管道用保冷材料技术规定.docx

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管道用保冷材料技术规定

保冷技术规定

C100

详细设计

修改

说明

编制

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审核

审定

项目经理

日期

XＸXＸＸXXＸＸＸ有限公司

项目地点

xxxx

专业

管道

第1张共２4张

文件号

CRYＯTＥCH-SF－70１-11/14

1.范围

本文件概括了最低温度至-２00°C得液化天然气（LNG）液化工厂、LNG储配站、LＮG

加注站以及其它如液态乙烯、液化空气、丙烷、丙烯等相关介质得低温设备与管道外表面

绝热系统得材料及施工要求。

2.概要

保冷绝热系统得设计就是为了减少大量得热量输入、以保证达到装置需要得正常工艺操作条件。

另外、对于正常操作温度低于0℃而结冰得那些低温操作管道与管道支架会导致人员或设备得损伤、因此需要对其进行绝热保护。

3.标准及规范

3.1.本节所述得规范及标准就是指保冷材料及保冷施工中需满足得最低标准。

3.2.也可采用与本技术规范所指定得标准相当或更高得标准。

3.3.标准选用得版本应就是正在执行得有效版本。

3.4.本技术规范使用得中国标准及规范:

ＧB／T50１26

《工业设备及管道绝热工程施工规范》

GB／T50２64

《工业设备及管道绝热工程设计规范》

GB/Ｔ　50185

《工业设备及管道绝热工程施工质量验收规范》

ＧB/T11790

《设备及管道保冷技术通则》

GB/T42７2

《设备及管道绝热技术通则》

ＧB/T８17５

《设备及管道绝热设计导则》

GB／Ｔ63４３

《泡沫塑料及橡胶表观密度得测定》

GB/T　１０２9４

《绝热材料冷态热阻及有关特性得测定防护热板法》

GB/T8813

《硬质泡沫塑料压缩性能得测定》

GB/T8810

《硬质泡沫塑料吸水率得测定》

ＧB／Ｔ107９9

《硬质泡沫塑料开孔与闭孔体积百分率得测定》

GＢ/T　1036

《塑料-３0°C~　３0°C线膨胀系数得测定　石英膨胀计法》

GB/T　１7146

《建筑材料水蒸气透过性能试验方法》

JC/Ｔ6１8

《绝热材料中可溶出氯化物、氟化物、硅酸盐及钠离子得化学分析方法》

GＢ/T　24０６

《塑料用氧指数法测定燃烧行为》

3.5.本技术规范使用得国际标准及规范:

ＡSTＭ　C59１

UnfaｃeｄPreforｍeｄRigid　CｅｌlularＰolyISOcｙａｎuraｔeTheｒmalInsｕlation

AＳＴＭＣ177

StanｄarｄTeｓtＭetｈoｄforStｅady-ＳｔaｔeHeａｔ　Flux　ＭeasurementsａndTｈermalTraｎsｍisｓionProｐeｒｔiesby　MeaｎｓoｆtheＧuardｅd-Hot-PlaｔeApparatus

AＳTM　Ｃ303　

Ｔｅｓｔ　MetｈodfoｒDｅnsiｔyofPｒefｏｒｍｅｄBlｏck-Tyｐe　TheｒmalＩｎｓuｌａtiｏn

ＡSTＭD16２１

ＴestＭethodｆoｒｐrｅssivePｒｏｐertiesofRigidCelluｌａｒPlaｓtiｃｓ

ASTMD１6２2

ASTＭD１623　

TestMｅtｈod　foｒAｐpａrｅnｔＤｅnｓitｙofRｉｇiｄCｅllulaｒPlasｔiｃs

TestＭethod　forＴensｉlｅaｎｄTeｎｓiｌｅAdhesionPrｏｐertｉesoｆ　Rigiｄ

Celｌular　Plaｓtics

ASTMD２856

TeｓtMethｏdforOｐen-Ceｌｌ　Contenｔ　oｆ　Rigｉd　CellularPlastｉcsbytｈe

AirPycｎomｅｔeｒ

ASTME８4

Staｎdard　Test　Method　forSｕrｆacｅ　BurnｉｎgCharaｃterｉsticsｏfBuildingＭaｔerｉａｌs

Cini２、7、0１

PolyISＯcyａnuｒate（PIR）　Slａｂs，　Seｃtｉoｎｓ，　Segmｅnts,fｏrthermaliｎsulatｉonofｐｉｐｉng　andｅquｉpmeｎt

3.6.当文件内容有冲突时、应当遵循得优先顺序如下：

1）

中国得标准与规范

２）

本技术规定

3）

项目规定

４）

国际标准及规范

4.保冷厚度

4.1.绝热系统外表面得冷损失应小于２5W/m²。

4.2.阀门、管件等得绝热厚度应与相连得管道一致。

4.3.设备封头得绝热厚度应与主设备筒体部分一致。

4.4.金属部分、如伸出主绝热层得支腿或梁应与主绝热管道/设备采用相同得绝热等级、绝热长度应超过4倍得设备绝热厚度、且最小长度为３０0mm。

表1、保冷厚度

管道规格

公制钢管外径

英制钢管外径

保冷厚度

（ＮＰS）

（mm）

（mm）

（ｍｍ）

１/２"

18

21、3

xｘxx

3/４"

25

２6、7

xxxx

1"

３2

3３、4

xxxx

１1/2"

45

48、3

xxｘｘ

２"

57

６０、3

xxxx

3"

89

88、9

xxxx

４"

10８

114、３

ｘxxx

6＂

15９

16８、３

xxｘx

8"

２19

２1９、１

ｘxxx

10"

273

273

xxｘｘ

12"

3２５

3２3、９

ｘxxx

备注:

保冷厚度需根据项目设计厚度。

表2、保冷厚度分层表

保冷厚度

内层厚度

中层厚度

外层厚度

（mm）

（mｍ）

（ｍm）

（ｍm）

70

70

80

80

9０

40

5０

１００

50

50

１10

50

６0

１20

６0

60

１30

６0

70

14０

７０

7０

150

70

80

160

８0

８0

170

50

60

６0

180

60

60

６０

１9０

６0

6０

70

２00

６0

７0

7０

5.保冷范围

5.1.如果一个工艺系统需要保冷、则整个相关联得系统都应完全绝热、包括所有得管道元件、仪表设备、放空、通风管口与管道支架（保冷到指定得范围）。

5.2.所有得突出在绝热管道或设备外得金属材料都应绝热处理。

突出得材料不局限于设备得裙座、支耳、支腿、鞍座、预焊件与空间结构、平台支耳、管道支吊架与在管道中非绝热得连接如放空、取样及非绝热得仪表。

5.3.当设备就是由金属支腿支撑时、绝热层应从容器得最低点开始、绝热得长度应该超过4倍得设备绝热厚度。

5.4.由裙座支撑得低温设备、其内部与外部都应绝热、而且裙座得绝热长度也应超过4倍得设备绝热厚度。

裙座得高度应足够高、离开地面至少要有３00mm得空间。

5.5.铭牌、绝热标签等都应该安装在绝热系统得外表面上。

5.6.为保证安装与检修得工作空间、绝热层外表面与其它障碍物如钢结构、电气槽盒、管道或其它绝热管线之间得净距至少要有50ｍm。

6.施工

6.1.概述

6.1.1.在现场进行保冷施工工作之前、配管厂商应完成工艺管道、设备及管托得安装、包括涂漆、并应通过水压或气压试验。

6.1.2.原则上、应当在整个工艺管道安装试压完成并通过低温冷态试验后、方可开始进行管道保冷施工。

特殊情况下、除了焊接接头与在试验期间需要检查得部位、管道绝热层得施工可在压力与泄漏试验前进行。

业主/甲方对此予以充分说明、并与保冷承包商明确相关施工方案组织设计。

6.1.3.在进行保冷施工之前应除去管道外表面得杂质、例如泥土、油脂、凝冰与污垢、在管道干燥后方可进行绝热施工。

涂漆部位应油漆验收合格后再进行绝热施工。

6.1.4.保冷材料在运输、储存、现场施工或在工厂预制得过程中应保持干燥。

所有得绝热施工应在干燥得天气与环境下进行。

6.1.5.保冷施工过程中、在雨水可能进入绝热层得地方应用密封材料密封。

6.1.6.每天得工作结束时、要保证现场安装得所有保冷层已经完成防潮层施工。

如果没有完成、应设置临时防护措施。

6.1.7.所有得接头都应仔细地连接在一起。

如需要对PＩR保冷预制块进行下料切割、则切割出得材料边缘应打磨或切割平整且相互吻合、以便所有得接缝都紧紧得平滑得连接在一起。

不允许使用破坏接缝密封胶或玛蹄脂得填充物。

6.1.8.金属保护层采用自攻螺丝固定。

金属保护层横向及纵向搭接≥50ｍm,外侧材料接头必须压边、防止雨水回流、金属保护层安装过程中用紧固绳将其牢牢紧贴防潮层、再用自攻螺丝固定、螺钉间距≤250mm、短节金属保护层上螺钉数量不得少于2个。

弯头、阀门、法兰等得金属保护层边口必须压边咬口、并用螺钉紧固。

为了避免局部损坏、可使用认可得软填料。

管道金属保护层搭接位置不大于下45°范围、且不能垂直向下。

6.2.管道保冷施工

6.2.1.预制ＰIR保冷管壳应符合管道、管件等得形状与尺寸；

6.2.2.PIR保冷结构

•用于管道上得PIR管壳应在工厂进行预制、对于保冷单层结构、其接缝必须有25mｍ深得契口、并确保ＰIR得接缝完全密封。

•弯头、Ｔ形接头与管件得保冷层采用与相连得直管所使用得相同材料。

•所有纵向与环向得接缝都应粘合或由密封胶密封。

•预制PIR保冷管壳应使用增强玻纤压敏胶带牢固捆扎、分层紧固、压敏胶带间距≤25０ｍm。

•绝热层外表面应设置防潮层。

防潮层应就是由至少两层玛蹄脂组成。

ﻫ先用泥铲、辊子或喷雾得方法在绝热材料表面施工第一层、可以填充缝隙与不规则得得方并保证表面光洁。

ﻫ粗碱平纹网格布平铺在第一层玛蹄脂上、并且不能有折皱且至少搭接5０mｍ。

当第一层干到还有一点粘时、施工第二层、并达到规定得厚度。

同时、纤维应完全嵌入到第二层里、并保持表面光滑、不得漏涂。

干燥后、总厚度应符合规定。

防潮层表面不应有任何得裂缝、孔洞、小斑点与开口。

在防潮层施工完成一周内、完成金属保护层得安装、如果拆卸过程中对防潮层造成破

坏、需补充玛蹄脂。

•垂直管道保冷应设置支撑环、支撑环得材质基本等同于管道材质、由工艺管道安装施工人员负责完成。

支撑环应间隔３、6m安装一个。

在每一个支撑环下应有收缩缝。

•金属保护层采用0、5mｍ厚得铝合金薄板、紧固螺丝间距≤250mm。

•用于管道上得多层结构PIR管壳安装时应保证层与层之间得错缝、确保保冷层外表面至内面无直通接缝。

环向错缝≥３00mm、纵向错缝≥５0mm。

•保冷层应按照GB50２64-2013得要求设置伸缩缝、伸缩缝使用玻璃纤维毯填充、定基橡胶进行保护。

6.2.3.典型PＩR保冷结构示意图

6.2.4.阀门、法兰与管件保冷

6.2.4.1.阀门、法兰与管件得保冷厚度与类型、与与之相连接得管道一致。

在需要多层保冷得地方、纵向与环向接缝应错开、间距≥30mｍ。

所有单独得片段都应该用粘合剂粘到一起。

整个保冷层得外表面应由有玻纤网格布增强得防潮玛蹄脂密封。

6.2.4.2.阀门与法兰得保冷材料可以采用现场发泡得ＰＩＲ:

•用于阀门与法兰得金属盒子应预先做成相应得形状、例如Ｄ型、方形或圆筒形、金属盒子材料与保冷层金属防护层一致。

并在最高点位置附件开出合适得注料孔。

•注入发泡料之前、用聚乙烯材料缠绕阀门及法兰、防止阀门与法兰被发泡料污染。

•按照PＩR现场发泡原料得PDS文件要求、取适量得原料、将其按照要求得工艺条件充分混合均匀后尽快注入需发泡空间。

•发泡空间内空气排净并完全充满后、堵住注料孔、直至发泡完成。

•现场发泡过程中、应注意保证工作区域得防护、防止发泡原料造成污损。

6.2.4.3.弯头得保冷材料可以采用现场发泡得ＰIR或者就是切割成得虾米节:

•用于弯头得现场发泡:

在金属防护层材料在弯头处预先做成相应形状得虾米节、并在最高点位置附件开出合适得注料孔、然后根据与前述相同得方法注入ＰIR现场发泡料发泡成形。

•对于管径较大得虾米弯、可以切割成虾米节拼接于弯头处、因为这里接缝较多、因此必须保证所有接缝得到妥善得密封处理。

•≤ＤＮ80得管线90°弯头保冷应做直角弯;>DN８0得管线9０°弯头做虾米弯头;根据现场实际情况可采用现场发泡得形式。

6.3.其它异形件保冷

•可根据项目现场实际情况采取现场发泡方式进行保冷。

6.4.设备保冷

•设备保冷层得内层与中间层应该用宽度为75mm得复合带紧固、捆扎间距为300mm。

最后一层用不锈钢带每隔３０0mm捆扎紧固。

　不锈钢钢带规格为S、S3０４１9ｍm宽　0、８mm厚。

•绝热层应与设备轮廓相符、环向与轴向应错缝连接。

不得将密封材料或玛蹄脂填充损坏得或差得连接间隙。

•不规则形状得保冷层应根据不同得外形现场制作。

•保冷层内层、中间层与外层应制做成很多部分、环向与纵向应错缝连接。

•PIR保冷材料最外层得所有纵向与环向接缝均应用密封材料粘接或密封。

•设备外径或保冷内层直径小于等于３,600mm时、PIＲ材料应制成弯曲得弧形板或块。

直径大于3,600mｍ时应采用板材。

•PIR保冷层得外表面应涂覆玻纤网格布增强得防潮玛蹄脂。

•金属保护层纵向与环向搭接宽度最小应为５0ｍm、搭接部分用来排水。

7.材料

7.1.概述

•ＰＩR保冷材料得详细要求应参照本技术规格书要求、并参照ＣINＩ手册或相当得标准。

•所有保冷材料中、包括PＩR主材及其它辅材、均不应含有石棉成分。

•PＩR泡沫材料得制造过程中不应使用CFC。

•如果PIR保冷材料需要采用船运交付、则应用防紫外线聚乙烯板或防水油布包裹起来或将其储存在密闭得容器中来防止盐溅与风化。

•考虑到运输与存储时间间隔、交付至项目现场得PIR现场发泡原料应新鲜制作并在保存期限内使用。

•在项目现场得PIR原料存储、应依照制造厂提供得PDS与MSDＳ文件要求进行。

7.2.聚异氰脲酸酯泡沫材料（聚异三聚氰酸酯泡沫、PolyISOｃyａｎurａtｅFｏam－－PIR）

•PIR泡沫材料为浅绿色有机高分子硬质泡沫材料。

应当符合下表所列出得物性参数、可参照ASTM　C5９1、CINＩ2、７、01等标准。

制造商应当提供明确得牌号、例如ＣRＹOＴＥCH®　ＴS－50ＦOＡM。

•PIR应在工厂制造并预制成形、剪切成板材、弧形块或半管部件等。

如有需要、切割得PIR弧形块或半管需有２5ｍm契口。

•硬质PIR泡沫用于保冷。

表2、　用于管道及设备保冷得PＩＲ材料物性参数要求表

项目

物性

单位

参数

测试标准

密度Deｎsiｔy

Ｋｇ／m3

40~60

ASTM　Ｄ１622

导热系数（20°C、新鲜样品）

Theｒmａｌ　Coｎductivｉty（２０°C，ＦreｓhFoam）

w/（m·k）

≤０、02０

ASＴMC177

导热系数（１8０天老化样品）

Thermal　Cｏｎduｃｔivity　（agｅd　at２3°Cfｏr180daｙs）

40°C

ｗ/（m·ｋ）

≤0、02９

AＳTMＣ177

20°C

≤０、０27

10°Ｃ

≤0、０25

0°C

≤0、024

－20°C

≤0、0２4

-40°C

≤0、02５

-80°C

≤0、022

-120°Ｃ

≤0、0１9

－１7０°C

≤0、０16

闭孔率CloseCellＣｏｎtｅnt

%

≥95

ASＴＭD６22６、2

吸水率Waｔer　Absｏrｐtion

Vol、　%

≤5、0

ＡSTＭD284２、Ｂ

水蒸气透湿率（2３°Ｃ、50%R、Ｈ）

WaterVapoｒＰｅrmeability

g/（ｍ２、h）

≤　0、8

ASTME9６、A

压缩强度pressｉve　Sｔrengｔh

kPa

≥28０

ASTＭＤ1621

拉伸强度ＴｅnｓｉleStrenｇｔｈ

ｋPa

≥　３5０

ASTＭ　D１62３

线膨胀系数

LineａrＨｅａtexpａnｄｃｏefficiｅnｔ

︒C-1

（ｍ/ｍ、k）

≤7　⨯10-5（-165︒C~2３︒C）

ASTM　D69６

弹性模量Ｅ－Modulus（-165°C）

MPa

≤16

ＡSＴMD1６２3

泊松比Pｏiｓsｏn’sRation（-165°C）

0、4

氯离子含量Chｌｏｒｉdes　Ｃontent

mg/kg

≤　60

AＳTＭ　C8７1

pH-valuｅ

５、5～7、0

火焰蔓延指数FlａmｅSｐreａｄIｎdeｘ

<２5

AＳＴＭＥ8４

使用温度范围TｅmｐeｒatuｒeScopｅ

°C

-２0０°C～1２0°Ｃ

7.3.防潮层

•防潮层材料物性应依据下表数据要求、如Ｃryotｅcｈ１０-11玛蹄脂或者性能相当得弹性胶泥材料。

•防潮层应用在保冷绝热材料得最外层。

主防潮层由两层构成、最小总干膜厚度为６ｍm、2层防潮层材料之间采用玻纤网格布增强。

表３、防潮层材料物性参数要求表

颜色

黑色

平均密度

１600ｋｇ/m3

阻燃性

无引火性、干燥后具有阻燃性、离开火源1秒钟自熄

耐热性

9５℃下45度斜搁4小时、120℃下4５度斜搁１小时无流淌起泡现象

氧指数

≥2７％

吸水率

≤1%

使用温度

－60℃~+95℃

抗冻性

－40℃与+60℃各悬挂2小时无开裂、无脱离

7.4.密封胶

•PIR管壳之间得粘接采用密封胶；

•密封胶材料应依据下表数据要求、采用完全弹性单组分丁基橡胶密封胶、如Cryoｔech２0-1１或者性能相当得材料。

表４、密封胶材料物性参数要求表

主要性能

单位

技术指标

使用温度范围

°C

－196~+65

固体含量

％

≥8４

粘结强度（室温）

MPａ

0、0６

水蒸汽透湿系数

g/（m２·h）

≤0、02

耐低温性

-

在－196℃液氮中浸泡２ｈ,外观无异常

耐热性

-

在+60℃得环境中放置16８h,外观无异常

密度

Kg/m3

１１00±１0０

颜色

-

高粘度褐色胶状物

7.5.金属保护层

•PIＲ保冷系统外表面设置金属保护层。

•金属保护层材料为铝合金薄板、牌号１060或300３H1４/H２4。

•对于DＮ３00及以下管道、金属保护层厚度采用0、5ｍm。

　　对于DN３０0以上管道、金属保护层厚度采用0、８ｍm。

8.绝热参考图（仅为参考之用）

图1、管道（双层）保冷结构

图２、虾米弯头保冷结构

图3、ﻩ阀门保冷结构

图4、　收缩缝保冷结构

图5、　垂直管道保冷层支撑结构图