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1、1,第九章 管道及设备的防腐与保温,第一节 管道及设备的防腐,一、腐蚀及防腐腐蚀主要是材料在外部介质影响下所产生的化学作用或电化学作用，使材料破坏和质变。由于化学作用引起的腐蚀属于化学腐蚀；由电化学作用引起的腐蚀称为电化学腐蚀；金属材料(或合金）的腐蚀，两种腐蚀都有。一般情况下，金属与氧气、氯气、二氧化硫、硫化氢等干燥气体或汽油、乙醇、苯等非电解质接触所引起的腐蚀都是化学腐蚀。,腐蚀的危害性：1.使大量的钢铁和其它宝贵的金属变为废品，使生产和生活的设施较快地报废；2.在供热、通风、空调系统中，因腐蚀引起介质泄漏，既浪费能源，又影响生产；通风、空调工程的设备和管道大部分都是钢铁制品，所处的环境都
2、是湿空气，特别是空气处理室以及送风管道中的空气状态，往往是接近或达到饱和状态。所以，通风、空调风管如不采取防腐措施，很快就会被腐蚀。3.对于有毒、易燃、易爆的介质管道，被腐蚀后介质的泄漏还会污染环境，甚至有可能造成重大安全事故；防腐的措施：金属镀层；金属钝化；阴极保护；涂料工艺油漆涂料（地上管道和设备）；沥青涂料（地下管道）,二、管道及设备表面的除污（一）人工除污人工除污一般使用钢丝刷、砂布、废砂轮片等摩擦外表面。人工除污方法劳动强度大、效率低、质量差。,（二）喷砂除污,喷砂除污是采用0.40.6MPa的压缩空气，把粒度为0.52.0mm的砂子喷射到有锈污的金属表面上，靠砂子的击打使金属表面的
3、污物去掉。,优点：喷砂除污使金属表面变得粗糙而又均匀，使油漆能与金属表面很好的结合；并且能将金属表面凹处的锈除尽。（简单的说，就是效率高、质量好）。,缺点：喷砂过程中产生大量的灰尘，污染环境，影响人们的身体健康施工时应设置简单的通风装置，操作人员应戴防护面罩或风镜和口罩,改进措施喷湿砂需在水中加入115的缓蚀剂（如磷酸三钠、亚硝酸钠），使除污后的金属表面形成一层牢固而密实的膜。除锈的其它方式酸洗1.用1020的稀硫酸溶液、在1860 C下浸泡1560min2.用1015的稀盐酸溶液、在室温下浸泡酸洗后用清水洗涤，并用50的碳酸钠溶液中和，最后用热水冲洗23次，然后用热空气干燥。,三、管道及设备
4、刷油（一）油漆油漆是一种有机高分子胶体混合物的溶液。油漆主要由成膜物质、溶剂（或稀释剂）、颜料（或填料）三部分组成。成膜物质实际上是一种粘结剂，它的作用是将颜料或填料粘接融合在一起，以形成牢固附着在物体表面上的漆膜。溶剂（或稀释剂）是一些挥发性的液体，它的作用是溶解和稀释成膜物质溶液。颜料（或填料）是粉状，它的作用是增加漆膜的厚度和提高漆膜的耐磨、耐热和耐化学腐蚀性能。,选用油漆涂料的依据1.考虑管道的敷设条件，应根据管壁温度和管外所处周围环境不同（如空气潮湿度、是否有腐蚀性气体、水浸等）选用耐壁温而且不与周围介质作用的涂料品种；2.被涂物表面的材料性质；3.考虑施工条件的可能性，如不具备高温
5、热处理条件，就不能选用烘干漆型；4.考虑涂料的价格，本着节约的原则，综合各种因素选用；5.考虑涂料品种的正确配套使用，一是要考虑底漆与面漆的配套，二是要考虑油漆与稀释剂的配套；,（二）管道及设备刷油1.涂刷法涂刷法主要是手工涂刷。这种方法操作简单，适应性强，可用于各种涂料的施工。但人工涂刷方法效率低，并且涂刷的质量受操作者技术水平的影响较大。手工涂刷应自上而下，从左至右，先里后外，先斜后直，先难后易，纵横交错地进行，涂层厚薄均匀一致，无漏刷处。,2.空气喷涂 空气喷涂的工具为喷枪。其原理是压缩空气通过喷嘴时产生高速气流，将储液罐内漆液引射混合成雾状，喷涂于物体的表面。,这种方法的特点是漆膜厚薄
6、均匀，表面平整，效率高。只要调整好油漆的粘度和压缩空气的工作压力，并保持喷嘴距被涂物表面一定的距离和一定的移动速度，均能达到满意的效果。喷枪所用的空气压力一般为0.20.4MPa。,喷嘴距被涂物表面的距离，当被涂物表面为平面时，距离一般为250350mm；当被涂物表面为圆弧面时，距离一般为400mm左右。喷嘴的移动速度一般为1015m/min。,热喷涂为了减少稀释剂的耗量，提高工作效率，可采用热喷涂施工。热喷涂就是将油漆加热，用提高油漆温度的方法来代替稀释剂使油漆的粘度降低，以满足喷涂的需要。,油漆加热温度一般为70C。采用热喷涂法比一般空气喷涂法可节省2/3左右的稀释剂，并提高近一倍的工作效
7、率，同时还能改变涂膜的流平性。,注意事项为保证施工质量，均要求被涂物表面清洁干燥，并避免在低温和潮湿环境下工作；当气温低于5C时，应采取适当的防冻措施；需要多遍涂刷时，必须在上一遍涂膜干燥后，方可涂刷第二遍；环境宜在15C35C之间，相对湿度70以下；,四、埋地管道的防腐埋地管道的腐蚀是由于土壤的酸性、碱性、潮湿、空气渗透以及地下杂散电流的作用等因素所引起的，其中主要是电化学作用。防止腐蚀的方法主要是采用沥青涂料。,（一）沥青 沥青是一种有机胶结构，主要成分是复杂的高分子烃类混合物及含硫、含氮的衍生物。优点：具有良好的粘接性、不透水和不导电性；能抵抗稀酸、稀碱、盐、水和土壤的浸蚀；价格低廉。缺
8、点：不耐氧化剂和有机溶液的腐蚀，耐气候性也不强。,沥青的分类,地沥青（石油沥青）和煤沥青,地沥青（石油沥青）有天然石油沥青和炼油沥青。天然石油沥青是在石油产地天然存在的或从含有沥青的岩石中提炼而得的；炼油沥青则是在提炼石油时得到的残渣，经过继续蒸馏或氧化后而得；根据我国现行的石油沥青标准，石油沥青分为：道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青。在防腐工程中，一般采用建筑石油沥青和普通石油沥青。,煤沥青又称煤焦油沥青、柏油，是由烟煤炼制焦碳或制取煤气时干馏所挥发的物质中，冷凝出来的黑色粘性液体，经进一步蒸馏加工提炼所剩的残渣而得。,煤沥青对温度变化敏感，软化点低，低温时性脆，其最大的缺点是有毒，
9、因此一般不直接用于工程防腐。,沥青的性质指标针入度、伸长度、软化点针入度反映沥青软硬稀稠的程度，针入度小，沥青越硬，稠度就越大，施工就越不方便，老化就越快，耐久性就越差。伸长度反映沥青塑性的大小，伸长度大，塑性越好，越不易脆裂。软化点表示固体沥青熔化时的温度，软化点低，固体沥青熔化时的温度就越低。防腐沥青要求的软化点应根据管道的工作温度而定。软化点太高，施工时不易熔化，软化点太低，则热稳定性差。一般情况下，沥青的软化点应比管道的最高工作温度高40C为宜。闪点：当温度升高到一定时，与火焰接触发生闪光，这时的温度称为闪点。闪点的高低，决定了它的安全性。,（二）防腐层结构及施工方法,1.防腐层结构分
10、类及适用情况,2.施工方法 1）沥青底漆沥青底漆的作用是为了加强沥青涂层与钢管表面的粘结力。沥青底漆是将沥青与溶剂按1：2.53.0（体积比）配制而成。先将沥青在锅内熔化并升温至160180 C进行脱水，然后冷却到7080 C，再将沥青按比例慢慢倒入装有溶剂的容器内，不断搅拌至均匀为止。严禁把汽油等溶剂倒入熔化的沥青锅内！,2）沥青涂层沥青涂层与沥青底漆使用同一种沥青配制，其熔化温度为180220 C，使用温度应为160180 C。当一种沥青不能满足使用要求时（如针入度、伸长度、软化点等），可采用同类沥青与橡胶粉、高岭土、石棉粉、滑石粉等材料掺配成沥青玛蹄脂。配制时先将沥青放入锅内加热至160
11、180 C使其脱水，然后一面搅拌，一面慢慢加入填料，至完全融合为一体为止。在配制过程中，其温度不得超过220 C，以防止沥青结焦。,3）加强包扎层 加强包扎层可采用玻璃丝布、石棉油毡、麻袋布等材料，其作用是为了提高沥青涂层的机械强度和热稳定性。施工时包扎料最好用长条带成螺旋状包缠，圈与圈之间的接头搭接长度应为3050mm，并用沥青粘合，应全部粘合紧密，不得形成空气泡合折皱。,4）保护层保护层多采用塑料布或玻璃丝布包缠而成，其施工方法和要求与加强包扎层相同，作用是提高防腐层的机械强度和热稳定性，减少及缓和防腐层的机械损伤及热变形，同时也可提高整个防腐层的防腐性能。3.防腐层厚度要求及质量检查一般
12、普通防腐层的厚度不应小于3mm，允许偏差为0.3mm；加强防腐层的厚度不应小于6mm，允许偏差为0.5mm；特加强防腐层的厚度不应小于9mm，允许偏差为0.5mm。质量检查主要包括：外观检查；厚度检查（至少每100m检查一处）；粘结力的试验（隔500m或在有怀疑处检查一处，方法是用小刀切一4560 的切口，从角尖撕开，不成层剥落为合格）；绝缘性能检测（电火花检测器）；,第二节 管道及设备的保温,一、保温的意义1.保温的定义保温又称绝热。绝热是减少系统热量向外传递（保温）和外部热量传入系统（保冷）而采取的一种工艺措施。绝热包括保温保冷。2.保温、保冷的区别保冷结构的绝热层外必须设置防潮层，而保温
13、结构在一般情况下是不设防潮层的。,3.保温的意义1）减少冷、热量的散失，节约能源，提高系统运行的经济性；2）对高温或低温管道和设备，保温后能降低或提高外表面的温度，改善四周的劳动条件，防止运行操作人员被烫伤或冻伤；3）空调系统，保温能减小送风温度的波动，有助于系统内部温度的恒定；4）对高寒地区的室外回水或给排水管道，保温能防止水管冻结；,二、保温材料的要求及选择 1.要求1）导热系数小；（导热系数分四级：0.08、0.080.116、0.1160.174、0.1740.209 w/mk）2）容重小；（小于450kg/m3)3)有一定的机械强度，应能承受0.3MPa以上的压力；4）能耐一定的温度
14、，对潮湿、水分的侵蚀有一定的抵抗力；5）不应含有腐蚀性的物质；6）造价低，不易燃烧，便于施工；,2.选择一种保温材料很难同时满足上述要求，需根据具体工程分析、比较，选择最有利的保温材料。如低温系统首先应考虑保温材料的容重轻、导热系数小、吸湿率低等；高温系统则应着重考虑保温材料在高温下的热稳定性；对于运行中有振动的管道或设备，宜选用强度较好的保温材料；对于间歇运行的系统，还应考虑选用热容量小的材料。,三、几种常用保温材料简介,一）福乐斯1.绝热效果佳具有密闭孔结构，且表面细腻，传热系数低且保持稳定，对冷热介质起隔绝效果，并且用料厚度薄，节省了建筑空间。,2.防潮防结露杜肯福耐斯既是绝热层，又是防
15、潮层，无须另加防潮层；即使表面局部损伤，也不会影响整体的防潮性能。3.阻燃防烟性能好燃烧时不会熔化，不会滴下火球，产生的烟浓度很低绝不会使火焰蔓延。4.外观高档美观高弹性，质地柔软，平滑的表面，外表无须装饰。5.安装方便、快捷无须其它辅助层，只需切割粘合，安装施工简易快捷，极大节省了人工。,二）岩棉 1.特点具有良好的绝缘性能（隔热、隔冷、隔声、吸声）、化学稳定性、耐热性和不燃性等特点。,2.用途岩棉板：广泛用于平面、曲率半径较大的罐体、锅炉、热交换器等设备和建筑的保温、隔热和吸声。岩棉玻璃布缝毡：广泛用于形状复杂、工作温度较高等设备的保温、隔热和吸声。岩棉管壳：广泛用于管道（小口径管道）的保
16、温和隔热。,三）离心玻璃棉离心玻璃棉具有容重轻、质感轻柔、色泽美观、富有弹性、防潮不燃、导热系数低、化学性能稳定的特点，施工方便。保温效果相同时工程造价低，是一种价廉物美的保温、隔热材料。,四）玻璃棉 1.特点具有容重小、导热系数低、吸声性能好、不燃烧、耐腐蚀等性能，是一种优良的绝热材料。,2.用途玻璃棉管：用于通风、供热、供水、动力、设备等各种需要保温的管道。玻璃棉毡：用于建筑物的隔热、隔声，通风、空调设备的保温、隔热、播音室、消音室及噪声车间的吸声，计算机房和冷库的保温、隔热以及飞、船舶、火车、汽车的保温、隔热、吸声。玻璃棉板：用于大型录音棚、冷库、船舶、航空、隧道以及房屋建筑工程的保温隔
17、热、隔声。,五）超细玻璃棉 超细玻璃棉具有容重轻、导热系数小、吸音性能好、不燃、不蛀、耐腐蚀、使用方便等特点，是一种新型优质的保温、隔热、吸声和节能材料。可广泛用于各行业的冷热管道、热力设备、空调恒温、烘箱烘房、冷藏保鲜、消声器材及建筑物的保温、隔热和吸声等。,四、保温结构的组成及施工方法一）组成及作用防锈层防止金属设备或管道表面生锈；保温层减少管道或设备与外部的热量传递，起保温保冷作用；防潮层（对保冷结构而言）防止水蒸气或雨水渗入保温材料，以保证材料良好的保温效果和使用寿命；常用材料有沥青及沥青油毡、玻璃丝布、聚乙烯薄膜、铝箔等。保护层保护保温层或防潮层不受机械损伤；常用材料有石棉石膏、石棉
18、水泥、金属薄板及玻璃丝布等。防腐蚀及识别标志层防止或保护保护层不被腐蚀，同时也起识别管内的流动介质的作用；,二）保温层施工 保温层的施工方法取决于保温材料的形状和特性。常用的施工方法有以下几种：1.涂抹法保温涂抹法保温适用于石棉粉、硅藻土等不定形的散装材料，将其按一定比例用水调成胶泥涂抹于需要保温的设备或管道上。这种方法整体性好，保温层和保温面结合紧密，且不受被保温物体形状的限制。它多用于热力管道和热力设备的保温。,绑扎法适用于预制保温瓦或板块料，用镀锌铁丝绑扎在管道的壁面上，是目前国内外热力管道保温最常用的一种保温方法。绑扎保温材料时，应将横向接缝错开；多层绑扎时应内外盖缝；每块保温材料至少
19、应绑扎两处，间距不应超过300mm，每处绑扎的铁丝不少于两圈，并将接头嵌入接缝内。,2.绑扎法保温,3.粘贴法保温 粘贴法保温适用于各种保温材料加工成型的预制品，它靠粘接剂与被保温的物体固定，多用于空调系统及制冷系统的保温。,涂刷粘接剂时，要求粘贴面及四周接缝上各处粘接剂均匀饱满。粘贴保温材料时，应将接缝相互错开，错缝的要求及方法与绑扎法保温相同。,4.钉贴法保温钉贴法保温是矩形风管采用得较多得一种保温方式，它用保温钉代替粘接剂将泡沫塑料保温板固定在风管表面上。这种方法操作简单、工效高。,保温钉的粘贴数量：顶面每平米不少于4个；侧面每平米不少于6个；底面每平米不少于12个。,5.风管内保温 风
20、管内保温就是将保温材料置于风管的内表面，用粘接剂和保温钉将其固定，是粘贴法和钉贴法联合使用的一种保温方法。风管内保温主要用于高层建筑因空间狭窄不便安装消声器，而对噪声要求又较高的大型舒适性空调系统上作消声之用。,6.聚氨酯硬质泡沫塑料的保温聚氨酯硬质泡沫塑料由聚醚和多元异氰酸酯加催化剂、发泡剂、稳定剂等原料按比例调配而成。施工时将这些原料分为两组，一组为聚醚和其它原料的混合液，另一组为异氰酸酯。只要将这两组混合在一起即发泡生成泡沫塑料。施工方法有喷涂法和灌涂法两种。在同一温度下，发泡的快慢主要取决于原料的配方。在正式操作之前，应先进行试喷或试灌。聚氨酯硬质泡沫塑料现场发泡工艺简单、操作方便、施
21、工效率高、附着力强，不需要任何支撑件，没有接缝，导热系数小，吸湿率低。,7.缠包法保温 缠包法保温适用于卷状的软质保温材料。施工时需要将成卷的材料根据管径的大小裁减成适当宽度（200300mm）的条带，以螺旋状包缠到管道上。也可以根据管道的周长进行裁减，以原幅宽对缝平包到管道上。,不管采用哪一种方法，均需边缠、边压、边抽紧使保温后的密度达到设计要求。,采用多层缠包时，应注意内外盖缝；保温层外径不大于500mm时，在保温层外面用直径为11.2mm的镀锌铁丝绑扎，间距为150200mm；当保温层外径大于500mm时，应使用镀锌铁丝网缠包，再用镀锌铁丝绑扎牢。,8.套筒式保温套筒式保温就是将加工成型
22、的保温筒直接套在管道上。这种方法施工简单、工效高。施工时，将保温筒的轴向切口扒开，借助材料本身的弹性将保温筒紧紧地套在管道上。保温筒的轴向切口和筒与筒之间的缝隙应用合适的胶带粘合。,9.对保温层施工的技术要求 1）凡垂直管道或倾斜角度超过45、长度超过5m的管道，应根据保温材料的密度及抗压强度，设置不同数量的支撑环（或托盘），一般35m设置一道。,2）用保温瓦或保温后呈硬质的材料，作为热力管道的保温时，应每隔57m左右留出间隙为5mm的膨胀缝。弯头处留2030mm的膨胀缝。膨胀缝内应用柔性材料填塞。设有支撑环的，膨胀缝一般设置在支撑环的下部。,3）管道的弯头部分，当采用硬质材料保温时，如果没有
23、成型预制品，应将预制板、管壳、弧形块等切割成虾米弯进行小块拼装。切块的多少应根据弯头的缓急而定，最少不得少于三块。,三）防潮层施工 目前防潮层的材料有两类：一是以沥青为主 的防潮材料，二是以聚乙烯薄膜作防潮材料。以沥青为主的防潮材料有两种：一种是用沥青或沥青玛蹄脂粘沥青油毡，一种是以玻璃丝布作胎料，两面涂刷沥青或沥青玛蹄脂。四）保护层施工1.沥青油毡和玻璃丝布构成的保护层一般用于室外敷设的管道。2.单独用玻璃丝布缠包的保护层多用于室内不易碰撞的管道。3.石棉石膏及石棉水泥保护层一般用于室外及有防火要求的非矿纤材料保温的管道4.金属薄板保护壳用于部分室外管道及室内容易碰撞管道以及有防火、美观等要求的地方。,思考题,1.什么是绝热？2.保温和保冷有什么区别？3.保温的意义。4.保温材料应具备哪些要求？5.保温结构一般由哪几层组成？各有什么作用？,
