Маты прошивные ZOFORT на основе базальтового супертонкого волокна (БСТВ).
Маты прошивные ZOFORT на основе базальтового супертонкого волокна предназначены для сверхлегкой, эффективной термоизоляции промышленного оборудования, воздуховодов горячего воздуха, наружных и внутренних паропроводов, котлов, бойлеров, теплообменников, трубопроводов, разогретых жидкостей или газов при высокотемпературных процессах. Используется для изоляции дымоходов, печных труб, в качестве огнезащиты строительных конструкций, при теплоизоляции на атомных и тепловых станциях, так как не накапливает радиацию.
Обеспечивает длительное время эксплуатации без разрушений в качестве теплоизоляции и звукоизоляции в жилищном, гражданском и промышленном строительстве в зданиях всех степеней огнестойкости. Используется в качестве пожароразделяющего слоя в трехслойных конструкциях. ООО «ТК ДИЛЛ» предлагает маты прошивные на основе БСТВ под собственной торговой маркой ZOFORT:
МП-20-6000.1000.50 ТУ-5769-002-95944962
МП-35-6000.1000.50 ГОСТ 21880-2011
МП-50-6000.1000.50 ГОСТ 21880-2011
По согласованию с заказчиком толщина матов прошивных может быть 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100мм и более, длина - от 1000 до 6000мм с интервалом 500мм, ширина- 500, 600, 1000мм.
Маты прошивные ZOFORT могут быть изготовлены в обкладе из стеклоткани(СТ), базальтовой ткани (БТ), кремнеземной ткани (КТ), металлической сетки (МС), фольги (Ф), стеклосетки (СС) и др. материалов. Обкладка выполняется с одной, двух, четырех, шести сторон. Продукция соответствует ГОСТ 21880-2011, сертифицирована.
Пример обозначения матов прошивных в обкладе из стеклоткани с двух сторон: МП(ст2) - 35-6000.1000.80 ГОСТ 21880-2011, где: ст – стеклоткань, 2- с двух сторон, 35 – марка МП по плотности, 6000 – длина в мм, 1000 – ширина в мм, 80 – толщина в мм.
Базальтовое супертонкое волокно (БСТВ) для изготовления матов прошивных производится по фильерной технологии на высокотехнологичной установке из изверженных горных пород, имеет существенные преимущества в сравнение с другими теплоизоляционными материалами, в частности по таким направлениям, как:
Экологичность:
• Не содержит синтетического связующего (как правило феноло-формальдегидное), необходимого для связки стекловолокон (и шлаковолокон). Если его концентрация в воздухе превышает ПДК, то оно представляет потенциальную угрозу здоровью человека. Волокна БСТВ скрепляются друг с другом силами естественного сцепления. Нет канцерогенных и токсических веществ;
• Нет колкой пыли (не колется), которая образуется при применении стекловаты и шлаковаты, в следствии ломкой структуры их волокон;
• Не выделяет вредных веществ во всех средах;
• Не накапливает радиацию;
• Благодаря своему неорганическому составу не подвергается воздействию грызунов и микроорганизмов (грибок, плесень).
Пожаробезопасность:
• Базальтовое супертонкое волокно, получаемое из расплавов горных пород при температуре 1450-1550°С, равной температуре в кратере "работающего вулкана", не горит ни при каких температурах, а только плавится в зоне высоких температур, не выделяя при этом никаких вредных газов. Маты и холсты из БСТВ сдерживают распространение пламени, сберегая время, необходимое, чтобы люди, в случае пожара, покинули помещение.
• Огромный температурный диапазон применения и пожарная безопасность. БСТВ относится к классу негорючих материалов. Температура применения от -180°С до +1000° С.
Эксплуатационная долговечность:
• Срок службы при правильной эксплуатации не менее 40-50 лет.
• Изделия не разрушаются при действии теплосмен на нагрев - охлаждение, при повышении температуры и при циклическом действии сохраняют свои характеристики и геометрические формы.
• Стойкость к агрессивным средам, к маслам, кислотам и щелочи;
• Вибростойкость,
• Высокие механические свойства, не гигроскопична;
Экономичность:
• Благодаря своей малой плотности и большому содержанию воздуха, теплопроводность составляет от 0,036 до 0,038 Вт/м*К. В следствие этого базальтового супертонкого волокна потребуется на 40% меньше чем стекловаты и на 15% меньше чем пенополистерола;
• Малая усадка и сохранение теплоизоляционных свойств после значительного числа циклов «намокания/высыхания» обусловлены высоким качеством сырья — отсутствием в его составе примесей;
• 1 кг базальтового волокна за срок эксплуатации экономит до 100 тонн условного топлива.
Теплоизоляция, хладоизоляция:
• Применение теплоизоляции при строительстве дома позволяет создать комфортные условия внутри помещения и значительно снижает потребление энергоносителя, расходуемого на обогрев здания зимой и охлаждение летом.
• Благодаря своим свойствам подходит как для теплоизоляции трубопроводов, закалочных печей, реакторов, так и для хладоизоляции оборудования (это позволяет значительно снизить потери холода, а стоимость получения единицы холода в несколько раз выше получения единицы тепла).
Звукоизоляция:
• Базальтовое волокно благодаря своей структуре прекрасно изолирует, при этом не подвергается разрушению звуковыми волнами.
• Нормальный коэффициент звукопоглощения равен 0,95-0,99
Технические характеристики матов прошивных на основе базальтового супертонкого волокна (БСТВ) марки «ZOFORT» - МП-20, МП-35, МП-50
Размеры мата прошивного, (мм): |
|
Предельная температура применения | от -180 до 1000°С |
Средний диаметр волокна, мкм | от 1 до 3 |
Длина волокна,мм | 50-70 |
Сорбционное увлажнение за 24 ч (не более), % | 0,02 |
Влажность, не более % | 2 |
Плотность, кг/м³ | 20,30,50 |
Необходимость использования связующего | нет |
Наличиесвязующего, % | нет |
Коэффициент теплопроводности, Вт/м*к | 0,036-0,038 |
Класс горючести | НГ |
Теплоемкость, Дж/кг*к | 800-1000 |
Вибростойкость | да |
Сжимаемость,% | 15 |
Упругость,% | 95 |
Температура спекания, °С | 1100-1500 |
Коэффициент звукопоглощения | от 0,95 до 0,99 |
Химическая устойчивость (потеря веса), % в воде | 1,6 |
Химическая устойчивость, % в щелочной среде | 2,75 |
Химическая устойчивость,% в кислотной среде | 2,2 |
Долговечность, не менее лет | 50 |
Колкость | нет |
Наличие пыли стекловолокна, мг/м³ | не имеет |
Наличие фенола, мг/м³ | не имеет |
Наличие формальдегида, мг/м³ | не имеет |
Выделение вредных веществ | нет |
Сравнительные характеристики волокнистых материалов
В настоящее время около 60% всей применяемой теплоизоляции представлено волокнистыми материалами: минеральная вата, базальтовая вата.
1. Минеральная вата.
В понятие минеральной ваты (согласно ГОСТ 31913-2011) входят следующие разновидности ваты: стеклянная вата, каменная вата, шлаковая вата.
Стеклянная вата: минеральная вата изготовленная из расплава стекла.
Каменная вата: минеральная вата, изготовленная преимущественно из расплава изверженных горных пород.
Шлаковая вата: минеральная вата, изготовленная из расплава доменного шлака.
Вата минеральная предназначена для изготовления теплоизоляционных и звукоизоляционных изделий, а также в качестве теплоизоляционного материала в строительстве и промышленности.
Одним из компонентов при изготовлении теплоизоляционных изделий из минеральной ваты является связующее, которое скрепляет волокна между собой, тем самым обеспечивает изделиям заданные параметры формы и плотности.
Виды связующего:
1. Битумные связующие;
2. Синтетические связующие. Как правило это фенолоспирты, фенолоформальдегидные, карбамидные смолы;
3. Композиционные связующие (связующие состоящие из нескольких компонентов);
4. Бентонитовые глины;
В настоящее время наиболее распространено использование композиционного синтетического связующего состоящего из фенолоформальдегидных смол, гидрофобизирующих и пластифицирующих добавок. В готовом изделии фенол и формальдегид находятся в связном состоянии, связующее инертно по отношению к окружающей среде.
Волокна минеральной ваты способны выдерживать температуру до 1000°С, однако в изделиях на синтетическом связующем при температуре около 200°С начинается процесс деструкции (разрушения) связующего.
При применении теплоизоляционных изделий из минеральной ваты вредными факторами являются (ГОСТ 9573-96) пыль минерального волокна и летучие компоненты синтетического связующего: паров фенола, формальдегида, амиака.
2. Базальтовая ватаБазальтовая вата получается из расплава собственно базальта, а также некоторых близких к нему горных пород базальтовой группы без каких либо дополнений в виде синтетических или минеральных веществ. В зависимости от метода получения базальтового волокна оно получается с разными параметрами по толщине, длине, прочности на разрыв.
Одним из наиболее важных параметров базальтового волокна является диаметр отдельных волокон. В зависимости от диаметра волокна делят на: микротонкие, диаметром менее 0,6 мкм; ультратонкие, 0,6 — 1,0 мкм; супертонкие, 1,0 — 3,0 мкм; тонкие, 5 — 15 мкм; утолщенные, 15 — 25 мкм и грубые — диаметром 50 — 500 мкм. Диаметр волокон существенно влияет на важнейшие свойства изделий из него: теплопроводность, звукопоглощение, плотность и др. В зависимости от диаметра волокно используется для различных целей. В частности, для изготовления матов прошивных, теплоизоляционных плит используют супертонкое (БСТВ), тонкое (БТВ) и утолщенное базальтовое волокно. Технология при которой получается тонкое (БТВ) и утолщенное базальтовое волокно требует для придания большей текучести базальтовых тонких волокон в расплав добавлять от 10 до 35 % известняка или заменяющего его материала (шихты), что делает волокно ослабленным к воздействию агрессивных сред и высоких температур. Такое волокно уже нельзя называть базальтовым, и его зачастую называют минеральным волокном или минеральной ватой. Тонкое (БТВ) и утолщённое «базальтовое» волокно получается короче и толще. Такая структура волокон лишает изделие прочности. Поэтому, как и при изготовлении теплоизоляционных изделий из минеральной ваты для связки тонких базальтовых волокон (БТВ) и утолщенных базальтовых волокон применяют фенолформальдегидные или другие органические смолы в процентном содержании от 2 до 10%. Соответственно, теплоизоляционные изделия из тонкого «базальтового» волокна (БТВ) и утолщенного «базальтового» волокно из-за меньшей эластичности по сравнению с БСТВ имеют меньший срок службы, отсутствует устойчивость к вибрационным нагрузкам. На основании данных таблице 1 можно сделать анализ о структурных изменениях теплоизоляционных изделий из разного волокна под воздействием температуры и вибрационной нагрузки.
Процент структурных изменений различных волокон при одностороннем нагреве в течение 3-х часов при вибрации с у=50 Гц, А=1мм.
(Табл.1)
Наименование волокон | Исходная толщина испытуемого образца, мм | Температура нагрева °С | ||||
400 | 600 | 700 | 800 | 900 | ||
Базальтовое супертонкое волокно (БСТВ) | 40 | 0,01 | 0,05 | 0,23 | 0,28 | 0,35 |
Базальтовое тонкое волокно (БТВ) | 40 | 2 | 2 | 5 | 9 | 12 |
Стеклянная вата | 40 | 95 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Каменная вата | 40 | 75 | 95 | 100 | 100 | 100 |
Шлаковая вата | 40 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
Из табл.1 видно, что теплоизоляционные изделия на основе БСТВ устойчивы к вибрациям, потери в массе при вибро-термической обработке до 900°С составляют лишь 0,35%. Такой показатель вибростойкости ваты БСТВ определяется прежде всего ее длинноволокнистой структурой (то есть качество ваты напрямую зависит от длины волокон), а также характером кристаллизации, обуславливающем достаточное сохранение эластичных и прочностных свойств ваты. Метод получения (дуплекс процесс) БСТВ позволяет выполнить специальную термическую обработку базальтовых супертонких волокон и получить микрокристаллический материал со свойствами, отличающимися от обычных волокон. Микрокристаллические волокна превосходят обычные по температуре применения на 200°С, по кислотностойкости - в 2,5 раза, а гигроскопичность их в 2 раза ниже. Основным преимуществом этого вида базальтового волокна является отсутствие усадки при его эксплуатации. Из микрокристаллического волокна изготавливают высоко-температуроустойчивые теплоизоляционные материалы.
Теплоизоляционные изделия на основе тонкого базальтового волокна (БТВ) имеют потери в массе: при трехчасовой вибрации в исходном состоянии потери равны 2% и до 600°С не изменяются, но при повышении температуры потери резко возрастают и достигают 12% при температуре 900°С. Таким образом, вата с коротковолокнистой структурой не виброустойчива.
Теплоизоляционные изделия на основе минеральной вата (каменная, стеклянная и шлаковая) практически полностью теряют свою массу, кроме того, стеклянные волокна полностью теряют прочность при 400-450°С, так как спекаются, а шлаковатные спекаются еще при температуре 250°С.
Сравним некоторые конструкционные характеристики. Обратимся к табл.2
Сравнение конструкционных характеристик теплоизоляционных материалов на основе базальтового волокна и минеральной ваты.
Характеристика | Ед. изм. | БСТВ | БТВ | Минеральная вата | |
Стеклянная вата | Каменная вата | ||||
Температура применения | °С | от −180 до +1000 | от −180 до +700 | от −60 до +450 | от −120 до +450 |
Коэффициент теплопроводности при 25 ° С | Вт/м °К | 0,036-0,038 | 0,038-0,046 | 0,042-0,052 | 0,044-0,046 |
Толщина слоя утеплителя для наружных стен | мм | 185 | 260 | 210 | нет данных |
Толщина слоя утеплителя для чердачного перекрытия | мм | 210 | 295 | 240 | нет данных |
Коэффициент паропоглощения | % | 1,2-1,5 | 2,5-3,0 | 10,0-12,5 | 7,5-8,2 |
Устойчивость к вибрационным нагрузкам | да | нет | нет | нет | |
Толщина изоляции трубопровода по плотности теплового потока согласно СП 41-103-2000 при д=108 и температуре теплоносителя 130 °С с учетом коэффициента монтажного уплотнения | мм | 50 | 93 | плотность не менее 50 кг/м 96 | 118 |
Температура спекания волокон | °С | 1100-1500 | 700-900 | 450-500 | 600 |
Класс горючести | нг | нг | нг, г1 | нг, г1 | |
Срок службы термоизоляции на технологических трубопроводах при температуре 450-600°С согласно обследований энергоблоков институтом НИКИМТ г.Москва с 1982 по 2001 год | 4-5 лет | 2-3 года | не применяется | 3-6 месяцев | |
Наличие связующего | % | нет | 2,5-10 | 2,5-10 | 2,5-10 |
Длина волокон, мм | до 300 | 20-50 | 15-40 | 16 | |
Коэффициент звукопоглощения для частот от 100 до 2000 герц | 0,92-0,97 | 0,80-0,92 | 0,80-0,92 | 0,75-0,85 | |
Выделение вредных веществ | нет | да | да | да | |
Колкость | нет | да | да | да | |
Водопоглащение за 24 час, % | 0,02 | 0,95 | 1,7 | 1,5 |
Из табл.2 видно, что теплоизоляционные изделия на основе БСТВ имеет высокую температуру применения: температуру длительного применения - 700°С, краткосрочного - до 1000°С. Теплоизоляционные изделия на основе базальтового тонкого волокна (БТВ), каменной ваты, стеклянной ваты с использованием связующего применяются до температуры 400 - 600°С (информация получена из открытых источников). По ГОСТу 21880-2011 предельная температура применения матов, содержащих органические вешества не должна превышать 450°С.
Изделия на основе БСТВ при смене температур, при повышении температуры и при циклическом воздействии температур не разрушаются и сохраняют свои характеристики и геометрические формы в отличие от изделий на основе базальтового тонкого волокна (БТВ), минеральной (каменной, стеклянной) ваты.
Существует зависимость коэффициента теплопроводности от диаметра волокна, чем толще волокна, тем выше коэффициент теплопроводности и как следствие, больше требуется теплоизоляционного материала для достижения одних и тех же характеристик по сохранению тепла. Например, из табл. 2 видно, что теплоизоляционных изделий на основе БТВ требуется 1,4 раза больше, чем материалов на основе БСТВ. Вследствие чего, увеличиваются общие затраты на теплоизоляционные материалы и выполняемые работы.
Для установления возможности использования теплоизоляционных изделий на основе БСТВ в качестве хладоизоляционного материала исследовалось изменение прочности на разрыв элементарных волокон ваты БСТВ после обработки в жидком азоте (t = −196°С). Результаты исследования показали, что после пребывания теплоизоляционного материала на основе базальтового супертонкого волокна (БСТВ) в жидком азоте в течение 40 часов не отмечается снижения прочности, в то время как у изделий на основе базальтового тонкого волокна (БТВ) снижение прочности произошло на 75%.
Таким образом, теплоизоляционные изделия на на основе (БСТВ), обладая уникальными свойствами и характеристиками, которые в полной мере соответствуют современным требованиям, в том числе требованиям экологии, пожаробезопасности, становятся востребованными во многих областях, например, таких, как:
• В энергетике (атомные, тепловые электростанции, реакторы, турбины, теплоцентрали, паровые котлы, паропроводы, теплотрассы) обеспечивается звуко-, теплоизоляция термического оборудования, теплоизоляция сооружений, трасс, дверей, кабельных проходов.
• В нефтеперерабатывающей промышленности - теплоизоляция трубопроводов, печей, оборудования, резервуаров для хранения нефтепродуктов;
• В судостроении с целью звуко-, теплоизоляции оборудования газотурбинных и холодильных установок, двигательных шахт, противопожарная изоляции перегородок, палуб, кают;
• Коммунальное хозяйство: теплоизоляция трубопроводов теплоснабжения, водоснабжения, материал для фильтров сточных вод очистных сооружений;
• В гражданском и промышленном строительстве - маты из базальтового супертонкого волокна применяется в качестве огнезащитной тепло-звукоизоляции для стен, полов, кровли, мансард, лоджий и балконов;
• Производство керамики, фарфора, строительных материалов – теплоизоляция печей и оборудования при производстве керамических и фарфоровых изделий (посуда, вазы, сантехнические изделия и др.), печи для производства кирпича, керамической плитки.
• В хлебо- и кондитерском производстве - теплоизоляция печей и оборудования;
• В металлургии как материал теплоизоляции различных видов технологических печей, оборудования, трубопроводов;
• В авиационной промышленности - как звуко-, теплоизоляция двигателей, перегородок, фюзеляжей салонов;
• В автомобилестроении тепло-звукоизоляцию двигателей, салонов, глушителей;
• В криогенной технике, как утеплительный материал при производстве сжиженных газов;
• В машиностроении для тепло-звукоизоляции термического оборудования, нагревательных, закалочных печей, тепловых магистралей, бытовых электрических, газовых приборов, медицинских стерилизаторов;
• В химической промышленности тепло-звукоизоляция термического оборудования, сушильных камер, теплотрасс, коммуникаций;
Это далеко не полный перечень применения матов на основе базальтового супертонкого волокна и изделий из него.