2017年造价工程师安装计量讲义：防腐、绝热材料

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　　二、防腐、绝热材料

　　关键知识点五：涂料的构成以及常用涂料

　　在安装过程中常用的防腐材料主要有各种有机和无机涂料、玻璃钢、橡胶制品、无机板材等。

　　1.涂料的基本组成。大体上可分为三部分，即主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质。见下图表。

　　图1.2.1　涂料的基本组成

　　(1)主要成膜物质中，天然油料的各方面性能，特别是耐腐蚀、耐老化性能比不上许多合成树脂，目前很少用它单独作防腐蚀涂料，但它能与一些金属氧化物或金属氧化物在一起对金属起防锈作用。

　　天然树脂是指沥青、生漆、天然橡胶等。合成树脂是指环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂和乙烯类树脂、过氯乙烯树脂和含氟树脂等，它们都是常用的耐蚀涂料中的主要成膜物质。

　　(2)次要成膜物质(颜料)。颜料具有装饰性，更重要的是能改善涂料的物理和化学性能，提高涂层的机械强度、附着力、抗渗性和防腐蚀性能等，还有滤去有害光波的作用，从而增进涂层的耐候性和保护性。

　　①防锈颜料。主要用在底漆中起防锈作用。按照防锈机理的不同，可分化学防锈颜料，如红丹、锌铬黄、锌粉、磷酸锌和有机铬酸盐等;另一类为物理性防锈颜料，如铝粉、云母氧化铁、氧化锌和石墨粉等。其主要功能是提高漆膜的致密度，降低漆膜的可渗性，阻止阳光和水分的透入，以增强涂层的防锈效果。

　　②体质颜料和着色颜料。这些颜料都可以在不同程度上提高涂层的耐候性、抗渗性、耐磨性和物理机械强度等。常用的有滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母粉和硅藻土等。着色颜料在涂料中主要起着色和遮盖膜面的作用。

　　3)辅助成膜物质

　　①溶剂。在涂料中主要起着溶解成膜物质、调整涂料黏度、控制涂料干燥速度等方面的作用。

　　2.常用涂料。防锈漆和底漆涂料按其所起的作用，可分成底漆和面漆两种。

　　常用常考的底漆：

　　1)生漆(也称大漆)生漆为灰褐色黏稠液体，具有耐酸性、耐溶剂性、抗水性、耐油性、耐磨性和附着力很强等优点。缺点是不耐强碱及强氧化剂。漆膜干燥时间较长，毒性较大，施工时易引起人体中毒。生漆的使用温度约为150℃。

　　2)酚醛树脂漆。不耐强氧化剂和碱，且漆膜较脆，温差变化大时易开裂，与金属附着力较差，在生产中应用受到一定限制。其使用温度一般为l20℃。

　　3)环氧-酚醛漆。

　　4)环氧树脂涂料。环氧树脂涂料具有良好的耐腐蚀性能，特别是耐碱性，并有较好的耐磨性。与金属和非金属(除聚氯乙烯、聚乙烯等外)有极好的附着力，漆膜有良好的弹性与硬度，收缩率也较低，使用温度一般为90～100℃。

　　5)沥青漆。在常温下能耐氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、氨气、酸雾、氯气、低浓度的无机盐和浓度40%以下的碱、海水、土壤、盐类溶液以及酸性气体等介质腐蚀，但不耐油类、醇类、脂类、烃类等有机溶剂和强氧化剂等介质腐蚀。

　　漆膜对阳光稳定性较差，耐热度在60℃。常用于设备、管道的表面，防止工业大气、土壤和水的腐蚀。常用的沥青漆有沥青耐酸漆、沥青清漆、铝粉沥青防锈漆等。

　　6)呋喃树脂漆。具有优良的耐酸性、耐碱性及耐温性，同时原料来源广泛，价格较低。

　　7)新型涂料。

　　①聚氨酯漆。具有耐盐、耐酸、耐各种稀释剂等优点，施工方便、无毒、造价低。

　　②环氧煤沥青。在酸、碱、盐、水、汽油、煤油、柴油等一般稀释剂中长期浸泡无变化，防腐寿命可达到50年以上。

　　2.玻璃钢

　　玻璃钢由于有玻璃纤维的增强作用，一般都具有较高的机械强度和整体性，受到机械碰击等不容易出现损伤。

　　玻璃钢的种类很多，均以掺合的合成树脂命名，常用的有环氧玻璃钢、聚酯玻璃钢、环氧酚醛玻璃钢、环氧煤焦油玻璃钢、环氧呋喃玻璃钢和酚醛呋喃玻璃钢等。

　　玻璃钢衬里结构应具有耐蚀、耐渗以及与基体表面有较好的粘结强度等方面的性能。

　　一般玻璃钢衬里层由四部分构成：

　　(1)底层是在设备表面处理后，为了防止返锈而涂覆的涂层。当玻璃钢衬里比较薄时，底层涂料应考虑选用防锈性的底漆;当玻璃钢衬里较厚时，底层涂料主要考虑提高粘合强度。底层涂料必须与基体不发生作用，否则会失去粘合力。

　　(2)腻子层主要填补基体表眠不平的地方，通过腻子的找平，提高纤维制品的铺覆性能。腻子层所用的树脂基本上与底层相同，只是填料多加些，使之成为胶泥状的物料。

　　(3)增强层主要起增强作用，使衬里层构成一个整体。为了提高抗渗性，每一层玻璃纤维都要被树脂所浸润，并有足够的树脂含量。

　　(4)面层主要是高树脂层

　　3.橡胶。

　　用作化工衬里的橡胶是生胶经过硫化处理而成。硫化后的橡胶具有优良的耐腐蚀性能，除强氧化剂及某些溶剂外可耐大多数无机酸、有机酸、碱、各类盐类及酸类介质的腐蚀。

　　4.耐蚀(酸)非金属材料

　　常用的耐蚀(酸)非金属材料有铸石、石墨、天然耐酸材料、陶瓷等。经加工制成砖、板等型材，衬砌在石油化工生产设备内，是一种应用广泛、行之有效的防腐蚀方法。

　　(1)各种砖、板和管材衬里的特点：

　　1)辉绿岩板和管材衬里是由辉绿岩石熔融铸成的。

　　2)耐酸陶瓷砖、板和管材衬里是由耐火粘土、长石及石英以于成型法焙烧而成的。

　　主要成分是二氧化硅。优点是耐酸性好，除氢氟酸、300℃以上磷酸及强碱外，对所有酸类均耐腐蚀;结构致密，表面光滑平整。缺点是脆性较大、韧性差和温差急变性较差。瓷砖、板的耐酸性、机械强度、密实性均较陶砖、板好，但温差急变性较差。

　　3)不透性石墨板和管材衬里是由人造石墨浸渍酚醛或呋喃树脂而成的。优点是导热性优良、温差急变性好、易于机械加工，可根据衬里设备需要锯成各种规格的石墨板、条，耐腐蚀性好。缺点是机械强度较低，价格较贵。

　　(2)胶合剂。

　　1)酚醛胶泥。酚醛胶泥是由酚醛树脂为粘合剂，以酸性物质为固化剂，加入耐酸填料，按一定比例拌和而成的。具有良好的耐酸性、抗渗透性、防水性及施工方便，在砖、板衬里中应用广泛。常用粘合的砖、板材有瓷砖、瓷板、不透性石墨板，也可用于辉绿岩板。由于酚醛胶泥使用酸性固化剂，故不宜直接与金属或混凝土接触。

　　酚醛胶泥衬砖、板最高使用温度一般为150℃。酚醛胶泥衬砖、板除强氧化性介质及强碱外，能耐大多数无机酸、有机酸、盐类及有机溶剂等介质的腐蚀。

　　2)水玻璃胶泥。又称硅质胶泥，是由水玻璃为粘合剂、氟硅酸钠为固化剂和耐酸填料按一定比例拌和而成的。是砖、板衬里设备中使用较早、价格低廉的胶泥。常用粘合的砖、板有辉绿岩板、瓷砖、瓷板，也可用于陶砖。

　　水玻璃胶泥衬辉绿岩板最高使用温度一般为190℃左右。它能耐大多数无机酸、有机酸及有机溶剂，尤其是耐强氧化性酸(硝酸、铬酸等)的腐蚀。但不适用于氢氟酸、大于15%氟硅酸、碱和碱性盐溶液。

　　3)呋喃胶泥。呋喃胶泥是由呋喃系树脂为粘合剂，以酸性物质为固化剂，加入耐酸填料按一定比例拌和而成。是砖、板衬里设备中有发展前途的胶泥。具有优良的耐酸性、耐碱性、耐水性、耐温性和储藏期长等优点。但存在与金属粘结力较差、脆性大、常温固化时间长和耐候性差等缺点。呋喃树脂与酚醛树脂一样，因使用酸性固化剂，故不宜直接与金属或混凝土接触，呋喃胶泥最高使用温度一般为180℃左右。它能耐大部分有机酸、无机酸、有机溶剂和盐类等介质的腐蚀，并有良好的耐碱性、优良的耐水性及耐油性。但不耐强氧化性介质如硝酸、铬酸、浓硫酸、次氯酸钠、过氧化氢、二氧化氯及二氯甲烷等腐蚀。

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　　二)绝热材料

　　1.绝热材料分类

　　绝热材料一般是轻质、疏松、多孔的纤维状材料。

　　(1)按其成分不同，可分为有机材料和无机材料两大类。

　　热力设备及管道保温用的材料多为无机绝热材料。此类材料具有不腐烂、不燃烧、耐高温等特点，如石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫混凝土和硅酸钙等。

　　低温保冷工程多用有机绝热材料。此类材料具有表观密度小、导热系数低、原料来源广、不耐高温、吸湿时易腐烂等特点，如软木、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨基甲酸酯、牛毛毡和羊毛毡等。

　　(2)按绝热材料使用温度限度可分为高温用、中温用和低温用绝热材料三种。

　　高温用绝热材料，使用温度可在700℃以上。这类纤维质材料有硅酸铝纤维和硅纤维等;多孔质材料有硅藻土、蛭石加石棉和耐热粘合剂等制品。

　　中温用绝热材料，使用温度在100～700℃之间。中温用纤维质材料有石棉、矿渣棉和玻璃纤维等;多孔质材料有硅酸钙、膨胀珍珠岩、蛭石和泡沫混凝土等。

　　低温用绝热材料，使用温度在100℃以下的保冷工程中

　　(3)按绝热材料形状不同可分为松散粉末状、纤维状、粒状、瓦状和砖等几种。

　　(4)按施工方法不同可分为湿抹式绝热材料、填充式绝热材料、绑扎式绝热材料、包裹及缠绕式绝热材料和浇灌式绝缘材料。

　　湿抹式即将石棉、石棉硅藻土等保温材料加水调和成胶泥涂抹在热力设备及管道的外表面上。

　　填充式是在设备或管道外面做成罩子，其内部填充绝热材料，如填充矿渣棉、玻璃棉等。

　　绑扎式是将一些预制保温板或管壳放在设备或管道外面，然后用铁丝绑扎，外面再涂保护层材料。属于这类的材料有石棉制品、膨胀珍珠岩制品、膨胀蛭石制品和硅酸钙制品等。

　　包裹及缠绕式是把绝热材料做成毡状或绳状，直接包裹或缠绕在被绝缘的物体上。属于这类的材料有矿渣棉毡、玻璃棉毡以及石棉绳和稻草绳等。

　　浇灌式是将发泡材料在现场灌入被保温的管道、设备的模壳中，经现场发泡成保温(冷)层结构。也有直接喷涂在管道、设备的外壁上，瞬时发泡，形成保温(冷)层。

　　2.保护层材料

　　绝热结构是由绝热层和保护层两部分组成的。上述绝热材料填充于绝热层，其外部的保护层，因施工方法不同所用的材料不同。

　　涂抹式保护层，所用材料有沥青胶泥和石棉水泥砂浆;金属保护层，所用材料有黑铁皮、镀锌铁皮、聚氯乙烯钢板和不锈钢板等;毡、布类保护层，所用材料有油毡、玻璃布、塑料布、帆布等。

　　关键知识点六：绝热材料分类以及各类的性质

　　1.无机绝热材料具有不腐烂、不燃烧、耐高温等特点;有机绝热材料具有表观密度小、导热系数低、原料来源广、不耐高温、吸湿时易腐烂等特点。

　　2.绝热材料按其形状不同可以分为松散粉末状、纤维状、粒状、瓦状和砖状;按施工方法不同分为湿抹式绝热材料、填充式绝热材料、绑扎式绝热材料、包裹及缠绕式绝热材料。

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