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在化工生產中，對高溫管道進行保溫設計的主要目的是減少管道及其組成件在輸送過程中的熱量損失，以降低能耗減少輸送過程中介質溫升，以利於系統的良好運行改善勞動條件，防止操作人員燙傷。
1 保溫材料的保溫原理
保溫材料的保溫原理主要是利用處於靜止狀態的空氣及大部分氣體如二氧化碳、氮氣等，其導熱率都很低，採用固體材料通過特殊的結構來限制空氣的對流性能和透紅外線性能，而達到保溫的目的。這一原理就決定了保溫材料通常具有質輕、疏鬆、多孔的特點。如圖1所示。
2 保溫材料的優勢
保溫材料的優點主要有以下幾點：
1）經濟效益：使用保溫材料不僅可以大量節約能源花費，而且減小了機械設備（空調、暖氣）的規模，節約了設備費用。
2）環境效益：保溫材料不僅能夠節約能源，而且由於減少機械設備的使用，從而減少了設備排放的汙染氣體量。
3）舒適度：建築物的保溫可以減小室內溫度的波動。尤其是在季節交替時，更可以保持室溫的平穩。並且保溫材料普遍具有隔音性，受外界噪音幹擾減小。
4）保護建構築物：劇烈的溫度變化將破壞建築構物的結構，以及設備及管道的壽命。使用保溫材料可以保持溫度平穩變化，延長建構築物及設備的使用壽命，保持建構築物結構的完整性。
5）安全性：使用和安裝保溫材料有助於隔熱和阻燃，減少人員傷亡和財物損失。
3 保溫材料的分類
3.1 複合矽酸鹽保溫材料
複合矽酸鹽保溫材料是一種固體基質聯繫的封閉微孔網狀結構材料，主要採用火山灰玻璃、玄武石、白玉石、海泡石、膨潤土、珍珠巖等礦物材料和多種輕質非金屬材料，運用靜電原理和溼法工藝複合製成的憎水性複合矽酸鹽保溫材料。
具有可塑性強、導熱係數低、容重輕、粘接性強、施工方便、不汙染環境等特點，是新型優質保溫絕熱材料。複合矽酸鹽保溫材料在相對溼度75%，環境溫度28℃時的吸溼率為1.8%。其抗壓強度大於0.6MPa，抗折強度大於0.4MPa，在600℃高溫下抗拉強度大於0.05MPa。如圖2所示，這種材料的粘接強度大，保溫層在任何場合都不會因自身重量而脫落。
其中[Mg8(H2O)4〔Si6O15〕2(OH)4·8H2O]海泡石保溫塗料是最近一種新興的保溫材料，具有易吸附空氣而使之處於相對穩定狀態的鏈層結構，是一種很好的保溫基料。其導熱係數一般小於0.07W/(m·K)（常溫），適應溫度範圍為(-40℃～800℃)，
保溫塗層薄、有整體性、而且無毒、無汙染，具有防水、耐酸鹼、不燃，施工方便等特性，施工方便可噴塗、塗抹、冷熱施工等，而且不需包紮捆綁，尤其便於異型設備內(如閥門、泵體)的保溫，粘接性好。乾燥後呈網狀結構，有彈性、不開裂、不粉化，可用於運轉振動的設備保溫。
3.2 硬質聚氨酯泡沫保溫材料
硬質聚氨酯泡沫(PURF)導熱係數僅為0.020W/(m·K)～0.023W/(m·K)，因此將該材料應用於建築物的屋頂、牆體、地面，作為節能保溫材料，其節能效果非常顯著。圖3所示為硬質聚氨酯泡沫。
發達國家(如歐美)的PURF有60%作為節能材料用在建築上，而我國的PURF 塑料60%以上主要用於冰箱、冰櫃的隔熱保溫。近幾年該材料在建築上開始使用，其導熱係數隨著使用溫度的變化而改變，一般來說使用溫度為-100℃～100℃。
3.3 酚醛樹脂泡沫保溫材料
酚醛樹脂泡沫具有熱導率低、力學性能好、尺寸穩定性優、吸水率低、耐熱性好、電絕緣性優良、難燃等優點，尤其適合於某些特殊場合作隔熱保溫材料或其他功能性材料。
在阻燃、隔熱方面，酚醛樹脂可以長期在130℃下工作，瞬時工作溫度可達200℃～300℃，這與聚苯乙烯發泡材料的最高使用溫度70℃～80℃相比，具有極大的優越性。
同時，在耐熱方面也優於聚氨酯發泡材料。酚醛樹脂與其他材料共混改性，可以製備出性能極其優良的複合保溫材料。
3.4 膨脹珍珠巖及製品
膨脹珍珠巖製品是以膨脹珍珠巖為骨料，配合適量膠結劑，如水玻璃、水泥、磷酸鹽等，經攪拌、成型、乾燥、焙燒(一般為650℃)或養護而成的具有一定形狀的產品。膨脹珍珠巖由於其價格和施工性能上所具有的優勢，在建築和工業保溫材料中佔有較大的比重，約為保溫材料的44%。
3.5 聚苯乙烯塑料泡沫保溫材料
聚苯乙烯泡沫塑料(EPS)是由聚苯乙烯(1.5%～2%)和空氣(98%～98.5%)、戊烷作為推進氣，經發泡製成。其具有密度範圍寬、價格低、保溫隔熱性優良、吸水性小、水蒸氣滲透性低、吸收衝擊性好等優點。聚苯乙烯泡沫板及其複合材料由於價格低廉、絕熱性能好，導熱係數小於0.041W/(m·K)，而成為外牆絕熱及飾面系統的首選絕熱材料。
3.6 納米孔矽保溫材料
隨著納米技術的不斷發展，納米材料越來越受到人們的青睞。納米孔矽保溫材料就是納米技術在保溫材料領域新的應用。組成材料內的絕大部分氣孔尺寸宜小於50nm。
根據分子運動及碰撞理論，氣體的熱量傳遞主要是通過高溫側的較高速度的分子與低溫側的較低速度的分子相互碰撞傳遞能量。由於空氣中的主要成分氮氣和氧氣的自由程度均在70nm左右，納米孔矽質絕熱材料中的二氧化矽微粒構成的微孔尺寸小於這一臨界尺寸時，材料內部就消除了對流，從本質上切斷了氣體分子的熱傳導，從而可獲得比無對流空氣更低的導熱係數。
4 保溫材料的發展
在過去的十幾年裡，保溫材料的研究主要是對現有保溫材料進行完善。今後研究的方向應主要表現在以下幾點：
1）有機保溫材料（例如聚苯乙烯泡沫保溫材料、聚氨酯泡沫等）研究重點應放在找出更合適的發泡劑、改進材料的阻燃性能和降低材料的生產成本。
2）無機保溫材料（例如複合矽酸鹽保溫材料等）研究重點應放在減少生產過程中能源的消耗、限制灰塵和纖維的排放、減少粘結劑的用量。
3）提高材料的憎水性。
4）除此以外，發展新型的保溫材料（例如：納米孔矽保溫材料）也是一個研究的主要方向。
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