Порівняльний аналіз плит Superwool Plus Blok і найбільш вживаних кальцій - силікатних плит

Часто, при проектуванні футерування різного термічного обладнання, виникає питання - які вибрати плити в якості теплоізоляційного шару? Використовувати плити на основі керамічного волокна або кальцій - силікатні плити? І з огляду на те, що кальцій - силікатні плити мають меншу вартість і високі заявлені теплофізичні показники, їм віддають перевагу. Але найчастіше цей вибір хибний. Щоб обгрунтувати доцільність застосування плит на основі керамічного волокна, компанія Morgan Thermal Ceramics провела ряд порівняльних експериментів, детальний опис яких представлено нижче.

1. Принципи теплопередачі і поліпшення теплоізоляційних властивостей.

Існують 3 прості (елементарні) види передачі тепла:

теплове випромінювання;
теплопровідність;
конвекція.

Високотемпературна теплоізоляція обмежує потік енергії від джерела високої температури до сторони з низькою температурою. При високих температурах (> 600 ° C) переважна форма передачі енергії - радіаційне випромінювання. Короткі або грубі волокна володіють недостатніми теплоізоляційними властивостями і тому їх застосування повинно бути зведене до мінімуму. Волокна з високим індексом волокна і довжиною є найбільш ефективними теплоізоляційними матеріалами при високих температурах.

2. Волокно Superwool - високоефективний тепловий бар'єр.

Волокно Superwool має високий індекс, який визначається пропорцією (за вагою) матеріалу, перетвореного у волокно, що і визначає ефективність зниження теплопередачі. Виробництво волокна, як вальцюванням, так і роздуванням, неминуче супроводжується утворенням королька, який представляє собою масу кулькоподібних зерен, які не перетворилися на волокно в процесі виробництва. У стандартних рулонних матеріалах корольок становить половину маси всієї продукції. Технологія виробництва волокна Superwool дозволяє мінімізувати вміст і розмір королька, що дає можливість максимально поліпшити теплоізоляційні властивості матеріалу.

3. Переваги Superwool Plus Blok над кальцій - силікатними плитами. Високі економічні показники при використанні Superwool Plus Blok .

Morgan Thermal Ceramics провела порівняльне тестування матеріалів Superwool Plus Blok з найбільш поширеними кальцій - силікатними плитами, застосовуваними в теплоізоляційних шарах. У процесі випробувань було виявлено, що всі 3 види плит Superwool Plus Blok мають показники теплопровідності значно нижчі, ніж теплопровідність кальцій - силікатних плит. А також, виявлено, що всі зразки кальцій - силікатних плит були зруйновані під час проведення тестування теплопровідності при класифікаційній температурі.

Для порівняння були взяті найбільш поширені кальцій - силікатні плити, які характеризуються низькими показниками теплопровідності та плити Superwool Plus Blok.

Після проведення експериментів був зроблений порівняльний розрахунок вартості матеріалів.

Вихідні дані:

Вид застосування: циклон попереднього нагрівання (виробництво цементу).
Перший шар футеровки: монолітний вогнетрив.
Другий шар футеровки: Superwool Plus Blok 800 або провідний бренд кальціум - силікатної плити 1000.
Футерована поверхня: 380 м2 при 80 мм другого шару.
Робочий час: 24 години/день 335 днів/рік.
Вартість газу: 0,35 євро/м3.

Різниця у вартості другого шару: приблизно € 4560.

Результати розрахунків:

Економія:
882 - 589 = 293 Вт/м2 = 255 м3 газ/м2 на рік = економія € 33 915 при використанні Superwool Plus Blok 800 (запобігаючи викиду 200 тонн CO2 на рік).

Різниця у вартості матеріалів окупається за 7 тижнів.

4 . Порівняльна характеристика матеріалів при високих температурах.

Для проведення порівняння геометричної стабільності матеріалів їх піддали витримці при максимальній класифікаційній температурі на протязі 24 годин.

Наочні результати випробування наведені нижче.

Зразки через 24 години при 1000 ° C

3 - плита Brand A 1000

5 - плита Brand B 1000
7 - плита Superwool Plus Blok 800
9 - плита Superwool Plus Blok 1000
10 - плита Superwool Plus Blok 1100

Зразки через 24 години при 1100°C

3 - плита Brand A 1000

5 - плита Brand B 1000
7 - плита Superwool Plus Blok 800
9 - плита Superwool Plus Blok 1000
10 - плита Superwool Plus Blok 1100

Результати випробувань показали, що при витримці класифікаційною температурою, всі плити Superwool Plus Blok мають набагато меншу лінійну усадку в порівнянні з відомими марками кальцій - силікатних плит.

Порівняння матеріалів з класифікаційною температурою 1100 ° C

Порівняння матеріалів з класифікаційною температурою 1000 °C

Порівняння матеріалів з класифікаційною температурою 800 °C

В результаті даних отриманих при випробуваннях виявлено, що максимальна температура застосування матеріалів наступна:

Характеристики	Superwool PlusBlok 800	Superwool PlusBlok 1000	Superwool PlusBlok 1100
Рабоча температура, °C	800	1000	1100
Класифікаційна температура, °C	1000	1100	1100

Також, при проведенні порівняльного тестування теплопровідності Superwool Plus Blok і провідних кальцій - силікатних плит було виявлено, що напруги, викликані деформацією розмірів у кальцій - силікатних плит при впливі максимальної класифікаційної температури, навіть протягом короткого часу, викликали утворення дрібних і великих тріщин, при охолодженні матеріалу під час першого тестування.

Фото кальцій - силікатних плит після тестування

Brand A 1000 Brand B 1100

Фото плит Superwool Plus Blok після аналогічного тестування

УВАГА! На фото відбитки термопари, а не тріщини

Superwool Plus Blok 800 Superwool Plus Blok 1000

Руйнування кальцій - силікатних плит

Систематичне утворення тріщин у кальцій - силікатних плит при першому впливі класифікаційної температури може призвести до руйнування другого шару футеровки. Якщо, під час тривалої роботи печі, регулярно не проводиться інфрачервоне обстеження на предмет місць прогарів і тепловтрат, з часом, до видалення і заміни відпрацьованого футерування, можливе значне збільшення теплових втрат, а це додаткові фінансові витрати.

5. Переваги роботи з плитами Superwool Plus Blok в порівнянні з кальцій - силікатними.

Найбільшим недоліком у роботі з кальцій - силікатними плитами є величезна кількість пилу, яка утворюється при різанні і установці плит. Це викликає подразнення респіраторних органів, очей і шкіри, а також робить роботу неприємною. У той час, як пилоутворюванність плит Superwool Plus Blok при різанні або встановленні значно нижча.

Кальцій - силікатні плити крихкі і часто надають наступні проблеми:

руйнування під час транспортування;
руйнування під час установки;
кришення/руйнування під час механічної обробки.

Волокниста структура плит Superwool Plus Blok має кращу однорідність і, таким чином, не утворює подібних проблем.

Фото порівняння крихкості кальцій - силікатних плит та плит Superwool Plus Blok

6. Водостійкість плит Superwool Plus Blok.

Кальцій - силікатні плити мають більшу схильність до вбирання води. Вони можуть утримувати води понад 400% своєї ваги, навіть без занурення (а вологість 90% не є рідкістю) і повне просякання водою може настати менш, ніж за три години. Ця здатність вбирати є дуже великою проблемою і призводить до збільшення теплоємності і тепловтрат, що призводить до збільшення енергоспоживання. Існує велика ймовірність фізичного руйнування теплоізоляції, що руйнує однорідність футеровки. Також, дана здатність призводить до утворення корозії і тріщин, що знижує безпеку і термін служби обладнання. Щоб уникнути цих проблем необхідно встановлювати гідробар'єр у вигляді гуми, силікону, бітуму, фольги або інших матеріалів. Це обумовлює додаткові грошові витрати і збільшує термін монтажних робіт. Плити Superwool Plus Blok водовідштовхувальні і допомагають уникнути зазначених вище негативних факторів під час монтажу та експлуатації.

7. Плити Superwool Plus Blok - новий стандарт теплоізоляційних шарів футерування.

Плити Superwool Plus Blok виробляються 3 типів:

Superwool Plus Blok 800
Superwool Plus Blok 1000
Superwool Plus Blok 1100

Характеристики:

запатентована технологія виробництва Superwool;
більш низька теплопровідність;
чи не тендітні;
набагато менше утворення пилу, в порівнянні з кальцій - силікатними плитами;
міцні, з хорошим міжмолекулярним зчепленням;
чи не тріскаються при високій температурі;
мінімальна лінійна усадка при максимальній температурі, на відміну від кальцій - силікатних плит;
водостійкію

Переваги:

незмінний хімсклад;
нижче (до 30%), ніж у кальцій - силікатних плит з найкращими показниками теплопровідності;
не дають тріщин при транспортуванні, обробці або установці;
менше подразнення шкіри, очей і дихальних шляхів, більш чисте робоче місце;
легкі при різанні і формуванні, легка фіксація анкерами;
можна піддавати максимальним класифікаційними температур без руйнування плит;
теплоізоляційний шар залишиться цілісним без теплових витоків;
немає необхідності в водонепроникному бар'єрі - економія коштів і часу на монтаж.