лекции Изолировщик на термоизоляции. Образовательный Центр ПетроПроф Автономная некоммерческая организация дополнительного профессионального образовании

• Название: Образовательный Центр ПетроПроф Автономная некоммерческая организация дополнительного профессионального образовании
• Дата: 24.03.2023
• Размер: 1.03 Mb.
• Имя файла: лекции Изолировщик на термоизоляции.docx
• Тип: Документы; #1012021
• страница: 5 из 12

Производство минеральной ваты не зависит от типа плавильного агрегата, а также способа получения волокон и вклю­чает следующие основные технологические операции:

• подготовка и загрузка сырьевых материалов в плавильный аг­ регат;

• плавка сырья, получение расплава в плавильном агрегате;

• переработка расплава в волокно на центрифуге или другим способом;

• осаждение минеральных волокон ваты, образование минераловатного ковра в камере волокноосаждения.

Исследованиями и долголетней практикой установлено, что изоляционные слои из сырой ваты (не в ввде изделий) самоуплотняются при эксплуатации и имеют недостаточную степень долговечности.

Наибольшее распространение в последние годы получило производство минераловатных теплоизоляционных изделий на основе минеральной ваты.

Это:

маты, мягкие, полужесткие, жесткие и твердые плиты на синте­ тических связующих;

мягкие, полужесткие ижесткие плиты на битумном связующем;

полужесткие плиты на крахмальном связующем;

прошивные маты с обкладкой битуминизированной бумагой, пергамином и другими гидро- и пароизоляционными слоями.

В качестве синтетических связующих применяют фенолоспирты, карбамидные смолы, а также сложные составы на основе фенолоспиртов или карбамидных смол, пластифицированных поливинилацетатной эмульсией, латексами и др. Битумные связующие составляются на основе нефтяных битумов марок БН-Ш-У, БН-1У, БН-У.

При производстве прошивных матов применяют: проволочные сетки (ГОСТ 3826-82, ГОСТ5336-80, ГОСТ 3282-74), стеклосетку ССТЭ-6 и ССТЭ-9, асбестовую ткань (ГОСТ 6102—94), мешоч­ ную бумагу (ГОСТ 2228—81), битумную упаковочную бумагу (ГОСТ 515-77) и др.

Технология изготовления изделий на синтетических и битумных связующих имеет существенные отличия. Но в общем виде и в этом и в другом случае минераловатный ковер с введенным в него свя­зующим подвергается тепловой обработке, необходимой для закреп­ления заданной структуры изделий и удаления избыточной влаги.

Ковер разрезают на плиты заданных размеров, упаковывают и отправляют на склад, а затем потребителям.

Отличие технологического процесса изготовления изделий на синтетическом связующем от технологического процесса производ­ства изделий на битумном связующем заключается в особенностях тепловой обработки. В первом случае процесс более сложен: между сушкой и охлаждением ковер проходит через зону отверждения, в которой происходят процессы закрепления связующего (полиме­ризация или поликонденсация) на минеральных волокнах.

Прошивные и рулонированные маты

Прошивные маты изготовляют из минеральной ваты с неболь­ шим содержанием связующего (1—2 %), необходимым лишь для обеспыливания волокна.

Маты прошивают сплошными двусторонними швами в продоль­ ном направлении. Расстояние шва от кромок не более 5 см, между швами — 11—17 см, шаг шва — 8—12 см. Прошивают их проволо­ кой диаметром 0,5—0,8 мм, капроновой, хлопчатобумажной нитью или бумажным шпагатом (взависимости от вида обкладочного слоя и температуры применения матов в конструкции).

Прошивные маты изготовляют в едином потоке, непосредствен­ но из минераловатного ковра, выходящего из камеры волокноосаждения. После прошивки их разрезают (до 5 м длиной).

Свойства прошивных матов Плотность уплотненного слоя минеральной ваты в матах, кг/м3, не более 110—120— Коэффициенттеплопроводности, Вт/(м • К) 0,046—0,044—0,044 Температура применения до 700 °С Маты иногда выпускают и без прошивки (минераловатные ру­ лонные на синтетическом связующем (ТУ 36.16.22-10—89). Техно­ логический процесс производства таких матов заканчивается пос­ ле выхода из камеры тепловой обработки, после чего их рулонируют и упаковывают в крафт-бумагу, в полимерные пленки и др.

Размеры матов: длина — 2, 3, 4 м; ширина — 0,5 и 1 м; толщина — 7—10 см. Маты, прошитые битуминизированной бумагой, приме­ няются при температуре не выше +60°С.

Свойства рулонированны х матов Плотность, кг/м3, не более 45—100 Коэффициент теплопроводности, Вт/(м • К), не более 0,044 Температура применения от — до +400 °С М инераловатные мягкие, полужесткие, жесткие и повышенной ж есткости плиты на синтетическом связующем (ГО С Т 9573) Процесс получения плит из минеральной ваты начинается в ка­ мере волокноосаждения, где связующее «раздувают» тем или иным способом в мельчайшие частицы, которые оседают на волокнах.

При производстве плит связующее в большинстве случаев наносят в камере волокноосаждения или после нее способом пропитки минераловат­ ного ковра в пропиточных ваннах или проливом его по всей ширине струей связующего с последующим отсосом избытка связующего вакуумированием. Избыточное связующее при этом возвращается для повторного использования. Размеры и физико-механические показа­ тели минераловатных материалов приведены в табл. 3.6.

Физико-механические и теплозащитные свойства МВИ в значи­ тельной степени зависят не только от качественных показателей сырьевых материалов, технологии получения минеральной ваты, но и от особенностей их структуры.

Все эти факторы в конечном счете влияют на технико-экономические показатели по­лучаемых изделий.

Минераловатные плиты повышенной жесткости К числу ограждающих конструкций с эффективным утеплите­лем в первую очередь относятся покрытия по профилированному металлическому настилу, а также покрытия из железобетонных плит повышенной заводской готовности. Утеплитель в этих кон струкциях должен иметь достаточную прочность для того, чтобы непосредственно по нему устраивать водоизоляционный слой без промежуточной упрочняющей цементно-песчаной или асфальто­ вой стяжки.

Такие конструктивные решения исключают «мокрые» процес­сы по устройству стяжек на стройке, а также создают условия для укрупнения конструкции в монтажные блоки. В качестве утеплителя обычно применяли пенополистирол. Однако выявившие­ ся в последнее время его пожароопасность и недостаточная теплостойкость поставили задачу создания трудносгораемого мате­ риала, отвечающего условиям работы в конструкции и имеющего достаточную термостойкость и прочность при сжатии це менее 0,8 кгс/см2 (при 10 %-ном уплотнении) при плотности не более 200—120 кг/м3.

Наиболее эффективной заменой пенополистиролу стали мине­ раловатные плиты повышенной прочности на синтетических свя­ зующих, изготовляемые методом подпрессовки минераловатного ковра или методом формования из поризованной гидромассы. По­ вышение прочности теплоизоляционных плит достигается за счет подпрессовки минеральной ваты (пропитанной заранее раствором синтетического связующего) и закрепления уплотненного слоя пу­ тем отверждения связующего в процессе тепловой обработки.

Прочность плит на сжатие при 10 %-ном уплотнении составила 0,8—1,0 кгс/см2 при плотности до 200 кг/м3. Ровная, прочная по­ верхность плит позволяет наклеивать на них облицовочные и от­ делочные слои из стеклопластика, фольгоизола, древесно-волок­ нистых плит и других материалов.

Плртты повышенной жесткости обладают достаточно высокими показателями прочности, что позволяет широко использовать их в качестве звуко- и теплоизоляционного самонесущего строительного материала в ограждающих покрытиях зданий различного назначе­ ния. Плиты могут быть облицованы гидроизоляционным или де­ коративно-отделочным слоем.

М инераловатные мягкие, полуж есткие и жесткие. плиты на битумном связующем Для производства мягких плит (ПМ) можно применять битумы многих марок или смеси расплавленных битумов, которые в различ­ ных соотношениях имеют и различную температуру размягчения (в пределах 50—80 °С).

Битум вводят в минеральную вату, распыляя его в камере волокноосаждения. При этом битум более или менее равномерно распре­ деляется в минераловатном ковре. Ковер уплотняется до требуемой толщины, охлаждается и разрезается на плиты требуемых размеров.

Полотнища мягких плит (минеральный войлок) свертывают в ру­ лоны и упаковывают в жесткую тару, в водонепроницаемую бумагу (по согласованию с потребителем).

Размеры полотнищ войлока: длина 1—2 м, ширина 0,450—1,0 м, толщина 5—10 см.

Существенным недостатком минераловатного войлока на битум­ ном связующем, который необходимо учитывать при использова­ нии, является возможность его деформации при нагрузкахдаже от собственного веса, что приводит к самоуплотнению при хранении и перевозке. При этом плотность изделий может значительно уве­ личиваться (до двух раз) против первоначальной.

Предел прочности при разрыве (вдоль волокон) мягких плит должен быть не менее 0,075 кгс/см2. Применяются для изоляции конструкций, температура которых не превышает 60 °С.

Полужесткие плиты (ПП) получаются в результате тепловой об­ работки минераловатного ковра, пропитанного битумом (марки не ниже БН-ГУ или смесью битума БН-1П и БН-У), и охлаждением его в подпрессованном состоянии (табл. 3.8).

Технологический процесс производства полужестких плит ана­ логичен процессу изготовления войлока. Отличие заключается в том, что в производстве полужестких плит применяется более высокоплавкий битум с температурой размягчения не ниже 70 °С, количество связующего увеличивается до 14—18 % и тепловая обработка ковра производится при 180 °С до уплотнения слоя на за­ данную величину.

Размеры полужестких плит: длина 1,5 и 1,0 м; ширина 0,50 и 1,0 м; толщина 5, 6, 7, 8, 9 и 10 см. Максимальная температура применения +60 °С.

Жесткие плиты (ПЖ) изготовляют из минеральной ваты, обра­ ботанной битумной эмульсией или пастой, с последующим прес­ сованием или сушкой (ГОСТ 10140).

Жесткие плиты производят так называемым мокрым прерывным способом, по которому плиты формуют вакуум-прессованием из гидромассы. Сущность технологии заключается в том, что мине­ ральную вату предварительно разрыхляют и смешивают с битумной эмульсией, в которую предварительно введена глинистая или диатомитовая суспензия. Из полученной гидромассы (при соотноше­ нии жидкой фазы к твердой до 1 0 :1)на прессе формуют плиты при удельном давлении до 0,03—0,04 кгс/см2.

Отформованные плиты сушат 16—18 часов при температуре 180—220 °С со стороны загрузки и до 160 °С — со стороны выгрузки (в камере тепловой обработки). Затем плиты упаковывают в жест­ кую тару или пакеты из водонепроницаемой бумаги. Эти плиты можно применить для изоляции строительных конструкций, про­ мышленного оборудования и холодильников при температуре изо­ лируемых поверхностей до +70 °С.

Размеры плит: длина 1 м; ширина 0,5 м; толщина 4, 5, 6 и 7 см.

Свойства плит приведены в табл. 3.7 и 3.8.

МВИ на битумных связующих в перспективе, вероятно, будут постепенно вытесняться МВИ на синтетических и композицион­ ных связующих.

3.1.2. Стеклянное волокно и изделия из него Стеклянное волокно (стекловолокно) — разновидность мине­ рального волокна. Оно является полуфабрикатом при производстве теплоизоляционных и акустических изделий. Сырьем для изготов­ ления стекловолокна служит шихта, состоящая из кварцевого пес­ ка, известняка (доломита) и соды (сульфата натрия), смешанных в определенной пропорции. Шихта расплавляется в стекловаренной ванной печи и затем перерабатывается в стекловолокно.

В зависимости от среднего диаметра различают стекловолокно:

ультратонкое (УТВ) диаметром менее 1 мкм, супертонкое (СТВ) — 1—3 мкм, тонкое —4—12 мкм, утолщенное —12—25 мкм и толстое — более 25 мкм.

По длине волокно подразделяется на непрерывное (длиной 3 м и более) и штапельное (длиной 30—50 мм).

Непрерывное стекловолокно получают методом вытягивания через фильеры. Для этого шихту расплавляют в ванной печи. Рас­ плавленная стекломасса поступает в питатель, в дно которого вмон­ тирована платинородиевая пластинка (фильерный питатель) с отверстиями диаметром 1—2 мм. Через эти отверстия стекломасса вытекает струйками, которые наматываются на вращающийся с большой частотой барабан. При этом струйки вытягиваются в во­ локна и остывают. Таким способом изготовляют стекловолокно диаметром от 4 до 25 мкм.

После вытягивания стеклянные волокна пропускают через замас­ ливающее устройство, где они смачиваются быстрозастывающими эмульсиями, изготовленными на основе парафина, или водным раст­ вором клеящих веществ (крахмала, декстрина, желатина) с пластифи­ каторами. Замасливатели применяют для обеспыливания стеклово­ локна и придания ему гибкости при дальнейшей переработке.

Из непрерывного стекловолокна изготовляют теплоизоляцион­ ные маты, полосы.

Маты из стекловолокна применяют для изоляции аппаратов и тру­ бопроводов диаметром 108 мм и более, полосы —для изоляции тру­ бопроводов диаметром менее 108 мм при температуре изолируемой поверхности о т— до +450 или +500 °С (в зависимости от марки).

Штапельное стекловолокно и изделия из него. Штапельное стек­ ловолокно получают непосредственно из расплавленной стекломас­ сы различными способами: вертикального раздува паром (ВРП) или воздухом (ВРВ), центробежным, центробежно-фильерно-дутьевым, раздувом первичных непрерывных стеклянных волокон потоком раскаленных газов.

Из штапельного стекловолокна изготовляют изделия в виде ма­ тов, плит и шнуров.

Изделия из штапельного стеклянного волокна (ГОСТ 10499—95), полученного способом вертикального раздува ВРП или ВРВ, наи­ более широко распространены. В изделиях элементарные волокна склеены синтетическими смолами. В качестве связующего вещества обычно применяют раствор фенолоформальдегидной смолы, кото­ рый распыляется форсунками в вертикальной камере волокноосаждения. Покрытый связующим слой волокон конвейером подается в камеру сушки и отверждения смолы, где он также уплотняется.

Сушка производится подогретым воздухом, который вентилятором просасывается через слой волокон, расположенных на конвейере.

После сушки стекловолокнистый ковер разрезается на изделия.

По назначению и средней плотности изделия из штапельного волокна подразделяются на марки.

Плиты технические могут быть оклеены с одной или двух сто­ рон стеклотканью, алюминиевой фольгой, синтетической пленкой или другим обкладочным материалом.

Средний диаметр элементарного волокна таких изделий от 10 до 13 мкм; содержание неволокнистых включений в них от 3 до 5 % по массе; содержание связующего вещества от 6 до 13 % по массе; теп­ лопроводность изделий в сухом состоянии при средней температу­ ре 298 К от 0,047 до 0,057 Вт/(м • К). Изделия относятся к группе трудногорючих (Г2).

Изделия применяют для теплоизоляции ограждающих конструк­ ций жилых, общественных и производственных зданий, печей, тру­ бопроводов и оборудования промышленных предприятий, атакже транспортных средств (морских и речных судов, железнодорожных вагонов, самолетов) при температуре изолируемых поверхностей от — до + 180 °С. Они могут быть использованы также в звукопогло­ щающих и звукоизолирующих конструкциях.

Маты из штапельного и непрерывного волокна сворачивают в рулоны и упаковывают в бумагу, заклеивают или перевязывают шпагатом. Плиты упаковывают в водонепроницаемую бумагу или клетки из деревянных планок. Эти изделия транспортируют в кры­ тых транспортных средствах, а хранят в сухих закрытых складах только в упакованном виде.

Изделия из супертонкого стекловолокна без связующего (ТУ 21-23ТУ 21-5328981-05— 93, 92), в которых элементарные стеклово­ локна связаны силами естественного сцепления, выпускают в виде ваты или матов. Супертонкое волокно представляет собой слой пе­ репуганных штапельных волокон, полученных способом раздува го­ рячими газами первичных непрерывных волокон. Средняя плот­ ность изделия не более 25 кг/м3; диаметр стекловолокна не превы­ шает 3 мкм; влажность не более 5 %; теплопроводность не более 0,044 Вт/(м •К). Такие изделия используют в качестве тепловой изо­ ляции в бытовых холодильниках, промышленных и строительных конструкциях, а также в качестве звукопоглощающего и звукоизо­ ляционного материала. Из супертонкого стеклянного волокна мож­ но шить маты в различных обкладках. Температура применения от — до +450 °С. 

Теплозвукоизоляционный материал АТМ-1 (ТУ 563-015-04616815)—относится к изделиям из супертонкого штапельного стеклово­ локна на связующем. В качестве связующего вещества применяют фенолоформальдегидную смолу марки ВР-1 в количестве 15—25 % по массе. Материал АТМ-1 выпускают в виде матов, оклеенныхполиэтилентерефталатной пленкой толщиной 0,02 мм (температура применения от — до +70 °С), стеклотканью (от — до +80 °С), алюминиевой фольгой толщиной 0,02 мм (от —180до + 150 °С) или неоклеенных (температура применения от —180 до +150 °С). Сред­ няя плотность материала 8—10 кг/м3. Размеры матов (мм): длина — 575; ширина — 50—100; толщина — 20—40 с градацией через 5 мм.

Материал несгораемый (кроме материала, оклеенного пленкой).

Холстопрошивное полотно из стеклянного волокна П С Х -Т(ТУ 6вырабатывают из мягких отходов стеклянного волокна без 93) связующего, прошитых стеклянными кручеными комплексными нитями. Холстопрошивное полотно марки ПСХ-Т выпускают в виде рулонов длиной 20 и 30 м, шириной 800,1000 и 1600 мм, тол­ щиной 1,4 мм. Поверхностная плотность 500 г/м2; теплопроводность 0,047 Вт/(м • К); температура применения от —180 до +550 °С. При­ меняют его для тепловой изоляции трубопроводов диаметром до 76 мм. Перед нанесением на трубопровод для достижения требуе­ мой толщины полотно складывают в несколько слоев.

3.1.3. Асбест и изделия из него Асбест — минерал волокнистого строения, способный расщеп­ ляться на тонкие и гибкие волокна. Для тепловой изоляции при­ меняют обычно хризотиловый асбест (ГОСТ 12871— 93), облада­ ющий высокой температуростойкостью (500 °С при длительном на­ греве, 700 °С — при кратковременном). Прочность волокон асбес­ та на разрыв составляет до 3000 МПа и превышает прочность сталь­ ной проволоки 64].

Асбест хорошо адсорбирует (поглощает) воду вследствие разви­ той удельной поверхности. Эта способность асбеста используется для образования пористости у всех асбестсодержащих теплоизоля­ционных изделий.

Асбест залегает в породе в виде отдельных жил. Его добывают взрывным способом в основном в открытых карьерах. Добытая в карьере асбестовая руда подвергается механическому обогащению, т. е. пустую породу отделяют от асбестового волокна. В процессе обогащения волокно расщепляется и с помощью барабанных сит разделяется в зависимости от длины волокна на восемь групп —от нулевой до седьмой.

Хризотиловый асбест обладает слабой кислотоустойчивостью и высокой щелочеустойчивостью. Средняя плотность асбеста зависит от степени распушки асбеста, уплотнения волокна и увеличивается с уменьшением длины волокна и с увеличением содержания пыли.

Плотность асбеста 2,4—2,6 г/см3.

Асбест с волокнами, не деформированными в процессе обра­ ботки и имеющими в поперечнике более 2 мм, называют кусковым, а имеющими менее 2 мм, — иголками. Асбест с перепутанными деформированными волокнами называют распушенным; частицы породы, сопутствующие асбесту и прошедшие через сито с ячейкой 0,25 мм, — пылью; частицы, прошедшие через сито с ячейкой 4,8 мм и оставшиеся на сите 0,4 мм, — галью. По длине волокна асбест делится на восемь групп.

Обозначение марки асбеста состоит из буквенного выражения, первой цифры, показывающей группу, второй — массовую долю остатка на ситах (для асбеста 0—6-й групп) и насыпную плотность в г/дм3 (для асбеста 7-й группы). Буквенные выражения в марке обозначают: АК — асбест кусковой (группа 0); ДВ — асбест длин­ новолокнистый (группа 0); ПРЖ — асбест промежуточной длины (1-я и 2-я группы), П и М — указывает на разделение асбеста на подгруппы (внутри 2, 3, 4, 5 и 6-й групп) в зависимости от массо­ вой доли фракции менее 0,14 мм; К — способ получения асбеста (6-я группа).