2017年造價工程師安裝計量講義：防腐、絕熱材料

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　　二、防腐、絕熱材料

　　關鍵知識點五：涂料的構成以及常用涂料

　　在安裝過程中常用的防腐材料主要有各種有機和無機涂料、玻璃鋼、橡膠制品、無機板材等。

　　1.涂料的基本組成。大體上可分為三部分，即主要成膜物質、次要成膜物質和輔助成膜物質。見下圖表。

　　圖1.2.1　涂料的基本組成

　　(1)主要成膜物質中，天然油料的各方面性能，特別是耐腐蝕、耐老化性能比不上許多合成樹脂，目前很少用它單獨作防腐蝕涂料，但它能與一些金屬氧化物或金屬氧化物在一起對金屬起防銹作用。

　　天然樹脂是指瀝青、生漆、天然橡膠等。合成樹脂是指環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、呋喃樹脂、聚酯樹脂、聚氨酯樹脂和乙烯類樹脂、過氯乙烯樹脂和含氟樹脂等，它們都是常用的耐蝕涂料中的主要成膜物質。

　　(2)次要成膜物質(顏料)。顏料具有裝飾性，更重要的是能改善涂料的物理和化學性能，提高涂層的機械強度、附著力、抗?jié)B性和防腐蝕性能等，還有濾去有害光波的作用，從而增進涂層的耐候性和保護性。

　?、俜冷P顏料。主要用在底漆中起防銹作用。按照防銹機理的不同，可分化學防銹顏料，如紅丹、鋅鉻黃、鋅粉、磷酸鋅和有機鉻酸鹽等;另一類為物理性防銹顏料，如鋁粉、云母氧化鐵、氧化鋅和石墨粉等。其主要功能是提高漆膜的致密度，降低漆膜的可滲性，阻止陽光和水分的透入，以增強涂層的防銹效果。

　?、隗w質顏料和著色顏料。這些顏料都可以在不同程度上提高涂層的耐候性、抗?jié)B性、耐磨性和物理機械強度等。常用的有滑石粉、碳酸鈣、硫酸鋇、云母粉和硅藻土等。著色顏料在涂料中主要起著色和遮蓋膜面的作用。

　　3)輔助成膜物質

　?、偃軇?。在涂料中主要起著溶解成膜物質、調整涂料黏度、控制涂料干燥速度等方面的作用。

　　2.常用涂料。防銹漆和底漆涂料按其所起的作用，可分成底漆和面漆兩種。

　　常用?？嫉牡灼幔?/p>

　　1)生漆(也稱大漆)生漆為灰褐色黏稠液體，具有耐酸性、耐溶劑性、抗水性、耐油性、耐磨性和附著力很強等優(yōu)點。缺點是不耐強堿及強氧化劑。漆膜干燥時間較長，毒性較大，施工時易引起人體中毒。生漆的使用溫度約為150℃。

　　2)酚醛樹脂漆。不耐強氧化劑和堿，且漆膜較脆，溫差變化大時易開裂，與金屬附著力較差，在生產中應用受到一定限制。其使用溫度一般為l20℃。

　　3)環(huán)氧-酚醛漆。

　　4)環(huán)氧樹脂涂料。環(huán)氧樹脂涂料具有良好的耐腐蝕性能，特別是耐堿性，并有較好的耐磨性。與金屬和非金屬(除聚氯乙烯、聚乙烯等外)有極好的附著力，漆膜有良好的彈性與硬度，收縮率也較低，使用溫度一般為90～100℃。

　　5)瀝青漆。在常溫下能耐氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、氨氣、酸霧、氯氣、低濃度的無機鹽和濃度40%以下的堿、海水、土壤、鹽類溶液以及酸性氣體等介質腐蝕，但不耐油類、醇類、脂類、烴類等有機溶劑和強氧化劑等介質腐蝕。

　　漆膜對陽光穩(wěn)定性較差，耐熱度在60℃。常用于設備、管道的表面，防止工業(yè)大氣、土壤和水的腐蝕。常用的瀝青漆有瀝青耐酸漆、瀝青清漆、鋁粉瀝青防銹漆等。

　　6)呋喃樹脂漆。具有優(yōu)良的耐酸性、耐堿性及耐溫性，同時原料來源廣泛，價格較低。

　　7)新型涂料。

　　①聚氨酯漆。具有耐鹽、耐酸、耐各種稀釋劑等優(yōu)點，施工方便、無毒、造價低。

　?、诃h(huán)氧煤瀝青。在酸、堿、鹽、水、汽油、煤油、柴油等一般稀釋劑中長期浸泡無變化，防腐壽命可達到50年以上。

　　2.玻璃鋼

　　玻璃鋼由于有玻璃纖維的增強作用，一般都具有較高的機械強度和整體性，受到機械碰擊等不容易出現(xiàn)損傷。

　　玻璃鋼的種類很多，均以摻合的合成樹脂命名，常用的有環(huán)氧玻璃鋼、聚酯玻璃鋼、環(huán)氧酚醛玻璃鋼、環(huán)氧煤焦油玻璃鋼、環(huán)氧呋喃玻璃鋼和酚醛呋喃玻璃鋼等。

　　玻璃鋼襯里結構應具有耐蝕、耐滲以及與基體表面有較好的粘結強度等方面的性能。

　　一般玻璃鋼襯里層由四部分構成：

　　(1)底層是在設備表面處理后，為了防止返銹而涂覆的涂層。當玻璃鋼襯里比較薄時，底層涂料應考慮選用防銹性的底漆;當玻璃鋼襯里較厚時，底層涂料主要考慮提高粘合強度。底層涂料必須與基體不發(fā)生作用，否則會失去粘合力。

　　(2)膩子層主要填補基體表眠不平的地方，通過膩子的找平，提高纖維制品的鋪覆性能。膩子層所用的樹脂基本上與底層相同，只是填料多加些，使之成為膠泥狀的物料。

　　(3)增強層主要起增強作用，使襯里層構成一個整體。為了提高抗?jié)B性，每一層玻璃纖維都要被樹脂所浸潤，并有足夠的樹脂含量。

　　(4)面層主要是高樹脂層

　　3.橡膠。

　　用作化工襯里的橡膠是生膠經(jīng)過硫化處理而成。硫化后的橡膠具有優(yōu)良的耐腐蝕性能，除強氧化劑及某些溶劑外可耐大多數(shù)無機酸、有機酸、堿、各類鹽類及酸類介質的腐蝕。

　　4.耐蝕(酸)非金屬材料

　　常用的耐蝕(酸)非金屬材料有鑄石、石墨、天然耐酸材料、陶瓷等。經(jīng)加工制成磚、板等型材，襯砌在石油化工生產設備內，是一種應用廣泛、行之有效的防腐蝕方法。

　　(1)各種磚、板和管材襯里的特點：

　　1)輝綠巖板和管材襯里是由輝綠巖石熔融鑄成的。

　　2)耐酸陶瓷磚、板和管材襯里是由耐火粘土、長石及石英以于成型法焙燒而成的。

　　主要成分是二氧化硅。優(yōu)點是耐酸性好，除氫氟酸、300℃以上磷酸及強堿外，對所有酸類均耐腐蝕;結構致密，表面光滑平整。缺點是脆性較大、韌性差和溫差急變性較差。瓷磚、板的耐酸性、機械強度、密實性均較陶磚、板好，但溫差急變性較差。

　　3)不透性石墨板和管材襯里是由人造石墨浸漬酚醛或呋喃樹脂而成的。優(yōu)點是導熱性優(yōu)良、溫差急變性好、易于機械加工，可根據(jù)襯里設備需要鋸成各種規(guī)格的石墨板、條，耐腐蝕性好。缺點是機械強度較低，價格較貴。

　　(2)膠合劑。

　　1)酚醛膠泥。酚醛膠泥是由酚醛樹脂為粘合劑，以酸性物質為固化劑，加入耐酸填料，按一定比例拌和而成的。具有良好的耐酸性、抗?jié)B透性、防水性及施工方便，在磚、板襯里中應用廣泛。常用粘合的磚、板材有瓷磚、瓷板、不透性石墨板，也可用于輝綠巖板。由于酚醛膠泥使用酸性固化劑，故不宜直接與金屬或混凝土接觸。

　　酚醛膠泥襯磚、板最高使用溫度一般為150℃。酚醛膠泥襯磚、板除強氧化性介質及強堿外，能耐大多數(shù)無機酸、有機酸、鹽類及有機溶劑等介質的腐蝕。

　　2)水玻璃膠泥。又稱硅質膠泥，是由水玻璃為粘合劑、氟硅酸鈉為固化劑和耐酸填料按一定比例拌和而成的。是磚、板襯里設備中使用較早、價格低廉的膠泥。常用粘合的磚、板有輝綠巖板、瓷磚、瓷板，也可用于陶磚。

　　水玻璃膠泥襯輝綠巖板最高使用溫度一般為190℃左右。它能耐大多數(shù)無機酸、有機酸及有機溶劑，尤其是耐強氧化性酸(硝酸、鉻酸等)的腐蝕。但不適用于氫氟酸、大于15%氟硅酸、堿和堿性鹽溶液。

　　3)呋喃膠泥。呋喃膠泥是由呋喃系樹脂為粘合劑，以酸性物質為固化劑，加入耐酸填料按一定比例拌和而成。是磚、板襯里設備中有發(fā)展前途的膠泥。具有優(yōu)良的耐酸性、耐堿性、耐水性、耐溫性和儲藏期長等優(yōu)點。但存在與金屬粘結力較差、脆性大、常溫固化時間長和耐候性差等缺點。呋喃樹脂與酚醛樹脂一樣，因使用酸性固化劑，故不宜直接與金屬或混凝土接觸，呋喃膠泥最高使用溫度一般為180℃左右。它能耐大部分有機酸、無機酸、有機溶劑和鹽類等介質的腐蝕，并有良好的耐堿性、優(yōu)良的耐水性及耐油性。但不耐強氧化性介質如硝酸、鉻酸、濃硫酸、次氯酸鈉、過氧化氫、二氧化氯及二氯甲烷等腐蝕。

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　　二)絕熱材料

　　1.絕熱材料分類

　　絕熱材料一般是輕質、疏松、多孔的纖維狀材料。

　　(1)按其成分不同，可分為有機材料和無機材料兩大類。

　　熱力設備及管道保溫用的材料多為無機絕熱材料。此類材料具有不腐爛、不燃燒、耐高溫等特點，如石棉、硅藻土、珍珠巖、玻璃纖維、泡沫混凝土和硅酸鈣等。

　　低溫保冷工程多用有機絕熱材料。此類材料具有表觀密度小、導熱系數(shù)低、原料來源廣、不耐高溫、吸濕時易腐爛等特點，如軟木、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨基甲酸酯、牛毛氈和羊毛氈等。

　　(2)按絕熱材料使用溫度限度可分為高溫用、中溫用和低溫用絕熱材料三種。

　　高溫用絕熱材料，使用溫度可在700℃以上。這類纖維質材料有硅酸鋁纖維和硅纖維等;多孔質材料有硅藻土、蛭石加石棉和耐熱粘合劑等制品。

　　中溫用絕熱材料，使用溫度在100～700℃之間。中溫用纖維質材料有石棉、礦渣棉和玻璃纖維等;多孔質材料有硅酸鈣、膨脹珍珠巖、蛭石和泡沫混凝土等。

　　低溫用絕熱材料，使用溫度在100℃以下的保冷工程中

　　(3)按絕熱材料形狀不同可分為松散粉末狀、纖維狀、粒狀、瓦狀和磚等幾種。

　　(4)按施工方法不同可分為濕抹式絕熱材料、填充式絕熱材料、綁扎式絕熱材料、包裹及纏繞式絕熱材料和澆灌式絕緣材料。

　　濕抹式即將石棉、石棉硅藻土等保溫材料加水調和成膠泥涂抹在熱力設備及管道的外表面上。

　　填充式是在設備或管道外面做成罩子，其內部填充絕熱材料，如填充礦渣棉、玻璃棉等。

　　綁扎式是將一些預制保溫板或管殼放在設備或管道外面，然后用鐵絲綁扎，外面再涂保護層材料。屬于這類的材料有石棉制品、膨脹珍珠巖制品、膨脹蛭石制品和硅酸鈣制品等。

　　包裹及纏繞式是把絕熱材料做成氈狀或繩狀，直接包裹或纏繞在被絕緣的物體上。屬于這類的材料有礦渣棉氈、玻璃棉氈以及石棉繩和稻草繩等。

　　澆灌式是將發(fā)泡材料在現(xiàn)場灌入被保溫的管道、設備的模殼中，經(jīng)現(xiàn)場發(fā)泡成保溫(冷)層結構。也有直接噴涂在管道、設備的外壁上，瞬時發(fā)泡，形成保溫(冷)層。

　　2.保護層材料

　　絕熱結構是由絕熱層和保護層兩部分組成的。上述絕熱材料填充于絕熱層，其外部的保護層，因施工方法不同所用的材料不同。

　　涂抹式保護層，所用材料有瀝青膠泥和石棉水泥砂漿;金屬保護層，所用材料有黑鐵皮、鍍鋅鐵皮、聚氯乙烯鋼板和不銹鋼板等;氈、布類保護層，所用材料有油氈、玻璃布、塑料布、帆布等。

　　關鍵知識點六：絕熱材料分類以及各類的性質

　　1.無機絕熱材料具有不腐爛、不燃燒、耐高溫等特點;有機絕熱材料具有表觀密度小、導熱系數(shù)低、原料來源廣、不耐高溫、吸濕時易腐爛等特點。

　　2.絕熱材料按其形狀不同可以分為松散粉末狀、纖維狀、粒狀、瓦狀和磚狀;按施工方法不同分為濕抹式絕熱材料、填充式絕熱材料、綁扎式絕熱材料、包裹及纏繞式絕熱材料。

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