设备和管道隔热材料及其厚度选用规定炼油SEPM0.docx
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设备和管道隔热材料及其厚度选用规定炼油SEPM0
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
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》。
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
材料名称
使用密度
kg/m3
推荐使
用温度
℃
常温导热系数λ0
导热系数
参考方程λ
抗压
强度
MPa
W/（mK）
超细玻璃棉制品
板
48
≤300
≤0.043
λ=λ0+0.00011tm
--
64～120
≤0.042
管
≥45
≤0.043
岩棉及矿渣棉
板
80
≤250
≤0.044
λ=λ0+0.00018tm
--
100～120
≤0.046
150～160
≤0.048
管
≤200
≤0.044
微孔硅酸钙
170
≤550
≤0.055
λ=λ0+0.000116tm
0.4
0.5
0.5
220
≤0.062
240
≤0.064
硅酸铝纤维制品
120～200
≤900
≤0.056
λ=λ0+0.0002tm
复合硅酸铝镁制品
板
45～80
≤600
≤0.036
λ=λ0+0.000112tm
0.4
管（硬质）
≤300
≤600
≤0.041
涂料
≤280
--
≤0.08*
聚氨酯泡沫塑料制品
30～60
-65～+80
≤0.027
λ=λ0+0.00009tm
--
聚苯乙烯泡沫塑料制品
≥30
-65～+70
≤0.0349
λ=λ0+0.00014tm
--
泡沫玻璃
150
-196～+400
≤0.06
λ=λ0+0.00022tm
0.5
180
≤0.064
0.7
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。
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，m
≤7.0
--
--
--
密度，kg/m3
150
61～200
61～80
81～100
密度允许偏差，%
--
15
--
导热系数（平均温度
℃），W/（mK）
≤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
≥600
2.3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
基本特性
毡
板
管
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，m
≤5.0
≤8.0
≤8.0
≤13.0
--
--
--
--
--
--
--
密度，kg/m3
--
--
--
--
24
32
40
48
64～120
80～120
45
导热系数〔平均温度（70±5）℃〕W/（mK）
0.041
0.042
0.042
0.049
≤
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，℃
400
300
350
400
350
2.4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。
表2.4微孔硅酸钙绝热制品的主要性能指标
基本特性
产品类别
Ⅰ型
Ⅱ型
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
≥0.2
导热
系数
W/（mK）
平均
温度
100℃
≤0.065
≤0.058
≤0.065
≤0.058
200℃
≤0.075
≤0.069
≤0.075
≤0.069
300℃
≤0.087
≤0.081
≤0.087
≤0.081
400℃
≤0.1
≤0.095
≤0.1
≤0.095
500℃
≤0.115
≤0.112
≤0.115
≤0.112
600℃
≤0.13
≤0.13
≤0.13
≤0.13
最高使
用温度
匀温灼烧试验温度，℃
650
1000
线收缩率，%
≤2
≤2
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。
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/（mK）
加热线收缩率
%
棉
直接用棉
≤15.0
--
≤0.153
--
干法制品用棉
--
湿法制品用棉
≤25.0
--
板、毡
1a、2a号
≤18.0
96
≤0.161
≤4
128
≤0.156
192
≤0.153
3a、4a、2b号
≤15.0
96
≤0.161
128
≤0.156
192
≤0.153
毯
1b～4b号
≤15.0
64
≤0.176
≤4
96
≤0.161
128
≤0.156
192
≤0.153
2.6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
序号
基本特性
单位
技术指标
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
≤1000
3
pH值
9～11
4
干密度
kg/m3
≤180
≤220
≤280
5
体积收缩率
%
≤15.0
≤20.0
≤30.0
6
抗拉强度
kPa
≥100
7
粘结强度
kPa
≥25
8
导热系数
平均温度（350±5）℃
W/（mK）
≤0.1
≤0.11
≤0.12
平均温度（70±5）℃
≤0.06
≤0.07
≤0.08
9
高温后抗拉强度（600℃恒温4h）
kPa
50
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
基本特性
150号
180号
优等品
一等品
合格品
一等品
合格品
密度（最大值），kg/m3
150
150
150
180
180
抗压强度（最小值），MPa
0.5
0.4
0.3
0.5
0.4
抗折强度（最小值），MPa
0.4
0.4
0.4
0.5
0.5
吸水率（v/v）（最大值），%
0.5
0.5
0.5
0.5
0.5
透湿系数（最大值），ng/（Pasm）
0.007
0.007
0.05
0.007
0.05
导热系数（最大值）
W/（mK）
平均
温度
35℃
0.058
0.046
0.062
0.050
0.066
0.054
0.062
0.050
0.066
0.054
-40℃
2.8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
基本特性
类型Ⅰ
类型Ⅱ
A
B
A
B
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/（mK）
≤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/（Pams）
≤6.5
≤6.5
吸水率（v/v），%
≤4
≤3
2.9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。
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
物理特性
性能指标
Ⅰ型
Ⅱ型
Ⅲ型
密度，kg/m3
≥15
≥20
≥30
导热系数，W/（mK）
≤0.041
≤0.041
≤0.041
尺寸稳定性（70℃，48h），%
≤5
≤5
≤5
透湿系数，ng/（Pams）
≤9.5
≤4.5
≤4.5
吸水率（v/v），%
≤6
≤4
≤2
3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/（mK）；保冷材料的平均温度低于27℃时，其导热系数不应大于
0.064W/（mK）。
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
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。
除以上各技术指标外，还应符合：
a）含水率（质量）不大于1%；
b）非燃烧性或阻燃性，氧指数不小于30。
3.3辅助材料的选择
3.3.1保护层材料的选择
3.3.1.1主要技术性能
保护层应具有严密的防水、防潮、抗大气腐蚀、良好的化学稳定性（不腐蚀绝热层或防潮层）和不燃性。
在使用条件下，应具有不软化、不脆裂且抗老化等性能。
其使用寿命不得小于设计使用年限。
3.3.1.2常用保护层材料的选择
3.3.1.2.1软质、半软质绝热材料的保护层宜选用0.5mm镀锌或不镀锌薄钢板；硬质绝热材料的保护层宜选用0.5mm～0.8mm铝或合金铝板，也可选用0.5mm镀锌或不镀锌薄钢板。
3.3.1.2.2用于火灾危险性不属于甲、乙、丙类生产装置或设备和不划为爆炸危险区域的非燃性介质的公用工程设备和管道的绝热层材料，可选用0.5mm～0.8mm阻燃型带铝箔玻璃钢板。
3.3.2防潮层材料的选择
防潮层材料的主要技术性能如下：
a）具有抗蒸汽渗透性能、防潮性能、防水性能，吸水率不应大于1%；
b）应具有阻燃性、自熄性；
c）粘结及密封性能好，20℃时的粘结强度不低于0.15MPa；
d）安全使用温度范围大，有一定的耐温性，软化温度不低于65℃。
有一定的抗冻性，冬季不脆裂、不脱落；夏季不软化、不起泡、不流淌；
e）化学性能稳定，挥发物不大于30%；无毒且耐腐蚀，不得对绝热层和保护层产生腐蚀或溶解作用。
4绝热设计
4.1保温设计的基本原则
4.1.1保温设计应符合减少散热损失，节约能源，满足工艺要求，提高经济效益，改善工作环境防止烫伤等基本原则。
4.1.2具有下列情况之一的设备或管道及组成件应予保温：
a）外表面温度高于50℃；
b）表面温度低于或等于50℃但工艺需要保温的设备和管道；
c）介质凝固点或冰点高于最低环境温度的设备和管道。
4.1.3具有下列情况之一的设备或管道可不保温：
a）要求散热或必须裸露的设备和管道；
b）要求及时发现泄漏的设备和管道法兰；
c）内部有绝热，耐磨衬里的设备和管道；
d）须经常监视或测量以防止发生损坏的部位；
e）工艺生产中的排气、放空等不需要保温的管道。
4.1.4表面温度超过60℃但工艺要求不保温的设备或管道，需要经常维护又无法采用其它措施防止烫伤的部位，应在下列范围内设置防烫伤保温：
a）高于地面或操作平台2.1m以内者；
b）离开操作面0.75m以内者。
4.2保冷设计的基本原则
常温以下的设备或管道，应在减少冷量损失的同时，确保保冷层外表面温度高于环境的露点温度。
具有下列情况之一的设备和管道必须保冷：
a）需减少冷介质在生产或输送过程中的温升或气化的设备和管道；
b）需减少冷介质在生产或输送过程中的冷量损失或规定允许冷损失量的设备和管道；
c）需防止在环境温度下，表面凝露的设备和管道。
4.3保温（保冷）计算
4.3.1保温计算
根据不同的目的和限制条件，采用不同的保温计算方法。
为减少保温结构散热损失的保温层厚度，应按“经济厚度法”计算，其散热损失不得超过标准的规定值。
只有在用“经济厚度法”计算无法满足散热损失要求或无法使用“经济厚度法”计算时，方可按允许热损失计算；防止烫伤部位的保温层厚度，应按“表面温度法”计算，保温层外表面温度不宜超过60℃；为限定表面散热热流量，应采用最大允许散热损失法计算。
4.3.2保冷计算
为减少冷量损失，采用“经济厚度法”计算保冷层厚度；为防止外表面结露，采用“表面温度法”计算保冷层厚度；工艺上允许一定量冷损失的保冷层厚度用“热平衡法”计算。
校核外表面温度时，应高于露点温度1℃～3℃。
4.3.3厚度选用
各种隔热材料及其制品的厚度选用可参照附录A至附录L。
4.3.4经济厚度
由于采用“经济厚度法”计算隔热层需要考虑保温结构造价，而该价格是随时变化的，设计中应该按当时的价格才可真正计算“经济厚度”，所以本标准中隔热层厚度，见附录A至附录L，是按照最大热损失方法计算的，供设计中参考选用。
附录A岩棉、矿渣棉及其制品的厚度选用
A1环境温度为-35℃时，管道保温厚度见表A1。
表A1-35℃时的管道保温厚度
管道内介质温度
℃
-35℃时的管道保温厚度，mm
管道公称直径，mm
15
20
25
40
50
80
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
700
800
900
1000
100
35
40
40
45
50
55
55
60
60
65
65
70
70
70
70
70
70
75
75
75
75
150
40
45
45
50
55
60
60
65
70
75
75
80
80
80
85
85
85
85
85
90
90
200
45
45
50
55
60
70
70
70
80
80
85
90
90
90
90
95
95
95
100
100
100
250
45
50
55
60
65
75
75
80
85
90
95
95
100
100
100
105
105
105
105
110
110
A2环境温度为-30℃时，管道保温厚度见表A2。
表A2-30℃时的管道保温厚度
管道内介质温度
℃
-30℃时的管道保温厚度，mm
管道公称直径，mm
15
20
25
40
50
80
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
700
800
900
1000
100
35
35
40
45
45
50
50
55
60
60
65
65
65
70
70
70
70
70
70
70
75
150
40
40
45
50
55
60
60
65
70
70
75
75
80
80
80
80
80
85
85
85
85
200
40
45
50
55
60
65
65
70
75
80
85
85
90
90
90
90
90
95
95
95
100
250
45
50
55
60
65
70
70
75
85
90
90
95
95
100
100
100
100
105
105
105
110
A3环境温度为-25℃时，管道保温厚度见表A3。
表A3-25℃时的管道保温厚度
管道内介质温度
℃
-25℃时的管道保温厚度，mm
管道公称直径，mm
15
20
25
40
50
80
100
150
200
250
300
350
400
450
500
550
600
700
800
900
1000
100
30
35
40
45
45
50
50
55
55
60
60
65
65
65
65
65
65
70
70
70
70
150
40
40
45
50
55
60
60
60
65
70
75
75
75
80
80
80
80
80
80
85
85
200
40
45
50
55
60
65
65
70
75
80
80
85
85
85
90
90
90
90
95
95
95
250
45
50
55
60
65
70
70
75
85
85
90
95
95
95
100
100
100
100
105
105
105
A4环境温度为-20℃时，管道保温厚度见表A4。
表A4-20℃时的管道保温厚度
管道内介质温度
℃
-20℃时的管道保温厚度，mm
管道公称直径，mm
15
20
25
40
50
80
100
150
200
250
300
35
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