材料，由 于消声将大太降低噪声酌危害。另一方面因空调设备的外板一般为钢板.其内部 牯贴一层多孔的保温材料，因阻尼作用，将增强外板隔声效果，但

25、要注意：不同 的复合板厢声性能还需计算及实验确定。3.1.7 机械强度在外力作用下的抗破坏能力。丹为抗拉、抗压强度两种。性能好者在外力作 用下不易损坏，可减少运输、施工过程中的损失。7大连华泰臣科技服务有限公司华泰臣工业科技服若3.1.8 抗化学性能车身具有的抗化学性能，以便采用了不同的有化胶牯贴都不会变形。也称之 为本身的防腐性能与寿命相关。3.1.9 耐老化性能帮要不易因老化、臆化而失去发泡之机能。一般为紫外线照射试验。紫外线 照射200tt为自然暴露一年。3.1.10 环境影响指原材料对环境和人类的长期影响，包括对大气臭氧层的破坏显温室效应 等。3.1.11 工艺性便于旌工，对人体无害.

26、同时应该考虑采用这种保温材料有可能改进或提高 被保温设备的工艺性3.1.12 使用温度范围适用的温度范日越大，用途越广。3.1.13 尺寸的稳定性一般都在常温下施工.如果线膨胀系数过大，在遏持、热时易收缩或啜胀产 生缝隙，所以要求该参数。3.1.14 价格关系到投资的经济性。3.2 鞍钢保温材料的选择鞍钢现场保温区域的工作温度在 400 C以上，根据前面的选用标准和表2-2 , 2-3 , 2-4中的材料分析可以的出，使用温度高于400c的除了泡沫玻璃外，岩棉、 硅酸钙、硅酸铝、膨胀珍珠岩、膨胀蛭石、石棉材料都可以使用。膨胀类保温材料，一般为颗粒状，需要专门密封的壳体进行填充，所以膨胀 珍珠岩

27、和膨胀蛭石不适现场的保温，如果有硬性要求，必须用这种材料，则需要专门定制特定的壳体，将壳体固定在设备上，还要做好相应的密封，防止填充材 料漏出，才能够使用，其成本将会大大的升高。硅酸钙这种材质中含有氯离子，会对金属有一定的腐蚀性，所以也不适合现 做金属表面的保温材料。石棉材料由于其对环境污染严重，并且对身体有一定的毒害，甚至致癌，所 以不建议使用，如果有特定要求，必须使用石棉，则需要给出书面的文件，并且 注明一旦有卫生和环保问题与我方无关。排除以上四种材料后，仅剩下岩棉和硅酸铝的材质，从经济性上来讲岩棉相 较硅酸铝更加的经济一些，所以在要求不高的地方，会优先使用岩棉这种保温材 料，所以现场保温

28、材料的建议是：使用温度在 600 c一下的地方优先使用岩棉; 使用温度600c以上的可以采用硅酸铝材质。4、岩棉材质密度与导热系数之间的关系 74.1 密度和服役温度对岩棉导热系数的影响导热系数是决定保温材料性能的最重要的参数之一，保温材料的材质、密度 以及使用温度等条件对导热系数都有重要影响。为研究岩棉密度对导热系数的影响，采用摆锤法分别生产了不同密度的岩棉块，在150c的温度条件下进行测试，试验结果见图4-1。由ASTM标准可以看出定义某种材料的保温性能需要各 种温度条件下的导热系数值，因此本文取密度为105kg/m3的岩棉测试了不同使用温度下岩棉的导热系数，以研究温度与导热系数之间的关系

29、，试验结果见图 4-2 。岩棉的导热系数按照 ASTM C335中的方法进行测试。#HTC大连华泰臣科技服务有限公司华泰臣工业科技股务从图4-1中可以看出，岩棉的导热系数随着密度的增加先减小，而后在 80 kg/m 3的条件下达到谷值后又逐渐增加。保温材料的散热主要通过固体导热、气 体导热和辐射以及对流传热。空气的导热系数通常小于0.03 W/(mK)血岩棉 的导热系数则通常大于0. 04 W/(m-K)因此仅考虑岩棉保温材料固体与气体比 例，则保温材料密度越高其导热系数也越大。但气体的空间越大则岩棉材料内空 间的热辐射和对流热损失就越多，导致密度小到一定程度后岩棉的导热系数也开 始变大。综合

30、各种因素的影响。岩棉保温材料的密度需要控制在一定范围内才能 起到理想的保护效果。0.120.060.030200400600温度比3图4-2密度为105 kg/m 的岩棉制品在不同温度下的导热系数图4-2中岩棉的导热系数与温度近似呈线性关系。对所测数据的线性拟合结 果为Y=0.026+1.56X,相关性系数为0.9812,所测温度范围内的导热系数值与线 性拟合结果均在10%的误差之内。导热系数与温度呈近似直线关系可能有两方 面的原因，一方面材料本身的性质随温度的升高发生了改变，另一方面则主要归 因于热辐射对实测导热系数的影响。因为辐射散热量与材料温度的四次方相关， 所以温度越高保温层外侧热损失量就越大， 试验中根据内外侧温差计算的导热系 数就越大。因此实际应用中可以将温度近似看作导热系数的线性函数，由已