工业设备管道绝热结构设计.docx

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工业设备管道绝热结构设计

工业设备管道绝热结构设计

6．1绝热结构组成

6．1．1保温结构应由保温层和保护层组成。

6．1．2保冷结构应由保冷层、防潮层和保护层组成。

6．2绝热层设计要求

6．2．1绝热结构应有一定的机械强度，不应因受自重或偶然外力作用而破坏。

对有振动的设备与管道的绝热结构，应采取加固措施。

6．2．2绝热结构可不考虑可拆卸性，但需要经常维修的部位宜采用可拆卸式绝热结构。

6．2．3绝热层厚度应以10mm为单位进行分档。

硬质泡沫塑料最小厚度可为20mm，其他硬质绝热材料制品最小厚度可为30mm。

6．2．4除浇注型和填充型绝热结构外，在无其他说明的情况下，绝热层应按下列规定分层：

1绝热层厚度大于80mm时，应分两层或多层施工。

2当内外层采用同种绝热材料时，内外层厚度宜近似相等。

3当内外层为不同绝热材料时，内外层厚度的比例应保证内外层界面处温度绝对值不超过外层材料推荐使用温度绝对值的0.9倍；对于保冷设计，应取保冷材料推荐使用温度[T2]下限值的0.9倍。

4操作温度冷热交替的设备及管道的保冷层，其材料应在高温区及低温区内均能安全使用。

当其不能承受高温介质温度时，应在内层增设保温层。

增设的保温层与保冷层的厚度比例，在冷态与热态，均应符合本条第3款的规定。

5在经济合理前提下，超高温和深冷介质设备及管道的绝热，可选用不同绝热材料的复合结构，不同绝热材料复合绝热层应同时符合本条第3款的规定。

6．2．5绝热层铺设应采用同层错缝、内外层压缝方式敷设。

内外层接缝应错开100mm～150mm，对尺寸偏小的绝热层，其错缝距离可适当减少，水平安装的设备及管道最外层的纵向接缝位置，不得布置在设备管道垂直中心线两侧45°范围内。

对大直径设备及管道，当采用多块硬质成型绝热制品时，绝热层的纵向接缝位置可超出垂直中心线两侧45°范围，但应偏离管道垂直中心线位置。

6．2．6方形设备或矩形烟风道的绝热层，其四角角缝应做成封盖式搭缝，不得形成垂直通缝。

6．2．7保温的硬质或半硬质制品的拼缝宽度不应大于5mm；保冷的硬质或半硬质制品的拼缝宽度不应大于2mm。

6．2．8保冷设备及管道上的裙座、支吊架、仪表管座等附件，应进行保冷，其保冷层长度不得小于保冷层厚度的4倍或至垫块处，保冷层厚度宜为相连管道或设备的保冷层厚度的1/2。

6．2．9立式设备、水平夹角大于45°的管道、平壁面和立卧式设备底面上的绝热结构，宜设支承件。

其支承件的设计，应符合下列规定：

1支承件的承面宽度应小于绝热厚度10mm～20mm，支承件的厚度宜为3mm～6mm。

2支承件的间距应符合下列规定：

1）立式设备及立管，保温时，平壁支承件的间距宜为1.5m～2m；圆筒在介质温度大于或等于350℃时，支承件的间距宜为2m～3m；在介质温度小于350℃时，支承件的间距宜为3m～5m；保冷时，平壁和圆筒支承件的间距均不得大于5m。

2）卧式设备当其外径D0大于2m，且使用硬质绝热制品时，应在水平中心线处设支承架。

3立式圆筒绝热层可用环形钢板、管卡顶焊半环钢板和角铁顶面焊钢筋等做成的支承件支承。

4设备底部封头可用封头与圆柱体相切处附近设置的固定环或设备裙座周边线处焊上的螺母来支承绝热层。

对有振动或大直径底部封头，可用在封头底部点阵式布置螺母或带环销钉来兜贴（挂）绝热层。

5保冷层支承件应选冷桥断面小的结构形式。

管卡式支承环的螺孔端头伸出保冷层外时，应将外露处的保冷层加厚至封住外露端头。

6支承件的位置应避开法兰、配件或阀门。

对立式设备及管道，支承件应设在阀门、法兰等的上方，其位置不应影响螺栓的拆卸。

7不锈钢和合金钢设备及管道上的支承件，宜采用抱箍型结构。

直接焊于不锈钢设备及管道上的支承件，应采用不锈钢制作。

当支承件采用碳钢制作时，应加焊不锈钢垫板。

合金钢设备及管道上的支承件，材质应与设备及管道的材质相匹配。

8绝热支承件的焊接应在设备或管道的内部防腐、衬里和强度试验前进行。

凡施焊后需进行热处理的设备上的焊接型支承件应在设备制造厂预焊。

6．2．10钩钉和销钉设置应符合下列规定：

1保温层用钩钉、销钉，宜采用φ3mm～φ6mm的圆钢制作，使用软质保温材料时应采用φ3mm，其材质应与设备及管道的材质相匹配。

保温钉的间距和数量应符合下列要求：

1）硬质材料保温钉间距宜为300mm～600mm，且保温钉宜设在制品拼缝处。

2）软质材料保温钉间距不宜大于350mm。

3）每平方米面积上保温钉的个数，侧面不宜少于6个，底部不宜少于9个。

2保冷层不宜使用钩钉结构。

3对有振动的情况，钩钉应适当加密。

4支承件已满足承重及固定绝热层要求时，可不再设钩钉。

6．2．11捆扎件结构应符合下列规定：

1保温层捆扎结构应符合下列规定：

1）保温结构的捆扎材料宜采用镀锌铁丝或镀锌钢带。

当保护层材料为不锈钢薄板时，捆扎材料应采用不锈钢丝或不锈钢带。

保温捆扎材料规格宜按表6．2．11取值。

表6．2．11保温捆扎材料规格

注：

表中D1表不保温层外径（mm），对平壁或矩形管道D1为当量直径。

2）硬质保温制品捆扎间距不应大于400mm，半硬质保温制品捆扎间距不应大于300mm，软质保温制品捆扎间距不应大于200mm，每块绝热制品上的捆扎不得少于两道。

半硬质制品长度大于800mm时，应至少捆扎三道，软质制品两端50mm长度内应各捆扎一道。

3）管道双层、多层保温时应逐层捆扎，内层可采用镀锌钢带或镀锌铁丝捆扎，大管道外层宜用镀锌钢带捆扎。

设备双层保温时，内外层宜采用镀锌钢带捆扎。

当保护层材料为不锈钢薄板时，外层捆扎材料应采用不锈钢带。

2保冷层捆扎应符合下列规定：

1）保冷层捆扎应以不损伤保冷层为原则，捆扎材料不宜采用铁丝，宜采用带状材料。

2）多层保冷时的内层应逐层捆扎，捆扎材料宜采用不锈钢带或胶带。

3）当捆扎材料采用不锈钢带时，其规格可按表6．2．11确定。

3设备封头的各层捆扎，可利用活动环和固定环呈辐射形固定或“十”字形固定。

4球形容器的捆扎应符合下列规定：

1）球形容器的捆扎应从赤道放射向两极，在赤道带处捆扎间距应小于300mm。

2）球形容器单层保冷应采用不锈钢带捆扎，多层保冷内层应采用不锈钢带捆扎。

5严禁用螺旋缠绕法捆扎。

6对有振动的部位，应加强捆扎。

6．2．12绝热层的伸缩缝设置应符合下列规定：

1绝热层为硬质制品时，应留设伸缩缝。

伸缩缝的扩展或压缩量宜按本条第8款规定计算，介质温度大于或等于350℃时，伸缩缝宽度宜为25mm；介质温度小于350℃时，伸缩缝宽度宜为20mm。

伸缩缝可采用软质绝热材料将缝隙填平，填充材料的性能应满足介质温度要求。

2直管或设备直段长每隔3.5m～5m应设一伸缩缝，中低温宜靠上限，高温和深冷宜靠下限。

3伸缩缝应设置在支吊架处及下列部位：

1）立管、立式设备的支承件（环）下或法兰下。

2）水平管道、卧式设备的法兰、支吊架、加强筋板和固定环处或距封头100mm～150mm处。

3）弯头两端的直管段上应各留一道伸缩缝。

当两弯头之间的间距较小时，其直管段上的伸缩缝可根据介质温度确定仅留一道或不留设。

4）管束分支部位。

4当绝热层为双层或多层时，其各层均应留设伸缩缝，并应错开，错开间距不宜小于100mm。

5保温层的伸缩缝应选用推荐使用温度大于或等于介质设计温度的软质材料填充严密。

6保冷层的伸缩缝可采用软质材料填充严密，其外应采用丁基胶带密封。

7设计温度大于或等于400℃的设备及管道保温和低温设备及管道保冷时，应在其伸缩缝外增设一层绝热层，其厚度应与设备或管道本体的绝热层厚度相同，且与伸缩缝的搭接宽度不得小于50mm。

8绝热层伸缩量宜按下列步骤进行计算：

1）管道或设备的伸长或收缩量应采用下式计算：

式中：

△L0——管道或设备的伸长或收缩（为负值时）量（mm）；

aL0——管道或设备的线胀系数（1/℃）；

L——伸缩缝间距（m）。

2）绝热材料的伸长或收缩量应采用下列公式计算：

单层：

双层：

式中：

△L1——绝热材料的伸长或收缩量（mm）；

△L2——外层绝热材料的伸长或收缩量（mm）；

aL1——内层绝热材料的线胀系数（1/℃）；

aL2——外层绝热材料的线胀系数（1/℃）。

3）绝热层在使用中伸缩缝的扩展或压缩量应按下列公式计算。

绝热层相对于管道：

外绝热层相对于内绝热层：

式中：

△L——当△L为负值时，绝热层伸缩缝的扩展或压缩量（mm）。

6．2．13保冷层中的支架、吊架、托架等承载部位处，应设置硬质保冷垫块。

6．2．14当被绝热设备或管道材质为不锈钢时，绝热结构中的镀锌辅材不得与被绝热设备或管道接触。

6．3防潮层设计要求

6．3．1设备与管道的保冷层外表面应设置防潮层。

地沟内敷设管道的保温层外表面，宜设置防潮层。

6．3．2在环境变化与振动情况下，防潮层应能保持其结构的完整性和密封性。

6．3．3胶泥涂抹结构的防潮层的组成，应符合现行国家标准《工业设备及管道绝热工程施工规范}）GB50126的有关规定。

6．3．4防潮层外如需使用捆扎件时，不得损坏防潮层。

6．4保护层设计要求

6．4．1绝热结构外层应设置保护层。

保护层应严密、防水；应抗大气腐蚀和光照老化；安装应方便，外表应整齐美观；应有足够的机械强度，使用寿命应长。

在环境变化与振动情况下，应不渗水、不开裂、不散缝、不坠落。

6．4．2保护层宜选用金属材料。

腐蚀性环境下宜采用耐腐蚀材料作保护层，有防火要求的设备及管道宜选用不锈钢薄板作保护层。

6．4．3常用金属保护层应符合表6．4．3的规定。

表6．4．3常用金属保护层

6．4．4金属保护层接缝形式可根据具体情况，选用搭接、插接、咬接及嵌接形式，并应符合下列规定：

1硬质绝热制品金属保护层纵缝，在不损坏里面制品及防潮层前提下可采用咬接。

半硬质和软质绝热制品的金属保护层的纵缝可用插接或搭接，搭接尺寸不得少于30mm。

插接缝可用自攻螺钉或抽芯铆钉连接，搭接缝宜用抽芯铆钉连接。

钉的间距宜为150mm～200mm。

2金属保护层的环缝，可采用搭接或插接。

搭接时一端应压出凸筋，搭接尺寸不得小于50mm。

水平设备及管道上的纵向搭接应在水平中心线下方15°至45°的范围内顺水搭接。

除有防坠落要求的垂直安装的保护层外，在保护层搭接或插接的环缝上，不宜使用自攻螺钉或抽芯铆钉固定。

3直管段上为热膨胀而设置的金属保护层环向接缝，应采用活动搭接形式。

活动搭接余量应能满足热膨胀的要求，且不应小于100mm，其间距应符合下列规定：

1）硬质保温制品，活动环向接缝应与保温层的伸缩缝设置相一致。

2）软质及半硬质保温制品，介质温度小于或等于350℃时的活动环向接缝间距为4m～6m，介质温度大于350℃时的活动环向接缝间距为3m～4m。

4管道弯头起弧处的金属保护层宜布置一道活动搭接形式的环向接缝。

5保冷结构的金属保护层接缝宜用咬接或钢带捆扎结构，不宜使用螺钉或铆钉连接，使用螺钉或铆钉连接时，应采取保护措施。

6．4．5保护层应有整体防水功能，应能防止水和水汽进入绝热层。

对水和水汽易渗进绝热层的部位应用玛碲脂或密封胶严缝。

6．4．6大型立式设备、贮罐及振动设备的金属保护层，宜设置固定支承结构。