管道和设备保温选定标准

设计标准SEPM0202.1-2001实施日期2001年12月28日中国石化工程建设公司设备和管道隔热材料及其厚度选用规定（炼油）第1页共62页目次1总则1.1目的1.2适用范围1.3引用标准1.4替代标准2常用绝热材料的性能2.1岩棉、矿渣棉及其制品2.2玻璃棉及其制品2.3硅酸钙绝热制品2.4硅酸铝棉及其制品2.5硅酸盐复合绝热涂料26泡沫玻璃2.7硬质聚氨酯泡沫塑料2.8聚苯乙烯泡沫塑料2.9绝热材料及其制品主要性能3绝热材料的选择3.1保温层材料的选择3.2保冷层材料的选择3.3辅助材料的选择4绝热设计4.1保温设计的基本原则4.2保冷设计的基本原则4.3保温（保冷）计算附录A岩棉、矿渣棉及其制品的厚度选用SEPM0202.1-2001第2页共62页附录B玻璃棉及其制品的厚度选用附录C硅酸钙绝热制品的厚度选用附录D硅酸铝棉及其制品的厚度选用附录E复合硅酸镁铝制品的厚度选用附录F泡沫玻璃的厚度选用附录G硬质聚氨酯泡沫塑料制品的厚度选用附录H聚苯乙烯泡沫塑料制品的厚度选用附录I硅酸盐复合绝热涂料的用量选用表附录J硅酸纤维绳的用量选用表附录K防烫层厚度选用表附录L设备保温厚度选用表1总则1.1目的为提高石油化工装置工程设计的设备和管道设计质量，合理选用绝热材料及其厚度，特编制本标准。1.2范围1.2.1本标准规定了设备和管道隔热材料的选择原则、隔热设计的基本原则、保温（保冷）计算及各种隔热材料的厚度选用表。1.2.2本标准适用于新建、扩建和改建的石油化工装置中基础设计及详细设计阶段的设备和管道隔热材料及其厚度的选用。1.3引用标准使用本标准时，应使用下列标准的最新版本。GBJ126《工业设备及管道绝热工程施工及验收规范》SH3010《石油化工设备和管道隔热设计规范》1.4替代标准本标准代替SEPM0055-2000《管道隔热材料及其厚度选用规定》。SEPM0202.1-2001第3页共62页2常用绝热材料的性能2.1绝热材料及其制品主要性能绝热材料及其制品主要性能见表2.1。表2.1绝热材料及其制品主要性能常温导热系数λ0导热系数参考方程λ材料名称使用密度kg/m3推荐使用温度℃W/(mŸK)抗压强度MPa48≤0.043板64～120≤0.042超细玻璃棉制品管≥45≤300≤0.043λ=λ0+0.00011tm--80≤0.044100～120≤0.046板150～160≤0.048岩棉及矿渣棉管≤200≤250≤0.044λ=λ0+0.00018tm--170≤0.055220≤0.062微孔硅酸钙240≤550≤0.064λ=λ0+0.000116tm0.40.50.5硅酸铝纤维制品120～200≤900≤0.056λ=λ0+0.0002tm板45～80≤600≤0.036管（硬质）≤300≤600≤0.041λ=λ0+0.000112tm0.4复合硅酸铝镁制品涂料≤280--≤0.08*聚氨酯泡沫塑料制品30～60-65～+80≤0.027λ=λ0+0.00009tm--聚苯乙烯泡沫塑料制品≥30-65～+70≤0.0349λ=λ0+0.00014tm--150≤0.060.5泡沫玻璃180-196～+400≤0.064λ=λ0+0.00022tm0.7注：复合硅酸铝镁制品中涂料的常温导热系数（小于或等于0.08）为70℃时的值。2.2岩棉、矿渣棉及其制品岩棉、矿渣棉是指以天然岩石、工业矿渣等为主要原料制成的。岩棉、矿渣棉可加入酚醛树脂制成或直接贴面缝合成毡、板、带、管壳、缝毡、贴面毡等各种制品。其主要性能指标见表2.2。SEPM0202.1-2001第4页共62页表2.2绝热用岩棉、矿渣棉及其制品的主要性能指标基本特性棉板毡渣球含量（颗粒直径大于0.25mm），%≤12------纤维平均直径，μm≤7.0------密度，kg/m315061～20061～8081～100密度允许偏差，%--±15--导热系数（平均温度5270+-℃），W/(mŸK)≤0.044≤0.044≤0.049有机物含量，%--≤4.0≤1.5燃烧性能--不燃不燃不燃热荷重收缩温度，℃≥650≥600≥400≥6002.3玻璃棉及其制品玻璃棉是用熔融状玻璃原料或玻璃制品制成的一种矿物棉，玻璃棉加入固性粘结剂可制成玻璃棉板、带、毡、管壳等各种制品。玻璃棉产品主要分为保温棉毡、保温棉板和保温棉管三类。其主要性能指标见表2.3。表2.3玻璃棉产品的主要性能指标毡板管基本特性1号2a号2b号3号2号3号--渣球含量，%≤1.0≤4.0≤0.3≤10.0--------------纤维平均直径，μm≤5.0≤8.0≤8.0≤13.0--------------密度，kg/m3--------2432404864～12080～120≥45导热系数〔平均温度(70±5)℃〕W/(mŸK)0.0410.0420.0420.049≤0.049≤0.047≤0.044≤0.043≤0.042≤0.047≤0.043燃烧性能--不燃不燃最高使用温度，℃4003003504003502.4硅酸钙绝热制品硅酸钙绝热材料是以氧化硅、氧化钙和增强纤维（如石棉、玻璃纤维）为主要原料而制成的一种新型材料。由于原料和反应条件不同，雪硅钙石的最高使用温度为650℃，硬硅钙型的最高使用温度为1000℃。硅酸钙绝热制品的主要性能指标见表2.4。SEPM0202.1-2001第5页共62页表2.4微孔硅酸钙绝热制品的主要性能指标产品类别Ⅰ型Ⅱ型基本特性240号220号170号270号220号170号140号密度，kg/m3≤240≤220≤170≤270≤220≤170≤140质量含湿率，%≤7.5≤7.5抗压强度，MPa平均值≥0.5≥0.4≥0.5≥0.4抗折强度，MPa平均值≥0.3≥0.2≥0.3≥0.2100℃≤0.065≤0.058≤0.065≤0.058200℃≤0.075≤0.069≤0.075≤0.069300℃≤0.087≤0.081≤0.087≤0.081400℃≤0.1≤0.095≤0.1≤0.095500℃≤0.115≤0.112≤0.115≤0.112导热系数W/(mŸK)平均温度600℃≤0.13≤0.13≤0.13≤0.13匀温灼烧试验温度，℃6501000线收缩率，%≤2≤2最高使用温度裂缝无贯穿裂缝无2.5硅酸铝棉及其制品硅酸铝棉是以粘土、矾土、氧化铝和石英为原料而制成的，其制品主要有硅酸铝棉板、硅酸铝棉毡、硅酸铝棉毯和硅酸铝棉管。硅酸铝棉及其制品的主要性能指标见表2.5。SEPM0202.1-2001第6页共62页表2.5硅酸铝棉及其制品的主要性能指标硅酸铝棉及其制品渣球含量%密度kg/m3导热系数（500℃）W/(mŸK)加热线收缩率%直接用棉≤0.153干法制品用棉≤15.0--棉湿法制品用棉≤25.0------96≤0.161128≤0.1561a、2a号≤18.0192≤0.15396≤0.161128≤0.156板、毡3a、4a、2b号≤15.0192≤0.153≤464≤0.17696≤0.161128≤0.156毯1b～4b号≤15.0192≤0.153≤42.6硅酸盐复合绝热涂料硅酸盐复合涂料是用硅酸盐材料复合而成，以无机硅酸盐天然矿物纤维和人造硅酸盐纤维为主要成分。用于奥氏体不锈钢材料表面的绝热，需提供氯离子含量检验报告，氯离子含量应符合GBJ126中的要求。其主要性能指标见表2.6。表2.6硅酸盐复合绝热涂料的主要性能指标技术指标序号基本特性单位优等品一等品合格品1外观质量色泽均匀一致粘稠状浆体2浆体密度kg/m3≤10003pH值9～114干密度kg/m3≤180≤220≤2805体积收缩率%≤15.0≤20.0≤30.06抗拉强度kPa≥1007粘结强度kPa≥25平均温度（350±5）℃≤0.1≤0.11≤0.128导热系数平均温度（70±5）℃W/(mŸK)≤0.06≤0.07≤0.089高温后抗拉强度（600℃恒温4h）kPa≥50SEPM0202.1-2001第7页共62页27泡沫玻璃泡沫玻璃是以平板玻璃为主要原料，经粉碎掺碳、烧结发泡和退火冷却处理后制得。适合用于保冷，尤其是深冷。使用温度范围为-200℃～400℃。其主要性能指标见表2.7。表2.7泡沫玻璃绝热制品的主要性能指标150号180号基本特性优等品一等品合格品一等品合格品密度（最大值），kg/m3150150150180180抗压强度（最小值），MPa0.50.40.30.50.4抗折强度（最小值），MPa0.40.40.40.50.5吸水率（v/v）（最大值），%0.50.50.50.50.5透湿系数（最大值），ng/(PaŸsŸm)0.0070.0070.050.0070.0535℃导热系数（最大值）W/(mŸK)平均温度-40℃0.0580.0460.0620.0500.0660.0540.0620.0500.0660.0542.8硬质聚氨酯泡沫塑料聚氨酯硬质泡沫塑料是用聚醚或聚酯多元醇与多异氰酸酯为主要原料，再加催化剂、稳泡剂和氟里昂发泡剂等，经混合、搅拌产生化学反应而形成发泡体。硬质聚氨酯泡沫塑料的主要性能指标见表2.8。表2.8硬质聚氨酯泡沫塑料的主要性能指标类型Ⅰ类型Ⅱ基本特性ABAB密度，kg/m3≥30压缩性能：屈服点时或形变10%时的压缩应力，kPa≥100≥150导热系数，W/(mŸK)≤0.022≤0.027≤0.022≤0.027尺寸稳定性（70℃，48h），%≤5≤5水蒸汽透湿系数〔(23±2)℃/0～85%RH）ng/(PaŸmŸs)≤6.5≤6.5吸水率（v/v），%≤4≤32.9聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯发泡而成，由表皮层和中心层构成蜂窝状结构。SEPM0202.1-2001第8页共62页其主要性能指标见表2.9。表2.9聚苯乙烯泡沫塑料的主要性能指标性能指标物理特性Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型密度，kg/m3≥15≥20≥30导热系数，W/(mŸK)≤0.041≤0.041≤0.041尺寸稳定性（70℃，48h），%≤5≤5≤5透湿系数，ng/(PaŸmŸs)≤9.5≤4.5≤4.5吸水率（v/v），%≤6≤4≤23绝热材料的选择3.1保温层材料的选择3.1.1导热系数小保温材料及其制品的平均温度低于或等于350℃时，其导热系数不得大于0.12W/(mŸK)；保冷材料的平均温度低于27℃时，其导热系数不应大于0.064W/(mŸK)。3.1.2密度小硬质保温材料及其制品密度不应大于300kg/m3；软质和半硬质保温材料及其制品的密度不应大于200kg/m3；保冷材料及其制品的密度不应大于200kg/m3。3.1.3机械强度硬质保温制品抗压强度不应小于0.4MPa；硬质保冷制品抗压强度不应小于0.15MPa。3.1.4安全使用温度范围安全使用温度范围应符合表2.9的规定，略高于保温对象表面的设计温度。3.1.5非燃烧性石油化工企业内部所使用的保温材料应为非燃烧材料。3.1.6化学性能符合要求用于与奥氏体不锈钢表面接触的绝热材料应符合GBJ126有关氯离子含量的规定。3.1.7保温工程的设计使用年数SEPM0202.1-2001第9页共62页一般以五至七年为宜。保温材料在投资偿还年限内不应失效。3.1.8价格要求单位热阻的价格低。3.1.9保温材料对现场的适应性需经常拆除保温的地方，应选用易拆卸且不易破碎的材料；有振动的设备和管道应选用防振材料；化学药品易泄漏部位，应考虑防腐蚀。3.1.10安全性考虑腐蚀和泄漏所引起的危险，选用对被保温的设备和管道无腐蚀的材料；火灾时可产生有害气体的危险，应选用不燃材料。3.1.11施工性能施工性能好的材料应具有不易破碎、加工容易、粉尘少、密度小和易维护的性能。3.2保冷层材料的选择保冷材料及其制品用于常温以下的绝热或0℃以上常温以下的防结露，应为闭孔型材料，材料的吸水率低、吸湿率低和透气率低，并应有良好的抗冻性，在低温下物性稳定，可长期使用。除以上各技术指标