供熱管道和設(shè)備的保溫與防腐

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一、管道和設(shè)備的保溫
 

1. 保溫的目的和作用
 

1.1  保溫的目的和作用    保溫的目的是減少熱量損失，節(jié)約能源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性。供熱管道的保溫結(jié)構(gòu)一般由保溫層和保護(hù)層兩部分組成。    保溫層的作用是減少能量損失、節(jié)約能源，提高經(jīng)濟(jì)效益，保障介質(zhì)的運(yùn)行參數(shù)，滿足用戶生產(chǎn)生活要求。對于高溫介質(zhì)管道的保溫層來說，還可降低保溫層外表面溫度，改善環(huán)境工作條件、避免燙傷事故發(fā)生；保護(hù)層的作用是保護(hù)保溫層不受外界機(jī)械損傷， 保溫能否取得上述各項(xiàng)滿意效果，關(guān)鍵在于保溫材料的選用和保溫層的施工質(zhì)量。 1.2  保溫材料的種類和選用 （1）保溫材料的種類      ① 早期的保溫材料：多為天然礦物和自然資源原材料，如石棉、硅藻土、軟木、草繩、鋸末等。這些材料一般經(jīng)簡單加工就可使用，其保溫結(jié)構(gòu)多為涂抹或填充形式。      ② 人工生產(chǎn)的保溫材料：有玻璃棉、礦渣棉、珍珠巖、蛭石等。這些保溫材料一般為工廠生產(chǎn)的原料或預(yù)制半成品，其保溫結(jié)構(gòu)多為捆綁和砌筑形式。      ③ 20世紀(jì)70年代以來研制開發(fā)的保溫材料：聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨酯泡沫塑料、泡沫玻璃、泡沫石棉等，其保溫層的結(jié)構(gòu)多為噴涂或灌注成型的形式。 （2） 保溫材料的選用    管道系統(tǒng)的工作環(huán)境多種多樣，有高溫、低溫、空中、地下、干燥、潮濕等。所選用的保溫材料要求能適應(yīng)這些條件，在選用保溫材料時(shí)首先考慮其熱工性能，然后還要考慮施工作業(yè)條件，如：高溫系統(tǒng)應(yīng)考慮材料的熱穩(wěn)定性；振動(dòng)管道應(yīng)考慮材料的強(qiáng)度；潮濕的環(huán)境應(yīng)考慮材料的吸濕性；間歇運(yùn)行的系統(tǒng)應(yīng)考慮材料的熱容量等。

在工程上，可根據(jù)保溫材料適應(yīng)的溫度范圍進(jìn)行材料的應(yīng)用分類，如表12-2所示，供選用參考。

 

序號 介質(zhì)溫度(℃) 保    溫    材    料 1 0～250(常溫) 酚醛玻璃棉制品，水玻璃珍珠巖制品，水泥珍珠巖制品，瀝青及玻璃棉制品 2 250～350 礦渣棉制品，水玻璃珍珠巖制品，水泥珍珠巖制品，瀝青及玻璃棉制品 3 350～450 礦渣棉制品，水玻璃珍珠巖制品，水泥珍珠巖制品，水玻璃蛭石制品，水泥蛭石制品 4 450～600 礦渣棉制品，水玻璃珍珠巖制品，水泥珍珠巖制品，水玻璃蛭石制品，水泥蛭石制品 5 600～800 磷酸鹽珍珠巖制品，水玻璃蛭石制品 6 －20～0 酚醛玻璃棉制品，淀粉玻璃棉制品，水泥珍珠巖制品，水玻璃珍珠巖制品 7 －40～－20 聚苯乙烯泡沫塑料，水玻璃珍珠巖制品 8 －196～－40 膨脹珍珠巖制品

                  表12-2  保溫材料應(yīng)用溫度分類
 

 

1.3  保溫結(jié)構(gòu)的施工方法    保溫結(jié)構(gòu)一般由保溫層、保護(hù)層等部分組成，進(jìn)行保溫結(jié)構(gòu)前應(yīng)先做防銹層。    防銹層：即管道及設(shè)備表面除銹后涂刷的防銹底漆，一般涂刷1-2遍。    保溫層：是減少能量損失，起保溫作用的主體層，附著于防銹層外面。    保護(hù)層：保護(hù)防潮層和保溫層不受外界機(jī)械損傷，保護(hù)層的材料應(yīng)有較高的機(jī)械強(qiáng)度，常用石棉石膏、石棉水泥、玻璃絲布、塑料薄膜、金屬薄板等制作。 常用保溫結(jié)構(gòu)的施工方法有涂抹法、綁扎法和粘貼法等。 （1）涂抹法  涂抹法保溫采用石棉粉、碳酸鎂石棉粉和硅藻土等不定形的散狀材料，把這些材料與水調(diào)成膠泥涂抹于需要保溫的管道設(shè)備上。這種保溫方法整體性好，保溫層和保溫面結(jié)合緊密，且不受被保溫物體形狀的限制。      涂抹法多用于熱力管道和設(shè)備的保溫。施工時(shí)應(yīng)分多次進(jìn)行，為增加膠泥與管壁的附著力，第一次可用較稀的膠泥涂抹，厚度為3～5mm，待第一層徹底干燥后，用干一些的膠泥涂抹第二層，厚度為10～15mm，以后每層厚為15～25mm，均應(yīng)在前一層完全干燥后進(jìn)行，直到要求的厚度為止。      涂抹法不得在環(huán)境溫度低于0℃情況下施工，以防膠泥凍結(jié)。為加快膠泥的干燥速度，可在管道或設(shè)備內(nèi)通入溫度不高于150℃的熱水或蒸汽。

（2）綁扎法  綁扎法保溫采用預(yù)制保溫瓦或板塊料，用鍍鋅鋼絲綁扎在管道的壁面上，是熱力管道最常用一種保溫方法，其結(jié)構(gòu)見圖12-30。為使保溫材料與管壁緊密結(jié)合，保溫材料與管壁之間應(yīng)涂抹一層石棉粉或石棉硅藻土膠泥(一般為3～5mm厚)，然后再將保溫材料綁扎在管壁上。因礦渣棉、玻璃棉、巖棉等礦纖材料預(yù)制品抗水性能差，采用這些保溫材料時(shí)可不涂抹膠泥而直接綁扎。綁扎保溫材料時(shí)，應(yīng)將橫向接縫錯(cuò)開；如果保溫材料為管殼，應(yīng)將縱向接縫設(shè)置在管道的兩側(cè)。采用雙層結(jié)構(gòu)時(shí)，第一層表面必須平整，不平整時(shí)，礦纖維材料可用同類纖維狀材料填平，其他材料用膠泥抹平，第一層表面平整后方可進(jìn)行下一層保溫。

（3）聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料的保溫  聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料由聚醚和多元異氰酸酯加催化劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑等原料按比例調(diào)配而成。應(yīng)將這些原料分成兩組(A組和B組)，A組為聚醚和其他原料的混合液，B組為異氰酸酯。施工時(shí)只要將兩組混合在一起，即起泡而生成泡沫塑料。      聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料一般采用現(xiàn)場發(fā)泡，其施工方法有噴涂法和灌涂法兩種。噴涂法施工就是用噴槍將混合均勻的液料噴涂于被保溫物體的表面上。為避免垂直壁面噴涂時(shí)液料下滴，要求發(fā)泡的時(shí)間要快一點(diǎn)。灌注法施工就是將混合均勻的液料直接灌注于需要成型的空間或事先安置的模具內(nèi)，經(jīng)發(fā)泡膨脹而充滿整個(gè)空間，為保證有足夠的操作時(shí)間，要求發(fā)泡的時(shí)間應(yīng)慢一些。 （4）纏包法保溫  纏包法保溫采用卷狀的軟質(zhì)保溫材料(如各種棉氈等)。施工時(shí)需要將成卷的材料根據(jù)管徑的大小剪裁成適當(dāng)寬度(200～300mm)的條帶，以螺旋狀纏包到管道；也可以根據(jù)管道的圓周長度進(jìn)行剪裁，以原幅寬對縫平包到管道上,如圖12-31所示。不管采用哪種方法，均需邊纏、邊壓、邊抽緊，使保溫后的密度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。一般礦渣棉氈纏包后的密度不應(yīng)小于150～200kg／m3，玻璃棉氈纏包后的密度不應(yīng)小于100～130kg／m3，超細(xì)玻璃棉氈纏包后的密度不應(yīng)小于40～60kg／m3。如果棉氈的厚度達(dá)不到規(guī)定的要求，可采用兩層或多層纏包。纏包時(shí)接縫應(yīng)緊密結(jié)合，如有縫隙，應(yīng)用同等材料填塞。采用分層纏包時(shí)，第二層應(yīng)仔細(xì)壓縫。

     保溫層外徑不大于500mm時(shí)，應(yīng)在保溫層外面用直徑為1.0～1.2mm的鍍鋅鋼絲綁扎間距為150～200mm，禁止以螺旋狀連續(xù)纏繞。當(dāng)保溫層外徑大于500mm時(shí)，還應(yīng)加鍍鋅鋼絲網(wǎng)纏包，再用鍍鋅鋼絲綁扎牢。

 

1.4  保溫層厚度的確定    保溫層厚度可在供熱管道保溫?zé)崃τ?jì)算的基礎(chǔ)上確定。確定的保溫層越厚，管路熱損失越小，越節(jié)約燃料；但厚度加大，保溫結(jié)構(gòu)造價(jià)增加，投資費(fèi)用提高。在工程設(shè)計(jì)中，保溫層厚度在管道保溫?zé)崃τ?jì)算的基礎(chǔ)上，按技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析得出的“經(jīng)濟(jì)保溫厚度”確定。    經(jīng)濟(jì)保溫厚度指考慮管道保溫結(jié)構(gòu)的基建投資和管道散熱損失的年運(yùn)行費(fèi)用兩者因素，折算出在一定年限內(nèi)“年計(jì)算費(fèi)用”最小值時(shí)保溫層厚度。

   管道和設(shè)備經(jīng)濟(jì)保溫厚度可參考有關(guān)設(shè)計(jì)手冊中的公式計(jì)算確定，還可查閱《民用建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中供暖、供熱管道最小保溫厚度參考選用。

 

二、管道和設(shè)備的防腐
 

1.涂漆防腐
 

   涂漆方法有手工涂刷、空氣噴涂、高壓噴涂和靜電噴涂等。 （1）手工涂刷  手工涂刷是將油漆稀釋調(diào)合到適當(dāng)稠度后，用刷子分層涂刷。手工涂刷應(yīng)自上而下、從左至右、先里后外、縱橫交錯(cuò)地進(jìn)行，漆層厚度應(yīng)均勻一致，無漏刷和掛流處。 （2）空氣噴涂  空氣噴涂是利用壓縮空氣通過噴槍時(shí)產(chǎn)生的高速氣流，將貯漆罐內(nèi)漆液引射混合成霧狀，噴涂于物體的表面?？諝鈬娡恐袊姌屗每諝鈮毫?.2～0.4MPa，一般距離工件表面250～400mm，移動(dòng)速度10～15m／min。為提高一次噴膜厚度，可采用熱噴涂施工，熱噴涂施工就是將漆加熱到70℃左右，使油漆的粘度降低，增加被引射的漆量。 （3）高壓噴涂  高壓噴涂是將加壓的涂料由高壓噴槍噴出，劇烈膨脹并霧化成極細(xì)的漆粒噴涂到構(gòu)件上。由于漆膜內(nèi)沒有混入壓縮空氣而帶進(jìn)水分和雜質(zhì)，漆膜質(zhì)量較空氣噴涂高，同時(shí)由于涂料是擴(kuò)容噴涂，提高了涂料粘度，霧粒散失少，減少了溶劑用量。 （4）靜電噴涂  靜電噴涂是使噴槍噴出的油漆霧粒細(xì)化，在靜電發(fā)生器產(chǎn)生的高壓電場中帶電，帶電涂料微粒在靜電力的作用下被吸引貼覆在異性帶電荷的構(gòu)件上。由于飛散量減少，這種噴涂方法較空氣噴涂可節(jié)約涂料40％～60％。

   埋地管道采用涂刷瀝青涂料防腐。埋地管道腐蝕是由于土壤的酸性、堿性、潮濕、空氣滲透以及地下雜散電流的作用等因素引起的，其中主要是電化學(xué)作用。

 

2.埋地管道的防腐    埋地管道腐蝕的強(qiáng)弱主要取決于土壤的性質(zhì)。根據(jù)土壤腐蝕性質(zhì)的不同，可將防腐層結(jié)構(gòu)分為普通防腐層、加強(qiáng)防腐層和特加強(qiáng)防腐層三種類型，其結(jié)構(gòu)見表12-3。普通防腐層適用于腐蝕性輕微的土壤，加強(qiáng)防腐層適用于腐蝕性較劇烈的土壤，特加強(qiáng)防腐層適用于腐蝕性極為劇烈的土壤。土壤腐蝕性等級及其防護(hù)見表12-4。    為了增強(qiáng)瀝青涂料與鋼管表面的粘結(jié)力，在涂刷瀝青瑪脂之前一般要在管道或設(shè)備表面先涂刷冷底子油。瀝青瑪脂溫度應(yīng)保持在160～180℃時(shí)進(jìn)行涂刷作業(yè)，涂刷時(shí)冷底子油層應(yīng)保持干燥清潔，涂層應(yīng)光滑均勻。瀝青涂層中間所夾的加強(qiáng)包扎層可采用玻璃絲布、石棉油氈、麻袋布等材料，其作用是為了提高瀝青涂層的機(jī)械強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性。      施工時(shí)包扎料最好用長條帶呈螺旋狀包纏，圈與圈之間的接頭搭接長度應(yīng)為30～50mm，并用瀝青粘合緊密，不得形成空氣泡和折皺。防腐層外面的保護(hù)層多采用塑料布或玻璃絲布包纏而成，其施工方法和要求與加強(qiáng)包扎層相同，保護(hù)層可提高整個(gè)防腐層的防腐性能和耐久性。

   埋設(shè)在一般土壤內(nèi)管道可采用普通防腐方法；埋地管道在穿越鐵路、公路、河流、山洞等地段及腐蝕性土壤時(shí)，可采用加強(qiáng)防腐方法；穿越電車軌道和電氣鐵路下的土壤時(shí)，可采用特加強(qiáng)防腐方法。

 

防腐層層次    普通防腐層    加強(qiáng)防腐層   特加強(qiáng)防腐層 l    冷底子油  冷底于油 冷底子油 2   瀝青涂層 瀝青涂層 瀝青涂層 3   外包保護(hù)層 加強(qiáng)包扎層 加強(qiáng)包扎層

 

 

（封閉層） （封閉層） 4

 

瀝青涂層 瀝青涂層 5

 

外保護(hù)層 加強(qiáng)包扎層

 

 

 

（封閉層） 6

 

 

瀝青涂層 7

 

 

 外保護(hù)層 防腐層厚度不小于(mm) 3 6 9

               表12-3    埋地管道防腐層結(jié)構(gòu)
 

 

電阻測量法 (Ω／m)    >100    100～20    20～10    <10    腐蝕性    低    一般    較高    高    防腐措施    普通    普通    加強(qiáng)    特加強(qiáng)

                       表12-4  土壤腐蝕性表