CN108162503B - 复合表层、含其的调温用挡火板、造板方法以及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道(7)防腐表面处理技术领域，涉及一种复合表层(3)、含其的调温用挡火板(1)、造板方法以及应用方法。与现有技术相比，本发明的有益效果在于：能够有效防止挡火板由于受到反复挤压而造成飞末的情况发生；有效提高温度调节的质量，降低由于局部高温而造成的防腐涂料熔化现象发生；有效保护芯层(2)不受损坏；降低挡火板的最低脆化温度，提高其适用范围，降低低温存储难度。

Description

复合表层、含其的调温用挡火板、造板方法以及应用方法

技术领域

本发明属于管道防腐表面处理技术领域，涉及一种复合表层、含其的调温用挡火板、造板方法以及应用方法。

背景技术

通常的管道会在焊接部位涂刷防腐材料，以确保管道整体表面防腐性能的完整性，而防腐材料的待干成为现实问题。涂刷后的防腐材料在自然环境下干燥速度很慢，在湿润状态下，极容易受到灰尘、颗粒物对其表面进行附着侵害，极大影响防腐性能。

为了解决上述问题，目前采用的常用办法为加热烘干。在市政管道作业时，通常作业现场不为厂房内部而是在荒僻空旷场所，不仅周围环境灰尘颗粒多，并且不便使用大中型集成烘干设备。一般使用小型液化气喷火枪作为加热器具，利用液化石油气点燃产生火焰作为加热烘干方式，该方法已成为该领域标准的施工手段。

通常在使用小型液化气喷火枪对湿润防腐材料喷射火焰而进行烘干时，一般根据具体工艺要求和施工条件，火焰要与防腐材料保持10~50毫米的距离。火焰与防腐材料过近容易导致防腐材料熔化，而过远则达不到烘干所需的温度要求。由于一般在具体操作时，通常以人工作业的方式进行，对距离的掌握极易出现明显的偏差与波动，不仅会对烘干效果造成影响，甚至会对管道后期的防腐性能造成严重影响。

挡火板为一种工业上常见的装置，通常用于冶金、化工、玻璃、陶瓷等工业窑炉的保温；食品行业加热设备的保温隔热，家用电器的保温隔热；以及热电行业、造船业、航空航天业的保温隔热。可见多为用于保温隔热作用。

在本领域当中，我方首次引入了挡火板这一装置，利用挡火板的防火保温性能，直接对喷射火焰进行阻挡，避免火焰对管道表面的防腐涂料进行直射，利用防火板对火焰的吸热以及再放热作用，同时结合温度气流从挡火板外围扩散，获得防腐涂料的受热温度均匀度更好、温度波动更小的技术效果。使用防火板作为调温工具虽然有其优点，但由于本领域的操作手法以及挡火板自身的材料原因，亦带来了明显的缺点。通常挡火板在作为保温隔热作用时，位置既定，不会存在经常出现搬运、手持、反复调位等动作。而在本领域应用当中则有所不同，受到操作手法影响，挡火板在经过反复挤压后，容易产生飞絮以及粉末，人员皮肤或呼吸道接触后易引起强烈的有害刺激。而为了加固其挡火板的机械强度，在外部设置有不锈钢网层进行防护，因不锈钢导热速度很快，又会使得设备整体温度控制能力大打折扣，容易在明火的正上方形成局部高温，从而引发对防腐涂料的破坏。

因此，有必要提供改进的技术方案，以克服现有技术当中存在的技术问题。

发明内容

为了克服现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于，提供一种调温用挡火板，具有机械强度高，不产生飞末、热均匀度好、控温效果好以及可低温保存的优点。

为了达到上述目的，本发明提供了一种复合表层，由硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂固化而成；以重量份数计算，其中，

所述硅酸盐固化药剂包括：硅酸钾10~20份、聚乙烯醇6~10份、柠檬酸甘油三酯20~40份、煅烧高岭土3~9份、滑石粉7~10份、水16~22份；

所述硅溶胶固化药剂包括：胶体硅10~20份、聚乙烯醇6~10份、柠檬酸甘油三酯20~40份、煅烧高岭土3~9份、滑石粉7~10份、水16~22份。

依照上述配方而得到的复合表层，不仅具有优良的隔热效果，增强了挡火板整体的调温性能，使挡火板朝向防腐材料一侧的温度得到进一步均化；同时与芯层之间的物理连接性能效果良好；而且能够保证挡火板在较低温度（-20℃）的情况下不发生脆化，从而获得更好的保存效果以及适用范围。

用户可以选用下述优选方案当中所提供的配方，以获得性能更为均衡的复合表层，所述硅酸盐固化药剂包括：硅酸钾12份、聚乙烯醇8份、柠檬酸甘油三酯34份、煅烧高岭土9份、滑石粉10份、水21份；

所述硅溶胶固化药剂包括：胶体硅18份、聚乙烯醇8份、柠檬酸甘油三酯24份、煅烧高岭土3份、滑石粉7份、水19份。

本优选方案仅提供了一般情况下常用的最优配方比例，用户可以根据实际的操作需要和工艺要求，合理的在本专利所提供的范围内进行选取配置。

对上述两个方案进行优选，从而得到一更为优选的技术方案，由硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂通过自然干燥的方式固化而成。本优选方案主要基于两个思考，第一点：自然干燥法最为经济和环保，能够有效降低成本投入和能源消耗；第二点，本领域技术人员，在针对管道防腐材料干燥操作时，通常处在室外环境；在一些特殊情况下，用户需要利用实现配置好的固化药剂现场制备调温用挡火板，而自然干燥法最为方便、快捷。

本发明还提供了一种调温用挡火板，包括位于内部的芯层，以及包裹于所述芯层外表面的复合表层。上述复合表层即为本专利当中所提供的各种复合表层。芯层可以使用常规挡火板材质，如岩棉、硅酸铝或者玻璃纤维棉等。在本技术方案中，复合表层包裹芯层，即完全覆盖芯层外表面，而完全覆盖的优点主要体现在两者物理配合程度最好，热传递更为均匀，防飞末性更好。假设若复合表层只覆盖芯层的一侧面，无论该覆盖的是受焰面还是背焰面，不仅在防飞末方面会大打折扣，同时复合表层与芯层两者之间的物理连接不能得到有效保证。复合表层完全包裹芯层，可以使得挡火板在变温时，即便两者因热膨胀程度不同而造成稍微的不同形变，亦不会对挡火板的整个物理外形造成影响，亦不会对挡火板的调温性能造成影响。同时，由于复合表层属于外加层，可以起到有效保护芯层的作用，即便在后期使用中复合表层受到严重损坏，亦可以重新制作以降低成本。

对上述方案进行优选，所述芯层与所述复合表层的重量比值为0.2~1、厚度比值为0.5~0.9。芯层与复合表层之间的重量比以及厚度比应当具有合理范围，以确保在常规喷火枪作业时能够达到良好的烘干效果。在通过对各种本领域常用类型喷火枪以及常见环境温度、多种风速情况下进行试验，获得了本优选方案中的相关比例数值。用户在一些极端情况下应参考极值。

进一步优选地，各处的所述复合表层厚度均相等，或者所述芯层与所述复合表层在各对应位置处的厚度比值均相等。各处复合表层厚度均匀，获得的技术效果为制造容易，调温效果好，挡火板各处机械性能大致相同；而芯层与复合表层厚度等比则带来了完全不同的技术效果，如方便特有形状的挡火板制造，局部各处调温精确，热变形时两者配合较好等优点。在对管道进行接缝处的防腐材料烘干时，可以采用单点烘干，亦可采用整体的面烘干。所谓的单点烘干，即采用火焰绕过挡火板而分散的热量进行烘干；所谓的面烘干为利用挡火板自身吸放热而构成的热环境进行烘干。在进行单点烘干时，挡火板通常为板型，为了保证各处的调温以及变形相同，通常采用复合表层厚度各处均匀的结构。挡火板作为一种保温材料，可以将单点受热匀化，从而避免局部温度过高，因此亦可采用整体的面烘干方式对防腐材料进行烘干操作。将多个强度不同的火焰同时施加到特定形状，如凹型的挡火板的不同地方，此时配合芯层与复合表层单独厚度不同，两者厚度比例相同的结构，以达到上述使其内侧空间形成均匀热环境而烘干位于内侧的防腐材料的目的。

同样优选地，所述调温用挡火板还包括有一导热层，所述导热层位于所述芯层与所述复合表层之间；所述导热层材质为不锈钢、铝或铜。在利用特殊形状的挡火板对管道进行面烘干时，利用导热层，可以使得整体温度更为均化。具体的，火焰首先接触挡火板的受焰面，一部分热量围绕挡火板外侧而上，另一部分进入到该面的复合表层，而后复合表层将热量传导给导热层，由于导热层的快速导热作用，使得所得热量快速展开，展开完毕后的热量经芯层、第二次导热层以及背焰面的复合表层最终向防腐材料层释放。

同时本发明还提供了上述调温用挡火板的造板方法，包括以下步骤：

步骤一，配置硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂溶液；

步骤二，将芯层的外表面全部浸润步骤一中配置好的硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂溶液；

步骤三，初步干燥硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂溶液而得到半干状态的复合表层；

步骤四，完全干燥复合表层而最终得到调温用挡火板。

在本造板方法中涉及的芯层，其形状结构可以多样，用户根据具体的实际需要进行事先制作或采购获得；而将固化药剂溶液浸润芯层的浸润方法亦可以选用常用的手段进行。

本发明中还可以对上述造板方法进行进一步的优选，以获得优选的造板方法，还包括一打磨步骤，所述打磨步骤位于所述步骤三与所述步骤四之间，或者位于所述步骤四之后；其中所述打磨步骤为：打磨复合表层，使其表面平整光滑。打磨后的挡火板表面平整光滑，有助于火焰接触与扩散，避免引起的火焰与热量在表面进行积累。将打磨步骤置于步骤三与步骤四之间的考虑在于，可以有效降低打磨难度；而将其置于步骤四之后，则有助于提高最终挡火板的平滑等级。

另外本发明还提供了上述调温用挡火板的应用方法，将调温用挡火板置于喷火枪火焰与管道表面的防腐材料之间，并再适当调整三者相邻距离后固定。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

能够有效防止挡火板由于受到反复挤压而造成飞末的情况发生；有效提高温度调节的质量，降低由于局部高温而造成的防腐涂料熔化现象发生；有效保护芯层不受损坏；降低挡火板的最低脆化温度，提高其适用范围，降低低温存储难度。

下面将结合附图和实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将理解，下列附图和实施例仅用于说明本发明，而不是对本发明的范围的限定。根据附图和优选实施方案的下列详细描述，本发明的各种目的和有利方面对于本领域技术人员来说将变得显然。

附图说明

图1为本发明的一种平板式调温用挡火板的正面结构剖视示意图。

图2为图1中的调温用挡火板在应用时的结构示意图。

图3为一种凹状异形的调温用挡火板的立体结构示意图。

图4为外形为图3所示但复合表层各处均厚的挡火板的正面结构剖视示意图。

图5为另一种凹状异形的调温用挡火板的立体结构示意图。

图6为外形与图3类似的为凹状异形的但为芯层与复合表层厚比相同的挡火板的正面结构剖视示意图。

图7为图4挡火板的一种带有导热层结构的正面结构剖视示意图。

其中：

1、调温用挡火板；2、芯层；3、复合表层；4、铝层；5、受焰面；6、背焰面；7、管道；8、保温罩；9、火源；10、防腐材料层。

具体实施方式

为了能够更好的理解本发明，例举以下几种具体的实施方案以供分析与理解。

实施例1

参照图1和图2，本实施例提供了一种平板式调温用挡火板1，由板状芯层2和复合表层3构成。打磨后而表面光滑的复合表层3完全包裹在芯层2外表面，其中复合表层3由硅酸盐固化药剂固化而成，以重量份数计算，其中，硅酸盐固化药剂包括：硅酸钾12份、聚乙烯醇8份、柠檬酸甘油三酯34份、煅烧高岭土9份、滑石粉10份、水21份。用户亦可以根据具体需要，在以下范围内选取数值进行对复合表层3结构的配置：硅酸盐固化药剂包括：硅酸钾10~20份、聚乙烯醇6~10份、柠檬酸甘油三酯20~40份、煅烧高岭土3~9份、滑石粉7~10份、水16~22份；其中复合表层3的固化方式为自然干燥。芯层2与复合表层3的重量比值为0.2，厚度比值为0.5。用户在进行其他方案设计当中，其中重量比值的最大值不超过1，而厚度比值的最大值不超过0.9。具体的，芯层2的厚度选值范围在10mm~100mm之间，复合表层3厚度选值范围在5mm~90mm之间。导热系数W/m*K 平均温度25℃ ≤0.050。同时，在结构上，由图1和图2我们可以看出，各处的复合表层3厚度均相等。

本实施例还提供了一种造板方法，包括以下步骤：步骤一，配置硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂溶液；步骤二，将芯层2的外表面全部浸润步骤一中配置好的硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂溶液；步骤三，初步干燥硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂溶液而得到半干状态的复合表层3；步骤四，完全干燥复合表层3而最终得到调温用挡火板1；以及打磨步骤。其中打磨工作安排在步骤三与步骤四之间。当然用户为了获得表面更为平滑的挡火板，亦可以将打磨步骤安排在步骤四之后进行。

本实施例还提供了一种应用方法，将调温用挡火板1置于喷火枪火焰与管道7表面的防腐材料之间，并再适当调整三者相邻距离后固定。

参照图2，管道7置于保温罩8内，火源9与防腐材料层10之间由调温用挡火板1阻隔。

实施例2

参照图3和图4，本实施例提供了另一种凹状异形的调温用挡火板1，其结构与实施例1中提供的大致相同，同样的复合表层3各处均厚。

实施例3

参照图5和图6，本实施例与实施例2不同，其复合表层3由底部向顶部逐渐变薄，而复合表层3与芯层2的厚度比则始终保持不变。

实施例4

参照图3和图7，本实施例提供的调温用挡火板1，还包括有一导热层，导热层位于芯层2与复合表层3之间；导热层为铝层4，当然用户可以根据具体成本需要以及制造工艺需要选用铜或不锈钢作为导热层的制造材料。

尽管本发明的具体实施方式已经得到详细的描述，本领域技术人员将会理解。根据已经公开的所有教导，可以对那些细节进行各种修改和替换，这些改变均在本发明的保护范围之内。本发明的全部范围由所附权利要求以及任何等同物给出。

Claims (10)

1.一种调温用挡火板的复合表层，其特征在于，由硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂固化而成；以重量份数计算，其中，

所述硅酸盐固化药剂包括：硅酸钾10~20份、聚乙烯醇6~10份、柠檬酸甘油三酯20~40份、煅烧高岭土3~9份、滑石粉7~10份、水16~22份；

所述硅溶胶固化药剂包括：胶体硅10~20份、聚乙烯醇6~10份、柠檬酸甘油三酯20~40份、煅烧高岭土3~9份、滑石粉7~10份、水16~22份。

2.根据权利要求1所述的复合表层，其特征在于，所述硅酸盐固化药剂包括：硅酸钾12份、聚乙烯醇8份、柠檬酸甘油三酯34份、煅烧高岭土9份、滑石粉10份、水21份；

所述硅溶胶固化药剂包括：胶体硅18份、聚乙烯醇8份、柠檬酸甘油三酯24份、煅烧高岭土3份、滑石粉7份、水19份。

3.根据权利要求1或2所述的复合表层，其特征在于，由硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂通过自然干燥的方式固化而成。

4.一种调温用挡火板，其特征在于，包括位于内部的芯层(2)，以及包裹于所述芯层(2)外表面的如权利要求1~3中任一所述的复合表层(3)。

5.根据权利要求4所述的调温用挡火板，其特征在于，所述芯层(2)与所述复合表层(3)的重量比值为0.2~1、厚度比值为0.5~0.9。

6.根据权利要求5所述的调温用挡火板，其特征在于，各处的所述复合表层(3)厚度均相等，或者所述芯层(2)与所述复合表层(3)在各对应位置处的厚度比值均相等。

7.根据权利要求4所述的调温用挡火板，其特征在于，还包括有一导热层，所述导热层位于所述芯层(2)与所述复合表层(3)之间；所述导热层材质为不锈钢、铝或铜。

8.一种造板方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一，配置权利要求1所述的硅酸盐固化药剂或权利要求1所述的硅溶胶固化药剂溶液；

步骤二，将芯层(2)的外表面全部浸润步骤一中配置好的硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂溶液；

步骤三，初步干燥硅酸盐固化药剂或硅溶胶固化药剂溶液而得到半干状态的复合表层(3)；

步骤四，完全干燥复合表层(3)而最终得到调温用挡火板(1)。

9.根据权利要求8所述的造板方法，其特征在于，还包括一打磨步骤，所述打磨步骤位于所述步骤三与所述步骤四之间，或者位于所述步骤四之后；其中所述打磨步骤为：打磨复合表层(3)，使其表面平整光滑。

10.一种权利要求4所述调温用挡火板的应用方法，其特征在于，将调温用挡火板(1)置于喷火枪火焰与管道(7)表面的防腐材料层(10)之间，并再适当调整三者相邻距离后固定。