高殿生 馮國(guó)飛 路世常 廖 煉

中國(guó)石油天然氣第六建設(shè)有限公司 廣西桂林 541004

近年來，伴隨著我國(guó)科技進(jìn)步，材料科學(xué)也取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，新材料在建設(shè)工程領(lǐng)域?qū)映霾桓F。其中柔性保冷材料的出現(xiàn)和應(yīng)用，為保冷提供了更多的選擇；而且采用柔性保冷材料也是簡(jiǎn)化保冷系統(tǒng)構(gòu)成、提高施工效率和減少污染行之有效的手段。通過對(duì)柔性保冷材料的論述，以及與傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料的對(duì)比分析，分析柔性保溫材料的性能特性、施工性能及推廣應(yīng)用的必要性。

1 柔性保冷材料簡(jiǎn)要介紹

柔性保冷材料——二烯烴彈性體（LTD）和丁腈橡膠（LT）是由橡膠或包含其他聚合物、添加劑的混合物制造而成的閉孔彈性泡沫。該材料于1994 年首先在國(guó)外石油化工領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用，2008 年引入國(guó)內(nèi)，近幾年快速發(fā)展，目前已逐漸在LNG 項(xiàng)目、部分石油化工和天然氣處理項(xiàng)目得以應(yīng)用，取得了良好效果。

根據(jù)我國(guó)石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，LTD 推薦使用溫度為- 196～125℃，LT 推薦使用溫度為- 100～105℃。LTD 和LT 通過單獨(dú)使用或組合使用適用于- 196℃以內(nèi)所有工況下的保冷，尤其適用于深冷。

2 柔性保冷材料與傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料性能對(duì)比

柔性保冷材料LTD 和LT 與傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料——泡沫玻璃（FG）和聚異氰尿酸酯（PIR）的主要性能對(duì)比見表1。

表1 柔性保冷材料與硬質(zhì)保冷材料主要性能

3 柔性保冷與傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷系統(tǒng)構(gòu)成及典型圖

3.1 保冷系統(tǒng)構(gòu)成

柔性保冷材料（LTD 和LT）與傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料（FG 和PIR）保冷系統(tǒng)構(gòu)成見表2。

表2 柔性保冷材料與傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料保冷系統(tǒng)構(gòu)成

3.2 保冷系統(tǒng)典型圖

柔性保冷材料（LTD 和LT）保冷系統(tǒng)典型圖見圖1，傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料（FG 和PIR）保冷系統(tǒng)典型圖見圖2。

圖1 柔性保冷材料保冷系統(tǒng)典型圖（以雙層為例）

圖2 硬質(zhì)保冷材料保冷系統(tǒng)典型圖（以雙層為例）

4 施工性能對(duì)比

柔性保冷施工工藝流程：保冷層敷設(shè)→保護(hù)層安裝。

傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷施工工藝流程：耐磨劑（適用于FG）→保冷層敷設(shè)→伸縮縫留設(shè)→伸縮縫處再保冷→防潮層敷設(shè)→保護(hù)層安裝。

對(duì)比柔性保冷與傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷系統(tǒng)構(gòu)成及典型圖、施工工藝流程，結(jié)合對(duì)這兩類保冷材料的實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，二者的施工性能對(duì)比如下：

（1）柔性保冷材料與設(shè)備或管道表面、柔性保冷材料之間，以及柔性保冷材料對(duì)接縫，均用配套膠水粘結(jié)敷設(shè)。相較于傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料采用壓敏膠帶、不銹鋼帶捆扎敷設(shè)和對(duì)接縫輔以密封膠密封來說，施工更方便快捷。

（2）傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料需要設(shè)置伸縮縫，用以抵御熱脹冷縮。相比之下，柔性保冷材料自身可膨脹或收縮，不會(huì)因熱脹冷縮而產(chǎn)生形變或開裂，因此無(wú)需設(shè)置伸縮縫，簡(jiǎn)化工序，施工效率高。

（3）因傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料需要設(shè)置伸縮縫，需要在伸縮縫處額外增設(shè)與主體保冷層相一致的再保冷層。按照相關(guān)規(guī)范要求，每3.5～5m 設(shè)置一道伸縮縫，即每3.5～5m 就要增設(shè)伸縮縫處的再保冷，這會(huì)增加很大的工作量，材料費(fèi)、施工費(fèi)也隨之增加。相比之下，柔性保冷材料無(wú)需設(shè)置伸縮縫，也就不存在伸縮縫處的再保冷，簡(jiǎn)化工序，施工效率高，同時(shí)材料費(fèi)、施工費(fèi)也不會(huì)額外增加。

（4）柔性保冷材料因具有優(yōu)異的抗水滲透性，相較于傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料來說，無(wú)需設(shè)置防潮層，工序簡(jiǎn)化，施工效率高，而且不產(chǎn)生防潮層材料費(fèi)和施工費(fèi)。

（5）傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料對(duì)于閥門、彎頭的保冷施工非常困難。閥門保冷需要按照閥門大小和類型制造相應(yīng)的模具或現(xiàn)場(chǎng)支模進(jìn)行閥體聚氨酯發(fā)泡后，要捆扎敷設(shè)保冷層，再涂抹防潮層和安裝保護(hù)層，施工效率低；彎頭保冷通常需要使用相應(yīng)的保冷管殼現(xiàn)場(chǎng)裁切下料成小塊后捆扎敷設(shè)，大口徑彎頭保冷甚至需要裁切下料成100 多個(gè)小塊，敷設(shè)時(shí)經(jīng)常需要反復(fù)調(diào)整大小和位置以達(dá)到嚴(yán)縫、錯(cuò)縫的質(zhì)量要求，施工效率更低。而柔性保冷材料可以根據(jù)閥門、彎頭的外形和尺寸在柔性保冷板材上裁切下料后，采用配套的膠水粘貼敷設(shè)即可，施工效率非常高。

5 成本對(duì)比

因?yàn)楸＠涑杀局饕杀＠洳牧献陨沓杀?、保冷配套材料成本和保冷施工人工成本?gòu)成，所以柔性保冷與傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷成本對(duì)比應(yīng)綜合考慮以下三個(gè)方面的成本。

（1）保冷材料自身成本：目前柔性保冷材料價(jià)格較傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料高，LTD 和LT 的綜合市場(chǎng)價(jià)格是FG和PIR 的2.25 倍，即柔性保冷材料自身成本比傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷材料高出125%。

（2）保冷配套材料成本：LTD 和LT 僅需膠水、外層防水密封膠帶和外保護(hù)層；FG 和PIR 保冷則需耐磨劑（適用于FG）、密封膠、壓敏膠帶、不銹鋼帶、防潮層（如瑪蹄脂玻璃布）、軟質(zhì)絕熱材料（填充伸縮縫，如玻璃纖維棉）、密封帶（密封伸縮縫，如丁基橡膠板）、伸縮縫處再保冷（與主體保冷材料和厚度均一致）和外保護(hù)層。相比之下，柔性保冷不發(fā)生配套材料成本，而硬質(zhì)保冷則會(huì)發(fā)生較高的配套材料成本，根據(jù)一般的施工經(jīng)驗(yàn)，增量約為硬質(zhì)保冷材料自身成本的30%。

（3）保冷施工人工成本：柔性保冷因系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，比傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷少了膨脹縫、膨脹縫處再保冷和防潮層，采用配套膠水粘貼敷設(shè)即可。加之對(duì)閥門、彎頭保冷施工高效，施工人工成本明顯低于傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷，減量約為傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷施工人工成本的50%。

綜合上述三方面的成本，柔性保冷成本比傳統(tǒng)硬質(zhì)保冷成本高出50%。

6 柔性保冷材料性能優(yōu)勢(shì)

（1）抗水滲透性優(yōu)異，保冷效果好。

（2）使用壽命長(zhǎng)，且后期維護(hù)時(shí)部分可重復(fù)利用。

（3）容重僅為泡沫玻璃的1/ 2 左右，便于施工現(xiàn)場(chǎng)材料投送，并且可以較大幅度降低設(shè)備和管道負(fù)載。

（4）無(wú)需設(shè)置防潮層，簡(jiǎn)化了保冷系統(tǒng)構(gòu)成。

（5）具有良好的膨脹和收縮特性，自身可化解熱脹冷縮而產(chǎn)生的應(yīng)力積累，無(wú)需設(shè)置伸縮縫，也不需要伸縮縫處的再保冷，進(jìn)一步簡(jiǎn)化保冷系統(tǒng)構(gòu)成。

（6）可根據(jù)設(shè)備、管道尺寸現(xiàn)場(chǎng)裁切后粘貼敷設(shè)，無(wú)需壓敏膠帶和鋼帶捆扎固定，施工效率高。對(duì)閥門、彎頭及外形不規(guī)則的部位施工效率更高。

（7）施工過程不產(chǎn)生粉塵，對(duì)環(huán)境友好、無(wú)污染。

7 總結(jié)

柔性保冷材料自國(guó)外引入國(guó)內(nèi)以來，經(jīng)歷10 多年的發(fā)展，隨著制備工藝的完善和優(yōu)化、生產(chǎn)者和使用者日益增多、應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大、性能特性及性能優(yōu)勢(shì)更加凸顯，該材料的工業(yè)化推廣應(yīng)用指日可待。在不久的將來，柔性保冷材料國(guó)家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)勢(shì)必會(huì)形成；柔性保冷材料也必然會(huì)在規(guī)模化應(yīng)用過程中逐漸打破成本偏高的瓶頸；在國(guó)家“可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略”背景之下，柔性保冷材料必將會(huì)更多、更廣泛地應(yīng)用于工程建設(shè)，并最終成為實(shí)現(xiàn)高效保冷的中堅(jiān)力量。