中国石化北京设计院标准-管道隔热材料及厚度选用

1、中国石化工程建设公司管道隔热材料及其厚度选用规定设计标准SEPM 0055-2000实施日期2000年11月10日第 1 页 共 56 页1总那么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2 6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保温设计的根本原那么4.2保冷设计的根本原那么编制高莉萍 审核孙凯红 会签齐青 审定

2、张德姜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编制说明1 总那么1.1 目的为提高石油化工装置工程设计的管道设计质量，合理选用绝热材料及其厚度，特 制定本标准。1.2 适用范围本规定适用于新建、扩建和改建的石油化工装置中根底设计阶段的管道保温材料及 其厚度的选用。详细设计

3、阶段管道的保温材料及其厚度的选用仍适用于本规定。1.3 引用标准在使用本标准时，尚应符合以下标准的规定：GBJ 126?工业设备及管道绝热工程施工及验收标准?1.4 替代标准本标准代替BA2-3-9-94?设备和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 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 参加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2.1 0表2.1绝热用岩棉、矿渣棉及其制品的主要性能指标根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，m7.0

4、-密度，kg/m 315061200618081100密度允许偏差，%-15-导热系数平均温度 70； C , W/m K0.0440.0440.049有机物含量，%-4.01.5燃烧性能-不燃不燃不燃热荷重收缩温度，C6506004006002.2 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，玻璃棉参加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2.2表2.2玻璃棉产品的主要性能指标根本特性毡板管1号2a号2b号3号2号3号-渣球含量，%1.04.00.310.0-纤维平均直径，m5.08.0

5、8.013.0-密度，kg/m324324048641208012045导热系数平均温度 70 5 C ，W/m K0.0410.0420.0420.0490.0490.0470.0440.0430.0420.0470.043燃烧性能-不燃不燃最高使用温度，C4003003504003502.3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。由于原料和反响条件不同，雪硅钙石的最高使用温度为650 C,硬硅钙型的最高使用温度为1000 C。硅酸钙绝热制品的主要性能见表 2.3表2.3 硅酸钙绝热制品的主要性能根本特性产品类别I型U型240

6、号220号170 号270号220号170号140号密度，kg/m3240 I220I 170270220 I170140质量含湿率，%7.57.5抗压强度，MPa平均值0.50.40.50.4抗折强度，MPa平均值0.3:0.20.310.2100 C0.0650.0580.0650.058导热 系数W/m K200 °C0.0750.0690.0750.069平均300 C0.087r 0.0810.087 n0.081温度400 C0.10.0950.10.095500 C0.1150.1120.1150.112600 C0.130.130.130.13最高使 用温度匀温灼烧试

7、验温度，C6501000线收缩率，%22裂缝无贯穿裂缝无2.4硅酸铝棉及其制品硅酸铝棉是以粘土、矶土、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性能规定见表2.4表2.4硅酸铝棉及其制品的主要性能硅酸铝棉及其制品渣球含量，%密度，kg/m3导热系数，W/m K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18.0960.16141280.1561920.1533a、 4a、 2b 号15.0960.161 :1280.1561920.153毯1b4b 号15.0640.1

8、764960.1611280.1561920.1532.5 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外表的绝热，需提供氯离子含量检验报告，氯离子含量应符合 GBJ126-89 中的要求。表2.5 硅酸盐复合绝热涂料的主要性能指标序 号根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/m310003pH值9114干密度kg/m31802202805体积收缩率%15.020.030.06抗拉强度kPa1007粘结强度kPa258导热平均温度350 C± 5 CW/m

9、K0.10.110.12系数平均温度70 C± 5C0.060.070.089高温后抗拉强度600 C恒温4小时kPa5026 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 C 400 C。其主要性能指标见表 2.6 。表2.6泡沫玻璃绝热制品的主要性能指标根本特性150号180号优等品一等品合格品一等品合格品密度，kg/m3 最大值150150150180180抗压强度，MPa 最小值0.50.40.30.50.4抗折强度，MPa 最小值0.40.40.40.50.5吸水率，V/V % 最大值0.

10、50.50.50.50.5透湿系数，ng/ Pa s m最大值0.0070.0070.050.0070.05导热系数，W/m K平均温度35 C0.0580.0620.0660.0620.066最大值-40 C0.0460.0500.0540.0500.0542.7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、搅拌产生化学反响而形成发泡体。硬质聚氨 酯泡沫塑料的主要性能指标见表 2.7 。表2.7硬质聚氨酯泡沫塑料的主要性能指标根本特性类型I类型UABAB密度，kg/m330压缩性能：屈服点时或形变10%时的压缩应

11、力，kPa100150导热系数，W/m K0.0220.0270.0220.027尺寸稳定性(70 C, 48h )，%55水蒸汽透湿系数(23±2C/0%85%RH ), ng/Pa m s6.56.5吸水率，v/v %432.8 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。 其性能指标见表 2.8 。表2.8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U型川型密度，kg/m3152030导热系数，W/m K0.0410.0410.041尺寸稳定性(70 C，48h )，%555透湿系数，ng/Pa m s9.54.54.5吸水率，v

12、/v %6422.9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2.9表2.9 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，入0导热系数 参考方程入抗压强度MPaW/m K板480.043超细玻璃棉制品641203000.042入=入 0+0.00011tm-管450.043800.044岩棉及矿渣棉板1001201501602500.0460.048入=入 0+0.00018t m-管2000.0441700.0550.4微孔硅酸钙2205500.062入=:入 0+0.000116tm0.52400.0640.5硅酸铝纤维制品1202009000

13、.056入=入 0+0.0002t m复合硅酸铝镁板45806000.036-0.4制品管硬质3000.041涂料2800.08人二人 0+U.UUU112t m聚氨酯泡沫塑料制品3060-65+800.027入=入 0+0.00009t m-聚苯乙烯泡沫塑料制品30-65+700.0349入=入 0+0.00014t m泡沫玻璃150180-196+4000.060.064入=入 0+0.00022t m0.50.7注：复合硅酸铝镁制品中涂料的常温导热系数0.08 为70 C时的值。3 绝热材料的选择3.1 保温层材料的选择保温层材料的选择应符合以下要求：a导热系数小保温材料的平均温度低于3

14、50 C时，其导热系数不得大于0.12W/m K;保冷材料的平均温度低于27 T时，其导热系数不应大于0.064W/m K。b密度小硬质保温材料密度不应大于300kg/m 3;软质和半硬质保温材料制品密度不应大于200kg/m 3;保冷材料制品的密度不应大于200kg/m 3C) 机械强度硬质保温材料抗压强度不应小于0.4MPa ;硬质保冷材料抗压强度不应小于0.15MPa。d) 平安使用温度范围平安使用温度范围应符合表2.9的规定，略高于保温对象外表的设计温度。e) 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。f) 化学性能符合要求用于与奥氏体不锈钢外表接触的绝热材料应符合GBJ

15、 126有关氯离子含量的规定。g) 保温工程的设计使用年数一般以五至七年为宜。保温材料在投资归还年限内不应失效。h) 价格要求单位热阻的价格低。i) 保温材料对现场的适应性需经常撤除保温的地方，应选用易拆卸且不易破碎的材料；有振动的管道需 选用防振材料；化学药品易泄漏部位，要考虑防腐蚀。j) 平安性考虑腐蚀和泄漏所引起的危险，选用对被绝热对象无腐蚀的材料；火灾时可产生有害气体的危险，选用不燃材料。k) 施工性能施工性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用于常温以下的绝热或0C以上常温以下的防结露，应为闭孔型材料，材料的吸水率、吸湿率

16、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) 含水率不大于1% (质量);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331.1 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、不开裂、不易老化等性能。 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a) 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0.5mm0.8mm 铝或合金铝板，也可

17、选用0.5mm镀锌或不镀锌薄钢板。b) 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0.5mm0.8mm 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 C时粘结强度不低于 0.15MPa ;d) 平安使用温度范围大，有一定的耐温性，软化温度不低于65 C。有一定的抗冻性，冬季不脆化、不开裂、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

18、% ;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 保温设计的根本原那么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根本原那么。4.1.1 具有以下情况之一的设备或管道及组成件应予保温：a) 外外表温度大于 50 C；b) 外表温度不大于 50 C,但工艺需要保温的管道；C) 介质凝固点或冰点高于环境温度的管道。4.1.2 具有以下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管道；b) 要求及时发现泄漏的管道法兰；c) 内部有绝热，耐磨衬里的管道；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

19、排气、放空等不需要保温的管道。4.1.3 防烫伤保温外表温度超过 60 C但工艺要求不保温设备或管道，需要经常维护又无法采用其它措施防止烫伤的部位，应在以下范围内设置防烫伤保温：a) 距地面或操作平台面高2.1m以内；b) 距操作面小于 0.75m。4.2 保冷设计的根本原那么常温以下的设备或管道，应在减少冷量损失的同时，确保保冷层外外表温度高于 环境的露点温度。具有以下情况之一的管道必须保冷：a) 需减少冷介质在生产或输送过程中的温升或气化的管道；b) 需减少冷介质在生产或输送过程中的冷量损失的管道；c) 需防止在环境温度下，外表凝露的管道。4.3 保温(保冷)计算4.3.1 保温计算根据不

20、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“外表温度法计算，保温层外外表温度不宜超过60 C；为限定外表散热热流量，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；为防止外外表结露，采 用“外表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。校核外外表温度时，应高于露点温度C 3 C。附录A 岩棉

21、、矿渣棉及其制品的厚度选用A1环境温度为-35 C时，管道保温厚度见表A1 o表A1-35 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 :!00 250 300 35)400450500 fi50 600 7(0 80(0 9001000)1003540404550555560606565707070707070757575751504045455055606065707575808080858585858590902004545505560707070808085909090909595951001001002504550556065757580

22、85909595100100100 105 10)5 105 105110110A2 环境温度为-30 C时，管道保温厚度见表A2 o表A2 -30 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 2!)0 300 350400450500 550 6()0 700 80C900100010035354045455050556060656565707070707070707515040404550556060657070757580808080808585858520040455055606565707580858590909090909595

23、9510025045505560657070758590909595100100 100 100 105 105i 105110A3 环境温度为-25 C时，管道保温厚度见表A3 o表A3 -25 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 2!00 250 300 35()400450500 550 600 700 800)90010001003035404545505055556060656565656565707070701504040455055606060657075757580808080808085852004045505560656

24、570758080858585909090909595952504550556065707075858590959595100100 100 1()0 105 105105A4 环境温度为-20 C时，管道保温厚度见表A4。表A4-20 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 2-50 3C0 35()400450500 fi50 600 7()0 800 9001000100303535404550505055606060606565656565656570150354045505055556065707075757575808080

25、808080200404550556065657075758080858585909090909095250455055606570707580859090959595100100 100 100 105105A5 环境温度为-15 C时，管道保温厚度见表A5。表A5-15 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 250 300 35(0 400450500 ；550 600 7()0 800 90()10001003035354040454550555555606060606060656565651503540405050555560

26、656570707075757575758080802004045455555656565707580808085858585909090902504550506060707075808585909095959595100100 100100A6 环境温度为-10 C时，管道保温厚度见表A6。表A6 -10 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 250 300 35(0 400450500 ；550 600 7()0 800 90()100010030303540404545505055555555606060606060606015

27、0354040455055556060656570707075757575757575200404545505560606570757580808085858585859090250455050556070707580858590909095959595100100100A7 环境温度为-5 C时，管道保温厚度见表A7。表A7 -5 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 250 300 35(0 400450500 ；550 600 7()0 800 90()10001003030353540454545505050555555555

28、5555560606015035354045505555556065656570707070707075757520040404550556060657075757580808080858585858525045455055607070707580858590909095959595100100A8 环境温度为 0 C时，管道保温厚度见表A8。表A8 0 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 250 300 35()400450500 5)50 600 7()0 800 90(10001002530303540404045455050

29、50505555555555555555150353540454550505560606565656570707070707070200404045505560606570707575758080808080858585250404550556065657075808585859090909095959595A9 环境温度为 5 C时，管道保温厚度见表A9。表A9 5 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 250 300 35()400450500 5)50 600 70)0 800 900)100010025303035354040

30、4045455050505050505050505555150303540454550505555606065656565656570707070200354045505060606065707075757580808080808085250404550556065657075808085858590909090959595A10 环境温度为10 C时，管道保温厚度见表 A10。表A1010 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 2-50 3C0 35()400450500 5)50 600 7()0 800 90(100010025

31、2530303540404040454545454550505050505050150303535404550505055606060606565656565656565200354045505055556065707070757575757580808080250404550555565657075758080858585859090909095A11 环境温度为20 C时，管道保温厚度见表A11 o表A1120 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 250 300 35(0 400450500 ；550 600 7()0 800

32、90()1000100202525303035353540404040404040454545454545150303035404045455050555555606060606060606060200354040455055556060656570707070757575757575250404545505560606570757580808085858585859090A12 环境温度为25 C时，管道保温厚度见表A12。表A1225 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 250 3(0 35()400450500 ；550 60

33、0 7()0 800 90()1000100202525303030303535354040404040404040404040150303035404045454550505555555555606060606060200353540455055555560656565707070707070757575250404045505560606570757580808080808585858585A13 环境温度为30 C时，管道保温厚度见表A13。表A13 30 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 250 3(0 35(0 4004

34、50500 ；550 600 7()0 800 90()1000100202025252530303035353535353535404040404040150253030354045454550505050555555555555556060200353540454550505560606565656570707070707070250404045505560606570707575758080808085858585附录B 玻璃棉及其制品的厚度选用B1环境温度为-35 C时，管道保温厚度见表B1 o表B1-35 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C1520254050801

35、00150 200 25；0 300 35(400450 !)00 550 6()0 700 8009001000100303535404045455055555560606060606065656565150353540455055555560656565707070707070757575200354045505055606065707075757575808080808080250404545505560606570757580808085858585909090300404550556065657075808085859090909095959595B2 环境温度为-30 C时，管道保

36、温厚度见表B2 o表B2 -30 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 2!)0 300 350)400450500 550 600 7C0 800)9001000)1003030354040454550505555555560606060606060601503535404545505055606065656565707070707070702003540405050555560657070707575757575808080802504045455055606065707575808080808085858585903004045

37、50556065657075808085858590909090909595B3 环境温度为-25 C时，管道保温厚度见表B3 o表B3 -25 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 25；0 300 350)400450 !)00 550 6()0 700 80090010001003030354040454545505055555555555560606060601503035404545505055606060656565656570707070702003540404550555560656570707075757575757

38、58080250404045505560606570707575808080808085858585300404550556065657075758080858585909090909095管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 25；0 300 35(400450 !)00 550 6()0 700 80090010001002530303540404045505050505555555555555555551503035354045505050556060606565656565656570702003540404550555560606565707

39、07070757575757575250404045505560606570707575758080808080858585300404545555565657075758080858585858590909090B5 环境温度为-15 C时，管道保温厚度见表B5。表B5 -15 C时的管道保温厚度管道内介管道公称直径，mm质温度C152025405080100150 200 25；0 300 350400450 !)00 550 6()0 700 800900100010025303035354040454550505050505050555555555515030353540455045505555606060606565656565656520035354045505555556065656