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行业技术


石化行业常用保冷材料的性能及选择
 
       石化生产的特点通常是易燃、易爆、高温、高压,但是其中一些特殊的产品或者物料需要低温保存或者生产,主要包括液化天然气(LNG)行业,烯烃的制备和分离以及空分装置等,这些装置的设备及管线温度特别低,通常在-160~-200℃。为了减少冷介质在生产或输送过程中的冷量损失,防止在环境温度下设备外表面结露或冷介质在生产输送过程中温升和汽化,相应设备均需要进行保冷。 
       由于石化行业易燃易爆的特点,保冷材料的选择不仅仅要考虑材料的绝热系数,同时对其燃烧性能也提出了较高的要求。目前常用的绝热材料主要有聚异氰脲酸酯(PIR)和深冷橡塑、泡沫玻璃(FG)、纳米隔热材料(SA)等,以下就这几种材料的主要性能做个简单介绍。
1. 聚异氰脲酸酯(PIR)及深冷橡塑 
       聚异氰脲酸酯(以下简称PIR)及深冷橡塑是一种新型的有机高分子绝热材料,具有导热系数低、抗老化等性能特点,适用温度范围为-200~+ 120℃。同时具有独立的密闭结构,闭孔率高,能够有效的防止水、湿气等气体的渗透。由于是有机材料,防火等级不高,最高只有B1级,一般用在对防火要求不高的管线和设备中,对于一些防火要求高的区域,不推荐使用。

2. 泡沫玻璃(FG)
       泡沫玻璃(以下简称FG)是一种性能优越的无机发泡材料。虽然其他新型隔热材料层出不穷,但是泡沫玻璃以其永久性、安全性、高可靠性在低热绝缘、防潮工程、吸声等领域占据着越来越重要的地位。它的生产是采用废弃的固体材料,实现了材料的循环利用,是环保型保温材料。
       FG的主要性能特点有:导热系数高,一般在0.045W/m•K,具有很好的稳定性和防火性,是优良的防火材料;FG的工作温度范围为-200~430℃、膨胀系数较小。由于FG的基质为玻璃,故不吸水;由于内部的气泡是封闭的,所以不存在毛细现象,也不易发生水汽的渗透。其防火等级为A级不燃,适用于所有工况。
       FG施工方便,采用瓦块及平板状进行打磨粘接;由于块小,粘接工作量较大;泡沫玻璃施工过程中对于不规则的可以形成空腔的部位,在保冷过程中可以采用发泡PIR材料填充,达到严密的效果。
       工程领域应用:由于FG具有防潮、防火、防腐的作用,加之玻璃材料具有长期使用性能不劣化的优点,使其在绝热、深冷、地下、露天、易燃、易潮以及有化学侵蚀等苛刻环境下倍受用户青睐。可以运用于烟道、窑炉和冷库的保温工程,各种气、液、油输送管道的隔热、防水、防火工程。

3. 纳米隔热材料(SA)
       纳米隔热材料(以下简称SA),又名二氧化硅气凝胶毡,是目前已知的最轻的固体材料,也是迄今为止保温性能最好的材料,在力学、声学、热学、光学等诸方面显示出独特性质,在航天、军事、石油、化工、矿产、通讯、医用、建材、电子等众多领域有着广泛而巨大的应用价值,被称为“改变世界的神奇材料”。
       纳米保温材料特点:导热系数低,常温下小于0.021W/(m•K),而且随着温度的上升跟其它材料相比导热系数上升极小,是一种高效保温、保冷材料,在同等保冷效果下,厚度较小,热损失小,空间利用率高;SA正常使用温度为:-200~+650℃。SA材料绝对憎水,可有效防止水分进入管道、设备内部;SA防火等级为A级不燃,在石化领域的应用不受限制。
       SA柔性材料,可折可弯,高压下不会被破坏,可承受很大的外部破坏能力。成品为卷材,施工简便;容易裁剪、缝制以适应各种不同形状的管道、设备保温,由于总厚小,施工工作量较小,但是由于价格太高,其应用领域受到很大的限制。

       有以上概述可以看出,保冷材料的品种主要有PIR、FG、SA等,以上几种材料的性能参数不同,施工难易程度不同,使用年限上也各不相同,价格也有很大的差异,在实际选择的时候可以采用一种材料,也可以两种材料复合使用。随着材料科学的不断发展,各种新材料不断推陈出新,材料性能好、使用年限长、可回收利用的环保型材料是未来保冷领域发展的重点。
 

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