БАЗАЛЬТОВЫЕ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫЕ ШНУРЫ ( БТШ )
На основе супертонких и непрерывных волокон разработан материал для изоляции трубопроводов - БТШ [15,16]. Шнуры диаметром 6,10,20,30 и 40 мм состоят из круглой сердцевины из базальтового супертонкого волокна, оплетенной ровингом из непрерывного базальтового волокна.
Схема производства шнуров приведена на рис.6. При помощи специального устройства формируется сердцевина, для изготовления которой используется один слой ковра из БСТВ, выходящего с конвейера. В зависимости
9
от диаметра выпускаемого шнура подача ковра регулируется изменением скорости движения конвейера. Ковер собирается в сердцевину, которая свора-
Оплеточным материалом служит базальтовый ровинг толщиной 225-450текс. Поставляемый в бухтах ровинг перематывают на шпули при помощи тростильной машины. Оплетка сердцевины базальтовым ровингом производится на модернизированной оплеточной машине 0НК-16Э, применяемой в кабельной промышленности [16]. Заданный диаметр изделия обеспечивается прохождением сердцевины через сменный калибр, диаметр отверстия: которого на 1-3 мм больше диаметра шнура. Количество переплетений на I см принято 1-3 в зависимости от диаметра шнура, скорость оплетки I м/мин. Готовый материал сматывается в бухты.
Основные характеристики базальтовых теплоизоляционных шнуров приведены в табл..5, а их физико-механические свойства в сравнении с асбестовыми пух-шнурами - в табл. 6.
Базальтовые шнуры весьма превосходят по своим свойствам асбестовые. В сравнении с другими материалами, применяемыми для изоляции трубопроводов, это преимущество еще более очевидно.
10
Таблица 5
Марка
|
Диаметр,
мм
|
Плотность, кг/м3
|
и
|
асса. г/м
|
Плотность оплетки (количество переплетении на I ом)
|
шнура
|
сердцевины
|
|
БТШ-6
|
6
|
420
|
12
|
8
|
3
|
БТШ-10
|
10
|
290
|
24
|
14
|
3
|
БТШ-20
|
20
|
200
|
60
|
44
|
1,5
|
БИ1-30
|
30
|
140
|
100
|
80
|
1,5
|
БТШ-40
|
40
|
135
|
170
|
145
|
I
|
Таблица 6
Показатели
|
Базальтовые
шнуры
|
Асбестовые
пух-шнуры
|
Плотность, кг/м3
|
135-420
|
550-1200
|
Температура применения, °С
|
До 700
|
До 400
|
Теплопроводность при 25°С, Вт/(м*к)
|
0,048-0,052
|
0,116-0,14
|
Гигроскопичность, %
|
До 2
|
4
|
Производство базальтовых теплоизоляционных шнуров освоено на бе- личском заводе "Теплозвукоизоляция". Они нашли широкое применение в авиационной, судостроительной и других отраслях промышленности.
-
ПЛИТЫ НА ПОПИВИНИЛАЦЕТАТНОМ СВЯЗУЮЩЕМ
Технология получения мягких плит размером 500x500 и 830x600 мм и толщиной 20,30,40 мм на основе базальтовых супертонких волокон и поли- винилацетатной эмульсии включает в себя следующие стадии: приготовление раствора связующего (концентрация 1,5-5 г/л), пропитка волокна связующим, формование и сушка плит [Г7]. Пропитка волокон осуществляется поливом с последующим отжатием избытка раствора связупдего.
Пропитанные холсты укладывают пакетами на злектро- или парообогреваемые полки пресса. Толщину плит задают установленными на каждой полке фиксаторами. Формование производится с помощью 12-полочного гидравлического пресса модели ДА-2238. Температура сушки 140-150°С, ее продолжительность в зависимости от толщины 80-120 мин.
В эксплуатационных условиях при температуре нагретых поверхностей более 200°С связующее (ПВА) выгорает. Вводится оно для придания изделию
II
необходимой монтажной жесткости, значительно облегчающей и ускоряющей
укладку теплоизоляционного слоя. Поскольку содержание связующего неве-
лико (менее 10$), а само оно не оказывает агрессивного воздействия на
волокно даже при выгорании, температурная область применения изоляцион-
ного слоя определяется температуроустойчивостью БСТВ. Основные свойст-
ва плит приведены ниже.
Толщина, мм 20,30,40
Плотность, кг/м3 60-80
Содержание связующего, %, не белее 8
Сорбционное увлажнение через 24 ч,%,
не более 2
ость при 25°С,
\/ Плиты на основе БСТВ обладают высокой гибкостью, вибростойкостью, легко поддаются резке в сухом состоянии, не пылят. Они являются перспективным материалом для теплоизоляции в строительстве, приборостроении и металлургической промышленности.
В настоящее время промышленностью выпускаются теплоизоляционные шшты из минеральной или стеклянной ваты с применением различного типа связующих: синтетических смол, крахмала, бентонитовой глины и др. (18].
Выдвигаемые требования к получению волокнистых высокотемпературных изделий сводятся к уменьшению содержания связующего или его полному исключению за счет использования других средств образования каркаса. Известен способ получения изделий из минерального волокна - сплавление отдельных волокон с повощью токов высокой частоты [19]. При этом на волокнистую массу напыляется дисперсный электропроводящий материал (графит, алюминий и др.). Этот способ трудоемок и требует обязательного введения в волокнистую массу электропроводящего материала, который в ней практически невозможно равномерно распределить. Известен аналогичный способ изготовления теплоизоляционного материала из стеклянной ваты. Однако вследствие полного спекания стекловолокнистой массы изделия имеют высокую плотность (400-500 кг/м3) [20].
Научно-исследовательской лабораторией базальтовых волокон (НШШВ) разработан способ изготовления теплоизоляционных плит без связующего из БСТВ диаметром 2 мкм [21]. Способ заключается в термообработке на конвейере под нагрузкой холста из БСТВ. В процессе термообработки при тем
ат/ , не более
Содержание ионов хлора, % Температура применения, °С
0,035
0,01-0,02
700
-
ПЛИТЫ БЕЗ СВЯЗУЮЩЕГО , ПОЛУЧЕННЫЕ СПОСОБОМ ПОЛУСПЕКАНИЯ
12
пературе более 700°С последнее, имея в исходном состоянии стекловидную структуру, благодаря налиттю оксидов железа и титана, подвергается кристаллизации. В интервале температур 750-900°С образуется стекломикрокристаллическая структура, представленная микрокристаллами пироксенов, гематита и стеклом. Под воздействием высокой температуры и нагрузки стекловидная фаза размягчается и обволакивает кристаллы волокна, выполняя таким образом роль связующего.
Этим способом получают мягкие (60-100 кг/м3) и полужесткие (120-150 кг/м3) шшты, обладающие низкой теплопроводностью (0,030-0,036 Вт/(м*К), малой гигроскопичностью (0,01-0,05%). 1/Плиты без свяэущего являются высокоэффективным теплоизоляционным материалом, применяемым до Ю00°С:
Технология производства плит без связующего методом спекания волокнистой массы стекломикрокристаллической структура внедрена на беличском заводе "Теплозвукоизоляция".
-
КАРТОНЫ
Теплоизоляционный картон на основе базальтового супертонкого волокна и поливинилацетатной эмульсии выпускается по разработанной НИЛЕВ технологии Г22]. Поточная технологическая линия включает в себя узел приготовления связующего (ПВА), конвейер, формующий ленту картона, и конвейерную сушилку.
Теплоносителем может служить подогретый воздух или отходящие газы. Сушилка имеет шесть зон с автономным регулированием температуры. Скорость сушки регулируется движением сетчатого конвейера, работающего синхронно с формующим конвейером. Температура сушки 140-160°С.
В соответствии с РСТ УССР 1951-84 "Картоны тепло-, теплозвукоизоляционные на основе стеклянных штапельных волокон из горных пород" с применением ПВА выпускаются теплоизоляционные картоны марок ТК-4 и АТМ-12 длиной 300-1220 мм,шириной 300-1000 мм и толщиной 4-10 мм.Производство базальтовых картонов освоено на беличском заводе "Теплозвукоизоляция".
Свойства базальтового картона в сравнении с асбестовым приведены в табл. 7.
Таблица 7
Показатели
|
Базальтовый
картон
|
Асбестовый
картон
|
Температура применения, °С
|
От -260 до +700
|
До 600
|
Плотность, кг/м3
|
70-110
|
1000-1300
|
Теплопроводность при 25°С,Вт/(м*К)
|
0,035
|
0,14
|
Влажность, %
|
Не более 2
|
Не более 3
|
Горочесть
|
Трудносгораемые
|
13
Базальтовый теплоизоляционный картон на глинистом связувдем. На
основе БСТВ и глинистого связующего получены листовые материалы - теп-
лоизоляционный картон ТК-1 и теплозвукоизоляционный картон ТЗК-6 толщи-
ной от 2 до 12 мм [23,24] , состоящие из базальтового супертонкого во-
локна диаметром до 1,5 мкм - 88-98$; глинистого связующего - 12-2$. В
качестве последнего используются бентонитовые глины Черкасского место-
рождения УССР.
Технологический процесс состоит из трех основных стадий: приготов-
ление глинисто-волокнистой гидромассы; формование непрерывного ковра из
гидромассы с помощью вакуум-фильтрации; сушка в конвейерной сушилке.
Материал после сушки раскраивается на листы заданных размеров и упако-
вывается. Техническая характеристика материала приведена ниже.
Плотность, кг/м3 100-280
Температуростойкость, °С От -260 до +750
Теплопроводность при 25°С,
Вт/(м-К), не более 0,045
Предел прочности при растяжении, МПа,
не менее 0,32
Горючесть Несгораемый
/ Используется в качестве прокладочного теплоизоляционного материала в строительстве, судостроении, авиационной, химической и других отраслях промышленности.
Промышленное производство освоено на ирпенском комбинате "Прогресс", беличском заводе "Теплозвукоизоляцил", Павлоградском заводе стеновых материалов и др.
Базальтоасбестовый кантон. В производстве асбестоцементных изделий ежегодно образуется большое количество отходов (асбестита), которые нигде не используются и занимают производственные площади. Исследования показали возможность применения асбестита в качестве добавок при получении теплоизоляционного картона из базальтового супертонкого волокна [25].
Исследования проводились на опытно-промышленной конвейерной линии с узлом формирования типа сетчатого стола на беличском заводе "Тепло- звукоизоляция" . В качестве связующего использована бентонитовая глина Черкасского месторождения.
Были опробованы составы с соотношением базальтовое волокно:асбестит 40:60, 50:50, 70:30 при концентрации глинистого связующего 0,15$. Получен картон размером 1000x1100 мм толщиной 2-5 мм.
Основные свойства базальтоасбестового картона в сравнении с асбестовым представлены в табл. 8.
14
Следует отметить, что базальтоасбестовый картон превосходит по прочности базальтовый картой, значительно легче асбестового картона и эффективнее его по теплоизоляционным свойствам.
Использование асбестита в производстве картона и других теплоизо- лиционных изделий (плиты, бумага и др.) на основе базальтовых супертон- ких волокон даст значительный экономический эффект.
Картон на основе ктемнезоля. НШЕБВ совместно с ВНИИэнергоцветметом (г. Свердловск) разработан новый теплоизоляционный материал ТКК-3 - картон на основе базальтового супертонкого волокна и золя кремниевой кислоты [26,27].
|
|
|
|
Т а С
|
лица 8
|
Состав
|
материала. %
|
Толщина,
мм
|
Плотность,
кг/м3
|
Разрушающее напряжение при растяжении, МПа
|
Теплопроводность при 250С, Вт/(м.К)
|
ЕСТВ
|
асбестит
|
|
|
Базальтоасбестовый картон
|
|
70
|
30
|
2,4-2,9
|
180-200
|
0,20-0,25
|
0,044
|
50
|
50
|
2,2-4,8
|
220-240
|
0,29-0,37
|
0,049
|
30
|
70
|
2,5-3,5
|
250-270
|
0,40-0,50
|
0,052
|
|
|
Базальтовый картон
|
|
|
100
|
-
|
3,0-5,0
|
140-160
|
0,10-0,15
|
0,037
|
|
|
Асбестовый картон
|
|
|
- 1
|
Ы
О
о
|
2,0-10,0 |
|
1000-1300
|
0,60-0,70
|
0,140
|
В отличие от используемой в настоящее время при производстве картона ТК-4 псшивинилацетатной эмульсии кремнезоль негорюч и недефицитен и отличается простотой в изготовлении [28].
Исследования показали, что замена полпвинилацетатной эмульсии зо-
лем кремниевой кислоты позволяет получить теплоизоляционный картон,
обладающий в сравнении с картоном ТК-4 более высокой прочностью, гиб-
костью и упругостью.
Свойства картонов ТКК-3 и ТК-4 приведены в табл. 9.
Таблица 9
Показатели
|
ТКК-3
|
ТК-4
|
Плотность, кг/м3
|
Не более 100
|
Не более НО
|
Теплопроводность, Вт/(м-К)
|
Не более
|
Не более 0,040
|
|
0,035
|
|
Предел прочности при растяжении, МПа
|
0,2
|
0,07
|
Упругость (коэффициент возвратимости
|
|
|
после удаления сжимающей нагрузки),%
|
Не менее 96
|
Не менее 85
|
Содержание связующего, %:
|
|
|
органического
|
_
|
Не более 4
|
неорганического
|
Не более 2
|
—
|
Достарыңызбен бөлісу: |