保温材料发展现状

保温材料是绝热工程应用技术的物质基础。它在工业上,特别是在节能工作中占据十分重要的地位。

对保温材料的选用,应本着“理化性能良好,综合价格适中”的原则。无论硬质、半硬质和软质保温材料,它们都各自有它的特点,选择材料时,应本着扬长避短的选材原则,综合利用,这样才能充分发挥各种材料的特性。常用于火力发电厂设备、管道及其附件的保温材料简介如下。

(1) 硅酸钙:硅酸钙一种理想的硬质保温材料,它是以氧化硅(石英粉、硅藻土等) 、氧化钙(也有用消石灰、电石渣等) 和增强纤维为主要原料,经过搅拌、加热、凝胶、蒸压硬化、干燥等工序制成的一种保温材料。硅酸钙具有容重轻,导热系数小,外形美观,施工方便,对管道无腐蚀等优点,但其吸水性强,易破碎,有时生产工艺掌握不好制品使用时易产生裂纹,同时其生产过程中耗能较多。

近年来,由于国际国内对石棉制品的限制使用,出现了无石棉硅酸钙,原产品中的石棉用无碱玻璃纤维或优质纸浆(麻浆、棉浆) 代替,其各项性能基本保持不变。

(2) 矿棉与岩棉:矿棉与岩棉是两种性能和制造工艺基本相同的保温材料。前者以工业废料高炉渣为主要原料;后者以玄武岩或辉绿岩或其它硅酸盐岩石为主要原料。两者的化学成分均为二氧化硅、氧化钙、三氧化二铝和氧化镁。由于两者所用原料不同,其纤维化学成分也明显不同,从而使得两者在物理指标上存在某些差异。岩棉纤维耐热度(棉的软化温度) 一般在900～1 000 ℃左右,而矿渣棉耐热度一般在800 ℃左右,这主要由于两者酸度数不同而形成的。矿棉和岩棉不燃、无毒、容重小,导热系数小,经久耐用,不易风化,对金属不腐蚀,原材料丰富,成本低,使用温度高。缺点是施工时对皮肤有刺痒,安装工人劳动条件差。

但由于矿、岩棉具有上述的优点,所以它们在保温工程中的应用仍很广。在火电厂中矿岩棉制品通常用在小于或等于300～350 ℃的设备与管道上。

(3) 硅酸铝纤维及制品:硅酸铝纤维是近几年来发展很快和应用很广的一种新型保温材料。它以焦宝石为主要原料,经过熔化、成纤、喷粘接剂、成形、固化等工序,成形分为湿法、干法和针制品。硅酸铝耐温高,导热系数小,有一定抗拉强度,可受气流冲击,是高温区域使用的一种理想材料。

(4) 玻璃棉:玻璃棉主要原料为石英石、长石、碳酸钠、硼酸等。玻璃棉的分类方法有两种:一是按玻璃的含碱量分为有碱玻璃与无碱玻璃棉;二是按纤维直径分为初级纤维( D > 25μm) 、中级纤维( D = 15～25μm) 、高级纤维( D = 4～15μm) 、超细纤维( D < 4μm) 。玻璃棉的使用温度取决于其金属氧化物的含量。超细玻璃棉分为有碱和无碱两种,无碱超细玻璃棉内碱金属氧化物的含量小于1 % ,纤维直径小于2μm ,耐热温度达600～650 ℃,有碱超细玻璃棉碱金属氧化物的含量约为4 % ,因为碱金属氧化物在受热时会发生剧烈的热裂现象,因此其耐热性和化学稳定性就

会降低,耐用温度约为450 ℃左右。

(5) 膨胀珍珠岩制品:珍珠岩是一种火山喷出的酸性溶岩急速冷却形成的玻璃质岩石,因其具有珍珠状裂纹而得名。近年来,随着各种保温材料的发展,珍珠岩制品的应用已逐年减少,生产珍珠岩制品的厂家也越来越少,这主要是由于一般珍珠岩制品容重较大,导热系数也较大,而且破损率较高,吸水性强(重量吸水率可达25 %以上) 。

(6) 复合硅酸盐保温涂料:复合硅酸盐保温涂料,是一种呈微孔网状结构的新型高效节能保温涂料(湿态呈灰白色粘稠膏状) ,该材料具有隔热性能好、粘结力强和耐久性好等优点。因此,它比传统保温材料具有明显的优越性,省去了支撑件,可现场涂抹,不需要保护层,不受保温表面形状限制,可用于异形体、阀门、大型表面等的保温,其无尘无毒,对人体无刺激,使用后不变形、不开裂、不起泡、不腐蚀,施工方便,最高使用温度550 ℃。

(7) 防水复合硅酸盐毡或管壳:为避免复合硅酸盐保温涂料带来的施工不便,可将复合硅酸盐保温涂料制成毡或管壳,考虑防水性,就形成了现常用的防水复合硅酸盐毡、管壳。