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低温弹性体材料在绝热施工中的应用
惠州炼化项目部 程杰

摘要：本文叙述了低温弹性体材料的性能参数，详细的介绍了低温设备采用低温弹性体保冷的现场的施工方法及不同管径的低温管道及其异径管、阀门、弯头等施工方法。对现场实际操作过程中出现的一些质量问题进行分类编制了对应的质量控制措施，尤其是施工过程中出现的造成较大经济损失的问题做了详细阐述。最后对低温弹性体材料从自身材料性能、建设单位、施工单位等不同角度对低温弹性体材料进行综合评价。

关键词：低温弹性体材料特点 施工方法 质量控制

1、绪论
我公司施工总承包的神华宁煤400万吨/年煤炭间接液化项目合成气净化装置，在设备与管道绝热施工中使用了低温弹性体材料，其通过一种材料便结合了保冷系统所需的所有关键性能，与传统保冷系统通常需要几种不同材料分层安装施工来满足性能需要不同，低温弹性体产品兼具了导热系数低、重量轻（低密度）及低温下保持弹性等特点。尤其是其低温下保持弹性的特点，能使该保冷系统具备内在吸收管道设备振动和外力冲击的能力。
2、低温弹性体性能参数
2.1、低温弹性体性能参数
项目
密度
透湿系数
导热系数
拉伸强度
氧指数
吸水率
火焰蔓延指数
品质要求
45±5Kg/m3
≤1.3×10-11g/(m.s.pa)
0.033W/m.K,0℃0.028W/m.K,-50℃
0.18Mpa
，-50℃
≥30%
≤10%
≤25
测试方法
GB/T6343
GB/T17146
ASTM C 177
ASTM D 1623
GB/T 2406
GB/T 1794
ASTM E 84
2.2、粘接剂的性能参数：溶剂型橡胶粘接剂，最高耐温+105℃，干化后最低使用温度-20℃，初干时间1-3min。密度0.83Kg/L。常温下粘接强度0.15Mpa。
3、低温弹性体材料管道与设备的保冷施工技术要求
3.1、低温弹性体材料设备保冷
3.1.1、多层的低温弹性体材料错缝包裹设备行成保冷层，接缝处的粘接应采用520胶水。但材料应与设备表面涂满胶水粘贴，而且每层低温弹性体材料应以满涂520胶水的方式粘贴在下层材料表面，在每段管段端头进行上下层粘接固定。
3.1.2、所有保冷层材料的接缝均应采用额外预留长度以顶压的方式进行粘接，不可以因长度不够拉扯材料进行粘接，接缝处的两个表面均应均匀涂抹520胶水后再进行粘接。最外层保冷层环向和纵向接缝处须采用50mm宽3mm厚的保冷自粘胶水后再进行粘接，最外层保冷层环向和纵向接缝处须采用50mm宽3mm厚保冷自粘胶带进行压缝粘贴做防水处理，粘贴胶带前，被粘贴材料面必须先涂抹520胶水，以保证压缝粘贴强度的持久性。
3.1.3低温弹性体材料与临近其他材料接缝处，除采用顶压的方式用520胶水紧密粘贴外，接缝处还应采用柔性保冷密封剂进行密封防水处理。
3.1.4采用金属板皮作为外保护层，直接包裹在低温弹性体保冷外表面，使用不锈钢带固定好，在环向和纵向交叠接头处用喷枪打入密封剂做防水处理，金属外保护层纵向交叠50mm,环向交叠75mm，不锈钢带最大间距225mm。
3.2、低温弹性体材料管道保冷
3.2.1、水平管线的保冷：多层的低温弹性体材料错缝包裹管线行成保冷层，接缝处的粘接应采用520胶水。最内层保冷材料无需涂满胶水粘贴在管线表面，每层保冷材料之间也无需涂满胶水进行粘贴，仅在每段管段端头进行上下层粘接固定。
3.2.2、垂直管线的保冷：垂直管线的保冷实际同水平管线，但材料应与钢管表面涂满胶水粘贴，而且每层低温弹性体材料应以满涂520胶水的方式粘贴在下层材料表面。金属外保护层可用不锈钢圈支撑，不锈钢圈焊接在立管上。
3.3管件保冷：
3.3.1弯头保冷：弯头的保冷可采用低温弹性体管材或板材在现场批量放样制作。
(1)现场制作的具体方法：弯头部件由两个相同扇面部分组成（如图1,2），预制时扇面两端根据错缝需要延长的长度之差为100mm,例如：最内层不需延长，第二层的延长的长度为100mm，第三层无需延长，第四层的延长的长度为100mm，最外层不延长长度。

（图1） （图2）
(2)将第一层扇面的内接缝先粘接，然后将第二层扇面的外接缝粘接，交错粘接预制弯头。

（图3） （图4）
(3)预制好的弯头如（图5）所示
（图5）
3.3.2三通及异径管保冷：三通和异径管的保冷可采用管材或板材在现场批量放样制作。
(1)三通预制件由（图6，7）所示两部分组成，图9所示抛物线低点与高点的高度差，应等于三通正交处顶部与侧边弧底的高度差。

（图6） （图7）
将弧线接缝先行粘接，保留直线接缝。要仔细检查，保证接缝粘接良好。

（图8） （图9）
（2）大管径同心变径预制方法
确定如下尺寸：（如图10）所示：h =变径的高度（上下2个焊缝的距离），d2 =小端管道的外径+2倍的保温厚度，d1 =大端管道的外径+2倍的保温厚度。

（图10）
小于114mm管径的同心变径用管壳切V字口粘接成形，如图所示，粘接成形后截面会出现V字口，要切平小管径端面。

（图11）
3.4阀门及法兰连接的阀门的保冷：阀门、法兰的保冷厚度和类型与相邻的或同等口径的管子保冷厚度相同。阀门、法兰的保冷可采用板材在现场批量放样制作。
（1）阀门预制,管道保温一直到阀体的法兰。测量如下参数：b = 管道的周长，d = 法兰顶部到保温外层的深度。

（图12）
（2）画出并裁剪一个保温条。在两端的法兰外粘接呈一个环形（带表皮的面朝向阀门的两侧）。

（图13）
（3）测量：h = 2个环形外表面的高度 ，a = 阀杆颈部直径。注意：在测量周长时一定要用和保温厚度相同的测量条测量，并且不要拉伸测量条。在低温弹性体板材上标出上述尺寸，和阀杆颈部的直径，并且把画好的管件裁切出来。
（图14）
把裁好的管件安装在阀体上，接缝涂胶水。待胶水“初干”后对接起来，用手指压紧接缝。
（4）测量阀杆颈部法兰的长径和短径，并按照上图示裁成盘状。（图15）

从圆盘的一侧切开并安装到阀杆上。接缝涂胶水，待胶水初干后把接缝粘接起来。

（ 图16）
（5）测量阀杆颈部法兰的周长并放样到板材上,把周长四等分。测量阀杆顶盖圆盘表面到阀体保温的最大和最小深度。分别在板材上标记出最小和最大深度。用这2个高度差为半径在等分线上划5个弧。然后用平滑曲线把5条弧连接起来，把多余部分切掉。

（图17）
（6）在圆弧板材一侧高端内层切倒角（斜边）。（这一侧与阀体的侧面相连接）。在接缝处涂胶水，待初干后粘接好。
（7）用湿式粘接法粘接其他接缝。阀门的保温完成。

（图18）
4、低温弹性体质量控制
4.1质量保证措施：
4.1.1严格执行甲方制定的有关质量管理章程和管理条例，认真执行公司有关质量保证章程和管理措施。
4.1.2现场技术员负责核对管线号、绝热材料、绝热厚度并标明，给施工班组要交底；
4.1.3施工前应对进场材料的型号、生产日期进行核对，并查对合格证、质保书；
4.1.4施工前对每个施工人员进行技术交底，严格按照施工方案进行施工。
4.1.5雨天或不具备施工条件时严禁施工。
4.1.6北方寒冷天气施工，大件设备吊装前进行保冷作业施工的，应对设备搭设放风棚，并用帆布遮挡，采取升温措施使温度控制在5℃以上避免季节温差大，导致低温弹性体材料在夏季太阳直射状态上，热膨胀使应力集中，破坏防护封皮和不锈钢带，造成返工。
4.1.7施工过程中的每道工序要做到自检、互检和专检，每道工序要经监理工程师检查验收合格后才能进行下道工序的施工。
4.2质量检查
质量检查贯穿于施工的全过程，并应达到以下标准：
4.2.1. 保冷层厚度允许偏差+5mm针刺、尺量检查，低温弹性体密度允许偏差45±5Kg/m3，设备保护层使用厚度为0.6mm镀铝锌彩钢板，管道外径小于760mm保护层使用0.5mm厚的镀铝锌彩钢板，管道外径大于且等于760MM，使用0.6mm厚的镀铝锌彩钢板，所有不规则表面，如阀门保温盒、管件保温盒等使用0.5mm厚的镀铝锌彩钢板。
4.2.2保护层紧固材料：保冷层捆扎宜采用带状材料，选用不锈钢钢带,直管段间距要求225mm。
4.2.3外观检查：不得有松脱、翻边、豁口、翘缝和明显的凹坑; 其环向接缝应与管道的轴线垂直，纵向接缝与管道轴线平行; 金属保护壳的接缝方向应与管道的坡相一致; 其搭接尺寸不小于50㎜。
4.3质量控制点
涉及施工的全过程，对控制点项目层层交底，委派专业质量检查员进行检查，做好检查记录，做好质量奖惩措施。
序号
工程质量控制点
措施
1
保冷施工方案审查
专业监理工程师审核
2
低温弹性体预制件检查
专业质量检查员现场抽查
3
低温弹性体保冷层间检查
专业监理、质检员100%检查
4
保冷层厚度检查
专业质检员抽查
5
防护层铆钉及钢带检查
专业监理、质检员抽查

5、结论
低温弹性体材料作为一种新型的保冷材料，材料价格相对较高，但在安装和使用过程中表现出的优异性能，逐渐被建设单位采用。低温弹性体材料在异形件保冷施工具有比较大的优势，无需采用传统的矿物棉填塞膨胀伸缩缝，只需要预留足够长度的弹性体材料顶接处理即可，避免了频繁的接缝造成的热量损失。低温弹性体材料使用寿命是PIR、PUR等硬质保冷材料的2-3倍。在施工安装方面，低温弹性体材料施工程序简单，方便施工、质量较好。

参考文献：
（1）《工业设备及管道绝热工程施工规范》GB 50126-2008
（2）《设备及管道保冷技术导则》GB/T 11790-1996
（3）《设备及管道保温技术通则》GB/T 4272-2008
（4）《石油化工设备和管道隔热技术规范》SH3010-2013
（5）《低温弹性体材料采购技术协议》