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GB 50264-2013

GB 50264-2013 工业设备及管道绝热工程设计规范

译制单位:管道助手

中华人民共和国国 家标准

工业设备及管道绝热工程设计规范

Code for design of industrial equipment and pipeline insulation engineering

GB 50264-2013

代替 GB 50264-97

发布公告

中华人民共和国住房和城乡建设部公告 4

现批准《工业设备及管道绝热工程设计规范》为国 家标准,编号为GB 50264-2013,自2013101日起实施。其中,第3.0.1(3)4.1.64.2.24.3.34.3.4条为强制性条文,必须严格执行。原《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264-97同时废止。

本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释,由中国工程建设标准化协会化工分会负责日常管理,由中国寰球工程公司负责具体技术内容的解释。

中华人民共和国住房和城乡建设部

2013314

本规范是根据住房和城乡建设部《关于印发2008年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)的通知》(建标〔2008105号)的要求,由中国寰球工程公司会同有关单位在《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264-97的基础上修订而成。

本规范修订的主要技术内容:

1. 调整了规范适用范围,将绝热工程外表面温度范围扩大为-196℃850℃

2. 增加了术语和符号章节;

3. 更新了绝热材料性能指标,增加了新型绝热材料的技术要求;

4. 修订了绝热层厚度计算公式,完善了防结露、保冷厚度计算方法;

5. 补充了高温、低温绝热结构设计要求;

6. 增加了绝热工程防火设计内容;

7. 新增附录E,规定了粘结剂、密封剂、耐磨剂、玛蹄脂和聚氨酯防水卷材的性能要求。

本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文,必须严格执行。

本规范主编单位:中国寰球工程公司

本规范参编单位:中国石油天然气管道工程有限公司、中国石化工程建设有限公司、东华工程科技股份有限公司、中国成达工程有限公司、上海化工研究院、南京玻璃纤维研究设计院有限公司、山东鲁阳股份有限公司、上海亨斯迈聚氨酯有限公司

本规范主要起草人:吴德荣、王怀义、张来勇、刘兴平、李红艳、王京、赵军、陈勇、张毅、李建明、周颖、王健、刘军、张峰、于波、李刚

本规范主要审查人:徐德勤、王建国、李志强、刘建伟、张晓明、赵华、孙明、王磊、陈军、刘辉

1 总 则

1.0.1

为了满足生产工艺及节能减排的要求,改善劳动条件,提高经济效益,保证绝热工程设计质量,制定本规范。

1.0.2

本规范适用于工业设备及管道外表面温度为-196℃850℃的绝热工程的设计。本规范不适用于核能、航空、航天系统有特殊要求的设备及管道,以及建筑、冷库和埋地管道的绝热工程的设计。

1.0.3

绝热设计应符合下列要求:

1. 绝热工程设计应按使用环境、被绝热设备及管道的材质和表面温度正确选择符合国 家现行有关标准的材料;对于新材料,应通过国 家法定的检测部门检测合格后再选用;

2. 绝热设计应根据工艺、节能、防结露和经济性等要求进行绝热计算,并应确定绝热结构;

3. (强制性条文)在距地面或工作台面2.1m高度以下,以及工作台面边缘与热表面间的距离小于0.75m的范围内,必须设置防烫伤保温设施。

1.0.4

工业设备及管道绝热工程的设计,除应符合本规范外,尚应符合国 家现行有关标准的规定。

2 术语和符号

2.1 术 语

2.1.1 绝热 insulation

为减少设备、管道及其附件向周围环境散热或从周围环境吸热,在其外表面采取的包覆措施。

2.1.2 保温 thermal insulation

为减少设备、管道及其附件向周围环境散热而采取的绝热措施。

2.1.3 保冷 cold insulation

为减少周围环境的热量传入低温设备、管道及其附件内部而采取的绝热措施。

2.1.4 防潮层 moisture barrier

为防止水蒸气渗入绝热层而设置的包覆层。

2.1.5 保护层 protective covering

为保护绝热层和防潮层,抵御外界环境因素的影响而设置的外覆层。

2.2 符 号

符号

含义

单位

λ

绝热材料导热系数

W/(m·K)

δ

绝热层厚度

m

t

设备或管道外表面温度

t

环境温度

q

热损失量

W/m²

3 基本规定

3.0.1

具有下列情况之一的设备、管道及其附件必须进行绝热:

1. 外表面温度大于50℃且需要减少散热损失者;

2. 外表面温度小于等于50℃且工艺要求维持介质温度者;

3. 要求防止凝露的低温设备、管道及其附件;

4. 工艺生产中不需要保温或保冷,但表面温度超过60℃,且需要防止烫伤人员者。

3.0.2

具有下列情况之一的设备、管道及其附件可不进行绝热:

1. 工艺要求裸露的设备、管道及其附件;

2. 要求散热的设备、管道及其附件;

3. 室内管道,且介质温度低于60℃,又不需要防止烫伤者。

3.0.3

绝热设计应根据设备、管道的运行工况和环境条件,选择技术先进、经济合理、安全可靠的绝热结构和材料。

3.0.4

绝热层厚度应按本规范第5章的规定进行计算,并应取计算值的整数倍,且不应小于最小厚度。

4 绝热材料

4.1 保温材料

4.1.1

保温材料及其制品的性能应符合国 家现行有关标准的规定,并应具有出厂合格证和性能检测报告。

4.1.2

保温材料的导热系数应符合下列规定:

1. 平均温度等于或小于350℃时,导热系数不应大于0.12W/(m·K)

2. 平均温度大于350℃时,导热系数不应大于0.15W/(m·K)

4.1.3

保温材料的密度不应大于300kg/m³

4.1.4

硬质保温制品的抗压强度不应小于0.4MPa;半硬质保温制品的抗压强度不应小于0.2MPa

4.1.5

保温材料的含水率不应大于7.5%(质量分数)。

4.1.6

(强制性条文)保温材料的燃烧性能不应低于国 家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的B1级。

4.2 保冷材料

4.2.1

保冷材料及其制品的性能应符合国 家现行有关标准的规定,并应具有出厂合格证和性能检测报告。

4.2.2

(强制性条文)保冷材料的燃烧性能不应低于国 家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的B1级。

4.2.3

保冷材料的导热系数应符合下列规定:

1. 平均温度等于或小于25℃时,导热系数不应大于0.044W/(m·K)

2. 平均温度大于25℃时,导热系数不应大于0.064W/(m·K)

4.2.4

保冷材料的密度不应大于200kg/m³

4.2.5

硬质保冷制品的抗压强度不应小于0.15MPa

4.2.6

保冷材料的吸水率不应大于1%(体积分数)。

4.3 保护层材料

4.3.1

保护层材料应具有防水、防潮、抗大气腐蚀、化学稳定性好等性能,并不得对防潮层材料或绝热层材料产生腐蚀或溶解作用。

4.3.2

保护层应选择机械强度高,且在使用环境下不软化、不脆裂和抗老化的材料。

4.3.3

(强制性条文)保护层材料应采用不低于国 家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的C级材料。

4.3.4

(强制性条文)对贮存或输送易燃、易爆物料的设备及管道,以及与其邻近的管道,其保护层必须采用不低于国 家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的A2级材料。

4.4 防潮层材料

4.4.1

防潮层材料应具有良好的防水、防潮性能,且在使用温度范围内不软化、不脆裂、不流淌。

4.4.2

防潮层材料应与绝热层、保护层材料相容,不得产生腐蚀或溶解作用。

4.4.3

防潮层材料的吸水率不应大于1%(质量分数)。

5 绝热计算

5.1 一般规定

5.1.1

绝热计算应包括保温厚度计算、保冷厚度计算、防结露厚度计算和热损失计算。

5.1.2

计算参数应按下列规定选取:

1. 设备或管道外表面温度:应取正常运行时的最高温度;

2. 环境温度:室外应取历年最热月平均温度,室内应取室内设计温度;

3. 风速:室外应取历年平均风速,室内应取0.5m/s

4. 相对湿度:室外应取历年最热月平均相对湿度,室内应取室内设计相对湿度。

5.2 保温厚度计算

5.2.1

保温厚度应按最大允许热损失量计算,计算公式如下:

 

式中:

t——设备或管道外表面温度(℃)

t——环境温度(℃)

δ——保温层厚度(m)

λ——保温材料导热系数(W/(m·K))

α——保温层外表面换热系数(W/(m²·K))

q——最大允许热损失量(W/m²),应符合附录B的规定。

5.2.2

圆筒型设备和管道的保温厚度应按下列公式计算:

 

式中:

D——设备或管道外径(m)

D——保温层外径(m)

5.3 保冷厚度计算

5.3.1

保冷厚度应按防结露原则计算,计算公式如下:

 

式中:

t——环境露点温度(℃)

5.3.2

圆筒型设备和管道的保冷厚度应按附录C的规定计算。

5.4 热损失计算

5.4.1

平面型设备的热损失应按下式计算:

 

5.4.2

圆筒型设备和管道的热损失应按下式计算:

 

6 绝热结构设计

6.1 一般规定

6.1.1

绝热结构应满足绝热性能、机械强度、防火、防水、防潮和使用寿命的要求。

6.1.2

绝热结构应便于安装、检修和维护。

6.1.3

对于有振动的设备和管道,绝热结构应采取防振措施。

6.2 绝热层结构

6.2.1

绝热层厚度大于100mm时,应分层敷设,每层厚度宜相近。

6.2.2

绝热层的拼缝应严密,拼缝宽度不应大于5mm;多层绝热层的拼缝应错开,错开距离不应小于100mm

6.2.3

设备和管道的法兰、阀门、人孔等附件处的绝热结构应便于拆卸,且绝热层厚度不应小于管道绝热层厚度。

6.2.4

支承件的设置应符合下列规定:

1. 立式设备和管道应设置绝热层支承件,支承件间距不应大于3m

2. 卧式设备应在两端和中间设置绝热层支承件;

3. 支承件的宽度应小于绝热层厚度10mm20mm

6.3 防潮层结构

6.3.1

保冷结构必须设置防潮层,保温结构在潮湿环境或埋地条件下应设置防潮层。

6.3.2

防潮层应完整连续,不得有破损、气泡和针孔。

6.3.3

防潮层的搭接宽度不应小于50mm,且应顺水搭接。

6.4 保护层结构

6.4.1

保护层应根据使用环境和要求选择金属保护层或非金属保护层。

6.4.2

金属保护层的搭接宽度不应小于50mm,且应顺水搭接;搭接处应采用自攻螺钉或铆钉固定,固定间距不应大于200mm

6.4.3

非金属保护层的搭接宽度不应小于80mm,且应顺水搭接;搭接处应采用粘结剂密封。

7 防 火

7.0.1

绝热工程的防火设计应符合国 家现行有关防火标准的规定。

7.0.2

在火灾危险区域内的绝热工程,应采用不燃或难燃绝热材料。

7.0.3

绝热层应采取防火分隔措施,防火分隔间距不应大于10m

7.0.4

穿越防火墙、防火堤的管道绝热层应采用不燃材料,且应在穿越处设置防火封堵。

A(资料性附录) 常用绝热材料性能

材料名称

密度(kg/m³)

导热系数(W/(m·K))

最高使用温度(℃)

岩棉制品

80200

0.0400.046

600

玻璃棉制品

32120

0.0380.042

400

硅酸钙制品

170250

0.0550.065

650

聚氨酯泡沫塑料

3060

0.0220.030

120

聚苯乙烯泡沫塑料

2050

0.0300.040

70

B(规范性附录) 最大允许热损失量

设备管道外表面温度T(℃)

绝热层外表面最大允许热损失量Q(W/m²)

100

116

150

163

200

203

250

244

300

279

350

308

400

335

450

362

500

388

550

414

600

439

650

465

700

490

750

516

800

542

850

567

C(规范性附录) 圆筒型设备和管道保冷层厚度计算

C.1 计算公式

圆筒型设备和管道的保冷层厚度应按下式计算:

 

C.2 计算步骤

1. 确定计算参数:tttDλα

2. 假设保冷层外径D,代入公式计算;

3. 若等式两边相等,则假设的D为计算值;若不相等,重新假设D,直至等式两边相等;

4. 保冷层厚度δ=(D-D)/2

D(资料性附录) 防潮层材料性能

材料名称

抗拉强度(MPa)

断裂伸长率(%)

吸水率(%)

石油沥青玛蹄脂

≥0.15

≥5

≤1

聚乙烯薄膜

≥10

≥200

≤0.1

聚氨酯防水卷材

≥1.5

≥300

≤0.5

E(资料性附录) 粘结剂、密封剂、耐磨剂、玛蹄脂和聚氨酯防水卷材性能

本附录规定了绝热工程用粘结剂、密封剂、耐磨剂、玛蹄脂和聚氨酯防水卷材的性能要求,具体指标应符合国 家现行有关标准的规定。

条文说明

1 总则条文说明

本规范适用范围扩大到-196℃850℃,覆盖了工业领域绝大多数绝热工程工况。防烫伤规定为强制性条文,是为了保障操作人员的人身安全,防止高温表面烫伤事故。

4 绝热材料条文说明

绝热材料的燃烧性能要求为强制性条文,是为了防止火灾事故的发生。对于易燃、易爆物料的设备及管道,保护层必须采用不燃材料,以提高火灾安全性。

5 绝热计算条文说明

最大允许热损失量是根据国 家节能减排要求制定的,与现行国 家标准《设备及管道绝热技术通则》GB/T 4272一致。保冷厚度按防结露原则计算,确保绝热层外表面温度高于环境露点温度,防止结露。

6 绝热结构设计条文说明

绝热层分层敷设是为了减少热损失和提高绝热效果。支承件的设置是为了防止绝热层下滑,保证绝热结构的稳定性。

7 防火条文说明

绝热工程的防火设计是工业安全的重要组成部分。防火分隔措施和防火封堵是为了防止火灾蔓延,减少火灾损失。