Кратко из истории вспененного синтетического каучука
- Главная
- Дополнительная информация о полимерах
Кратко из истории вспененного синтетического каучука
Как строительный материал вспененный синтетический каучук относят к пеноэластомерам. Он представляет собой гибкий материал с закрытыми порами.
Производится вспененный синтетический каучук в специальных пластинах, либо экструдированием с вулканизацией пены. По огнестойкости его относят к категории «самогасимых». Вспененный каучук не подвержен действию плесени и микроорганизмов. Он стоек к влагопоглощению и паропроницанию.
Теплоизоляция из синтетического каучука очень эффективна и экономична. Она обеспечивает экономию тепла до 75 процентов, а также высокотехнологична и водоустойчива, поэтому создает надежную защиту трубопроводных систем от запотевания, образования конденсата и сохраненяет свои первоначальные параметры на долгое время. В настоящий момент большинство изделий из этого материала – прокладки шайбы, уплотнители и пр. – производятся методом штамповки. Процесс получил название “вырубка изделий из вспененных материалов”. Фирма «Быска» выполняет штамповку деталей из вспененного каучука. При необходимости производит нанесение клеевого слоя на изделия из вспененного каучука. Для удобства транспортировки клеевой слой защищён антиадгезионной подложкой.
Впервые были разработаны и представлены на мировом рынке технические теплоизоляционные системы из вспененного синтетического каучука компанией Armstrong World Industries. К 2000 году отдел, который занимался разработкой теплоизоляционных систем в этой компании, преобразовали в самостоятельную компанию под названием Armacell. На сегодняшний день ее главный офис находится в ФРГ в городе Мюнстере. Он объединил в 11 странах мира 14 заводов и остался в числе первых на рынке гибкой теплоизоляции. В начале вспененный синтетический каучук был сделан в виде труб и листов. Вспененный каучук в виде труб применили для теплоизоляции стальных, пластмассовых или медных трубопроводов, у которых наружный диаметр составлял от 6 до 160 миллиметров. Плотностью изоляционный слой из вспененного синтетического каучука был порядка 40-80 кг/м3. У этих утеплителей закрытые поры должны быть в количестве около 90 процентов. Из вспененного синтетического каучука теплоизоляционные материалы используют в диапазоне от -2000C до +175°С, но это зависит от производителя. Ведь этот материал применяется в виде изоляционного слоя для теплоизоляции больших технологических трубопроводных систем, а не только для систем отопления, кондиционирования и водоснабжения.
www.byska.ru
Преимущества вспененного каучука. Статьи компании «Глобальные энергосберегающие технологии »
http://oneflex.ua/
Современное развитие промышленного производства в различных отраслях народного хозяйства характеризуется все более широким использованием низких температур. Если рассматривать объемы применения изоляционных материалов в зависимости от температуры изолируемых поверхностей (рис. 1), то около 15 % применяемой промышленной изоляции работает при отрицательных температурах от -14оС до -180оС.
Рисунок 1
К теплоизоляции, работающей при низких температурах, предъявляются повышенные требования. Это связано с тем, что при понижении температур теплоносителя резко возрастает стоимость выработки холода. Так, при снижении температур от 260 до 100 К стоимость выработки холода увеличивается в 20 раз. И если теплоизоляционный материал не будет обеспечивать нормативных холодопотерь в течение достаточно долгого времени, то это повлечет за собой резкое увеличение эксплуатационных затрат. Также от эффективности и долговечности низкотемпературной изоляции, работающей в условиях высоких потоков тепла и подверженной интенсивному увлажнению, напрямую зависит срок безаварийной эксплуатации дорогостоящего холодильного и криогенного оборудования.
Наилучшей эффективностью обладает вакуумная изоляция. Потребность в ней возникла в связи с развитием криогенной промышленности и ракетной техники. Современные средства создания и поддержания глубокого вакуума (10-1 – 10-4 Па) позволяют иметь для таких систем коэффициент теплопроводности в 1000 раз меньший, чем у изоляции, работающей при атмосферном давлении воздуха
Важнейшей технической характеристикой газонаполненных материалов, определяющей их теплозащитные свойства, является теплопровдоность (λ). Коэффициент теплопровдоности газонаполненных материалов складывается из коэффициента теплопровдоности твердой фазы (λтв), газа (λг), конвективной (λк) и радиационной (λр) составляющих [12]. Наибольший вклад в теплопередачу вносит газовая фаза, поскольку ее объемное содержание превышает 90%.
Анализируя данные таблицы 1, можно отметить, что наименьшей теплопроводностью обладают изделия из пенополиуретана. Теплопровдоность минеральной ваты (в сухом состоянии) и пенокаучука выше незначительно – на 3-8% соответственно. Некоторые производители пенополиуретанов заявляют для своих изделий очень низкие коэффициенты теплопроводности, мотивируя это тем, что для пенообразования используются газы с очень низкими величинами λ. Однако, в результате диффузии вспенивающий газ начинает замещаться на воздух, поэтому на практике коэффициент теплопровдоности пенополиуретанов принимают равным не менее 0,035 Вт/мК [1, 2]. Также, основываясь на результатах экспериментальных данных, следует отметить, что при низких температурах (при – 100оС) теплопроводность пенокаучука не превышает теплопроводности пенополиуретана.
Фундаментальным преимуществом ячеистых теплоизоляционных материалов является изолированность ГСЭ, препятствующая распространению водяного пара в материале. Как видно из таблицы 1, паропроницаемость ячеистых материалов от 10 раз (для пенополиуретанов и пенополистиролов) до 5000 раз (для пенокаучуков) ниже паропроницаемости пористоволокнистых.
В процессе эксплуатации низкотемпературная атмосферная изоляция подвержена прогрессирующему увлажнению водяным паром, диффундирующим в нее из окружающего воздуха. Причем, так как изоляция устанавливается на непроницаемую для пара металлическую поверхность оборудования, то удаление влаги из нее невозможно. Опыт эксплуатации низкотемпературной изоляции показал, что значительная ее , часть находится в неудовлетворительном состоянии, причем за счет чрезмерного увлажнения такая изоляция имеет сверхнормативные потери холода
Анализ экспериментальных данных показывает, что при низкотемпературном применении увлажнение пористоволокнистых материалов в 4-5 раз интенсивнее увлажнения ячеистых материалов. Причем влага, проникающая из окружающей среды в изоляцию в виде пара, переходит (аблимируется) в твердое состояние – иней – минуя жидкую фазу.
В приведены расчетные формулы по определению термического сопротивления изоляции с учетом ее увлажнения. Однако, выполнение расчетов с использованием этих формул является весьма трудоемкой задачей, поэтому там же разработана приближенная методика, дающая хорошую сходимость с экспериментальными данными. Суть этой методики заключается в вычислении поправочного коэффициента, равного отношению термического сопротивления Rτ теплоизоляции через период эксплуатации τ к термическому сопротивлению в начальный период времени (сухая изоляция) R.
Результаты расчетов поправочных коэффициентов в виде графиков для теплоизоляционных материалов с открытыми и закрытыми порами при эксплуатации в течение 15 лет приведены на рисунке 4.
Рисунок 4. Графики для определения коэффициента η на трубопроводах диаметром
1 – теплоизоляция открытопористыми материалами; 2 – теплоизоляция закрытопористыми материалами.
Анализируя кривые изменения поправочного коэффициента, можно отметить, что при температурах -20оС волокнистые материалы теряют способность сопротивления хладопотерям более чем вдвое, а при температурах до -180оС их применение становится практически нецелесообразным. Закрытопористые материалы при данных условиях эксплуатации обеспечивают сопротивляемость теплопередаче в 1,6-2 раза лучше капилярноволокнистых.
Также следует отметить, что скорость увлажнения материала является прямой функцией его паропроницаемости. То есть, чем меньше паропроницаемость теплоизоляции, тем с меньшей интенсивностью происходит конденсация (аблимация) пара в зоне насыщения:
q = f μ ,
Где:
qk – интенсивность конденсации,
μm – коэффициент паропроницаемости.
Если сравнивать закрытопористые материалы, то можно сделать вывод, что скорость увлажнения вспененного каучука в 400 раз ниже скорости увлажнения пенополиуретана и пенополистирола. И если допустить, что критическая влажность пенокаучука равна критической влажности ППУ и ППС, то насыщение пенокаучука аблимиованным паром будет происходить в 400 раз медленнее, что следует из следующей зависимости:
Где:
τн – время насыщения зоны аблимации,
Wкр – критическая влажность материала в % по объему.
Поэтому уменьшение термического сопротивления пенокаучука происходит значительно медленнее, нежели у материалов с большей паропроницаемостью, и при низкотемпературном применении каучуковая теплоизоляция является наиболее эффективным решением с точки зрения сохранения нормативных хладопотерь. В последнее время изделия из вспененного синтетического каучука пользуются все
большей популярностью. Это обусловлено совокупностью причин:
1. Достаточно низкая теплопроводность, обеспечивающая нормативные холодопотери при небольшой толщине.
2. Очень низкий коэффициент паропроницаемости (на два порядка ниже, чем у пенополиуретанов), что обеспечивает высокую долговечность и эффективность работы теплоизоляционного материала, а также позволяет использовать теплоизоляционные конструкции без применения пароизоляционного слоя.
3. Нейтральный показатель pH, что в совокупности с низким увлажнением теплоизоляции сводит к нулю риск коррозии изолированного оборудования.
4. Изделия из вспененного синтетического каучука неподвержены уплотнению. Для сравнения, коэффициент уплотнения минераловатных изделий (в особенности из супертонкого волокна) колеблется в пределах от 1,2 до 3. Теплоизоляция из вспененного каучука не выделяют при эксплуатации пыли и волокон. Поэтому при ее проектировании и использовании внутри помещений допускается не устанавливать покровный слой. По этой же причине не существует ограничений при эксплуатации каучуковой теплоизоляции на объектах с повышенными санитарно-гигиеническими требованиями к содержанию пыли и волокон в воздухе помещений (пищевая промышленность, чистые комнаты и т.п.).
5. Каучуковая теплоизоляция обладает очень хорошей гибкостью (в западной нормативной документации для идентификации каучуковой теплоизоляции существует даже такой термин, как «flexible elastomeric foam FEF» – гибкая эластомерная пена) а также развитым ассортиментом готовых изделий, в том числе и с покрытиями, в виде теплоизоляционных трубок различных диаметров и толщин, листов и деталей для изоляции фасонных поверхностей.
6. Превосходная адгезия материалов к металлу и к самим себе (в месте склейке швов) при использовании специальных резиновых клеев делают теплоизоляционную конструкцию чрезвычайно прочной и практически герметичной.
7. Простота теплоизоляционной конструкции на основе каучуковой теплоизоляции, в которой, как правило, не присутствуют пароизоляционные и покровные слои, а качестве
крепежных элементов используются только контактный клей и удобные самоклеящиеся
ленты, а также быстрота и простота приемов монтажа, обусловленные гибкостью материала и наличием широкого ассортимента готовых изделий, делают каучуковую теплоизоляцию на сегодняшний день самым технологичным материалом, применяемым для промышленной теплоизоляции.
Подводя итог, можно сказать, что теплоизоляционные изделия из вспененного синтетического каучука обладают уникальной совокупностью теплофизических, технологических и эксплуатационных свойств. Поэтому мы постараемся в дальнейших публикациях подробнее остановиться на аспектах проектирования, монтажа и эксплуатации данного вида теплоизоляции для низкотемпературного применения.
proekt24.com
Вспененный Синтетический Каучук
Характеристика ВСК
ВСК относят к пеноэластомерам. Это гибкие пеноматериалы с закрытыми порами. Выпускаются в пластинах либо экструдированием с последующей вулканизацией пены. По огнестойкости относятся к категории самогасимых материалов. Не подвержены действию плесени и микроорганизмов. Имеют высокую степень стойкость к влагопоглощению и паропроницанию.
Профессиональные теплоизоляционные системы из вспененного синтетического каучука впервые в мире были разработаны и представлены на рынке компанией Armstrong World Industries.
В 2000 году теплоизоляционное подразделение компании Armstrong было преобразовано в самостоятельную компанию Armacell. Теперь компания ARMACELL, чей головной офис находится в Мюнстере (ФРГ), объединяет 14 заводов в 11 странах мира и продолжает лидировать на рынке гибкой технической теплоизоляции.
Вспененный синтетический каучук представлен в виде труб и листов. Трубчатые оболочки применяются для теплоизоляции стальных, медных и пластмассовых трубопроводов с наружным диаметром от 6 до 160 мм. Толщина изоляционного слоя составляет 6-32 мм. Для тепло¬изоляции труб большого диаметра, соединительных деталей, арматуры, трубопроводов некруглого сечения и оборудования выпускаются плоские листы и рулоны различной толщины, в том числе с клеевым слоем.
Плотность изоляции из вспененного каучука – 40-80 кг/м3. Количество закрытых пор у таких утеплителей должно быть не менее 90%.
В зависимости от марки теплоизоляционные материалы используют в диапазоне температур от -200 до +175° С и применимы для теплоизоляции не только систем отопления, водоснабжения и кондиционирования, но и технологических трубопроводов.
Изоляция из вспененного каучука технологична, химически и водоустойчива, способна обеспечить экономию до 70% тепла, а также надежную защиту трубопроводов от запотевания и образования конденсата при сохранении собственных параметров в течение длительного времени.
Можно сказать, что материалы на основе вспененного синтетического каучука обладают
– повышенной паро- и водонепроницаемостью;
– эластичностью в широком диапазоне температур;
– низкой теплопроводностью;
– способностью к самозатуханию при пожаре;
– высокой стойкостью к микроорганизмам, плесени, атмосферным явлениям.
В зависимости от целевой области применения, вспененным каучукам улучшают те или иные свойства.
В нижеследующей таблице структурированы основные средние характеристики.
Основные физико-механические свойства вспененного синтетического каучука
Приведенные выше характеристики вспененного каучука наиболее распространены. Рабочий диапазон температур может быть разным. Существуют материалы, способные работать при температурах от -196 +175˚С (кратковременно).
Однако у большинства материалов рабочие температуры находятся в интервале от -50 до +105˚С. Однако некоторые компании специально разработали низкотемпературную изоляцию (до -196) и изоляцию, стойкую к воздействию высоких температур (до 175˚С). В связи с этим, материалы на основе вспененного каучука обладают различными свойствами, в зависимости от области применения.
Области применения
Материалы на основе вспененного каучука носят неофициальное название – «техническая термоизоляция третьего поколения». Именно в термоизоляции и находит основное применение вспененный синтетический каучук.
Он находит применение при изоляции систем отопления, нефтепроводов, паропроводов, резервуаров, холодильных установок, холодных трубопроводов и емкостей, систем кондиционирования воздуха, вентиляции и водоснабжения, а также в санитарных системах и гелиоустановках.
Кроме того, материалы во всем мире применяют в судостроении и строении морских платформ, могут применяться в автомобиле- и машиностроении, в производстве изделий индивидуальной защиты (например, шлем, строительная каска), а также могут быть материалом для изготовления туристических ковриков.
К сожалению, материал импортный и дорогой. Многие его субституты дешевле. Тем более, производители предпочитают использовать более традиционные для своей отрасли материалы, и широта потребления в подавляющем большинстве случаев ограничивается областью термоизоляции.
Приведем конкретные примеры возможностей использования синтетического каучука в различных отраслях.
Судостроение
Морские суда, как и любые другие средства передвижения, нуждаются в использовании теплоизоляционных материалов по ряду причин: снижение энергозатрат, изоляция систем отопления и хладоснабжения, обеспечение пассажиров приемлемыми климатическими условиями, предотвращение образования конденсата на поверхностях оборудования, защита от распространения огня, обеспечение надлежащих условий хранения багажа и товаров, звукоизоляция.
Подробнее с текущей ситуацией и прогнозом развития российского рынка вспененного синтетического каучука можно познакомиться в отчете – «Рынок изоляции на основе вспененного синтетического каучука в России».
Морские платформы
Одной из причин, почему изоляционные системы приходят в негодность в морских условиях, является использование гидроскопичных материалов, впитывающих влагу, а также использование изоляции с недостаточной толщиной изоляционного слоя. Многие материалы, используемые традиционно, трудоемки при установке, имеют открытую ячеистую структуру и покровный слой из металла. При эксплуатации в суровых климатических условиях их металлическое покрытие ржавеет и приходит в негодность, оставляя изоляцию без защиты. Соль, различные химические вещества, водяной пар впитываются изоляцией и попадают на трубу, инициируя процесс коррозии под изоляцией, что приводит к огромным финансовым потерям при эксплуатации и обслуживании оборудования. Ущерб может составлять миллионы долларов в год для одного предприятия, включая потерю продукции и возможную остановку всего производства для полной замены коммуникаций.
Сегодня проблема коррозии обходится нефтегазовой индустрии во всем мире миллиарды долларов ежегодно. Фактически, приблизительно трети этих потерь можно было бы избежать при условии применения правильных изоляционных технологий. Коррозия связана с абсорбирующими свойствами изоляции в диапазоне температур, создающем условия для проникновения в изоляцию влаги и паров.
В последние годы замечен рост интереса к гибкой эластомерной изоляции с закрытыми порами (из бутадиен-нитрильного каучука) для оффшорных проектов:
1. МОРСКИЕ ПЛАТФОРМЫ
2.ПЛАВУЧИЕ НЕФТЕПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИЕ ЗАВОДЫ
3. ПОЛУПОГРУЖНЫЕ СУДА
4. МОРСКИЕ ТЕРМИНАЛЫ
Теплоизоляция применяется в целях:
1) Энергосбережения;
2) Предотвращения конденсации влаги;
3) Звукоизоляции.
Нефтехимическая промышленность
Промышленные предприятия требуют высокой степени защиты производственных процессов, не допускающей проникновения в изоляционные системы влаги, горючих или воспламеняемых жидкостей. В этом случае необходимо применение неабсорбирующей изоляции. Она может быть использована
– на нефте- и газоперерабатывающих заводах;
– на нефтеперегонных заводах;
– на нефтехимических комплексах;
– на электростанциях;
– и на морских терминалах.
Экстремально низкие температуры и выбросы паров в процессе производства требуют использования чрезвычайно надежной теплоизоляции с исключительно высоким сопротивлением диффузии пара. Изоляционные системы на основе вспененного синтетического каучука предполагают совокупность высокой герметичности и постоянства теплотехнических характеристик, незаменимых в сложных условиях эксплуатации. Они разработаны в соответствии с существующими техническими требованиями к проектированию, применению, обслуживанию и контролю тепловой изоляции, оборудования, трубопроводов, вентилей и фитингов.
Таким образом, использование вспененного синтетического каучука может обеспечить
– энергосбережение посредством сокращения тепловых потерь;
– стабилизация температурных процессов;
– предотвращение замерзания, конденсатов влаги.
www.rusarticles.com
Вспененный каучук: что это такое и для чего нужно?
В настоящее время вспененный каучук получает все более широкое распространение. Многие обыватели, конечно, о нем не слышали, но вскоре это изменится. Речь идет о современном теплоизоляционном материале. Он отличается от остальных повышенной термостойкостью и высокой эластичностью.
Стоит отметить, что вспененный каучук появился на рынке теплоизоляционных материалов относительно недавно. Однако он уже успел обрести известность благодаря своим высоким эксплуатационным характеристикам. Этот материал имеет ячеистую структуру закрытого типа. К одним из его главных преимуществ можно отнести то, что он является экологически чистым. Именно это качества вспененного каучука существенно расширило сферу его применения. Данный теплоизоляционный материал имеет низкую теплопроводность, если проводить сравнение с многими другими.
Это предоставляет ему возможность сокращать потери тепла даже при очень небольшой толщине. Кроме того, данный материал отличается низкой паропроницаемостью, за счет чего его эксплуатационный срок существенно увеличивается. Благодаря отменной гибкости вспененный каучук можно применять для утепления кривых и неровных поверхностей. Наконец, нельзя не отметить и простоту монтажа. Для того чтобы обустроить теплоизоляцию с использованием этого материала, достаточно лишь подобрать подходящий состав для фиксации. Как правило, они не отличаются высокой ценой.
Сфера применения вспененного каучука расширяется с каждым днем. Он востребован в огромном количестве случаев, когда требуется высококачественная теплоизоляция. Им утепляются водопроводные, вентиляционные и отопительные системы. Также материал востребован для создания изоляции между конструктивными элементами различных механизмов. Наконец, он используется для защиты промышленного оборудования от перегрева деталей. В будущем вспененный каучук будет востребован везде, где к теплоизоляции предъявляются высокие требования в плане экологической чистоте. В частности, это касается медицинских учреждений, детских садов, школ и так далее.
mylnye-grezi.ru