Навигация
Теплоизоляционные и гидроизоляционные материалы для тепловых сетей
35167
знаков
0
таблиц
5
изображений
5. Теплоизоляционные и гидроизоляционные материалы для тепловых сетей
Теплоизоляционные и гидроизоляционные материалы, используемые в тепловых сетях тридцать – пятьдесят лет назад, не отвечают современным требованиям в отношении энергосбережения, экологических и экономических норм. Отечественные производители труб сегодня обладают большинством технологий по производству современных труб, теплоизоляционные материалы экономичны, а спектр их сегодня значительно широк. Сегодня разработаны и применяются такая теплоизоляция, как пенополиуретан (ппу), пенополистирол, современные минераловатные теплоизоляционные материалы. Ппу изоляция трубопроводов тепловых сетей хорошо зарекомендовала себя в странах с холодным климатов. ППУ изоляция стальных труб – сегодня это хорошо отлаженная система производства теплоизоляции трубопроводов. Пенополиуретан является долговечным и эффективным теплоизоляционным материалом.
Средняя плотность теплоизоляционных материалов (кг/куб. м) – физическая величина, определяемая отношением массы тела или вещества ко всему занимаемому ими объему, включая имеющиеся в них пустоты и поры. Средняя плотность материалов в сухом состоянии прямо пропорциональна объему пористости, и с ее помощью приближенно оценивают теплопроводность. При прочих равных условиях по средней плотности можно судить и о прочности теплоизоляционных материалов, конечно, в сугубо приближенном виде. Физико-механические свойства характеризуют прочность и деформативность теплоизоляционных материалов, т.е. общестроительные качества. К прочностным показателям относят прочности при сжатии, изгибе и растяжении. Как правило, значение этих показателей не велико и зависит от многих факторов: вида пористой структуры, прочностных показателей, формы и пространственного расположения каркасообразующих элементов структуры. Вид пористой структуры в значительной мере предопределяет способность материалов воспринимать тот или иной вид нагружения. В связи с этим стандарты регламентируют проведение испытаний теплоизоляционных материалов на один или несколько показателей прочности. Так, теплоизоляционные материалы с волокнистой структурой испытывают на изгиб и реже на растяжение, с зернистой и ячеистой структурами – на сжатие и реже на изгиб.
Отношение теплоизоляционных материалов к действию воды
Наличие воды в теплоизоляционных материалах всегда ухудшает их функциональные и строительно-эксплуатационные свойства. У влажных материалов резко повышаются теплопроводность и теплоемкость, у большинства из них снижаются физико-механические показатели. Поэтому снижение влажности является важным фактором улучшения свойств теплоизоляции. Отношение теплоизоляционных материалов к действию воды оценивается несколькими показателями. Влажность характеризуется отношением массы (объема) влаги, содержащейся в объеме материала, к его массе в сухом состоянии (влажность по массе) или к его объему (объемная влажность). Показатель влажности по массе существенно зависит от средней плотности материала, с ее уменьшением показатель влажности по массе растет и для теплоизоляционных материалов может достигать значений намного больше 100%. Свойства материала поглощать (сортировать) влагу из окружающего воздуха называют гигроскопичностью, а достигаемое при этом увлажнение – сорбционной или равновесной влажностью. Гигроскопичность зависит от природы материалов, характера пористой структуры, величины поверхности пор, а также от относительной влажности воздуха. При прочих равных условиях гигроскопичность выше у тех теплоизоляционных материалов, в структуре которых больше мелких капилляров, так как в них выше капиллярная конденсация паров воды. Снижение гигроскопичности теплоизоляционных материалов достигают путем их объемной гидрофобизации, уменьшения содержания микропор, защиты поверхности изделий обкладочными материалами или затирочными растворами. Свойство материалов увлажняться при соприкосновении одной из поверхностей с водой называется капиллярным подсосом (насыщением). Величина капиллярного подсоса главным образом зависит от пористой структуры материала и смачиваемости его водой. Чем больше капиллярных пор, тем выше при прочих равных условиях этот показатель. Крупные поры в процессе капиллярного подсоса не участвуют. Способность материала впитывать и удерживать воду характеризует его водопоглощение. Водопоглощение имеет месть при погружение материала в воду. По объему оно всегда меньше объема пористости теплоизоляционных материалов, а по массе – часто превышает 100%. Коэффициент размягчения характеризует влияние влаги на строительные свойства материалов и, прежде всего, на их прочность. Однако этот показатель непригоден для многих теплоизоляционных материалов, так как насыщение водой приводит к необратимым изменениям их структуры. Например, минераловатные изделия при этом уплотняются и резко снижают теплоизоляционные свойства, древесноволокнистые плиты набухают и теряют форму. Поэтому их отношение к действию воды оценивается комплексно. Морозостойкость характеризует способность материалов в насыщенном водой состоянии выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание. Этот показатель оценивается числом циклов, которое для различных теплоизоляционных материалов устанавливается соответствующими нормативными документами.
Отношение теплоизоляционных материалов к действию высоких температур Группа показателей, характеризующих поведение теплоизоляционных материалов при воздействии на них высоких температур, позволяет оценить эффективность применения их в тех или иных условиях службы. Термическая стойкость – способность материала выдерживать резкое многократное нагревание и охлаждение. Количественно измеряется числом циклов и характеризует продолжительность службы материалов в периодически действующих тепловых агрегатах. Этот важный показатель у теплоизоляционных материалов зависит главным образом от их пористой структуры. В связи с тем, что теплопроводность их значительно меньше, чем плотных материалов, то разница температур на горячей и холодной сторонах равновеликих изделий будет значительно больше. Следовательно, и величина температурных напряжений, определяемая расширением материала при нагревании и уменьшением объема при охлаждении, будет намного выше. Если же учесть, что высокопористое строение теплоизоляционных материалов предопределяет невысокую прочность, то становится ясным, что у большинства теплоизоляционных материалов термическая стойкость невысока. Особенно низка она у материалов с жестким ячеистым каркасом, например, получаемых пеновым способом. Наличие в структуре дефектов (микротрещин) способствует частичной релаксации температурных напряжений и, как следствие, повышению термической стойкости материалов. Такое строение характерно для керамических теплоизоляционных материалов, получаемых способом выгорающих добавок. Наиболее высокой термической стойкостью обладают материалы, в которых элементы твердой фазы, составляющие пористый каркас, имеют возможность свободно деформироваться при нагревании и охлаждении. Это, прежде всего материалы на основе огнеупорных волокон. Их термическая стойкость в десятки, а иногда и в сотни раз превышает тот же показатель материалов с ячеистой структурой и гораздо выше термостойкости плотных материалов. Для повышения термостойкости стремятся применять материалы с меньшими значениями коэффициента линейного температурного расширения (ТЛКР), который зависит от природы применяемого сырья. Огнеупорность – свойство материала противостоять, не деформируясь и не расплавляясь, длительному воздействию высоких температур. Огнеупорность зависит только от вещественного состава материала, т.е. от огнеупорности материалов, составляющих этот материал, и их соотношения в нем. Огнеупорность является важным признаком для определения предельной температуры применения теплоизоляционных материалов. Благодаря своим свойствам, огнеупорные теплоизоляционные материалы широко применяются на предприятиях металлургии, химической промышленности, машиностроения, в промышленности строительных материалов, энергетики. Температура начала деформации под нагрузкой – показатель, определяющий предельную температуру применения материала. Она соответствует температуре 4%-ной деформации материала под удельной нагрузкой, которая для теплоизоляционных материалов принимается, как правило, в соответствии с их средней плотностью. Температура начала деформации под нагрузкой всегда ниже огнеупорности и с повышением пористости снижается. Горючесть – способность материала выдерживать без разрушения действие высоких температур и открытого пламени. Горючесть характеризуется степенью возгораемости строительных материалов. По степени возгораемости все строительные материалы, в том числе и теплоизоляционные, делят на три группы: несгораемые, трудносгораемые, сгораемые. К несгораемым материалам относят все неорганические теплоизоляционные материалы. Материалы из органического сырья относят к группе сгораемых. Негорючесть материалов повышают введением в их состав минеральных компонентов, пропиткой антипиренами, покрытием огнезащитными составами. Модифицированные таким образом материалы и изделия относят к группе трудносгораемых материалов.
6. Электродуговая сварка и её применение при монтаже теплоэнергетического оборудования
Наиболее распространенным способом сварки металлов, на областях промышленности и строительства, является электрическая дуговая сварка, изобретенная русским инженерами Николаем Николаевичем Бенардосом и Николаем Гавриловичем Славяновым.
Дуга представляет собой электрический разряд в газе между электродами, к которым подведено напряжение источника тока. Ток в дуге обусловлен так называемыми свободными электронами и положительно и отрицательно заряженными частицами вещества – ионами. Процесс образования этих частиц называется ионизацией. В средней части дуги расположен столб дуги, ярко светящейся и имеющий температуру около 6000 °С. Столб заканчивается на электродах катодным и анодным пятнами, через которые проходит весь ток дуги.
Ручная электродуговая сварка весьма широко распространена при производстве электромонтажных работ и для изготовления электроконструкций. С ее помощью изготовляются опоры электросетей, кожухи комплектных распределительных устройств и трансформаторных подстанций, многочисленные поддерживающие конструкции, распределительные шкафы, щиты и т.п.
Особое широкое распространение получила дуговая сварка по способу Н.Г. Славянова. Сущность этого способа заключается в том, что электрическая дуга возбуждается между свариваемой деталью и металлическим электродом, который плавится в процессе горения дуги и заполняется тем самым сварной шов. Одновременно плавятся кромки свариваемых деталей. Такой процесс называется сварка металлическим электродом.
При сварке по способу Н.Н. Бенардоса используется неплавящийся (угольный) электрод, а заполнение шва достигается за счет плавления присадочного прутка.
Если дуговая сварка по способу Бенардоса производится голым угольным электродом, то при сварке по способу Славянова на плавящийся металлический электрод обычно наносится покрытие, которое в зависимости от состава и толщины наносимого слоя может быть ионизирующим либо так называемым качественным, т.е. обеспечивающим получение повышенного качества наплавленного металла.
Сварка угольным электродом стали, а также чугуна и цветных металлов производится с применением флюса, наносимого на присадочные стержни и на кромки свариваемых деталей.
Электродуговая сварка применяется при монтаже теплоэнергетического оборудова-ния: для сварки труб, арматуры, железобетонных конструкций, линии электропередач, при монтаже распределительных шкафов.
7. Укажите обозначение и наименование государственного стандарта на материал, расшифруйте его марку, укажите механические и эксплуатационные свойства, возможную область применения.
КЧ 30–6
Чугун – это железоуглеродистый сплав, содержащий более 2% углерода (если сплав содержит менее 2% углерода, он относится к сталям). Кроме углерода, чугун содержит кремний (до 4%), фосфор (до 1,2%), марганец (до 2%), серу (до 0,2%).
Ковкий чугун производят из белого чугуна с помощью длительного выдерживания (томления) его при температуре 800–850 °С. Изменяя режим термической обработки, получают ковкий чугун выше 900 °С графит может распадаться и образовывать цементит, что вызывает потерю ковкости и ухудшает свариваемость. Чтобы восстановить первоначальную структуру ковкого чугуна после сварки приходится проводить полный цикл термообработки.
Ковкий чугун обладает повышенной прочностью на растяжение невысокой пластичностью и высоким сопротивлением удару.
Марка ковкого чугуна по ГОСТ 1215–59 (КЧ 30–6).
Ковкий чугун обозначается буквами КЧ и двумя числами: первое число (30) означает временное сопротивление при растяжение (300 МН/м?), второе число (6) означает относительное удлинение в процентах.
Твердость КЧ 30–6 по Бринеллю 163.
Ковкой чугун применяется для изготовления корпусов вентилей, кранов, задвижек малых размеров, а также фитингов диаметром до 11/2» включительно.
Литература
1. «Сварочные работы «В.А. Чебан
2. «Сварка при производстве электромонтажных работ» Р.Е. Евсеев, В.Р. Евсеев
3. Этус. Материаловедение
Похожие работы
... шихты на 1 тонну годных слитков и стоимости передела. Она включает также расход энергии, электродов, огнеупоров, изложниц, зарплату персоналу. Основные технико-экономические показатели способов производства стали. Показатель Способ производства стали конвертер-ный мартеновский электропла-вильный Вместимость плавильного агрегата, т. 250-400 400-600 200-300 Выход годного (стали),% ...
... ферромарганец в количестве, обеспечивающем заданное содержание марганца в стали, а также производят науглероживание, если выплавляют высокоуглеродистые стали (до 1,5% С). Производство стали в электропечах относится к области техники, именуемой общим понятием «электрометаллургия». По сути, электрометаллургия охватывает все промышленные способы получения металлов и сплавов с помощью электрического ...
... и снижения окисления железа в шлак. Технико-экономические показатели работы конвертеров включают производительность, себестоимость и качество. Кислородно-конвертерный процесс является самым производительным из всех процессов производства стали. Современный конвертерный цех с двумя конвертерами (один – в работе, другой – в ремонте) обеспечивает производство до 5 млн. т стали в год. Себестоимость ...
0 комментариев