NOWOCZESNE PŁYTY I OSŁONY IZOLACYJNE DO WYSOKICH TEMPERATUR

Wśród termoizolacji do zastosowań przemysłowych prym wiodą wyroby ceramiczne i szklane. Ze względu na swoje właściwości są one bardzo wytrzymałe i charakteryzują się doskonałymi parametrami. Włókno ceramiczne i szklane nie są jednak jedynymi materiałem stosowanym do produkcji wysokosprawnych termoizolacji. Wśród nowoczesnych wyrobów znajdują się produkty wykonane z tektury mineralnej, krzemianu wapnia, wermikulitu i mieszaniny kwarcu z węglikiem krzemu. To właśnie tym produktom poświęcony został niniejszy artykuł.

Isoltek – płyty z tektury mineralnej

 

Tektury mineralne Isoltek są nowoczesnym materiałem izolacyjnym bazującym na różnych rodzajach włókien mineralnych i wypełniaczy, jak: włókna bazaltowe, wollastonit, wełna mineralna, krzemian wapnia, krzemionka, a także włókna ceramiczne. Płyty produkowane są w procesie prasowania na gorąco z użyciem zarówno mineralnych, jak i organicznych spoiw wiążących. Ze względu na połączenie odpowiednich komponentów, płyty posiadają wysoką odporność termiczną, niską przewodność cieplną oraz dobre właściwości mechaniczne i dielektryczne. Jest to nowoczesny bez azbestowy materiał izolacyjny o podobnych do azbestu właściwościach, a zatem zdolny zastąpić wcześniej produkowane z niego wyroby. Dziedziny zastosowań tektury mineralnej są liczne i nie ograniczają się tylko do uszczelek i osłon na wysokie temperatury.

Płyty z tektury mineralnej – zalety i właściwości

Płyty mineralne są łatwe i bezpieczne w użyciu. Gotowe części i uszczelki można obrabiać z użyciem typowych maszyn i narzędzi do metalu lub drewna. Najważniejsze własności płyt Isoltek:

• właściwa twardość, sztywność oraz spójność umożliwiająca różnorodne formowanie,
• bezpieczeństwo pożarowe – Euroklasa A1, niepalność na podstawie normy EN13501,
• płyty mogą być kształtowane na wilgotno, po wysuszeniu zachowują pełną odporność,
• szeroki zakres temperatur pracy i wysoka odporność na szoki cieplne do 1000°C,
• dobre właściwości elektroizolacyjne oraz odporność na przebicie i łuk elektryczny,
• niska przewodność i bezwładność cieplna a zatem niski współczynnik akumulacji ciepła.

Podstawowe rodzaje płyt z tektury mineralnej

Podstawowym rodzajem tektury Isoltek jest typ 1000, który łączy w sobie dobre właściwości z aspektem ekonomicznym i obejmuje ponad 80% potrzeb rynku. Jeśli wymagany jest niski koszt materiału, a temperatura pracy jest ograniczona, może być użyta ekonomiczna odmiana Isoltek typ 800. Natomiast jeżeli temperatura pracy jest wyższa niż 1000°C, lepszy efekt uzyska się, stosując Isoltek 1200, gdyż jego czas użytkowania będzie zasadniczo dłuższy.

Isoltek 800 – płyty mineralne w szarym kolorze z temperaturą klasyfikacji na poziomie 800°C. Płyta wykonana na bazie wełny mineralnej w postaci mieszanki włókien bazaltowych i dolomitów z wypełniaczami mineralnymi. Ten typ płyty zapewnia niski poziom pylenia podczas obróbki i może być łatwo wykrawana, nie powodując nadmiernego zużycia narzędzi. Materiał ten łączy niski koszt, łatwość przygotowania i montażu uszczelki z wystarczającą wytrzymałością mechaniczną.

Isoltek 1000 – podstawowe płyty mineralne w kolorze beżowym. Składają się z mieszanki włokien mineralnych opartej na wollastonicie i krzemianie wapnia, tworząc płyty mineralne o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej, mogące wytrzymać temperatury do 1000°C. Ten rodzaj tektury został opracowany głównie na potrzeby zakładów wytwarzających uszczelki.

Isoltek 1200 – płyty mineralne w różowym kolorze, które bazują na glinokrzemianach i włóknach ceramicznych. Dodatkowo płyta może być pokryta warstwą hydrofobową, która może stanowić idealne rozwiązanie w środowisku pieca indukcyjnego. Dzięki wysokiej wytrzymałości termicznej i mechanicznej oraz zdolności do przyjmowania żądanego profilu w stanie zwilżonym jest powszechnie stosowana w procesach hutniczych, zwłaszcza do odlewania.

Obszary zastosowań płyt z tektury mineralnej

Przede wszystkim płyty Isoltek są stosowane jako materiał uszczelniający lub izolacyjny, który stanowi ekwiwalent wykorzystywanych wcześniej płyt na bazie azbestu. Ich główne domeny zastosowań to energetyka, hutnictwo, przemysł maszynowy, cementowy, zakłady ceramiki budowlanej i sanitarnej, produkcja wyrobów ze szkła i porcelany. Inne popularne aplikacje, to: budowa pieców, elektrotechnika, hutnictwo metali kolorowych
i przemysł motoryzacyjny.

Krzemianowe Termoizolacyjne Płyty CS

Płyty termoizolacyjne CS na bazie krzemianu wapnia opracowane zostały jako ekwiwalent tradycyjnych ciężkich wyrobów ogniotrwałych i płyt azbestowych, obecnie przewyższają je zarówno pod względem użytkowym, jak i ekonomicznym. Płyty CS są produktem wytwarzanym z drobno zmielonej krzemionki i wapna palonego. Składniki, po wymieszaniu, poddaje się autoklawizacji w wysokiej temperaturze, a następnie prasowaniu. Podczas tego procesu powstaje mikroporowata struktura na poziomie 10-20 μm z kryształów ksonotlitu, podobna do aerożelu. W celu dalszego obniżenia współczynnika przewodności oraz strat ciepła przez radiację, stosuje się dodatek bielitytanowej i miki. Skutkuje to dobrymi właściwościami izolacyjnymi w szerokim zakresie, od temperatur kriogenicznych do ponad 1000 °C.

 

Parametr / Rodzaj materiału	CSK 100	CSY 1050	CSK 1100
Kolor	szary	biały + szlif	różowy
Gęstość pozorna	225 g/cm3	225-250 g/cm3	1200
Porowatość EN 1094-5	90%	88-92%	1.0
Maksymalna temperatura
pracy ciągłej	1000°C	1050°C	15
topnienia (ASTM C24-89)	1350°C	1350°C	3.1
Przewodność cieplna
23°C	0,06 W/m*K	0,05 W/m*K	0,07 W/m*K
200°C	0,08 W/m*K	0,07 W/m*K	0,09 W/m*K
(ASTM C-201)
400°C	0,10 W/m*K	0,00 W/m*K	0,1 W/m*K
600°C	0,12 W/m*K	0,11 W/m*K	0,13 W/m*K
800°C	0,14 W/m*K	0,13 W/m*K	0,15 W/m*K
Wytrzymałość mechaniczna:
EN 1094-5 na ściskanie	>=2,6 MPa	>=2,2 MPa	>=2,7 MPa
EN 993-6 na zginanie	>=1,3 MPa	>=1,1 MPa	>=1,3 MPa
Skórcz wtórny po 16 h / 950°C	=<1,0%	=<1,6%	=<1,5%
Ubytki prażenia (LOI) w 1000°C	8%	9%	6%
Pełzanie (950°C / 50 h / 0,1 MPa)	0,5	0,5	0,4

Podstawowe właściwości

Płyty CS charakteryzują się wysoką stabilnością chemiczną i termiczną oraz właściwą wytrzymałością mechaniczną, odpowiednią dla konstrukcji samonośnych, a zarazem umożliwiającą łatwe kształtowanie i montaż. Krzemian wapnia posiada lekki odczyn zasadowy na poziomie pH 10 i nie powoduje korozji stali, jest odporny na wpływy biologiczne i wilgoć. Co prawda jego porowata struktura umożliwia chłonięcie wody, ale właściwości produktu nie ulegają zmianie po jego wysuszeniu. Ponadto materiał ten jest nieszkodliwy dla zdrowia i został zakwalifikowany jako materiał budowlany przyjazny dla środowiska, który można usuwać lub powtórnie używać, podobnie jak gruz budowlany.

Do najważniejszych właściwości płyt CS oraz kształtek z krzemianu wapnia zaliczamy:

• Odporność na ciągłe obciążenie w temperaturach od -200°C do 1000°C.
• Wysoka porowatość na poziomie 90%, niski ciężar i świetna izolacyjność 0,06 W/m×K.
• Niski współczynnik akumulacji ciepła około 1 kJ/kg×K i niskie straty energii rozruchu.
• Niski współczynnik rozszerzalności cieplnej 5,5 x10-6 1/K oraz stabilność wymiarowa.
• Stabilność chemiczna, odporność na gazy redukcyjne i procesowe: CO, CO2, N2, NH3.
• Brak szkodliwości dla zdrowia, krzemian wapnia CaSiO3 jest również zarejestrowany jako dodatek do żywności E552.
• Niepalność w klasie A2, płyty CS spełniają wymagania pożarowe normy EN 13501.

Materiały termoizolacyjne CS umożliwiają kilkukrotnie zmniejszenie grubości i masy izolacji, co za tym idzie zmniejszenie ilości odpadów, obniżenie strat ciepła i emisji szkodliwych gazów, są zarazem nowoczesnym i ekologicznym rozwiązaniem z dużym potencjałem rozwoju w budownictwie, przemyśle i energetyce.

Rodzaje i wymiary płyt CS

Ze względu na strukturę i przeznaczenie możemy wyróżnić kilka grup płyt krzemianowych. Są to:

• Lekkie płyty do izolacji w budownictwie ogólnym i mieszkaniowym o gęstości w zakresie 180-250 g/cm3 . Posiadają aprobatę techniczną ITB oraz atesty sanitarne i znak CE i zakres stosowania do 1050°C.
• Płyty do zastosowań przemysłowych w zakresie od 1000 do 1150°C, o gęstości 220-300 g/cm3 i o podwyższonej wytrzymałości, przeznaczone do trudnych warunków pracy. Opcjonalnie płyty te mogą być zabezpieczone powłoką hydrofobową z silikonu potasowego.
• Twarde płyty i kształtki o dużej wytrzymałości mechanicznej i gęstości na poziomie 400-900 g/cm3, opcjonalnie ze wzmocnieniem z włókna węglowego. Przeznaczone do zastosowań specjalnych w metalurgii i przemyśle, do wyłożeń pieców muflowych, rotacyjnych oraz elektrolizerów. Standardowe wymiary płyt, to format: 1000×610 mm, 1200×600 mm oraz 1200×1250 mm. Grubość płyt wynosi: 20, 25, 30, 38(40), 50, 75 i 100 mm.

Głowne zastosowania

Płyty CS są tradycyjnie stosowane w budownictwie ogólnym do budowy pieców, kominków oraz izolacji przegród pożarowych. Na skutek rozwoju technologii i spadku kosztów produkcji, w ostatnich latach płyty CS zyskały wiele nowych zastosowań w przemyśle i energetyce, gdzie wypierają tradycyjne, ciężkie materiały ogniotrwałe oraz kosztowne systemy izolacji warstwowych. Płyty CS głównie stosuje się do budowy lekkich izolacji w instalacjach przemysłowych, w warunkach umiarkowanie wysokich temperatur od 600 do 1000°C. W tym zakresie temperatur nie ma jeszcze konieczności użycia materiałów ceramicznych lub cyrkonowych, natomiast tradycyjne izolacje na bazie włókien mineralnych lub szklanych nie wytrzymują obciążeń cieplnych w dłuższym czasie. Dużą zaletą płyt CS jest łatwość i pewność ich montażu. Montaż wykonuje się za pomocą kleju lub metalowych wkrętów i systemu kształtek mocujących, podobnie jak w przypadku płyt wiórowych i kartonowo-gipsowych. Główne zastosowania płyt krzemianowych to: przemysł wyrobów szklanych i ceramicznych, przemysł cementowy i petrochemiczny oraz w ograniczonym zakresie energetyka. Generalnie płyty CS mogą być stosowane we wszystkich gałęziach przemysłu do budowy systemów i barier przeciwpożarowych, do izolacji pieców, instalacji i ciągów technologicznych do 1100°C.

Płyta Termoizolacyjna Mikrocer 1000

Mikroporowata płyta termoizolacyjna Mikrocer 1000 na bazie mieszaniny kwarcu i węglika krzemu jest strukturą ceramiczną o szczególnie wysokiej izolacyjności. Wysokie osiągi tego typu izolacji oparte na zdolności blokowania przepływu ciepła w trzech trybach: przewodzenia, konwekcji i promieniowania. W celu poprawy właściwości, a zarazem obniżenia przenikalności oraz radiacji ciepła, dodawane są substancje modyfikujące i blokujące przepływ energii cieplnej. Materiały mikroporowate Mikrocer 1000 o modyfikowanej strukturze są to bardzo wydajne izolacje, które osiągają przewodność cieplną na poziomie niższym od nieruchomego powietrza i umożliwiają nawet kilkakrotnie zmniejszenie rozmiarów i masy izolacji.

Mikrocer 1000 płyta izolacyjna oferuje użytkownikom szereg ważnych zalet:

• bardzo niska przewodność cieplna pozwala zaoszczędzić przestrzeń, wagę i energię.
• stabilność i odporność na szok termiczny w szerokim zakresie temperatur.
• łatwe i bezpieczne cięcie, formowanie i montaż z użyciem klejów lub kotew.

Materiał termoizolacyjny na bazie mieszaniny kwarcu i węglika krzemu jest dostarczany w formie płyt. Każda z osobna zabezpieczona jest folią aluminiową. Płyt, które dostarczane są na paletach nie wolno piętrować. Sam towar należy przechowywać w suchych wentylowanych pomieszczeniach oraz ograniczyć ryzyko uszkodzeń mechanicznych.

Parametr	Wartość
Temperatura klasyfikacyjna IFB	1000°C
Kolor	szary / pokrycie folią aluminiową
Gęstość pozorna ± 10% acc. ASTM D792	270 g/cm3
Skład chemiczny	SiO2 80% oraz SiC 15%
Wytrzymałość na ściskanie DIN53421	1,1 N/mm2
Wytrzymałość poprzeczna	0,16 N/mm2
Skórcz wtórny przy 1000°C	0,5%
Klasyfikacja palności na podstawie DIN 4102	Materiał klasy A1, niepalny
Przewodność w zakresie tempreatur
200 °C	0,020 W/mK
400 °C	0,024 W/mK
600 °C	0,031 W/mK
800 °C	0,040 W/mK