水工程施工教案—管道设备的防腐与保温.ppt

,管道及设备的防腐与保温,腐蚀主要是材料在外部介质影响下所产生的化学或电化学作用，使材料破坏和质变。由于化学反应引起的腐蚀称为化学腐蚀；由于电化学反应引起的腐蚀称为电化学腐蚀。,一般情况下，金属与氧气、氯气、二氧化碳、硫化氢等气体或与汽油、乙醇、苯等非电解质接触所引起的腐蚀都是电化学腐蚀。腐蚀的危害性很大，它使大量的钢铁和其它宝贵的金属变为废品，使生产和生活使用的设施很快报废。,在室内、外给排水管道系统中，通常会因为管道腐蚀而引起系统漏水、漏气,(,汽,),，这样既浪费能源，又影响生产或生活。如管道中输送有毒、易燃、易爆的介质时，还会污染环境，甚至造成重大事故。由此可见，为了保证正常的生产秩序和生活秩序，延长系统的使用寿命，除了正确选材外，采取有效的防腐措施也是十分必要的。,根据钢材表面上氧化皮、锈和孔蚀的状态和数量划分锈蚀等级。目前世界上通用的为瑞典标准,SISO 55900,，将钢材表面原始锈蚀程度分成,A,、,B,、,C,、,D,四个等级（表,13,1,）。,13.1,管道及设备的表面处理,为了使防腐材料能起较好的防腐作用，除所选涂料本身能耐腐蚀外，还要求涂料和管道、设备表面能很好地结合。如果管道表面铁锈（氧化物）未除尽，油漆涂刷到金属表面后，漆膜下被封闭的空气继续氧化金属，使之继续生锈，致使漆膜被破坏，锈蚀加剧。为了增加油漆的附着力和防腐效果，在涂刷底漆前，必须将管道或设备表面的污物除干净，并保持干燥。,1.,金属表面锈蚀等级的划分,表,13,1,钢材表面原始锈蚀等级,氧化皮几乎全部翘起或脱落，大量生锈，目测时能见到孔蚀的钢材表面,D,级,氧化皮大部分翘起或脱落，大量生锈，但用目测还看不到锈蚀的钢材表面,C,级,部分氧化皮已松动、翘起或脱落，已有一定锈蚀的钢材表面,B,级,覆盖着完整的氧化皮或只有极少量的钢材表面,A,级,锈 蚀 状 况,锈 蚀 等 级,表面处理是指根据管道或设备表面锈蚀程度、污物及旧涂层的情况所进行的表面清除工作，即对金属表面所有可见到油脂、灰尘、润滑剂等污物进行彻底地擦拭和清洗。具体清洗方法有：抹布擦洗；溶剂喷洗；乳化清洗剂或碱性清洗剂清洗；蒸汽（可添加溶剂）除油等。,2.,表面处理,管道及设备表面的锈层可用下列方法消除：,(1),人工除锈,人工除锈一般使用刮刀、敲锈榔头、铲刀、钢丝刷、砂布或砂轮片等摩擦钢材外表面，将外表面的上松动的锈层、氧化皮、铸砂等除掉。,人工除锈的方法劳动强度大，效率低，质量差。但在劳动力充足，机械设备不足的情况下，通常采用人工除锈。,(2),机械除锈,采用金钢砂轮打磨或用压缩空气喷石英砂,(,喷砂法,),吹打金属表面，将金属表面的锈层、氧化皮、铸砂等污物除净。,喷砂除锈是采用,0.4,0.6MPa,的压缩空气，把粒度为,0.5,2.0mm,的砂子喷射到有锈污的金属表面上，靠砂子的打击使金属表面的污物去掉，露出金属质地的光泽来。喷砂除锈的装置如图,13-43,所示。用这种方法除锈的金属表面变得既粗糙又均匀，使油漆能与金属表面很好地结合，并能将金属表面凹陷处的锈除尽，是加工厂或预制件厂常用的一种除锈方法。,3.,除锈,图,13-1,喷砂装置,1-,储砂罐,2-,橡胶管,3-,喷枪,4-,空气接管,喷砂除锈虽然效率高、质量好，但由于喷砂过程中产生大量的灰土，污染环境，影响人们的身体健康。为避免干喷砂的缺点，减少尘埃的飞扬，可用喷湿砂的方法来除污。为防止喷湿砂除锈的金属表面再度生锈，需在水中加一定剂量,(1%,15%),的缓蚀剂,(,如磷酸三钠、亚硝酸钠,),，使除锈后的金属表面形成一层牢固而密实的膜,(,即钝化,),。,喷砂除锈演示,(3),化学除锈,用酸洗的方法清除金属表面的锈层、氧化皮。采用浓度,10%,20%,、温度,18,60,的稀硫酸溶液，浸泡金属物件,15,60min,；也可用,10%,15%,的盐酸在室温下进行酸洗。为使酸洗时不损伤金属，在酸溶液中加入缓蚀剂。酸洗后要用清水洗涤，并用,50%,浓度的碳酸钠溶液中和，最后用热水冲洗,2,3,次，用热空气干燥。,(4),旧涂料的处理,在旧涂料上重新刷漆时，可根据旧漆膜的附着情况，确定是否全部清除或部分清除。如旧漆膜附着良好，铲刮不掉可不必清除；如旧漆膜附着不好，则必须清除后重新涂刷。,13.2,管道及设备的防腐,13.2.1,常用涂料的选用,在管道及设备防腐中，应根据管道及设备明敷、暗敷和埋地敷设等不同情况以及内外防腐的不同要求，正确选择防腐材料。常用的防腐材料有涂料类和涂层包扎类。,常用的油漆涂料，按其是否加入固体材料,(,颜料和填料,),分为：不加固体材料的清油、清漆和加固体材料的各种颜色涂料。,13.2.2,管道涂料防腐,1),室内和地沟内的管道及设备防腐，所采用的色漆应选用各色油性调和漆、各色酚醛磁漆、各色醇酸磁漆以及各色耐酸漆、防腐漆等。对半通行或不通行地沟内的管道的绝热层，其外表面应涂刷具有一定防潮、耐水性能的沥青冷底子油或各色酚醛磁漆、各色醇酸磁漆等。,明装管道及设备的涂料品种选择，一般可不考虑耐热问题，主要根据其所处周围环境来确定涂层类别。,(1),室内及通行地沟内明装管道及设备，一般先涂刷两道红丹油性防锈漆或红丹酚醛防锈漆；外面再涂刷两道各色油性调和漆或各色磁漆。,(2),室外明装管道及设备、半通行和不通行地沟内的明装管道；以及室内的冷水管道，应选用具有一定防潮、耐水性能的涂料。其底漆可用红丹酚醛防锈漆，面漆可用各色酚醛磁漆、各色醇酸磁漆或沥青漆。,2),室外管道绝热保护层防腐，应选用耐候性好并具有一定防水性能的涂料。绝热保护层采用非金属材料时，应涂刷两道各色酚醛磁漆或各色醇酸磁漆，也可先涂刷一道沥青冷底子油再刷两道沥青漆。当采用焊接钢板做绝热保护层时，在焊接钢板内外表面均应先刷两道红丹防锈漆，其外表面再刷两道色漆。,13.2.3,明装管道及设备涂料防腐层,管道内介质种类繁多，目前还没有对各种介质管道制定统一的涂色规定。对一般介质管道。均采用表,13-2,所列的涂色要求。表中色环的宽度，以管子外径、保温管及保温层外径为准。室内明装给排水管道面漆一般刷二道银粉漆。,黑,红,排气管,黑,绿,给水管,蓝,绿,排水管,褐,绿,热力网返回水管,橙黄,油 管,黄,绿,热力网送出水管,棕,氮气管,白,绿,余压凝结水管,红,白,氢气管,红,绿,凝结水管,洋蓝,氧气管,绿,红,废气管,白,乙炔管,红,饱和蒸汽管,黄,浅蓝,净化压缩空气管,自流及加压,黄,红,过热蒸汽管,色 环,底 色,色 环,底 色,颜 色,管道名称,备 注,颜 色,管道名称,13.2.,面漆选择,表,13,2,管道涂色分类表,涂层施工一般应在管道试压合格后进行。未经试压的大管径钢板卷焊钢管在安装前进行涂层施工，并留出焊缝部位，做出相应标记。管道安装后不易进行涂层施工的部位，应预先进行涂层施工。涂层施工主要是涂漆（包括底漆和面漆）。,色环涂刷宽度：外径,150mm,，为,50mm,；外径,150,300mm,，为,70mm,；外径,300mm,，为,100mm,。,色环与色环之间的距离视具体情况而定，以分布匀称、便于观察为原则。除管道弯头及穿墙处必须加色环外，一般直管段上环间距离保持,5m,左右为宜。,管道上还应涂上表示介质流动方向的箭头。介质有两个方向流动可能时，应标出两个相反方向的箭头。箭头一般漆成白色或黄色，底色浅者则漆深色箭头。,13.2.5,涂漆施工,涂漆前，被涂的金属表面必须保持干净，做到无锈、无油、无酸碱、无水、无灰尘等。根据被涂管材的要求，除选择合适当涂料品种外，还必须考虑以下各项：,1.,涂漆准备工作,1),在使用涂料前必须先熟悉涂料的性能、用途、技术条件等，再根据规定正确使用。,2),涂料不可随便混合，否则会产生不良现象，只允许配套漆配套覆盖使用。,3),色漆使用前必须搅拌均匀，否则对色漆的覆盖力和漆膜性能都有影响。,4),漆中如有漆皮和粒状物，要用,120,目钢丝网过滤后再使用。,5),根据选用的涂料要求，采用与涂料配套的稀释剂，调配到合适的施工粘度方可使用。,涂漆施工的环境空气必须清洁，无煤烟、灰尘及水气。环境温度宜在,15,35,之间，相对湿度在,70%,以下。室外涂漆遇雨、降露时应停止施工。涂漆的方法有以下几种：,2.,涂漆施工要点,1),手工涂漆,手工涂漆应分层涂刷，每层应往复进行，纵横交错，并保持涂层均匀，不得漏涂（快干性漆不宜采用手工涂刷）。,2),机械喷漆,采用的工具为喷枪，以压缩空气为动力。喷射的漆流应和喷漆面垂直。喷漆面为平面时，喷嘴与喷漆面应相距,250,350mm,；喷漆面如为曲面时，喷嘴与喷漆面应相距,400mm,左右。喷漆时，喷嘴的移动应均匀，速度宜保持在,10,18m/min,。喷漆使用的压缩空气压力为,0.2,0.4MPa,。,为了减少管道系统与地下土壤接触部分的金属腐蚀，管道的外表面必须按要求进行防腐，敷设在腐蚀性土壤中的室外直接埋地的管道应根据腐蚀性程度选择不同等级的防腐层。如设在地下水位以下时，须考虑特殊防水措施。,13.2.6,埋地金属管道的防腐,1.,石油沥青防腐层,沥青是有机胶结构，主要成分是复杂的高分子烃类混合物及含硫、含氮的衍生物。它具有良好的粘结性，不透水和不导电性。能抵抗稀酸、稀碱、盐、水和土壤的侵蚀，但不耐氧化剂和有机溶液的腐蚀，耐气候性也不强。它价格低廉，是地下管道最主要的防腐涂料。,沥青有两大类：石油沥青和煤沥青。,石油沥青有天然石油沥青和炼油沥青。,煤沥青又称为煤焦油沥青、柏油，是由烟煤炼制焦碳或制取煤气时干馏所挥发的物质中冷凝出来的黑色粘性液体，经进一步蒸馏加工提炼所剩的残渣而得。煤沥青对温度变化敏感，软化点低，低温时性脆，其最大的缺点是有毒，因此一般不直接用于工程防腐。,沥青的性质是用,针入度、伸长度、软化点,等指标来表示的。针入度反映沥青软硬稀稠程度；针入度越小，沥青越硬，稠度大，施工就不方便，老化就越快，耐久性就越差。伸长度反映沥青塑性的大小，伸长度越大，塑性越好，越不易脆裂。软化点表示固体沥青熔化时的温度：软化点越低，固体沥青熔化时温度就越低。防腐沥青要求的软化点应根据管道的工作温度而定。软化点太高，施工时不易熔化；软化点太低，则热稳定性差。一般情况下，沥青的软化点应比管道最高工作温度高,40,以上为宜。,天然石油沥青是在石油产地天然存在的或从含有沥青的岩石中提炼而得的；炼油沥青则是在提炼石油时得到的残渣，经过继续蒸馏或氧化后而得。在防腐过程中，一般采用建筑石油沥青和普通石油沥青。,在管道及设备的防腐工程中，常用的沥青型号有,30,号甲，,30,号乙，,10,号建筑石油沥青和,75,号，,65,号，,55,号普通石油沥青，其性能见表,13-3,；沥青防腐绝缘层结构见表,13-4,。,230,98,100,1,55,55,号,230,98,80,1.5,65,65,号,230,98,60,2,75,75,号,普通石油沥青,(SYB1665-625),60,1,230,99,60,3,21,40,30,号,(,乙,),60,1,230,99,70,3,21,40,30,号,(,甲,),60,1,200,99,90,110,1,5,20,10,号,建筑石油沥青,(GB494-65),不小于,(%),不大于,不低于,不小于,不小于,1/100mm),入度比（,%),(160,，,5h),(),(%),(mm),(25100g,蒸发后针,蒸发损失,闪点,(,开口,),溶解度,(,苯,),软化点,(),不低于,伸长度,25,针入度,牌 号,名 称,表,13-3,常用沥青性能,2.,防腐层结构及施工方法,塑料布,一 层,沥 青,(1.5mm),玻璃布,一 层,沥 青,(2.0mm),玻璃布,一 层,沥 青,(2.0mm),玻璃布,一 层,沥 青,(2.0mm),底漆,一层,四油,四布,7,特加强,塑料布,一 层,沥 青,(1.5mm),玻璃布,一 层,沥 青,(1.5mm),玻璃布,一 层,沥 青,(1.5mm),玻璃布,一 层,沥 青,(1.5mm),底漆,一层,四油,四布,5.5,加强,-,-,塑料布,一 层,沥 青,(1.5mm),玻璃布,一 层,沥 青,(1.5mm),玻璃布,一 层,沥 青,(1.5mm),底漆,一层,三油,二布,4,普通,9,8,7,6,5,4,3,2,1,绝 缘 层 数,绝缘,结构,总厚度,(mm),绝缘,等级,表,13-4,沥青防腐绝缘层结构,埋地管道腐蚀的强弱主要取决于土壤的性质。根据土壤腐蚀性质的不同，可将防腐层结构分为,3,种,(,表,13-4),应根据土壤腐蚀等级规定（表,13-5,）来选用。,表,13-5,土壤腐蚀性等级及防腐措施,特加强防腐层,加强防腐层,普通防腐层,防 腐 措 施,0.3,0.025,0.3,0.025,密度,(mA/cm,2,),40,25,40,在,V=500mV,时极化电流,25,12,5,12,5,含水量,(%),0.75,0.05,0.75,0.05,含盐量,(%),5,20,5,20,土壤电阻率,(/m),测定方法,极 剧 烈,剧 烈,轻 微,土 壤 腐 蚀 性 等 级,冷底子油能与管面粘结得很紧，并能与沥青玛蹄脂层牢牢结合。其配合比见表,13-6,。,表,13-6,冷底子油的成分,1:2.5,1:2,气温在,+5,以下,1:3,1:2.25,2.5,气温在,+5,以上,沥青,:,汽油,(,体积比,),沥青,:,汽油,(,重量比,),使 用 条 件,(1),冷底子油的制备及涂刷方法,调制冷底子油采用,30,号甲建筑石油沥青。熬制前，将沥青敲碎成,1.5kg,以下的小块，放入干净的沥青锅中，逐步升温和搅拌，并使温度保持在,180,200,范围内,(,不得超过,220),，连续熬制,1.5,2.5,小时，直至不产生气泡，即表示脱水完毕。待脱水完毕后的沥青温度降至,100,120,时，按配合比将沥青徐缓地倒入已称量过的无铅汽油中，并不断地搅拌到完全均匀混合为止。采用机械法或酸洗法除去管子表面上的污垢、灰尘和铁锈后，,24,小时内应在干燥洁净的管壁上涂刷冷底子油。涂时应保持涂层均匀，油层厚度为,0.1,0.15mm,。,(2),沥青玛蹄脂的制备及涂刷方法,沥青玛蹄脂由沥青与无机填料,(,如高岭土、石灰石粉、石棉粉或滑石粉等,),组成，以增大强度。沥青玛蹄脂的配合比,(,重量,),为：沥青,:,高岭土,3:1,或沥青,:,橡胶粉,95:5,。调制沥青玛蹄脂应在沥青脱水后,将其温度保持在,180,200,的范围内，逐渐加入干燥并预热到,120,140,的填充料,(,橡胶粉的预热温度为,60,80),，并不断搅拌,使它们均匀混合,然后测定沥青玛蹄脂的软化点、伸长度、针入度等,3,大技术指标,(,每锅均应测定,),，达到表,13-7,所列规定时方为合格。,表,13-7,沥青玛蹄脂的技术指标,10,20,1.5,2.5,+90,+95,+56,+70,10,20,1.5,2.5,+90,+95,+25,+56,+30,以上,2,3,+80,+90,-25,+25,10,20,1.5,2.5,+90,+95,+56,+70,10,20,2,3,+80,+90,+25,+56,+5,+30,15,25,2.5,3.5,+70,+80,-25,+25,20,25,2,3,+85,+90,+56,+70,25,35,2,3,+80,+90,+25,+56,-25,+5,3,4,+56,+75,-25,+25,/0.1mm,/cm,/,针入度,延伸度,(+25),环球法测得软化点,输送介质温度,施工气温,/,/,热沥青玛蹄脂调制成后,应涂在干燥清洁的冷底子油层上,涂层应光滑、均匀。最内层沥青玛蹄脂如用人工或半机械化涂抹时，应分为两层，每层各厚,1.5,2mm,。以石棉油毡或浸有冷底子油的玻璃丝布制成的防水卷材应成螺旋形缠包在热沥青玛蹄脂上，每圈之间允许有不大于,5mm,的缝隙或搭边。前后两卷材的搭接长度为,80,100mm,，并用热沥青玛蹄脂将接头粘合。缠包牛皮纸时，每圈之间应有,15,20mm,的搭边，前后两卷的搭接长度不得小于,100mm,。接头用热沥青玛蹄脂或冷底子油粘合。管道外壁制作特强防腐层时，两道防水卷材的缠绕方向宜相反。,涂抹热沥青玛蹄脂时，其温度应保持在,160,180,；施工环境气温高于,30,时，温度可降至,150,，温度高于,150,以上的热沥青玛蹄脂直接涂刷到管壁上是粘固不牢的，必须先在管壁上涂以冷底子油。即使在冬季，冷底子油也能与管子牢牢地粘合。正常、加强和特加强防腐层的最小厚度分别为,3mm,、,6mm,、,9mm,，其厚度公差分别为,-0.3mm,、,-0.5mm,、,-0.5mm,。,13.2.7,钢管和铸铁管道内壁的防腐,埋设在地下的钢管和铸铁管，很容易腐蚀。为了延长管子的使用寿命，在管道内壁设置衬里材料。根据介质的种类，设置各种不同的衬里材料，如橡胶、水泥砂浆、塑料、玻璃钢、涂料等，其中以橡胶衬里和水泥砂浆衬里为常用。,1.,橡胶衬里,(1),衬胶管道的性能,橡胶具有较强的耐化学腐蚀能力，除可能被强氧化剂（硝酸、铬酸、浓硫酸及过氧化氢等）及有机溶剂破坏外，对大多数的无机酸、有机酸及各种盐类、醇类等都是耐腐蚀的。可作为金属设备、管道的衬里材料。根据管内输送介质的不同以及具体的使用条件，应衬以不同种类的橡胶。衬胶管道一般适用于输送,0.6MPa,以下和,50,以下的介质。,根据橡胶含硫量的不同，橡胶可分为软橡胶、半硬橡胶和硬橡胶三类。软橡胶含硫量为,2%,4%,，半硬橡胶含硫量为,12%,20%,，硬橡胶含硫量为,20%,30%,。,橡胶的理论耐热度为,80,，如果在温度作用时间不长时，也能耐较高的温度（可达到,100,），但在灼热空气长期的作用下，会使橡胶老化。橡胶还具有较高的耐磨性，适宜做泵和管子的衬里材料，可输送含有大量悬浮物的液体。,在化学耐腐蚀性方面，硬橡胶比软橡胶性能强，而且硬橡胶比软橡胶更不易氧化，膨胀变形也小。硬橡胶比软橡胶的抵抗气体透过性强，工作介质为气体时，宜以硬橡胶做衬里；当衬胶层工作温度不变，机械作用不大时，宜采用硬橡胶。采取橡胶衬里管材通常为碳素钢管。,(2),衬胶管道的安装,防腐蚀衬胶管道全部用法兰连接，弯头、三通、四通等管件均制成法兰式。预制好的法兰及法兰管件，法兰阀件均编号，打上钢印，按图安装。法兰间需预留衬里厚度和垫片厚度，用厚垫片或多层垫片垫好，将管子管件连接起来，安装到支架上。,衬胶管道安装好后，需作水压试验。试验压力为,0.3,0.6MPa,，历时,15,分钟，以压力表指示值不下降为合格。然后拆下来送橡胶制品厂进行衬里制作。防腐衬胶管道的第一次安装装配不允许强制对口硬装，否则衬胶后可能安装不上，因此要求尺寸准确，合理安装。,2.,水泥砂浆衬里,水泥砂浆衬里适用于生活饮用水和常温工业用水的输水钢管、铸铁管道和储水罐的内壁防腐蚀。水泥砂浆衬里常采取喷涂法施工。,(1),衬里材料,水泥多采用硅酸盐水泥，且水泥等级应为,325,号或,425,号水泥。砂颗粒应选用坚硬、洁净、级配良好的石英砂。,(2),衬里的制作,衬里用的水泥砂浆必须用机械充分混合均匀，达到最佳稠度和良好的和易性。其重量配比为：水泥,:,砂,:,水,=1:1.5:0.32,，且搅拌时间不宜超过,10,分钟。水泥砂浆坍落度宜取,60,80mm,，当管径小于,1000mm,时允许提高，但不宜大于,120mm,。水泥砂浆的抗压强度不得低于,30MPa,。,水泥沙浆衬里厚度与管径有关，厚度以,5mm,至,20mm,不等。各种管径的衬里厚度及允许公差可按表,13,8,采用，当采用手工涂抹时，表,13,8,表中规定的厚度应分层涂抹。水泥砂浆衬里的质量，应达到表面无脱落，孔洞和突起的最低标准。,水泥砂浆内防护层成型后，应立即将管道封堵，在终凝前进行潮湿养护。普通硅酸盐水泥养护时间不应少于,7,天；矿渣硅酸盐水泥不应少于,14,天。通水前应继续封堵，并保持湿润。,埋地钢管的防腐还可采用电化学保护的方法。施工见有关施工手册。,4,3,4,3,20,18,2600,以上,4,3,4,3,18,16,2400,2600,4,3,4,3,17,15,2000,2200,3,2,3,2,16,14,1600,1800,3,2,3,2,14,12,1100,1500,2,2,10,800,1000,2,2,8,500,700,手工涂抹,机械喷涂,手工涂抹,机械喷涂,厚度公差,mm,衬里厚度,/mm,工程管径,/mm,表,13,8,水泥砂浆衬里厚度及允许公差,保温和保冷是不同的，保冷的要求比保温高。这不仅是因为冷损失比热损失代价高，更主要的是因为保冷结构的热传递是由外向内。在传热过程中，由于保冷结构向外壁之间的温差而导致保冷结构内外壁之间的水蒸气分压力差。因此，大气中的水蒸气在分压力差的作用下随热流一起渗入绝热材料内，并在其内部产生凝结水或结冰现象，导致绝热材料的导热系数增大，结构开裂。对于一些有机材料，还将因受潮而发霉腐烂，以致材料完全被损坏。为防止水蒸气的渗入，,保冷结构的绝热层外必须设置防潮层,。而,保温结构在一般情况下是不设置防潮层的。这就是保温结构与保冷结构的不同之处,。虽然保温和保冷有所不同，但往往并不严格区分，习惯上统称为保温。,13.3,管道及设备的保温,保温又称绝热，绝热则更为确切，绝热包括保温保冷。绝热是减少系统热量向外传递,(,保温,),和外部热量传入系统,(,保冷,)(,给排水管道一般没有保冷要求，只有防结露要求,),而采取的一种工艺措施。,保温的主要目的是减少冷、热量的损失，节约能源，提高系统运行的经济性。此外，对于蒸气和热水设备及管道，保温后能改善四周的劳动条件，并能避免或保护运行操作人员不被烫伤，实现安全生产。,对于低温设备和管道,(,如制冷系统,),，保温能提高外表面的温度，避免在外表面上结露或结霜，也可以避免人的皮肤与之接触受冻。对于高寒地区的室外回水或给排水管道，保温能防止水管冻结。保温对节约能源，提高系统运行的经济性，改善劳动条件和防止意外事故的发生都具有非常重要的意义。,13.3.1,对保温材料的要求及其选用,1.,保温材料的选用,保温材料应具有：导热系数小，密度在,700kg/m3,以下；具有一定的强度，一般能承受,1.5MPa,以上的压力；能耐受一定的温度，对潮湿、水分的侵蚀有一定的抵抗力；不应含有腐蚀性的物质；造价低，不易燃，便于施工；保温材料采用涂抹法施工时，要求与管道有一定的粘结力。,在实际工程中，一种材料全部满足上述要求是很困难的，这就需要根据具体情况具体分析，相互比较后抓主要矛盾，选择最有利的保温材料。例如：低温系统应首先考虑保温材料的密度小，导热系数小，吸湿率小等特点；高温系统则应着重考虑材料在高温条件下的热稳定性。,在大型工程项目中，保温材料的需要量和品种规格都较多，还应考虑材料的价格、货源以及减少品种规格等。对于在运行中有振动的管道或设备，宜选用强度较好的保温材料及管壳，以免长期受振使材料破碎。对于间歇运行的系统，还应考虑选用热容量小的材料。,2.,保温材料的分类及其特性,保温材料主要可分为以下七类：,1),珍珠岩类：,珍珠岩呈粉状，具有容重较轻，导热系数小，适用温度为：,196,1200,，适用范围广等特性。可制成板、管壳用于管道及设备的保温。,2),玻璃棉类：,具有容重小，施工方便，弹性好，不怕碰碎，但可刺入等特性。,3),矿渣棉类：,具有容重小，导热系数与玻璃棉相近，其适应温度较高，但强度较低，且可刺入等特性。,4),蛭石类：,粒度为,0,30mm,，具有适用温度高，强度大，价格低，容重重，导热系数较石棉低，施工条件好等特性。,5),泡沫塑料类：,具有容重小，导热系数小，保冷性能好，施工方便，不可刺入等特性。,6),橡塑类：,具有容重小，导热系数小，保冷性能好，施工方便，不可刺入等特性,7),石棉硅藻类：,具有容重较大，导热系数较大，强度较好，施工方便，不可刺入等特性。,8),软木类：,具有容重小，导热系数小，保冷性能好，施工方便，不可刺入等特性。一般制成软木砖或软木管壳使用。,目前，比较常用的保温材料有橡塑、岩棉、玻璃棉、矿渣棉、泡沫玻璃、泡沫石棉、珍珠岩、硅藻土、石棉、水泥蛭石等类材料及碳化软木、聚苯乙烯泡沫塑料。,13.3.2,保温结构及施工方法,1),管道保温工程应符合设计要求。,2),管道保温施工应在管道试压及涂漆合格后进行。,3),保温层施工一般应单独进行。,4),非水平管道的保温工程施工应自下而上进行。,5),保温层毡的环缝和纵缝接头间不得有空隙，其捆扎的镀锌铁丝或箍带间距为,150,200mm,。疏松的毡制品宜分层施工，并扎紧。,6),阀门或法兰处的保温施工，当有热紧或冷紧要求时，应在管道热、冷紧完毕后进行。,7),油毡防潮层应搭接,搭接宽度为,30,50mm,缝口朝下，并用沥青玛蹄脂粘结密封。,8),玻璃丝布防潮层应搭接，搭接宽度为,30,50mm,，应粘接于涂有,3mm,厚的沥青玛蹄脂的绝缘层上，玻璃丝布外面再涂上,3mm,厚的沥青玛蹄脂。,9),防潮层应完整严密,厚度均匀，无气孔、鼓泡或开裂等缺陷。,10),保温层上采用石棉水泥保护层时，应有镀锌铁丝网。保护层抹面应分两次进行，要求平整、圆滑、端部棱角整齐，无显著裂缝。,11),缠绕式保护层，重叠部分为其带宽的,1/2,。缠绕时应裹紧，不得有松脱、翻边、皱褶和鼓包，起点和终点必须用镀锌铁丝捆扎牢固，并密封。,12),金属保护层应压边、箍紧，不得有脱壳或凸凹不平，其环缝和纵缝应搭接或咬口，缝口应朝下，用自攻螺钉紧固时，不得刺破防潮层。螺钉间距不应大于,200mm,，保护层端头应封闭。,13.3.3,管道保温结构形式与施工方法,保温层的施工方法主要取决于保温材料的形状和特性，常用的保温方法有以下几种形式。,(1),涂抹式结构,如图,13-2(a),所示。施工方法是将石棉硅藻土或碳酸石棉粉用水泥调成胶泥，然后将这种胶泥涂抹在已刷过两道防锈漆的管道上，涂抹前可先在管道上抹一层六级石棉和水调制成的胶泥作底层,厚度约,5mm,，用以增大保温材料与管壁的粘结力，干燥后在涂抹保温材料。每层保温材料的涂抹厚度为,10,15mm,。等前一层干燥后再涂抹后一层，直到需要的保温厚度为止。,在直立管段保温时,为防止保温层下坠，应先在管段上焊接支承环，然后再涂抹保温材料。支承环由,2,4,块宽度与保温层厚度相等的扁钢组成，当管径小于,150mm,时，也可以在管道上捆，几道铁丝代替扁钢支承环。支承环的间距为,2,4m,。,图,13,2,管道绝热结构,a),涂抹式,1,保护壳或保护层,2,涂抹保温层,b,）装配式,1,保护壳或保护层,2,预制件,c,）缠包式,1,保护层,2,保温层,d,）填充式,1,保护壳；,2,保温材料；,3,支撑环,(2),预制装配式结构,预制装配式保温结构如图,13-2b,所示。先将保温材料（泡沫混凝土,/,硅藻土或石棉蛭石等）预制成扇形块状，围抱管道圆周的预制件块数，最多不应超过八块。块数应取偶数，以便于使横的接缝相互错开。如保温层厚度较大，预制件可做成双层结构，也可以用泡沫塑料,/,矿渣棉和玻璃棉制成管壳形保温层。,将预制件装配到管道上之前，先在管壁上涂两层防锈漆，再涂敷一层,5mm,厚的石棉硅藻土或碳酸镁石棉粉胶泥。如用矿渣棉或玻璃棉管壳保温，可以不沫胶泥。,预制件装配时，横向接缝和双层构件的纵向接缝，应当相互错开，接缝用石棉硅藻土胶泥填实。当保温层外径小于,200mm,时。在保温层预制件的外面，用,1,2mm,镀锌铁丝捆扎，间距为预制件长度的,1/2,，但不应超过,300mm,，并应使每块预制件至少捆扎两处。当保温层外径大于,200mm,时，应在保温层预制件外面用网格,3030,5050(mm),的镀锌铁丝网捆扎。,(3),缠包式结构,（如图,13-44c,所示）缠包式保温用矿渣棉毡或玻璃棉毡作为保温材料。施工时，先按管子的外圆周长加上搭接宽度，把矿渣棉毡或玻璃棉毡剪成适当的条块，再把这种条块缠包在已涂刷过,2,道防锈漆的管子上，包裹时应将棉毡压紧，使矿渣棉毡的密度不小于,150,200kg/m,3,，玻璃棉毡的密度不小于,130,160kg/m,3,，以减少它们在运行期间的压缩变形，如果一层棉毡的厚度达不到规定的保温厚度时，可以使用两层或三层棉毡分层缠包。,棉毡的横向接缝必须紧密结合，如有缝隙应用矿渣棉或玻璃棉填塞，棉毡的纵向接缝应放在管子的顶部,.,搭接宽度为,50,300mm,，可根据保温层外径的大小确定。保温层外径如小于,500mm,时，棉毡外面用直径,1,1.4mm,的镀锌铁丝捆扎，间距为,150,200mm,。保温层外径大于,500mm,时，除用镀锌铁丝捆扎外，还应用网孔,30mm30mm,的镀锌铁丝网包扎。,(4),填充式保温结构,填充式保温结构是矿渣棉，玻璃棉式泡沫混凝土等保温材料，填充在管子周围的特殊套子式铁丝网中，如图,13,2d,所示。这种保温结构要用大量支承环，制作耗费时间。施工时，保温材料的粉沫飞扬，影响操作人员的身体健康，因此在热力管道保温中采用较少，常用于制冷管道的保温。此外，铝管道多采用填充式保温结构，支承环焊接到支承角钢上。,(5),浇灌式保温结构,浇灌式保温结构用于不通行地沟内或无沟地下敷设的热力管道，分为有模浇灌和无模浇灌两种。浇灌用的保温材料大多用泡沫混凝土。浇灌前，须先在管子的防锈漆面上涂抹一层机油，以保证管子的自由伸缩。,(6),阀门的保温结构,阀门的保温结构有涂抹式或捆扎式两种形式。涂抹式保温是将湿保温材料直接涂抹在阀体上。所有的保温材料及涂抹方法与管道保温相同。在保温层的外面，用网孔为,50mm50mm,的镀锌铁丝网覆盖，铁丝网外面涂抹石棉水泥保护壳，作法与管道保温相同。捆扎式保温是用玻璃丝布或石棉布缝制成软垫，内填装玻璃棉或矿渣棉，填装保温材料后的软垫厚度等于所需保温层的厚度。施工时将这种软垫包在阀体上，外面用,1,1.6mm,的镀锌铁丝或直径为,3,10mm,的玻璃纤维绳捆扎。,13.3.4,防潮层施工,目前作防潮层的材料有两种：一种是以沥青为主的防潮材料，另一种是以聚乙烯薄膜作防潮材料。,以沥青为主体材料的防潮层有两种结构和施工方法。一种是用沥青或沥青玛蹄脂粘沥青油毡；一种是以玻璃丝作胎料，两面涂刷沥青或沥青玛蹄脂。沥青油毡因其过分卷折会断裂，只能用于平面或较大直径管道的防潮。而玻璃丝布能用于任意形状的粘贴，故应用广泛。,以聚乙烯薄膜作防潮层是直接将薄膜用粘结剂粘贴在保温层的表面，施工方便。但由于粘结剂价格比较贵，此法应用尚不广泛。,以沥青为主的防潮层方式是先将材料剪裁下来，对于油毡，多采用单块包裹法施工，因此油毡剪裁的长度为保温层外圆周长加搭接宽度,(,搭接宽度一般为,30,50mm),。对于玻璃丝布，一般采用包缠法施工，即以螺旋状包缠于管道或设备的保温层外面，因此需将玻璃丝剪成条带状，其宽度视保温层直径的大小而定。,包缠防潮层时，应自下而上的进行，先在保温层上涂刷一层,1.5,2mm,厚的沥青或沥青玛蹄脂,(,如果采用的保温材料不易涂上沥青 或沥青玛蹄脂，可先在保温层上包缠一层玻璃丝布，然后再进行涂刷,),，再将油毡或玻璃丝布包缠到保温层的外面。纵向接缝应设在管道的侧面，并且接头应接平，不得刺破防潮层。缠包玻璃丝布时，搭接宽度为,10,20mm,，缠包时应边缠边拉紧边整平，缠至布头时用镀锌铁丝扎紧。油毡或玻璃丝布包缠好后，最后刷一层,2,3mm,厚的沥青或沥青玛蹄脂。,13.3.5,保护层施工,用作保护层的材料很多，使用时应随使用的地点和所处的条件，经技术经济比较后决定。材料不同，其结构和施工方法亦不同。保护层常用的材料和形式有沥青油毡和玻璃丝布构成的保护层；单独用玻璃丝布缠包的保护层；石棉石膏或石棉水泥保护层；金属薄板加工的保护壳等。,先将沥青油毡按保温层或加上防潮层厚度加搭接长度,(,搭接长度一般为,50mm),剪裁成块状，然后将油毡包裹到管道上，外面用镀锌铁丝捆扎，其间距为,250,300mm,。包裹油毡时，应自下而上进行，油毡的纵横向搭接长度为,50mm,，纵向搭接应用沥青或沥青玛蹄脂封口，纵向接缝应设在管道的侧面，并且接口向下。油毡包裹在管道上后，外面将购置的或剪裁下来的带状玻璃丝布以螺旋缠包到油毡的外面。每圈搭接的宽度为条带的,1/2,1/3,，开头处应缠包两圈后再以螺旋状向前缠包，起点和终点都应用镀锌铁丝捆扎，且不得少于两圈。缠包后的玻璃丝布应平整无皱纹、气泡，且松紧适当。,油毡和玻璃丝布构成的保护层一般用于室外敷设的管道，玻璃丝布表面根据需要还应涂刷一层耐气候变化的涂料。,1.,沥青油毡和玻璃丝布构成的保护层,2.,单独用玻璃丝布包缠的保护层,单独用玻璃丝布包缠于保护层或防潮层外面作保护层的施工方法同前。多用于室内不易碰撞的管道。对于未设防潮层而又处于潮湿空气中的管道，为防止保温材料受潮，可先在保温层上涂刷一层沥青或沥青玛蹄脂，然后再将玻璃丝布缠包在管道上。,3.,石棉石膏或石棉水泥保护层,施工时，先将石棉石膏或石棉水泥按一定的比例用水调配成胶泥，如保温层,(,或防潮层,),的外径小于,200mm,，则将调配的胶泥直接涂抹在保温层或防潮层上；如果其外径大于或等于,200mm,，还应在保温层或防潮层外先用镀锌铁丝网包裹加强，并用镀锌铁丝将网的纵向接缝处缝合拉紧，然后胶泥涂抹在镀锌铁丝网的外面。当保温层或防潮层的外径小于或等于,500mm,时，保护层的厚度为,10mm,；大于,500mm,时，厚度为,15mm,。,涂抹保护层时，一般分两次进行。第一次粗抹，第二次精抹。粗抹的厚度为设计厚度的,1/2,左右，胶泥用干一些，待粗抹的胶泥凝固稍干后，再进行第二次精抹。精抹的胶泥应适当稀一些，精抹必须保证厚度符合设计要求，且表面光滑平整，不得有明显的裂纹。,石棉石膏或石棉水泥保护层一般用于室外及有防火要求的非矿纤维材料保温的管道。为防止保护层在冷热应力的影响下产生裂缝，可在趁第二遍涂抹的胶泥未干时将玻璃丝布以螺旋状在保护层上缠包一遍，搭接的宽度可为,10mm,。保护层干后则玻璃丝布与干胶泥结成一体。,4.,金属薄板保护壳,作保温结构保护壳的金属薄板一般为白铁皮、黑铁皮和铝箔、不绣钢箔等。厚度根据保护层直径而定。一般小于或等于,1000mm,时，厚度为,0.5mm,；直径大于,1000mm,时，厚度为,0.8mm,。,金属薄板保护壳应事先根据使用对象的形状和连接方式用手工或机械加工好，然后才能安装到保温层或防潮层表面上。,金属薄板加工成保护壳后，凡用黑铁皮制作的保护壳应在内外表面涂刷一层防锈后方可进行安装。安装保护壳时，应将其紧贴在保温层或防潮层上，纵横向接口搭接量一般为,30,40mm,，所有接缝必须有利雨水排除，纵向接缝应尽量在背视线一侧，接缝一般用自攻螺丝固定，其间距为,200mm,左右。用自攻螺丝固定时，应先用手提式电钻用,0.8,倍螺丝直径的钻头，禁止用冲孔或其他方式打孔。安装有防潮层的金属保护壳时，则不能用自攻螺丝固定，可用镀锌铁丝包扎固定，以防止自攻螺丝刺破防潮层。,金属保护壳因其价格较贵，并耗用钢材，仅用于部分室外管道及室内容易碰撞的管道以及有防火、美观等要求的地方。,表,13-9,泡沫混凝土保温结构,0.60,40,0.59,35,0.58,45,0.59,35,0.56,55,0.60,35,20,0.59,35,0.52,35,0.55,40,0.55,35,0.51,50,0.56,35,15,热损失,/(W/(m,K),保温层,厚度,/(mm),热损失,/(W/(m,K),保温层,厚度,/(mm),热损失,/(W/(m,K),保温层,厚度,/mm,热损失,/(W/(m,K),保温层,厚度,/mm,热损失,/(W/(m,K),保温层,厚度,/mm,热损失,/(W/(m,K),保温层,厚度,/mm,100,200,100,100,200,100,100,200,100,运 行 温 度,运 行 温 度,运 行 温 度,不通行地沟,室内架空，通行，半通行地沟,室外架空管道,管径,DN,/mm,热力管道常用的几种保温结