岩棉管道保温施工方法

管道系统作为各种设备之间的连接中心，无论是在化工或石油工业，如发电厂中都有许多设备，包括柱塔（Columns）、压力容器（Pressure Vessels）、锅炉（Boilers）、发电涡轮机（Turbines）等。

管道系统将原料从一个设备输送到另一个设备，内部可能是化学物质或蒸汽，这些物质必须保持原有状态（包括温度、粘度、压力），以便后续使用。

关键是要在从一个设备到另一个设备的输送过程中保持管内物质的原有状态。设计者必须确保保温管道系统的热损失最小，并尽可能保持能量。

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管道保温需求
使用 ROCKWOOL ProRox PS 预制管壳进行热管道保温
- 防止接触的保温厚度设计
- 管道支架和垫块
使用网格岩棉卷材进行热管道保温
- 防止接触的保温厚度设计
- 管道支架和垫块
管道保温系统的支撑配件
- A.垫块
- B.管道支架
保温护板（Cladding）
- 护板对表面温度的影响
管道吊架和支架
阀门和法兰的岩棉保温
弯头和三通的保温方法
异径管（变径管）的保温包裹
- 水平异径管的岩棉保温
- 垂直异径管的岩棉保温
膨胀节
- 垂直膨胀节的岩棉保温
- 水平膨胀节的岩棉保温
保温管道的踩踏

热管道系统

管道保温需求

管道保温目标

- 减少热损失（降低能源成本）
- 减少二氧化碳排放
- 岩棉保温可以维持系统温度
- 降低管道噪音
- 防止冷凝水形成
- 防止人员接触高温造成伤害
- 防火阻燃

管道保温标准

使用和安装应参考以下标准和法规

- - DIN 4140：发电厂和设备的热绝缘
  - AGI Q101：发电厂设备的热绝缘
  - CINI-Manual：工业用热绝缘
  - BS 5970：热水管、空调管道及工业设备热绝缘施工规范

热管道保温系统

热管道保温后需要外包金属护板（Cladding）以保护管道和保温层免受天气和外力影响（如碰撞、撞击或维修时踩踏）。

安装垫块是必要的，当我们使用网格岩棉卷材保温时，因为网格卷材不耐外部压力和表面金属板的重量（如果金属板直接压在保温材料上，会导致岩棉压缩，保温厚度减小，能量损失增加）。

因此，安装垫块可以使外部压力直接传递到管道上，不会影响保温系统。

岩棉保温安装用垫块来源 - Integrity-products

管道用岩棉保温预制管壳（ProRox Pipe Section）

ROCKWOOL 开发的 ProRox PS WR-Tech 预制管壳将氯离子含量降低到 10 ppm 以下，以防止钢管腐蚀和保温层下腐蚀。

预制管道保温材料尺寸从小型 1/2″ NPS（23mm）到大型 36″ NPS（915mm），厚度从 25-100 mm 不等，为设计师提供多样化选择。其明显优势是安装简便，大大缩短安装时间，只需套在钢管上即可使用，且无需像网格丝绕型那样安装垫圈。

预制管壳密度高达 120 kg/m³ 和 150 kg/m³，具有较强的抗压能力。而网格卷材较软，密度仅为 80/100/128 kg/m³。

管道用岩棉保温网格卷材（ProRox Wire Mat）

网格岩棉卷材如 ProRox WM 由火山岩纤维制成，通过粘合剂结合，并采用 ROCKWOOL 专有的 WR-Tech 技术，将氯离子含量降低到 10 ppm 以下，以减少保温层下腐蚀。

一般产品使用镀锌丝网，但也有使用不锈钢丝网的特殊产品。网格丝绕型矿棉保温材料主要用于大型管道（14″ NPS/DN 350）或难以使用预制型保温材料的接头处，如三通（T-Joint）、弯头（Elbow）或各类法兰。

使用网格岩棉卷材进行保温是因为它易于切割，只需用刀切割保温材料并用钳子剪断钢丝即可使用。

但网格卷材不耐压，因此必须与垫块或管道支架配合使用，以保持保温系统的性能。

已完成矿棉保温和外护层安装的管道系统，来源 - ROCKWOOL PROCESS MANUAL

预制管壳和网格卷材保温系统的比较

预制管壳的主要优势是无需安装管道支架，可以更快完成工作并具有更好的保温效果。而网格卷材需要安装垫块，增加了工作时间，并且在垫块处会产生热点，导致更多热损失。

预制管壳的优点

无需安装垫块或管道支架
无需安装垫块，工作更快
可以直接将护板安装在岩棉上
安装垫块会增加能量损失
垫块处会形成热点

带垫圈的保温系统及热损失示意图，来源 - ROCKWOOL PROCESS MANUAL

无垫圈的保温系统，来源 - ROCKWOOL PROCESS MANUAL

预制管壳和网格卷材保温厚度比较

如果我们比较这两种系统的相同热损失（Heat loss），我们可以使用下表比较两种保温厚度，条件如下：

平均温度：250°C
环境温度：10°C
风速：5 米/秒
护板：铝锌合金
热损失率：150 瓦特/米
网格卷材系统安装有垫块

管道尺寸 DN	英寸	毫米	ProRox PS960	ProRox WM950
50	2	60	30	N/A
80	3	89	30	N/A
100	4	115	40	N/A
150	6	169	60	N/A
200	8	220	80	110 (50+60)
250	10	275	90	140 (70+70)
300	12	324	100	160 (80+80)
350	14	356	110	180 (90+90)

预制管壳和网格卷材保温厚度比较

通常情况下，直管段应使用预制管壳更合适，因为无需安装垫块，可以更快完成工作。而对于法兰或弯头等部件，则需要使用卷材，因为更容易切割成形。我们有以下表格来指导选择保温材料：

应用	温度 (°C)	ProRox PS960	ProRox WM950	ProRox WM960
直管	< 300°C	+++++	++	+
	300 – 600°C	+++	++	+
	> 600°C			+++
短管弯头阀门法兰	< 300°C	+	+++	++
	300 – 600°C		+++	++
	600 – 650°C			+++
建筑用热管道	D < 356 毫米	+++++
	D > 356 毫米	++++

使用 ROCKWOOL ProRox PS 预制管壳进行热管道保温

防止接触的保温厚度设计

下表将帮助设计保温厚度以防止接触危险，示例条件如下：

环境温度：25°C
风速：0 米/秒
护板：镀锌板
最高表面温度：60°C
使用保温：ProRox PS960

管道尺寸 DN	英寸	毫米	< 200°C	250°C	300°C	350°C	400°C	450°C	500°C
25	1	34	20	30	40	60	70	80	100
50	2	60	30	40	50	70	80	100	110
80	3	89	30	40	50	80	90	100	130
100	4	115	30	40	60	80	100	120	140
150	6	169	30	50	60	90	110	130	150
200	8	219	40	50	60	90	120	140	160
250	10	275	40	50	70	100	120	150	170
300	12	324	40	50	70	100	130	150	180

安装

ROCKWOOL ProRox PS960 岩棉预制管壳内径与钢管尺寸相匹配，外层有一定厚度，安装时可以完美贴合钢管。

对于水平管道，我们将保温材料的接缝放在管道底部，以防止雨水通过接缝渗入钢管。
对于垂直管道，我们将管道接缝错开约 30度，以防止水滴通过接缝流到钢管上。
安装保温后，使用镀锌钢丝或金属带固定保温层。
厚度超过 120 mm（或温度高于 300°C）的管道保温需要使用 2 层或 3 层保温，保温层的接缝必须错开，以防止水分渗入内部管道。

ProRox PS insulation thickness to guarantee protection against contact

预制管道保温系统的特征，来源 - ROCKWOOL PROCESS MANUAL

管道支架和垫块

通常，预制管壳系统不需要安装垫块和管道支架。但在管道振动较大和/或温度高于 300°C 的情况下，有时可能需要安装垫块。

对于高度超过 4 米的垂直安装管道，管道支架将固定保温层与管道。我们将在管道最低点安装第一个支撑环，后续支撑环间距不超过 4 米。

使用网格岩棉卷材进行热管道保温

网格岩棉卷材适用于大型热管道或各种接头，因为它更容易切割成形。网格岩棉卷材的抗压能力比预制管壳低，安装时应与垫块配合使用。

防止接触的保温厚度设计

下表将帮助设计保温厚度以防止接触危险，条件如下：

环境温度：25°C
风速：0 米/秒
护板：镀锌板
最高表面温度：60°C
使用保温：ProRox WM950

管道尺寸 DN	英寸	毫米	< 100°C	200°C	300°C	400°C	500°C	600°C
200	8	219	30	40	80	110	160	180
250	10	274	30	50	80	120	170	190
300	12	324	30	50	80	130	170	190
400	16	406	30	50	90	130	170	190
500	20	508	30	50	90	130	180	200

安装

将岩棉切割成适合管道周长的长度
将岩棉的钢丝网拉紧并用 0.5 mm 金属丝绑扎
不锈钢管和温度高于 400°C 的管道使用缝合方式，以防止钢丝断裂和防止生锈
当保温厚度超过 120 mm 或温度高于 300°C 时，需要多层保温，保温层的接缝不能在同一直线上，以防止水分渗入内层管道。

ProRox WM insulation thickness to guarantee protection against contact stitching

网格丝绕型矿棉保温材料的缝合，来源 - ROCKWOOL PROCESS MANUAL

ProRox WM insulation 05 - thickness to guarantee protection against contact hook

使用0.5毫米钢丝紧密绑扎，来源 - ROCKWOOL PROCESS MANUAL

管道支架和垫块

网格卷材不耐压，不能直接在保温层上安装护板，必须先安装垫块或管道支架，然后再安装护板。

对于高度超过 4 米的垂直安装管道，管道支架将固定保温层与管道。我们将在管道最低点安装第一个支撑环，后续支撑环间距不超过 4 米。

管道保温系统的支撑配件

A.垫块

安装垫块是为了支撑保温后安装的护板重量。使用网格岩棉卷材时必须安装垫块，但使用预制管壳时则不需要。

管道结构包括最外层与护板接触的金属环，其次是安装在管道上的金属或陶瓷垫块，如常用于减振的 Omega 夹具。

金属垫块至少安装 3 个，相对于外环测量的垫块间距不得超过 16 英寸（400 mm）。
陶瓷垫块至少安装 4 个，相对于外环测量的垫块间距不得超过 10 英寸（250 mm）。

垫块数量取决于工作温度和外部力，可参考 CINI 1.3.23 的垫块间距。

在管道弯头等弯曲部分安装垫块时，我们将在弯头的起点和终点安装，如果相对于弯头外圆周测量的垫块间距超过 27 英寸（700 mm），我们需要增加垫块。

管道周围垫圈的安装间距，来源 - ROCKWOOL PROCESS

弯头处垫圈的安装间距，来源 - ROCKWOOL PROCESS

B.管道支架

我们为垂直管道安装管道支架，因为垂直管道的重量较大，包括管道重量、保温重量和护板重量，而且垂直管道的振动比水平管道大。管道支架的使用取决于管道尺寸和温度，可以使用螺栓固定、焊接或对于高温管道使用双层夹具。支架必须使用耐高温金属材料。

垂直管道支撑的安装方法，来源 - ROCKWOOL PROCESS

管道单位长度保温重量表

管道尺寸 DN	英寸	毫米	30 毫米	40 mm	50 mm	60 mm	80 mm	100 mm	120 mm	140 毫米
15	0.5	22	4	5	6	8	11	15	19	24
25	1	34	4	5	7	8	12	15	20	25
50	2	60	5	7	8	10	13	17	22	27
65	2.5	76	6	7	9	10	14	18	23	28
80	3	89	7	8	10	11	15	19	24	29
100	4	115	8	9	11	12	16	21	26	31
200	8	219	12	14	16	18	23	28	33	39
300	12	324	17	19	21	24	29	35	41	47
500	20	508	25	28	31	34	40	47	54	62
700	28	711	34	37	41	44	52	60	69	78

保温护板（Cladding）

护板用于保护保温层免受天气和其他外部污染的影响。护板材料的选择取决于多个因素，如管道是否振动、维护时是否需要踩踏、风雨和环境温度等。

我们按以下标准选择护板材料：

镀锌板用于室内，因为具有良好的强度和防火性能
铝板用于室外，因为具有良好的耐候性，且比不锈钢便宜

在腐蚀性环境中，使用铝板、不锈钢板或玻璃钢板作为护板，在可能发生火灾的环境中推荐使用不锈钢板。

护板材料	火灾风险区域	腐蚀性环境	< 60°C	> 60°C
铝板	–	–		/
铝锌合金板	–	–		/
镀锌板	/	–		/
不锈钢板	/	/		/
铝镀层钢板	/	/		/
塑料涂层钢板	–	–	/
玻璃钢板	–	/		< 90°C

护板材料	火灾风险区域	腐蚀性环境	< 60°C	> 60°C
铝板	–	–		/
铝锌合金板	–	–		/
镀锌板	/	–		/
不锈钢板	/	/		/
铝镀层钢板	/	/		/
塑料涂层钢板	–	–	/
玻璃钢板	–	/		< 90°C

CINI 标准护板厚度表

管道直径	铝板 (CINI 3.1.01)	铝镀层钢板 (CINI 3.1.02)	铝锌合金板 (CINI 3.1.02)	镀锌钢板 (CINI 3.1.04)	不锈钢板 (CINI 3.1.05)
< 140 毫米	0.6 毫米	0.56 毫米	0.5 毫米	0.5 毫米	0.5 毫米
130 – 300 毫米	0.8 毫米	0.8 毫米	0.8 毫米	0.8 毫米	0.8 毫米
> 300 毫米	1.0 毫米	0.8 毫米	0.8 毫米	0.8 毫米	0.8 毫米