Katlu ugunsizturīgie oderējumi un siltumizolācija

Katla ugunsizturīgais oderējums ir projektēta sistēma

Katla oderējums reti sastāv tikai no viena materiāla. Karstās virsmas slānim jāiztur liesmas starojums, dūmgāzes, pelni, nogulsnes un tīrīšana, savukārt aizmugurējais izolācijas slānis ierobežo siltuma plūsmu uz korpusu. Javām, enkuriem, izplešanās šuvēm, cauruļu sienu savienojumiem, degļu atverēm, durvīm un caurejām jādarbojas kopā ar abiem slāņiem. Viena komponenta aizstāšana ar materiālu, kam ir augstāka temperatūras noturība, neatrisina ķīmisko nesaderību, nepietiekamu izplešanās kompensāciju, enkuru bojājumus vai nepiemērotu kontrolētās izžāvēšanas procedūru.

Ugunsizturīgais oderējums aizsargā un veido sadegšanas kameru; tas nav katla spiedienu noturošais apvalks. Cauruļu, cilindru, korpusa, kolektoru, vārstu un aizsargierīču tehniskais stāvoklis jānovērtē atbilstoši katla ražotāja prasībām un piemērojamajai spiedieniekārtu pārbaudes kārtībai. Aizdomas par spiedienam pakļauto daļu koroziju, plaisām vai noplūdēm nedrīkst aizklāt ar ugunsizturīgu remontmateriālu.

Materiālu funkcijas katla oderējumā

Blīvie karstās virsmas, šuvju un remonta materiāli

Blīvie materiāli ir piemēroti vietām, kur oderējumam jāsaglabā forma un jāiztur tieša sadegšanas procesu vai mehāniskā nodiluma iedarbība. Parasti tie uzkrāj un vada vairāk siltuma nekā šķiedru izolācija, tādēļ augsta pieļaujamā temperatūra neliecina par zemu siltumvadītspēju.

Piemērotību nenosaka tikai temperatūra. Salīdziniet tilpummasu, šķietamo porainību, stiprību, paliekošās lineārās izmaiņas, siltumvadītspēju un noturību pret faktiskajiem pelniem vai nogulsnēm. Cirkona pārklājumu nedrīkst izmantot kustīgu šuvju pārsegšanai, trūkstoša oderējuma biezuma atjaunošanai vai neizturīgas pamatnes noslēpšanai.

Elastīgās izolācijas, blīvēšanas un montāžas materiāli

Šķiedru segu publicētā tilpummasa ir 128 kg/m³, taču izolācijas biezums tik un tā jānosaka ar siltuma pārneses aprēķinu, izmantojot siltumvadītspējas datus attiecīgajās vidējās temperatūrās. Aprēķinā iekļaujiet visus oderējuma slāņus, šuves, metāla enkurus, korpusu, apkārtējās vides apstākļus un pieļaujamo ārējās virsmas temperatūru. Segas maksimālā temperatūra neļauj prognozēt korpusa temperatūru.

Līme un cietinātājs ir palīgmateriāli, nevis projektētu enkuru vai izturīga ugunsizturīgā karstās virsmas slāņa aizstājēji. Šķiedru virsmas cietināšana nepadara to piemērotu tiešai liesmas iedarbībai, intensīvai daļiņu erozijai vai konstrukcijas slodzei. Kvadrātveida stikla šķiedras blīvējuma auklas pieļaujamā temperatūra ir 550 °C, un to nedrīkst izvēlēties karstākai vietai tikai tādēļ, ka citiem šīs kategorijas produktiem ir augstāka temperatūras noturība.

Materiālu izvēle pēc katla veida

Korpusa un dūmcauruļu katli

Ugunsizturīgais oderējums var atrasties degļu rīklēs, kurtuves priekšdaļā, reversa kamerās, durvīs un dūmgāzu plūsmas pārejas vietās. Remonta laikā jāsaglabā piekļuve, atstarpes pie cauruļu galiem, izplešanās iespēja un sākotnējā sadegšanas kameras ģeometrija. Pirms blakus esošo cauruļu plākšņu, saišu zonu un korpusa virsmu aizsegšanas ar jaunu oderējumu tās jāpārbauda. Lokāls oderējuma bojājums var liecināt par nepareizu liesmas virzienu, gāzes noplūdi vai kustību metāla un ugunsizturīgā materiāla saskares vietā.

Ūdenscauruļu katli

Ūdenscauruļu katlos ugunsizturīgo oderējumu var izmantot degļu rīklēs, kurtuves stūros, pie kolektoriem, grīdām, pārbaudes atverēm un vietās, ko pilnībā neaizsedz membrānu sienas. Cauruļu kustība un atšķirīga termiskā izplešanās ir būtiski faktori. Nedrīkst stingri pārsegt projektētās atstarpes vai uzklāt remontmateriālu uz spiedienam pakļautām daļām bez katla projektētāja izstrādāta risinājuma. Liels gāzes plūsmas ātrums un lidojošie pelni var prasīt pret eroziju izturīgāku karstās virsmas slāni nekā aizsargātajai aizmugurējai izolācijai.

Biomasas un koksnes atkritumu katli

Kurināmā mitrums, daļiņu izmērs, mizas saturs, piesārņojums un sadegšanas kontrole ietekmē kurtuves temperatūru un nogulšņu veidošanos. Biomasas pelni var saturēt sārmus, hlorīdus un citas sastāvdaļas, kas veicina izdedžu veidošanos, virsmas saķepšanu vai ķīmisku iespiešanos ugunsizturīgajā materiālā. Režģi, kurināmā padeves zonas, kurtuves pamatnes un pelnu izvades vietas ir pakļautas arī mehāniskam nodilumam. Materiāli jāizvēlas, pamatojoties uz kurināmā un pelnu analīzi, ekspluatācijas vēsturi un bojātā oderējuma pārbaudi, nevis tikai temperatūras noturību.

Ar šķidro kurināmo un gāzi darbināmu katlu degļu zonas

Degļu apkārtne ir pakļauta koncentrētam siltumstarojumam un lielam lokālam gāzes plūsmas ātrumam. Lejamajam vai formētajam ugunsizturīgajam materiālam jāsaglabā degļa un katla ražotāja noteiktā ģeometrija un atstarpes. Izmainīts rīkles profils var traucēt liesmas formu, recirkulāciju un siltuma sadalījumu. Atkārtotu plaisāšanu vai pārkaršanas pēdas analizējiet kopā ar degļa ieregulēšanas datiem; ugunsizturīgais materiāls ar augstāku temperatūras klasi neizlabos nepareizi noregulētu liesmu vai liesmu, kas skar oderējumu.

Cietā kurināmā un sadzīves katlu remonts

Formējama ugunsizturīgo ķieģeļu masa un saderīga java var būt piemērota ierobežotiem remontiem, ja iekārtas ražotājs tos atļauj un saglabātais oderējums ir tehniski drošs. Neizmantojiet universālus ugunsizturīgos materiālus, lai mainītu sadegšanas gaisa kanālus, kurtuves izmērus, deflektorus vai atstarpes. Mūsdienīgiem kondensācijas katliem un patentētām sadegšanas sistēmām parasti nepieciešamas konkrētam modelim paredzētas detaļas un apkopes procedūras, nevis objektā uzklājams ugunsizturīgais materiāls.

Materiālu izvēle pēc katla zonas

Temperatūra, kurināmais un pelnu ķīmiskais sastāvs

Reģistrējiet vairākas temperatūras, nevis paļaujieties uz vienu katla iestatījuma vērtību: sadegšanas gāzu temperatūru, lokālo karstās virsmas temperatūru, temperatūru katrā oderējuma slāņu saskares vietā un korpusa ārējo temperatūru. Virsma liesmas pusē var būt pakļauta lokāliem temperatūras maksimumiem, ko neuzrāda kopējās gāzes temperatūras sensors. Savukārt ugunsizturīgā materiāla 1600 °C vai 1700 °C temperatūras klase nenozīmē, ka katls ir projektēts vai drīkst darboties šādā temperatūrā.

Pelnu ķīmiskais sastāvs var būt tikpat svarīgs kā maksimālā temperatūra. Sārmi, hlorīdi, sēra savienojumi, vanādiju saturoši šķidrā kurināmā pelni un nogulsnes ar zemu kušanas temperatūru var reaģēt ar oderējumu vai tajā iespiesties. Iedarbināšanas, apturēšanas vai nepilnīgas sadegšanas laikā oksidējoša un reducējoša vide var savstarpēji mainīties. Pieprasiet aktuālos piedāvātā ugunsizturīgā materiāla tehniskos datus un sarežģītiem rūpnieciskiem ekspluatācijas apstākļiem salīdziniet tos ar kurināmā, pelnu, nogulšņu vai bojātā materiāla laboratoriskās analīzes rezultātiem.

Tālākās dūmgāzu plūsmas zonas var būt vēsākas, taču ķīmiski agresīvākas, ja metāla vai oderējuma temperatūra nokrītas zem skābes vai ūdens rasas punkta. Materiāls, kas ir piemērots sausai kurtuvei, ne vienmēr ir piemērots mitram, skābam kondensātam. Nosakiet temperatūru un ķīmisko vidi katrā zonā, nevis izmantojiet vienu materiālu visā dūmgāzu plūsmas ceļā.

Enkuri, izplešanās un oderējuma biezums

Enkuri jāprojektē atbilstoši oderējuma biezumam, materiāla blīvumam, temperatūras gradientam, sakausējuma temperatūrai, izvietojuma solim, orientācijai un paredzamajai kustībai. Pēc demontāžas pārbaudiet saglabātos enkurus; slēpta oksidēšanās, deformācija vai metinājuma bojājums var padarīt citādi kvalitatīvu remontu nedrošu. Vietās, kur nepieciešami enkuri, šķiedru līme neaizstāj mehāniskos stiprinājumus.

Izveidojiet izplešanās šuves un saspiežamas saskares zonas atbilstoši sākotnējam projektam vai inženiertehniski izstrādātam remonta risinājumam. Ar javu aizpildītas izplešanās spraugas, pārmērīgi saspiesta aukla un nekustīgi ielāpi pāri kustīgiem cauruļu vai korpusa savienojumiem var pārnest spriegumu un izraisīt plaisāšanu vai nobīdi. Saglabājiet degļu, sensoru, pārbaudes atveru un cauruļu izplešanās atstarpes.

Uzstādīšana, cietināšana un kontrolētā izžāvēšana

Noņemiet vaļīgo materiālu līdz stabilam ugunsizturīgajam slānim un nosakiet, vai bojājums ir lokāls vai daļa no plašākas problēmas. Pirms demontāžas reģistrējiet oderējuma slāņus, izmērus, enkurus, šuves un atveres. Sagatavojiet pamatnes, uzstādiet veidņus un aizsargājiet spiedienam pakļautās daļas saskaņā ar apstiprināto darbu izpildes plānu.

Lejamajam ugunsizturīgajam maisījumam precīzi nomēriet tīru ūdeni, maisiet ar tīru aprīkojumu, ieklājiet noteiktajā izstrādes laikā un noblīvējiet, nepieļaujot sastāvdaļu noslāņošanos. Pārmērīgs ūdens daudzums var palielināt porainību, sarukumu un izvadāmā mitruma daudzumu. Ķieģeļu javas jāizmanto norādītajā šuves biezumā; tās nav paredzētas lielu tukšumu aizpildīšanai. Formējamā ugunsizturīgā masa sistemātiski jāieklāj vai jāblietē pret stabilu, pareizi sagatavotu pamatni.

Cietināšana un kontrolētā izžāvēšana ir divi atsevišķi posmi. Ķīmiski saistītam materiālam vispirms jāizveido paredzētā saite, pēc tam pakāpeniski jāizvada brīvais un saistītais mitrums. Strauja uzkarsēšana var radīt iekšēju tvaika spiedienu, plaisas vai eksplozīvu atslāņošanos. Grafiku nosakiet pēc produkta instrukcijām, remonta biezuma, kopējā ūdeni saturošā materiāla tilpuma, oderējuma konstrukcijas, ventilācijas un katla ražotāja iedarbināšanas ierobežojumiem. Žāvēšanas laiks istabas temperatūrā nenozīmē, ka drīkst nekavējoties sākt darbu ar pilnu slodzi.

Pārbaude un apkope

• Uzraugiet korpusa temperatūras izmaiņas: salīdziniet rādījumus vienādas slodzes un apkārtējās vides apstākļos; izmeklējiet jaunus vai pieaugošus karstos punktus.
• Pārbaudiet karsto virsmu: atzīmējiet atvērtas šuves, nobīdītus ķieģeļus, plaisas, atslāņošanos, virsmas saķepšanu, ķīmisku iespiešanos un materiāla zudumus.
• Pārbaudiet degļu zonas: meklējiet liesmas tiešas iedarbības pazīmes, erodētas rīkles, ģeometrijas izmaiņas un karstuma radītus bojājumus ap atverēm.
• Novērtējiet enkurus un savienojumus: atsegti, deformēti vai korodējuši enkuri un atkārtotas plaisas pie metāla savienojumiem var liecināt par dziļākiem bojājumiem.
• Pārbaudiet blīvējumus: nomainiet auklas vai blīvējuma materiālus, kas ir sacietējuši, nodiluši, neatgriezeniski saspiesti vai vairs nenodrošina noteikto noslēgumu.
• Atsevišķi pārbaudiet spiedienam pakļautās daļas: ugunsizturīgā oderējuma stāvoklis neapliecina cauruļu, cilindru, korpusa, kolektoru vai aizsargierīču tehnisko integritāti.
• Dokumentējiet darbus: saglabājiet datus par produkta partiju, atrašanās vietu, biezumu, pievienotā ūdens daudzumu, uzstādīšanu, cietināšanu, kontrolēto izžāvēšanu un pārbaudi pēc iedarbināšanas.

Nelielu, stabilu plaisu dēļ ne vienmēr nepieciešama tūlītēja nomaiņa, savukārt šaura plaisa, kas saistīta ar kustību, karstu gāzu izplūdi vai enkura bojājumu, var būt būtiska. Novērtējiet atrašanās vietu, dziļumu, platumu, izmaiņas laika gaitā un stāvokli aiz karstās virsmas slāņa. Atkārtotu bojājumu gadījumā jāveic pamatcēloņa analīze, nevis secīgi virsmas remonti.

Spiediena sistēmu un apkopes drošība

Katliem, ko izmanto darbavietās Lielbritānijā, attiecīgajām spiediena sistēmām jānosaka drošas ekspluatācijas robežas un piemērota rakstiska pārbaužu programma saskaņā ar 2000. gada Spiediena sistēmu drošības noteikumiem. Normatīvajos aktos paredzētā pārbaude neaizstāj regulāru apkopi, un ugunsizturīgā oderējuma apkope neaizstāj spiediena sistēmas pārbaudi. Darbi pēc nepieciešamības jāsaskaņo ar katla īpašnieku vai lietotāju, kompetento personu un iekārtas ražotāju.

Pirms iekļūšanas iekārtā vai demontāžas izolējiet un droši bloķējiet kurināmā, elektriskās, mehāniskās, tvaika, karstā ūdens un spiediena enerģijas avotus. Atdzesējiet, iztukšojiet un atgaisojiet iekārtu saskaņā ar apstiprinātu droša darba sistēmu un nosakiet, vai nepieciešami pasākumi darbam slēgtā telpā un atmosfēras pārbaude. Biomasas kurināmā glabātavās var pastāvēt atsevišķs saindēšanās ar oglekļa monoksīdu un skābekļa trūkuma risks.

Pirms ugunsizturīgo un šķiedru materiālu griešanas, maisīšanas, izsmidzināšanas, slaucīšanas vai demontāžas pārskatiet aktuālās drošības datu lapas un veiciet konkrētajam uzdevumam paredzētu COSHH novērtējumu. Izmantojiet piemērotus putekļu slāpēšanas vai nosūces līdzekļus, kā arī noteiktos elpceļu, acu un ādas aizsardzības līdzekļus. Vecākos katlos un katlu telpās var būt azbestu saturoša izolācija, auklas, blīves, cauruļu izolācija vai plāksnes; pirms esošo materiālu aizskaršanas nosakiet, vai tie satur azbestu.

Biežāk uzdotie jautājumi

Kādus ugunsizturīgos materiālus izmanto katlos?

Katlu karstās virsmas slānī var izmantot blīvus ugunsizturīgos ķieģeļus vai lejamos maisījumus, ķieģeļu šuvēs — saderīgu javu, noteiktiem remontiem — formējamu ugunsizturīgo masu, bet aiz karstās virsmas — šķiedru materiālus siltumizolācijai vai kustības kompensēšanai. Pareizā kombinācija ir atkarīga no katla konstrukcijas un konkrētās zonas.

Vai katlā jāizmanto ugunsizturīgie ķieģeļi vai lejamais ugunsizturīgais maisījums?

Ķieģeļu mūris nodrošina kontrolētu elementu un šuvju izvietojumu un ļauj veikt lokālu nomaiņu. Lejamais maisījums veido monolītas formas ap degļiem, durvīm un sarežģītiem savienojumiem, taču tam nepieciešama piemērota enkurošana, precīza maisīšana, cietināšana un kontrolēta izžāvēšana. Daudzos katlu oderējumos izmanto abus materiālus.

Vai lejamais ugunsizturīgais maisījums, klase 1600, ir izolācijas materiāls?

Tas ir blīvs ugunsizturīgais betons, kas paredzēts karstās virsmas un konstruktīvajiem oderējuma darbiem. Tā 1600 °C temperatūras klase nepadara to līdzvērtīgu zema blīvuma šķiedru izolācijai. Izolācijas slāņa projektēšanai izmantojiet izmērītus vai publicētus siltumvadītspējas datus.

Vai visā katlā var izmantot produktu ar visaugstāko temperatūras noturību?

Nē. Augstāka temperatūras noturība negarantē nepieciešamo siltumvadītspēju, izturību pret termisko triecienu un abrazīvo iedarbību, saderību ar pelniem vai spēju kompensēt kustību. Katra zona jāprojektē atbilstoši tās faktiskajai iedarbībai un mehāniskajai funkcijai.

Ar ko atšķiras 1200 °C, 1260 °C un 1430 °C šķiedru segas?

Tās ir dažādas šķiedru materiālu klases ar atšķirīgām publicētajām maksimālajām temperatūrām. Izvēlei nepieciešami arī dati par sarukumu, siltumvadītspēju, blīvumu, klasifikāciju un lietošanu paredzētajā nepārtrauktās ekspluatācijas režīmā. Neizvēlieties materiālu tikai pēc norādītās maksimālās temperatūras.

Vai keramisko šķiedru segu drīkst tieši pakļaut katla liesmai?

Tikai tad, ja visas sistēmas piemērotība ir pārbaudīta attiecībā uz lokālo temperatūru, liesmas formu, gāzes plūsmas ātrumu, ķīmisko vidi un stiprinājumu sistēmu. Elastīga sega, kas sekmīgi izmantota kā aizsargāta aizmugurējā izolācija, var erodēt vai sarukt, ja tā ir neaizsargāts karstās virsmas slānis.

Kādam nolūkam izmanto keramisko šķiedru cietinātāju?

Tas sacietina saderīgu keramisko šķiedru ārējo virsmu un var mazināt ierobežotu virsmas eroziju. Tas nepārvērš segu par konstruktīvu ugunsizturīgo materiālu un nepadara to piemērotu intensīvai degļa liesmas iedarbībai. Tā publicētā temperatūra ir 1000 °C.

Vai keramisko šķiedru līme var aizstāt katla oderējuma enkurus?

Ne tad, ja konstrukcijai nepieciešama mehāniska noturēšana. Līmi var izmantot noteiktā līmēšanas risinājumā, taču oderējuma slodzes jāuzņem un temperatūras izmaiņas un kustība jākompensē atbilstoša veida un sakausējuma enkuriem ar pareizu izvietojuma soli un uzstādīšanu.

Vai katla durvis var noblīvēt ar kvadrātveida stikla šķiedras blīvējuma auklu?

Tā var būt piemērota, ja nepieciešamais šķērsgriezums, saspiešana, aizvēršanas konstrukcija un iedarbības apstākļi nepārsniedz tās 550 °C temperatūras klasi. Pārbaudiet katla ražotāja noteikto blīvējuma profilu un neizmantojiet to karstākā vietā vai tiešā liesmas iedarbībā bez atbilstoša pamatojuma.

Kāda ugunsizturīgā java jāizmanto ar ugunsizturīgajiem ķieģeļiem?

Saskaņojiet javu ar ķieģeļu ķīmisko sastāvu, temperatūru, saistīšanās metodi un noteikto šuves biezumu. Silcas A un Vitset 45 ir atšķirīgas publicētās temperatūras klases, un tās var būt paredzētas dažādiem ekspluatācijas apstākļiem. Java ir šuvju materiāls, nevis trūkstoša ķieģeļa biezuma aizstājējs.

Vai formējamā ugunsizturīgā masa var salabot saplaisājušu katla oderējumu?

Ar to var remontēt noteiktu zonu, ja saglabātais ugunsizturīgais materiāls, enkuri un pamatne ir tehniski droši. Noņemiet vaļīgo materiālu, nosakiet bojājuma cēloni un ievērojiet paredzēto sagatavošanas, blīvēšanas un uzkarsēšanas metodi. Neaizklājiet bojātas spiedienam pakļautās daļas ar remontmateriālu.

Kāpēc katla ugunsizturīgais oderējums plaisā?

Cēloņi var būt termiskie cikli, ierobežota izplešanās, pārmērīgs ūdens daudzums uzstādīšanas laikā, pārāk strauja izžāvēšana, bojāti enkuri, tieša liesmas iedarbība, ķīmisks uzbrukums, vibrācija un kustība pie metāla savienojumiem. Plaisas platums vien nenorāda ne cēloni, ne nepieciešamo remonta veidu.

Kāpēc nepieciešams ugunsizturīgā oderējuma kontrolētās izžāvēšanas grafiks?

Lejamie maisījumi un javas saglabā uzstādīšanas laikā uzņemto mitrumu. Ja tos uzkarsē pārāk strauji, tvaika spiediens var izraisīt plaisas vai eksplozīvu oderējuma atslāņošanos. Izžāvēšanas režīmam jāatbilst produktam, biezumam, kopējam remonta tilpumam, ventilācijai un katla iedarbināšanas ierobežojumiem.

Kas izraisa karstu punktu uz katla korpusa?

Iespējamie cēloņi ir trūkstoša vai saspiesta izolācija, atvērtas šuves, saplaisājis ugunsizturīgais materiāls, bojāti enkuri, karstu gāzu izplūde un tieša degļa liesmas iedarbība. Pirms remonta risinājuma izvēles salīdziniet temperatūru līdzīgas slodzes apstākļos, pārbaudiet oderējumu un sadegšanas sistēmu.

Vai biomasas katliem nepieciešams atšķirīgs ugunsizturīgais materiāls?

Iespējams. Biomasas pelni var saturēt sārmus un hlorīdus, savukārt kurināmā mainīgās īpašības ietekmē temperatūru, izdedžu un nogulšņu veidošanos. Režģi un pelnu apstrādes sistēmas rada papildu mehānisko nodilumu. Faktiskos ekspluatācijas apstākļus nosakiet pēc kurināmā un pelnu analīzes un ekspluatācijas vēstures.

Vai ugunsizturīgais pārklājums var novērst visu veidu katla koroziju?

Nē. Pārklājuma efektivitāte ir atkarīga no pamatnes, uzklāšanas, temperatūras un konkrētās ķīmiskās vides. Bez atbilstoša pamatojuma cirkona pārklājums nevar aizsargāt neredzamās spiedienam pakļautās daļas, kompensēt skāba kondensāta iedarbību vai atjaunot konstruktīvi bojātu oderējumu.

Vai ugunsizturīgā oderējuma remonts nodrošina katla atbilstību spiediena sistēmu normatīvajām prasībām?

Nē. Ugunsizturīgā oderējuma apkope un spiediena sistēmas atbilstība ir atsevišķi jautājumi. Attiecīgajam darbavietā izmantotam katlam jābūt noteiktām drošām ekspluatācijas robežām un pārbaudei saskaņā ar piemērotu rakstisku programmu, kā arī jāveic regulāra apkope un droša ekspluatācija.

Kāda informācija nepieciešama katla oderējuma specifikācijas sagatavošanai?

Norādiet katla ražotāju un modeli, katla veidu, kurināmā un pelnu analīzi, rasējumus, darba un avārijas režīmu temperatūras, degļa datus, gāzes plūsmas ātrumu, esošā oderējuma uzbūvi, bojājumu karti, enkuru stāvokli, mērķa korpusa temperatūru, pieejamo dīkstāves laiku un nepieciešamos cietināšanas un kontrolētās izžāvēšanas pasākumus.