工业设备及管道绝热工程设计规范GB50264-2013

前言

本规范是根据住房和城乡建设部《关于印发<2009年工程建设标准规范制订、修订计划>的通知》(建标[2009]88号)的要求，由中国石油和化工勘察设计协会和中国成达工程有限公司会同有关单位共同对原国家标准《工业设备及管道绝热工程设计规范》GB 50264-97进行修订而成。

本规范在修订过程中，修编组经广泛调查研究，认真总结近年来我国工业设备及管道绝热工程设计的实践经验，收集了新型绝热材料资料，并与国内和国际相关标准进行了协调、比较和借鉴，在此基础上以多种方式广泛征求了全国有关单位的意见，经反复讨论、修改，最后经审查定稿。

本规范共分6章5个附录，主要内容包括：总则，术语和符号，基本规定，绝热材料的选择，绝热计算，绝热结构设计等。

本次修订的主要内容如下：

1.增加了基本规定一章；

2.修改了绝热材料导热系数、密度和抗压强度等技术参数值的要求；

3.修改了绝热计算的部分公式和参数；

4.增加了球罐的保冷计算及保冷结构；

5.修改了绝热结构单位造价参数；

6.修改了最大允许热损失量；

7.附录A常用绝热材料作了部分修改和增减；

8.增加了附录E保冷用粘结剂、密封胶、耐磨剂、玛酯和聚氨酯防水卷材性能。

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，由中国成达工程有限公司负责具体技术内容的解释。本规范在执行过程中，请各单位结合工程实践，认真总结经验，注意积累资料，如发现本规范有需要修改和补充、建议之处，请将意见和建议寄至中国成达工程有限公司安全技术质量管理部国家标准《工业设备及管道绝热工程设计规范》管理组(地址：四川省成都市天府大道中段279号，邮政编码：610041，E-mail：cdjsb@chengda.com)，以供以后修订时参考。

本规范主编单位、参编单位、参加单位、主要起草人和主要审查人：

主编单位：中国石油和化工勘察设计协会

中国成达工程有限公司

参编单位：中国石化工程建设公司

中国石化集团上海工程有限公司

中国五环工程有限公司

中国化学工程第七建设有限公司

中国电力工程顾问集团西南电力设计院

南京玻璃纤维研究设计院

欧文斯科宁(中国)投资有限公司

山东鲁阳股份有限公司

浙江振申绝热科技有限公司

参加单位：洛科威防火保温材料(广州)有限公司

无锡市明江保温材料有限公司

上海汇达硅酸钙材料有限公司

主要起草人：胡先林吴寿勇范勇刚张剑红余月英张宝江宋明昭陈兴安蔡晓峰王聪慧鹿自忠张春华

主要审查人：单永江胡小媛赵远洋何振声崔之开郭卫疆金福锦宦旻李相仁郭晓明赵成刚

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。
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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。

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 thermal insulation

保温与保冷的统称。

2.1.2 保温 heat insulation

为减少设备、管道及其附件向周围环境散热或降低表面温度，在其外表面采取的包覆措施。
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2.1.3 保冷 cold insulation

为减少周围环境中的热量传入低温设备及管道内部，防止低温设备及管道外壁表面凝露，在其外表面采取的包覆措施。

2.1.4 绝热层 thermal insulation layer

对维护介质温度稳定起主要作用的绝热材料及其制品。

2.1.5 硬质绝热制品 rigid insulation

制品使用时能基本保持其原状，在2×10^-3MPa荷重下，其可压缩性小于6％，制品不能弯曲。
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2.1.6 半硬质绝热制品 semi-rigid insulation

制品在2×10^-3MPa荷重下，可压缩性为6％～30％，弯曲90°以下尚能恢复其形状。

2.1.7 软质绝热制品 soft insulation

制品在2×10^-3MPa荷重下，可压缩性为30％以上，可弯曲至90°以上而不损坏。

2.1.8 绝热结构 thermal insulation construction

由绝热层、防潮层、保护层等组成的结构综合体。

2.1.9 经济厚度 economic thickness

绝热后年散热损失所花费的费用和绝热工程投资的年摊销费用之和为最小值时的计算厚度。

2.1.10 设计使用年限 design service life

在计算经济厚度时所选取的计算年数或绝热工程正常使用年数。

2.1.11 最高使用温度 maximum service temperature

在保证正常使用的条件下，绝热制品所能承受的最高温度。

2.1.12 冷桥 cold bridge

埋在保冷层中，热流密度很大，以致引起冷量大量流失的部件。

2.2 符号

C——介质热容；

C_p——管壁热容；

D——管道内径；

D₀——管道或设备外径；

D₁——内层绝热层外径；

D₂——外层绝热层外径；

F_i——绝热层材料损耗及税费系数；

i ——年(复)利率；

K——保冷厚度修正系数；

K_r——管道通过吊架处的热损失附加系数；

n——计息年数或折旧年限；

P_E——能量价格，热价与冷价的统称；

P_H——热价；

P_c——冷价；

P_c1——(Ta～－39℃)时的冷价；

P_c2——(－40℃～－196℃)时的冷价；

P_i——绝热层材料到厂单价；

P₉——保护层材料单价；

P_T——绝热结构单位造价；

q——以每米管道长度表示的热损失量；

[q]——以每米管道长度为单位的最大允许热损失量；

Q——以每平方米绝热层外表面积表示的热损失量；

[Q]——以每平方米绝热层外表面积为单位的最大允许热、冷散热损失量；

Q₁——球型容器保冷层外表面冷量总损失量；

S——绝热工程投资年摊销率；

T₀——管道或设备的外表面温度；

T₁——内层绝热层外表面温度；

T₂——外层绝热层外表面温度；

[T₂]——外层绝热材料的推荐使用温度；

T_a——环境温度；

T_d——露点温度；

T_m——平均温度(绝热材料内外表面温度的算术平均值)；

T_s——绝热层外表面温度；

t ——年运行时间；

t_fr——介质在管道内不出现冻结停留时间；

V——介质单位长度体积；

V_p——管壁单位长度体积；

α_c——对流换热系数；

α_r——辐射换热系数；

α_s——绝热层外表面与周围空气的换热系数；

α_L0——线胀系数；

δ——绝热层厚度(双层时为总厚)；

δ₁——内层绝热层厚度；

δ₂——外层绝热层厚度；

λ ——绝热材料在平均温度下的导热系数；

λ₀ ——常用导热系数；

λ₁——内层绝热材料导热系数；

λ₂ ——外层绝热材料导热系数；

ρ ——介质密度；

ρ_p ——管壁密度；

ψ ——相对湿度；

β ——冷冻系数；

ε ——黑度。

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，应进行保温：

1 外表面温度高于50℃(环境温度为25℃时)且工艺需要减少散热损失者。

2 外表面温度低于或等于50℃且工艺需要减少介质的温度降低或延迟介质凝结者。

3 工艺不要求保温的设备及管道，当其表面温度超过60℃，对需要操作维护，又无法采取其他措施防止人身烫伤的部位，在距地面或工作台面2.1m高度以下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。
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3.0.2 具有下列情况之一的设备、管道及其附件，应进行保冷：

1 外表面温度低于环境温度且需减少冷介质在生产和输送过程中冷损失量者。

2 需减少冷介质在生产和输送过程中温度升高或气化者。

3 为防止常温以下、0℃以上设备及管道外壁表面凝露者。

4 与保冷设备或管道相连的仪表及其附件。
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3.0.3 除人身防护要求绝热的部位外，具有下列情况之一的设备、管道及其附件不应绝热：

1 工艺上无特殊要求的放空和排气管道。

2 要求及时发现泄漏的设备和管道的法兰连接处。

3 工艺过程要求裸露的设备及管道。

4 要求经常监测，防止发生损坏的部位。
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4绝热材料的选择

4.1 绝热层材料性能要求

4.1.1 绝热层材料应选择能提供具有随温度变化的导热系数方程式或图表的产品。对于软质绝热材料，应选择能提供在使用密度下的导热系数方程式或图表的产品。绝热设计计算时可采用本规范附录A中的数据。
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4.1.2 绝热材料及其制品的主要物理性能和化学性能应符合国家现行有关产品标准的规定，常用绝热材料的主要性能应符合本规范附录A的规定。绝热材料及其制品的导热系数应符合下列要求：

1 保温材料在平均温度为70℃时，其导热系数不得大于0.080W/(m·K)。

2 用于保冷的泡沫塑料及其制品在平均温度为25℃时的导热系数不应大于0.044W/(m·K)。

3 泡沫橡塑制品在平均温度为0℃时的导热系数不应大于0.036W/(m·K)。

4 Ⅰ类泡沫玻璃制品在平均温度为25℃时的导热系数不应大于0.045W/(m·K)，Ⅱ类泡沫玻璃制品在平均温度为25℃时的导热系数不应大于0.064W/(m·K)。
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4.1.3 硬质保温制品的密度不应大于220kg/m³，半硬质保温制品的密度不应大于200kg/m³，软质保温制品的密度不应大于150kg/m³。用于保冷的泡沫塑料制品的密度不应大于60kg/m³，泡沫橡塑制品的密度不应大于95kg/m³，泡沫玻璃制品的密度不应大于180kg/m³。
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4.1.4 常用绝热材料及其制品的主要物理性能和化学性能，应符合下列要求：

1 岩棉制品的纤维平均直径不得大于5.5μm，粒径大于0.25mm的渣球含量不得大于6.0％，有机物含量不得大于4.0％，管壳有机物含量不得大于5.0％，宜采用憎水型制品。当有防水要求时，其制品质量吸湿率不应大于1.0％，憎水率不应小于98％。岩棉制品的酸度系数不应低于1.6。

2 矿渣棉制品的纤维平均直径不得大于6.5μm，粒径大于0.25mm的渣球含量不得大于8.0％，有机物含量不得大于4.0％，管壳有机物含量不得大于5.0％，宜采用憎水型制品。当有防水要求时，其制品质量吸湿率不应大于4.0％，憎水率不应小于98％。

3 玻璃棉制品纤维平均直径不得大于7.0μm，粒径大于0.25mm的渣球含量不得大于0.2％，有机物含量不得大于4.0％，管壳有机物含量不得大于5.0％。当有防水要求时，其制品的质量吸湿率不应大于3.0％，憎水率不应小于98％。

4 硅酸铝棉制品中，粒径大于0.21mm的渣球含量不得大于18％。当选用含粘结剂的硅酸铝棉制品时，宜采用憎水型制品，其抗拉强度应大于0.05MPa。当有防水要求时，其制品质量吸湿率不应大于4.0％，憎水率不应小于98％，硅酸铝针刺毯的抗拉强度应大于0.035MPa。

5 硅酸镁纤维毯中，粒径大于0.21mm的渣球含量不得大于16％，抗拉强度应大于0.04MPa。

6 硅酸钙制品应采用无石棉含耐高温纤维的制品，质量含湿率不得大于7.5％，抗压强度不得小于0.6MPa，抗折强度不得小于0.3MPa，线收缩率不得大于2.0％。

7 复合硅酸盐制品宜采用憎水型，质量含湿率不应大于2.0％，憎水率不应小于98％，毡的压缩回弹率不得小于70％。

8 泡沫玻璃制品的抗压强度不得小于0.8MPa，抗折强度不得小于0.4MPa，体积吸水率不得大于0.5％，水蒸气透湿系数不得大于5×10^-11g/(Pa·m·s)。

9 聚异氰脲酸酯(PIR)泡沫制品的抗压强度不得小于0.22MPa，闭孔率不得小于90％，体积吸水率不得大于4.0％。水蒸气透湿系数不得大于5.8×10^-9g/(Pa·m·s)。

10 聚氨酯(PUR)泡沫制品的抗压强度不得小于0.2MPa，闭孔率不得小于90％，体积吸水率不得大于5.0％。水蒸气透湿系数不得大于6.5×10^-9g/(Pa·m·s)。

11 柔性泡沫橡塑制品的体积吸水率不得大于0.2％，水蒸气透湿系数不得大于1.3×10^-10g/(Pa·m·s)，轴向弯曲应无裂缝。
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4.1.5 高密度聚异氰脲酸酯(HDPIR)硬质保冷垫块材料的闭孔率不得小于90％，体积吸水率不得大于4.0％，水蒸气透湿系数不得大于5.8×10^-9g/(Pa·m·s)。不同品种高密度聚异氰脲酸酯垫块的主要性能要求应符合本规范附录A的规定。
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4.1.6 绝热材料及制品的燃烧性能等级应符合下列要求：

1 被绝热设备或管道表面温度大于100℃时，应选择不低于国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的A2级材料。

2 被绝热设备或管道表面温度小于或等于100℃时，应选择不低于国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的C级材料，当选择国家标准《建筑材料及制品燃烧性能分级》GB 8624中规定的B级和C级材料时，氧指数不应小于30％。
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4.1.7 用于与奥氏体不锈钢表面接触的绝热材料，其氯化物、氟化物、硅酸根、钠离子的含量，应符合现行国家标准《覆盖奥氏体不锈钢用绝热材料规范》GB/T 17393的有关规定，其浸出液的pH值在25℃应为7.0～11.0。
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4.1.8 用于覆盖铝、铜、钢材的矿物纤维类绝热材料，应按国家标准《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》GB/T 11835的有关规定试验并判定，对照样的秩和不应小于21。
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4.1.9 岩棉、矿渣棉、玻璃棉和含粘结剂的硅酸铝棉制品应提供高于工况使用温度至少100℃的最高使用温度评估报告，试验方法应按现行国家标准《绝热材料最高使用温度的评估方法》GB/T 17430的有关规定进行，判定依据应按现行国家标准《绝热用岩棉、矿渣棉及其制品》GB/T 11835和《绝热用玻璃棉及其制品》GB/T 13350的有关规定判定，不合格者不得使用。
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4.1.10 绝热层材料应选择能提供具有最高或最低使用温度、燃烧性能、腐蚀性及耐蚀性、防潮性能、抗压强度、抗折强度、化学稳定性、热稳定性指标的产品。对硬质绝热材料尚应提供材料的线膨胀系数或线收缩率数据。
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