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耐火纖維噴涂技術的應用及質量控制
發布時間:2011-02-25 最后編輯時間2011-02-25 瀏覽次數:4850次 來源:
耐火纖維噴涂技術是纖維施工機械化的一項新工藝 , 其實質是耐火纖維爐襯的第二代技術。該技術是使用纖維噴槍。粘合劑通過隔膜泵均勻地噴入纖維流 , 兩者混合直接噴涂到工作表面上 , 形成三維網絡狀制品結構。它克服了小塊耐火纖維氈、毯、折疊塊爐襯整體性差、接縫多、易定向收縮產生貫通縫、施工難度大、周期性長等缺點 , 有利于提高工業爐窯的熱效率 , 為企業節能增效提供了很好的途徑。
1  耐火纖維噴涂技術的應用
1. 1  應用范圍
耐火纖維噴涂技術適用于無固體物料直接與爐襯接觸、無顆粒氣流及燃氣流速≤ 20 m / s ( 若噴涂表面涂料可增強氣流沖刷化能力 ) 的各種工業爐窯的耐火襯里。另外 , 通過纖維原料的選用 , 塔、罐、容器等的外保溫也可以用噴涂法施工。
1. 2  特點及優越性
(1) 一次性噴涂所獲得的襯層整體無接縫 , 有效地避免了纖維制品在高溫下的定向收縮 , 消除了竄氣、露點腐蝕等對爐殼和錨固釘的危害 , 強化了密封、保溫和耐火性能 , 提高了工業爐窯的熱效率。
(2) 大大降低復雜異形面如球面、拐角、爐門及排煙管結合處等部位整體錨固的施工難度 , 提高了異形結合的密封性。噴涂施工方便、靈活 , 錨固釘用量少 , 且全部埋在纖維爐襯里 , 有效防止釘頭燒損、避免熱短路。
(3) 噴涂纖維襯層具有比平鋪氈、毯較低的導熱系數 , 比立鋪折疊塊有較好的熱強度 , 錨固件埋于噴涂層內不直接傳遞熱量 , 節能率達 15% ~ 30% , 襯層堅固 , 均勻而且平整 , 具有較強的抗侵蝕能力。
(4) 噴涂襯層經濟合理 , 可以根據工業爐工況采取多種纖維分層復合噴涂 , 有利于實現復合材料傳熱機理的溫度梯度分布 , 降低襯層材料的綜合造價。
(5) 耐火纖維噴涂速度比常規施工方法提高 4 倍 , 縮短了施工周期 , 尤其在搶修工程更具有優勢。涂層結構內屬柔性材料 , 噴涂施工竣工后即可投入使用 , 減少近 80% 的烘爐時間。在石化行業現有的大量管式加熱爐的節能改造和搶修工程中更具有優勢。其無需拆卸原爐管即可作全纖維爐襯 , 也可在原磚襯、澆注料爐襯表面噴涂含鋯耐火纖維表襯 , 保護了原有磚墻不受火焰直接沖刷 , 降低了磚墻界面溫度 , 提高了爐體的使用壽命。
2  耐火纖維噴涂的質量控制
2. 1  爐襯設計中應注意的問題
加熱爐正常運行時火焰的理論高度在 1 m 左右 , 但考慮到燃料及操作不當等因素的存在 , 致使火焰舔著襯里 , 造成局部超溫而影響襯里壽命和爐的熱效應。在爐膛設計溫度高于 1 000 ℃ 的爐內 , 距爐底 2 m 以下的爐墻襯里宜采用拉磚結構 ; 在爐膛內設計溫度低于 500 ℃ 的爐內 , 距爐底 2 m 以下的爐墻襯里宜采用高鋁纖維層。
對流段爐頂溫度低 , 易形成亞硫酸 (H 2 SO 3 ) ,H 2 SO 3 極易與耐火纖維的主要成分 Al 2 O 3 SiO 2 產生化學反應 , 使纖維斷裂、粉化。對流段爐頂部分的爐襯宜采用燒注料或磚結構。
2. 2  噴涂原材料的質量控制
嚴格控制噴涂原材料的質量是保證成品優質的前提。噴涂用纖維原材料要求纖維直徑 24 cm , 絲長 80 100 mm , 渣球含量≤ 8% 。 巖棉價格便宜 , 在保溫、隔熱上具有良好的性能 , 工作溫度在 - 268 ~ 700 ℃之間 , 可用于連續工作溫度在 600 ℃ 以下的爐窯及管道襯層絕熱保溫。
硅酸鋁系耐火纖維容量在 250 kg /m 3 條件下導熱系數最小。標準型普通硅酸鋁纖維、高鋁纖維分別用于工作溫度在 1 000 ℃ 以下的設備 , 作耐火、隔熱、保溫層 , 高鋁與含鋯合纖維及含鋯纖維噴涂應用于 1 300 ℃ 左右的高溫爐窯。
高溫結合劑的質量性能直接影響噴涂產品的壽命。常用硅酸鋁系列結合劑屬熱硬性結合劑。在允許的工作范圍內 , 結合劑成分配比應用有助于形成粘結鏈和網絡結構 , 既需快速促凝 , 固化后不收縮 , 又要具有均勻、分散、流動性、兼顧初始強化度和熱態燒結性能。熱硬性能結合劑的耐火度不低于 175 ℃ , 黏度 6 . 0 × 10 - 3 ~ 8 . 0 × 10 - 3 Pa · s 。全纖維噴涂爐襯的保溫釘結構有“ V ”、“ V ”、“ L ”等形式 , 一般采用三角形式排布 , 材質一般采用Φ 6 mm 的 A 3 鋼或 10T18Niqri 鋼。
噴涂襯施工用水應達到施工用水標準。
2. 3  施工中的質量控制
(1) 襯里施工期間直至烘爐的環境溫度不得低于 5 ℃ , 雨季施工應有防雨措施。用木塞或牛皮紙將加熱爐有接管內孔及燃燒器全部封堵嚴密。
(2) 鋼結構除銹標準應達到 St 3 級。保溫釘焊接應滿焊 , 無咬肉 , 垂端偏差≤ 5 mm , 高度誤差± 2 mm , 間距誤差± 5 mm 。
(3) 根據噴涂層襯里厚度分層噴涂耐火纖維 , 每層間掛不銹鋼網 , 襯里應將保溫釘完全覆蓋 , 且內表面與保溫釘端應有 25 ~ 30 mm 的距離 , 噴涂過程中嚴禁使用彈料。
(4) 舊爐襯在噴涂耐火纖維前必須用鋼絲刷徹底清理原耐火磚表面 , 除去粉塵及油污 , 凡表面疏松處均應剔除。
(5) 纖維襯里噴涂成型后嚴禁機械碰撞 , 襯里在使用前不需烘爐。若施工環境的溫度高 , 須用紅外燈 (250W / 盞· m 3 ) 對爐頂進行養護。
3 耐火纖維噴涂襯里的驗收
(1) 纖維噴涂襯里的厚度用直徑 2 mm 的長探針進行檢查 , 平均不少于 1 處 /m 2 , 噴涂襯里總厚度誤差為 0 ~ 10 mm , 采用復合爐襯時背襯纖維涂層的厚度誤差為 - 10 ~ 0 mm , 襯里表面平整度誤差≤ 10 mm , 襯里表面不應存在明顯疏松和縫隙。
(2) 纖維噴涂襯里的物理性能以每項工程每種材料各制 1 組樣塊 ( 包括 100 mm × 10 mm × 20 mm 6 塊 , Φ 180 mm × 20 mm 6 塊 ) 進行檢驗 , 如有不符項目 , 則取雙倍樣塊復驗 , 2 組均達標時判為合格。
4 結語
耐火纖維噴涂襯里突出的性能 , 使其獨立成為工業節能技術上的一項重要創新。隨著纖維噴涂應用技術的發展 , 其應用領域日益擴大。
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