Высокотемпературная изоляция

Высокотемпературная теплоизоляция - способ защиты различных объектов, конструкций, оборудования от воздействия высоких температур.
Создание эффективных и экологически безопасных теплоизоляционных материалов - одна из важнейших задач современной строительной острасли. По статистике, недостаточная теплоизоляция жилых и промышленных зданий приводит к потере до 45 процентов энергоресурсов в год, а к наиболее тяжелым последствиям приводят, конечно, пожары. Вполне логично, что новые разработки в области высокотемпературной изоляции вызывают повышенный интерес ученых и практиков.
Чаще всего речь идет о высокотемпературной изоляции промышленного оборудования, трубопроводов, агрегатов газовых и паровых котельных, систем отопления и горячего водоснабжения, а также нефтепроводов и газопроводов. Материалы, используемые для высокотемпературной изоляции, имеют особый химический состав, позволяющий изолировать конструкции от контакта с агрессивными средами.Основное свойство таких теплоизоляционных материалов - температуростойкость.
Нетканые углеродные волокна являются современным и широко применяемым материалом для высокотемпературной изоляции. Из графитового волокна, к примеру, производят графитовый войлок, который служит для высокотемпературной изоляции самых разных объектов.
В настоящее время теплоизоляционные материалы изготавливают из очень тонких волокон различных материалов. Получают сверхтонкие волокна различными способами, например, центрифугированием, методом вытягивания. Связующие вещества добавляются непосредственно в процессе получения, а высокотемпературная изоляция связующих веществ не требует. Количество связующего материала варьируется в зависимости от требуемой прочности будущего изделия.
Эффективность волокнистой теплоизоляции основывается на удержании большого объема воздуха. Именно воздух, который составляет 98% от массы изделия. Располагаются волокна в самых различных направлениях. Выделяют продольное, поперечное и смешанное расположение волокон. Для теплоизоляции наиболее эффективно смешанное расположение волокон.
Существуют определенные особенности волокнистой теплоизоляции. На теплопроводность изоляционного материала сильно влияет процент влажности в его толще. При попадании влаги в толщину теплоизолирующего слоя значительно снижаются ее функции. Таким образом, высокотемпературная изоляция должна быть ограждена от намокания, что значительно повысит ее эффективность и снизит потери тепла.
Одним из видов волокна, применяемого в изготовлении высокотемпературной изоляции, являются углеродные волокна. Получают их термообработкой исходных волокон химических и природных. Процесс получения волокон включает в себя несколько этапов. Сначала проходит формирование исходных волокон. Затем производится их подготовительная обработка, в результате которой меняется химическая структура волокна, вводятся вещества регулирующие процесс пиролиза.
Термическая обработка ведется в две стадии. Первая стадия - это низкотемпературный пиролиз, проводящийся при температуре 400 С, в результате удаляются продукты деструкции и образуются циклические структуры. После этого следуют две стадии высокотемпературной обработки. Карбонизация, которая проводится при температуре от 800 до 1500 С, и графитизация, проходящая при 1500 - 3000 С. В этих процессах происходит удаление летучих веществ и создаются полимеры с особой структурной упорядоченностью. От выбора процесса получения зависит химический состав, которым обладают углеродные волокна. Поскольку готовые углеродные волокна очень хрупки, то ткани и прочие изделия изготавливаются из исходных волокон, а затем подвергаются обработке.
Композитные материалы с углеродными волокнами обладают многими особыми свойствами. Во-первых, это исключительная устойчивость к высоким температурам, в инертных средах до 3000 С, на воздухе снижается до 450 С. За счет этого углеродные композитные материалы используют для высокотемпературной изоляции.
Во-вторых, они имеют поразительную прочность 3,6 Гн/м в кВ, при этом материал очень легкий. Углеродные волокна отличные сорбенты, в чем превосходят все жаростойкие материалы.
Основываясь на свойствах композитных материалов с углеродным волокном, их часто используют для фильтрации агрессивных сред и очистки различных газов. Используются они также для изготовления защитных костюмов, которые обладают особой устойчивостью.
Углеродное волокно применяется в качестве наполнителя для армирования различных видов пластиков, в результате получается усиление теплозащитных и химическистойких свойств. Нетканые материалы из углеродных волокон служат высокотемпературной изоляцией для многих технологических установок, возможно трубопроводов. В этом случае используется весь комплекс свойств углеродных волокон.

29.06.2013

29.06.2013, 1818 просмотров.