ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ МАТЕРИАЛЫ И КОНСТРУКЦИИ
Факторович Л.М.
1957 г.
Книга содержит описание требований, предъявляемых к теплоизоляционным материалам и конструкциям, а также описание производства теплоизоляционных и вспомогательных материалов и конструкций тепловой изоляции с приложением типовых чертежей.
В книге рассматривается выбор конструкций тепловой изоляции, применяемых в нефтяной, энергетической, судостроительной, строительной и в других отраслях промышленности и прилагаются соответствующие расчетные таблицы. В ней отражены научные работы и практический опыт теплоизоляционной промышленности последних лет, а также состояние теплоизоляционной техники в зарубежных странах.
Книга предназначена для инженеров и техников, работающих в области проектирования, монтажа и эксплуатации тепловой изоляции, а также для студентов вузов и техникумов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Директивы XX съезда КПСС по шестому пятилетнему плану и решения июльского пленума ЦК КПСС 1955 г. направлены на развитие технического прогресса во всем народном хозяйстве, на широкое внедрение индустриальных методов, улучшение качества и снижение стоимости строительства. Эти решения поставили перед строительной индустрией большие и ответственные задачи, которые в полной мере относятся и к теплоизоляционной промышленности.
Ввиду универсального значения тепловой изоляции в народном хозяйстве, особую важность приобретает подготовка квалифицированных специалистов и издание технической литературы по этому вопросу. В связи с этим издание книги Л. М. Факторовича, в которой суммирован его двадцатипятилетний опыт по производству, монтажу и проектированию тепловой изоляции, является в высшей степени своевременным и полезным.
В книге, кроме общих положений, широко освещаются все основные вопросы, связанные с производством теплоизоляционных материалов и конструкций и их применением в различных областях промышленности, и приводится большой графический и табличный справочный материал. Особенно ценным в книге является то, что она включает вопросы применения тепловой изоляции не только в области нефтяной и газотопливной промышленности, но и в других областях, как, например, судостроительной промышленности и в энергетических системах.
Книга написана с глубоким знанием теории и практики тепловой изоляции и в полной мере отражает передовой производственный опыт и современные достижения отечественной и зарубежной науки и техники по этим вопросам.
Глава VII составлена Г. М. Кондратьевым.
Авторы будут признательны всем читателям, которые сообщат свои замечания по книге, направленные к ее улучшению.
Лауреат Сталинской премии, доктор технических наук профессор Г. М. Кондратьев
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в промышленности широко применяются теплоносители высоких параметров, а также используются низкие температуры (до —200° С). В связи с этим вопрос о снижении потерь тепла приобретает исключительно важное практическое значение.
Серьезным фактором не только экономии топлива, но и интенсификации технологических процессов, является тепловая изоляция. В промышленности она дает возможность:
1) экономить топливо и уменьшать потери тепла и холода;
2) поддерживать требуемую температуру технологического процесса;
3) интенсифицировать технологический процесс;
4) создавать нормальные санитарно-гигиенические в безопасные условия труда;
5) снижать температурные напряжения в металлических конструкциях и аппаратах;
6) уменьшать количество испаряющихся легких нефтепродуктов при их транспортировке;
7) устранять возможность отпотевания поверхностей с теплоносителем, температура которого ниже точки росы;
снижать стоимость строительства, расход материалов и рабочей силы. На теплоэлектростанциях с каждого погонного метра неизолированного
трубопровода диаметром 216 мм при температуре теплоносителя 300° С теряется в год в переводе на условное топливо 6,1 т. Если этот трубопровод изолировать, то потеря в переводе на условное топливо составит лишь 0,6 т.
Изоляция поверхностей на теплоэлектростанциях в среднем дает экономию свыше 2 т условного топлива в год на каждый квадратный метр.
В тепловых сетях при хорошем состоянии изоляции потери тепла составляют 6—8%, при низком качестве изоляции они достигают 15%, а при разрушенной — от 30 до 50% от полезного отпускаемого тепла. При современном уровне развития теплофикации 1% теплопотерь в переводе на условное топливо составляет свыше 100 000 т в год.
Если на горячую поверхность нанести 1 m теплоизоляционного материала, то при этом сохранится тепла в переводе на условное топливо от 30 до 200 m в год.
Применение изоляции в промышленных печах дает еще больший эффект.
В мартеновских печах тепловые потери составляют до 70%, из которых 40% вызваны отсутствием изоляции. Качественная изоляция не только снижает удельный расход топлива, но и увеличивает количество плавок и съем стали с 1 л2 пода. В переводе на условное топливо экономия составляет 14% с одной печи.
При установке изоляции в стекловаренных, методических, цементных и других печах экономия составляет до 9% с каждой печи. Наряду с экономией топлива теплоизоляция промышленных печей увеличивает срок службы огнеупоров.
Особенно большие потери тепла имеют место на транспорте. Каждый неизолированный паровоз теряет в сутки около 440 кг условного топлива, при наличии изоляции потери тепла снижаются в четыре раза.
При строительстве холодильников стоимость теплоизоляции составляет около 30% стоимости строительства холодильника, при этом на 1 т емкости холодильника расходуется до 0,6 м3 изоляционных материалов.
Применение тепловой изоляции в промышленном и жилищном строительствах облегчает строительную конструкцию, уменьшает нагрузку на фундаменты, уменьшает толщину строительных ограждений, увеличивает полезную площадь помещений, снижает звукопроводность, увеличивает огнестойкость строительных конструкций, создает лучший санитарно-гигиенический режим и сокращает срок строительства. Из всего вышеизложенного совершенно очевидна необходимость внедрения в промышленность и строительство высокоэффективных теплоизоляционных материалов и прогрессивных конструкций изоляции.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр^
Предисловие ............................. 3
Введение ............................... 5
Глава I. Свойства теплоизоляционных материалов .......... 7
§ 1. Удельный вес ....................... —
§ 2. Объемный вес ....................... —
§ 3. Пористость ........................ —
§ 4. Влажность ........_J................ 8
§ 5. Водопоглощение и гигроскопичность ............ 9
| 6. Паро- и газопроницаемость ................, 10
§ 7. Теплопроводность ..................... —
§ 8. Температуропроводность .................. 12
§ 9. Удельная теплоемкость .................. 13
§ 10. Влагопроводность ...................... —
§ 11. Расширение и усадка .................... 14
§ 12. Огнеупорность и огнестойкость ................ 15
§ 13. Механическая прочность .................. 16
§ 14. Пластичность ....................... 17
§ 15. Связующая способность .................. —
§ 16. Химическая стойкость ................... —
§ 17. Биостойкость ....................... 18
Глава II. Теплоизоляционные материалы................ 19
§ 1. Требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам . —.
§ 2. Неорганические теплоизоляционные материалы ........ 20
§ 3. Органические теплоизоляционные материалы .......... 106
Глава III. Гидроизоляционные и пароизоляционные материалы ...... 129
Глава IV. Вспомогательные материалы и сырье для теплоизоляции..... 138
§ 1. Защитные материалы .................... —
§ 2. Армирующие материалы ................... 148
§ 3. Крепежные материалы .................... 155
\ 4. Клеевые материалы ..................... 157
§ 5. Окрасочные материалы .................... 163
§ 6. Сырье ........................... 172
Глава V. Конструкции тепловой изоляции ................ 182
§ 1. Требования, предъявляемые к теплоизоляционным конструкциям ........................... —
§ 2. Классификация конструкций тепловой изоляции........ —
§ 3. Мастичные конструкции тепловой изоляции .......... 183
§ 4. Формованные конструкции тепловой изоляции......... 188
§ 5. Альфолевые конструкции тепловой изоляции ......... 210
§ 6. Засыпные конструкции тепловой изоляции ........... 222
§ 7. Обволакивающие конструкции тепловой изоляции ....... 229
§ 8. Сборно-блочные конструкции тепловой изоляции ....... 241
§ 9. Специальные конструкции тепловой изоляции ......... 245.
§ 10. Детали и крепления конструкций тепловой изоляции ..... 271.
Глава VI. Применение тепловой изоляции ................ 276
§ 1. Тепловая изоляция в энергетических системах и промышленности —.
§ 2. Тепловая изоляция теплофикационных сетей .......... 286
§ 3. Тепловая изоляция машинно-котельных установок, систем, корпуса
кораблей и рефрижераторов ................. 292
§ 4. Тепловая изоляция холодильников И строительных ограждений . 310
§ 5. Тепловая изоляция транспортных установок........... 328
§ 6. Тепловая изоляция промышленных печей ........... 332
§ 7. Тепловая изоляция специальных объектов ........... 345
Глава VII. Краткие сведения о теплоизоляции в зарубежных странах .... 351
Литература............................ 364
Приложения ....................... 367
1. Коэффициенты теплопроводности, объемные веса и температуры применения теплоизоляционных и огнеупорных материалов . . . 369
2. Коэффициенты теплопроводности, объемные веса, температуры применения и пределы прочности конструкций тепловой изоляции . 376,
3. Коэффициенты паропроницаемости и воздухопроницаемости материалов .......................... 381
4. Алфавитный указатель ГОСТ, ОСТ и ТУ на материалы .... 382
5. Коэффициенты теплопроводности основного теплоизоляционного слоя конструкций изоляции (без штукатурки) в зависимости от средней температуры ................... 386,
6. Толщина конструкций изоляции плоских и криволинейных поверхностей........................ 391
7. Толщина конструкций изоляции трубопроводов ........ 393
A. Сегменты из совелитовых плит .............. —
Б. Совелитовые скорлупы ................. 40Q
B. Минеральная вата .................... 402
Г. Минеральный войлок .................. 404
Д. Минераловатные маты (монтажные) ........... 405
Е. Диатомовые скорлупы и сегменты ............ 407
V Ж. Совелит ........................ 408
vj\ 3. Пенобетонные скорлупы и сегменты ............ 411
У И. Асбозурит........................ 415
^^ К. Формованные изделия «ФОБ» .............. 416
,^j 8. Толщина конструкций изоляции арматуры и фланцев...... 426
*Ч 9. Эквивалентные коэффициенты теплопроводности конструкций изо-
" •, ляции судовых объектов в зависимости от средней температуры . . 427
V. 10. Вес конструкции изоляции трубопроводов .......... 429
A. Альфоль гофрированный с металлическим кожухом .... — Б. Альфоль гофрированный со штукатуркой ньговелем .... —
B. Иьювель формованный .................. 430
Г. Совелит формованный.................. 431
Д. Асбомагнезиальный шнур................. 432
Е. Асбестовая ткань ..............., , . . —
11. Площадь конструкции изоляции арматуры (1 шт.) ...... 433
12. Площадь конструкции изоляции трубопроводов (1 пог. м) . . . 434
13. Объем конструкций изоляции трубопроводов (1 пог. м.) ■ . 436
14. Площадь конструкций изоляции фланцевых соединенгй (1 шт.) . 438
15. Объем конструкций изоляции арматуры (1 шт.) ....,.'. 439
16. Объем конструкций изоляции фланцевых соединений (1 шт.) . 440
17. Потери тепла изолированными объектами........... 441
18. Потери тепла неизолированными объектами.......... вкл.
19. Зависимость коэффициента теплопроводности материалов от объем-
ного веса ........................ 445
20. Зависимость коэффициента теплопроводности теплоизоляцион-
ных огнеупорных материалов от температуры ........ 446
Предметный указатель ......................... 447
Факторович Л.М.
1957 г.
Книга содержит описание требований, предъявляемых к теплоизоляционным материалам и конструкциям, а также описание производства теплоизоляционных и вспомогательных материалов и конструкций тепловой изоляции с приложением типовых чертежей.
В книге рассматривается выбор конструкций тепловой изоляции, применяемых в нефтяной, энергетической, судостроительной, строительной и в других отраслях промышленности и прилагаются соответствующие расчетные таблицы. В ней отражены научные работы и практический опыт теплоизоляционной промышленности последних лет, а также состояние теплоизоляционной техники в зарубежных странах.
Книга предназначена для инженеров и техников, работающих в области проектирования, монтажа и эксплуатации тепловой изоляции, а также для студентов вузов и техникумов.
ПРЕДИСЛОВИЕ
Директивы XX съезда КПСС по шестому пятилетнему плану и решения июльского пленума ЦК КПСС 1955 г. направлены на развитие технического прогресса во всем народном хозяйстве, на широкое внедрение индустриальных методов, улучшение качества и снижение стоимости строительства. Эти решения поставили перед строительной индустрией большие и ответственные задачи, которые в полной мере относятся и к теплоизоляционной промышленности.
Ввиду универсального значения тепловой изоляции в народном хозяйстве, особую важность приобретает подготовка квалифицированных специалистов и издание технической литературы по этому вопросу. В связи с этим издание книги Л. М. Факторовича, в которой суммирован его двадцатипятилетний опыт по производству, монтажу и проектированию тепловой изоляции, является в высшей степени своевременным и полезным.
В книге, кроме общих положений, широко освещаются все основные вопросы, связанные с производством теплоизоляционных материалов и конструкций и их применением в различных областях промышленности, и приводится большой графический и табличный справочный материал. Особенно ценным в книге является то, что она включает вопросы применения тепловой изоляции не только в области нефтяной и газотопливной промышленности, но и в других областях, как, например, судостроительной промышленности и в энергетических системах.
Книга написана с глубоким знанием теории и практики тепловой изоляции и в полной мере отражает передовой производственный опыт и современные достижения отечественной и зарубежной науки и техники по этим вопросам.
Глава VII составлена Г. М. Кондратьевым.
Авторы будут признательны всем читателям, которые сообщат свои замечания по книге, направленные к ее улучшению.
Лауреат Сталинской премии, доктор технических наук профессор Г. М. Кондратьев
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время в промышленности широко применяются теплоносители высоких параметров, а также используются низкие температуры (до —200° С). В связи с этим вопрос о снижении потерь тепла приобретает исключительно важное практическое значение.
Серьезным фактором не только экономии топлива, но и интенсификации технологических процессов, является тепловая изоляция. В промышленности она дает возможность:
1) экономить топливо и уменьшать потери тепла и холода;
2) поддерживать требуемую температуру технологического процесса;
3) интенсифицировать технологический процесс;
4) создавать нормальные санитарно-гигиенические в безопасные условия труда;
5) снижать температурные напряжения в металлических конструкциях и аппаратах;
6) уменьшать количество испаряющихся легких нефтепродуктов при их транспортировке;
7) устранять возможность отпотевания поверхностей с теплоносителем, температура которого ниже точки росы;
снижать стоимость строительства, расход материалов и рабочей силы. На теплоэлектростанциях с каждого погонного метра неизолированноготрубопровода диаметром 216 мм при температуре теплоносителя 300° С теряется в год в переводе на условное топливо 6,1 т. Если этот трубопровод изолировать, то потеря в переводе на условное топливо составит лишь 0,6 т.
Изоляция поверхностей на теплоэлектростанциях в среднем дает экономию свыше 2 т условного топлива в год на каждый квадратный метр.
В тепловых сетях при хорошем состоянии изоляции потери тепла составляют 6—8%, при низком качестве изоляции они достигают 15%, а при разрушенной — от 30 до 50% от полезного отпускаемого тепла. При современном уровне развития теплофикации 1% теплопотерь в переводе на условное топливо составляет свыше 100 000 т в год.
Если на горячую поверхность нанести 1 m теплоизоляционного материала, то при этом сохранится тепла в переводе на условное топливо от 30 до 200 m в год.
Применение изоляции в промышленных печах дает еще больший эффект.
В мартеновских печах тепловые потери составляют до 70%, из которых 40% вызваны отсутствием изоляции. Качественная изоляция не только снижает удельный расход топлива, но и увеличивает количество плавок и съем стали с 1 л2 пода. В переводе на условное топливо экономия составляет 14% с одной печи.
При установке изоляции в стекловаренных, методических, цементных и других печах экономия составляет до 9% с каждой печи. Наряду с экономией топлива теплоизоляция промышленных печей увеличивает срок службы огнеупоров.
Особенно большие потери тепла имеют место на транспорте. Каждый неизолированный паровоз теряет в сутки около 440 кг условного топлива, при наличии изоляции потери тепла снижаются в четыре раза.
При строительстве холодильников стоимость теплоизоляции составляет около 30% стоимости строительства холодильника, при этом на 1 т емкости холодильника расходуется до 0,6 м3 изоляционных материалов.
Применение тепловой изоляции в промышленном и жилищном строительствах облегчает строительную конструкцию, уменьшает нагрузку на фундаменты, уменьшает толщину строительных ограждений, увеличивает полезную площадь помещений, снижает звукопроводность, увеличивает огнестойкость строительных конструкций, создает лучший санитарно-гигиенический режим и сокращает срок строительства. Из всего вышеизложенного совершенно очевидна необходимость внедрения в промышленность и строительство высокоэффективных теплоизоляционных материалов и прогрессивных конструкций изоляции.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр^
Предисловие ............................. 3
Введение ............................... 5
Глава I. Свойства теплоизоляционных материалов .......... 7
§ 1. Удельный вес ....................... —
§ 2. Объемный вес ....................... —
§ 3. Пористость ........................ —
§ 4. Влажность ........_J................ 8
§ 5. Водопоглощение и гигроскопичность ............ 9
| 6. Паро- и газопроницаемость ................, 10
§ 7. Теплопроводность ..................... —
§ 8. Температуропроводность .................. 12
§ 9. Удельная теплоемкость .................. 13
§ 10. Влагопроводность ...................... —
§ 11. Расширение и усадка .................... 14
§ 12. Огнеупорность и огнестойкость ................ 15
§ 13. Механическая прочность .................. 16
§ 14. Пластичность ....................... 17
§ 15. Связующая способность .................. —
§ 16. Химическая стойкость ................... —
§ 17. Биостойкость ....................... 18
Глава II. Теплоизоляционные материалы................ 19
§ 1. Требования, предъявляемые к теплоизоляционным материалам . —.
§ 2. Неорганические теплоизоляционные материалы ........ 20
§ 3. Органические теплоизоляционные материалы .......... 106
Глава III. Гидроизоляционные и пароизоляционные материалы ...... 129
Глава IV. Вспомогательные материалы и сырье для теплоизоляции..... 138
§ 1. Защитные материалы .................... —
§ 2. Армирующие материалы ................... 148
§ 3. Крепежные материалы .................... 155
\ 4. Клеевые материалы ..................... 157
§ 5. Окрасочные материалы .................... 163
§ 6. Сырье ........................... 172
Глава V. Конструкции тепловой изоляции ................ 182
§ 1. Требования, предъявляемые к теплоизоляционным конструкциям ........................... —
§ 2. Классификация конструкций тепловой изоляции........ —
§ 3. Мастичные конструкции тепловой изоляции .......... 183
§ 4. Формованные конструкции тепловой изоляции......... 188
§ 5. Альфолевые конструкции тепловой изоляции ......... 210
§ 6. Засыпные конструкции тепловой изоляции ........... 222
§ 7. Обволакивающие конструкции тепловой изоляции ....... 229
§ 8. Сборно-блочные конструкции тепловой изоляции ....... 241
§ 9. Специальные конструкции тепловой изоляции ......... 245.
§ 10. Детали и крепления конструкций тепловой изоляции ..... 271.
Глава VI. Применение тепловой изоляции ................ 276
§ 1. Тепловая изоляция в энергетических системах и промышленности —.
§ 2. Тепловая изоляция теплофикационных сетей .......... 286
§ 3. Тепловая изоляция машинно-котельных установок, систем, корпуса
кораблей и рефрижераторов ................. 292
§ 4. Тепловая изоляция холодильников И строительных ограждений . 310
§ 5. Тепловая изоляция транспортных установок........... 328
§ 6. Тепловая изоляция промышленных печей ........... 332
§ 7. Тепловая изоляция специальных объектов ........... 345
Глава VII. Краткие сведения о теплоизоляции в зарубежных странах .... 351
Литература............................ 364
Приложения ....................... 367
1. Коэффициенты теплопроводности, объемные веса и температуры применения теплоизоляционных и огнеупорных материалов . . . 369
2. Коэффициенты теплопроводности, объемные веса, температуры применения и пределы прочности конструкций тепловой изоляции . 376,
3. Коэффициенты паропроницаемости и воздухопроницаемости материалов .......................... 381
4. Алфавитный указатель ГОСТ, ОСТ и ТУ на материалы .... 382
5. Коэффициенты теплопроводности основного теплоизоляционного слоя конструкций изоляции (без штукатурки) в зависимости от средней температуры ................... 386,
6. Толщина конструкций изоляции плоских и криволинейных поверхностей........................ 391
7. Толщина конструкций изоляции трубопроводов ........ 393
A. Сегменты из совелитовых плит .............. —
Б. Совелитовые скорлупы ................. 40Q
B. Минеральная вата .................... 402
Г. Минеральный войлок .................. 404
Д. Минераловатные маты (монтажные) ........... 405
Е. Диатомовые скорлупы и сегменты ............ 407
V Ж. Совелит ........................ 408
vj\ 3. Пенобетонные скорлупы и сегменты ............ 411
У И. Асбозурит........................ 415
^^ К. Формованные изделия «ФОБ» .............. 416
,^j 8. Толщина конструкций изоляции арматуры и фланцев...... 426
*Ч 9. Эквивалентные коэффициенты теплопроводности конструкций изо-
" •, ляции судовых объектов в зависимости от средней температуры . . 427
V. 10. Вес конструкции изоляции трубопроводов .......... 429
A. Альфоль гофрированный с металлическим кожухом .... — Б. Альфоль гофрированный со штукатуркой ньговелем .... —
B. Иьювель формованный .................. 430
Г. Совелит формованный.................. 431
Д. Асбомагнезиальный шнур................. 432
Е. Асбестовая ткань ..............., , . . —
11. Площадь конструкции изоляции арматуры (1 шт.) ...... 433
12. Площадь конструкции изоляции трубопроводов (1 пог. м) . . . 434
13. Объем конструкций изоляции трубопроводов (1 пог. м.) ■ . 436
14. Площадь конструкций изоляции фланцевых соединенгй (1 шт.) . 438
15. Объем конструкций изоляции арматуры (1 шт.) ....,.'. 439
16. Объем конструкций изоляции фланцевых соединений (1 шт.) . 440
17. Потери тепла изолированными объектами........... 441
18. Потери тепла неизолированными объектами.......... вкл.
19. Зависимость коэффициента теплопроводности материалов от объем-
ного веса ........................ 445
20. Зависимость коэффициента теплопроводности теплоизоляцион-
ных огнеупорных материалов от температуры ........ 446
Предметный указатель ......................... 447