عایق های کلسیم سیلیکات

تاریخچه عایق های کلسیم سیلیکات:

عایق های کلسیم سیلیکات برای اولین بار در حدود سال 1950 در رده عایق های حرارتی با دمای بالا تکامل یافت ، در ابتدا این عایق ها از کربنات منیزیم 85 درصد و عایق آزبست خالص تولید شدند ، عایق های کلسیم سیلیکات با الیاف آزبست تقویت می شدند . نهایتا در سال 1972، اکثر تولیدکنندگان با توجه به اسیب هایی که الیاف ازبست برای انسان داشت به الیاف شیشه، الیاف گیاهی ، الیاف پنبه یا ابریشم مصنوعی روی آوردند. در حال حاضر تمامی عایق های کلسیم سیلیکات تولید شده فاقد آزبست می باشد . در دهه 70 میلادی از این عایق ها به طور گسترده ای به عنوان عایق جایگزین آزبست برای لوله ها و تجهیزات در پالایشگاه های نفت، نیروگاه های پتروشیمی، نیروگاه ها، خطوط لوله انتقال بخار و سایر کاربردهای دمای بالا مورد استفاده قرار گرفت.

 

عایق کلسیم سیلیکات چگونه ساخته می شود :

کلسیم سیلیکات از سیلیس آمورف (آمورف یکی از انواع سیلیس ها می باشند که به دلیل حرارت زیاد ساختمان آن ها بی شکل و قاعده می شود و می شکند. بعد از تغییر شکل، سیلیس ترد و نرمی به وجود می آید که به آن امورف گفته ) ، آهک ، الیاف تقویت کننده و سایر مواد افزودنی مخلوط شده با آب در یک مخزن مخلوط دسته ای ساخته شده است تا یک دوغاب تشکیل شود. این دوغاب به پیش گرمکن پمپ می شود و در آنجا به جوش می آید و به سرعت در قالب ها ریخته می شود.  پس از چند دقیقه، محلول های ریخته شده در قالب به یک جامد مرطوب و شکننده تبدیل می شوند. قطعات قالب گیری شده به مدت چند ساعت در یک نوع کوره حرارتی تحت فشار قرار می گیرند ، جایی که واکنش شیمیایی برای تشکیل سیلیکات کلسیم صورت می گیرد. سپس قطعات را در اجاق خشک کن قرار می دهند. پس از خشک شدن، قطعات اماده بسته بندی هستند. این فرآیند انرژی نسبتاً پایینی دارد، زیرا بالاترین دمایی که به آن رسیده است تنها حدود 195 درجه سانتیگراد است زیرا عامل فشار در این فرایند بسیار موثر است. کلسیم سیلیکات های قالب گیری شده و پخته شده یک ساختار کریستالی با میلیون ها فضای هوایی کوچک که توسط دیوارهای کریستالی با رسانایی حرارتی پایین جدا شده‌اند، این فضا های هوایی ایجاد شده ویژگی‌های عایق بودن کلسیم سیلیکات را به آن می‌دهند. اشعه مادون قرمز بسیار کمی قادر به عبور از آن است، بنابراین یک ماده عایق موثر در دمای بالا ایجاد شده است.

 

 

مشخصات فنی عایق های کلسیم سیلیکات طبق استاندارد ASTM

انجمن استاندادر آمریکایی ASTM برای عایق های کلسیم سیلیکات استاندارد  C533را در نظر گرفته است، در این استاندارد دو تیپ عایق کلسیم سیلیکات در نظر گرفته شده است ، تیپ یک (I) برای حداکثر دمای استفاده در حدود 650 درجه سانتیگراد و  حداکثر دانسیته این تیپ حدود 15 پوند بر فوت مکعل معادل 240 کیلیوگرم بر متر مکعب درجه بندی شده و تیپ دو (II) برای حداکثر دمای استفاده در حدود 950 درجه سانتیگراد و  حداکثر دانسیته این تیپ حدود 22 پوند بر فوت مکعل معادل 353 کیلیوگرم بر متر مکعب درجه بندی شده ، مقاومت فشاری تولید شده برای هر دو نوع بیشتر از 100 پوند بر اینچ مربع  (psi)یا 17.8 کیلوگرم بر سانتیمتر مربع ، با تغییر شکل 5 درصدی است که این بالاترین میزان عددی برای عایق غیرساختاری با دمای بالا در مشخصات استاندارد مواد ASTM است. حداکثر انقباض خطی، پس از قرار گرفتن در معرض حداکثر دمای استفاده کاری ، تنها 2 درصد است و استحکام خمشی بیشتر از 50 psi برای هر دو نوع است. در هر دو تیپ دو شاخص گسترش شعله و دود طبق ASTM E84  برابر صفر هست، زیرا این عایق ها غیر قابل احتراق می باشند . حداکثر مقادیر مجاز از دست دادن جرم در مشخصات ASTM به ترتیب 20 درصد و 40 درصد پس از غلتیدن به مدت 10 دقیقه و 20 دقیقه است که مقاومت آن را در برابر شکستگی نشان می دهد. رسانایی حرارتی و مقاومت فشاری پس از آزمایش حداکثر دمای استفاده، مطابق با ASTM C411 تأثیر منفی نمی‌گذارد. کلسیم سیلیکات برای مهار خوردگی تحت عایق (CUI) در فولاد ضد زنگ و کربنی فرموله و تولید می شود. این ماده همچنین طبق استاندارد ASTM E136 به عنوان مواد غیر قابل احتراق طبقه بندی می شود. عایق کلسیم سیلیکات پسس از نصب معمولاً با یک پوشش محافظ پوشانده می شود: ورق آلومینیوم معمولی، ورق فولادی ضد زنگ، ورق پلی وینیل کلراید (PVC)، پارچه فایبر گلاس با ماستیک جهت عایق شدن در برابر آب و هوا . در حالت استفاده از ورقه های فلزی برای پوشش عایق ها برای جلوگیری از نفوذ آب، باید همپوشانی روکش های فلزی در نظر گرفته شود.

 

 

کاربردهای رایج عایق های کلسیم سیلیکات

این عایق ها معمولاً روی لوله ها و تجهیزات با دمای بالا (بیشتر از 250 درجه فارنهایت یا 120 درجه سانتیگراد) در تأسیسات صنعتی مانند کارخانه های شیمیایی، پالایشگاه ها و نیروگاه های برق بخار اعمال می شود. از آنجایی که این ماده سفت و سختی است دارای منحنی هدایت حرارتی نسبتاً مسطح، استحکام فشاری بسیار بالا، مقاومت خمشی بالا و درجه بندی کلاس A برای گسترش شعله/دود قرار گرفته است . این عایق غیر قابل احتراق است (ASTM E136)و به طور گسترده ای در موارد اشاره شده در بالا استفاده می شود. کلسیم سیلیکات به دلیل مقاومت فشاری بالا (بیش از 100 psi)، مقاومت خمشی بالا (بیش از 50 psi) و مقاومت در برابر آسیب ناشی از ساییدگی، به علاوه توانایی آن در حفظ این خواص در طول زمان تا دمای 650 درجه سانتیگراد، می تواند بدون از دست دادن خواص عایق، به صورت قابل توجه ی مقاومت کنند.

        

 

اشکال مختلف عایق های کلسیم سیلیکات :

تخته های عایق کلسیم سیلیکات با وزن حدود ۳ گرم بر سانتی متر مکعب و درجه حرارت کاری ١٠٠٠ درجه سانتی گراد،میباشند و مناسب برای عایق کاری در مصارف ساختمانی و صنعتی می باشد . بیشترین مصرف عایق کلسیم سیلیکات در  نیروگاه ها و صنایع  نفت و گاز و پتروشیمی، کارخانجات  سیمان، کارخانجات  فولاد و فلزات غیرآهنی، صنایع شیمیایی و صنایع کاشی سرامیک و شیشه می باشد. 

 

 

 

تخته عایق کلسیم سیلیکات

دمای کاری	800 درجه سانتیگراد
ضخامت	25 الی 100 میلیمتر
ابعاد	500*1000
	900*600
مقاومت	5 Kg/m²
وزن حجمی	270 kg /mᶟ
تغیرات خطی	Max 2%
دقت ابعاد	+-2.5mm
هدایت حرارتی	200 درجه---->0.07 300 درجه---->0.08 400 درجه---->0.09 500 درجه---->0.11