Виды и свойства изоляционных материалов

Изоляционные материалы

Изоляционные материалы

Изоляционные материалы. Виды

На сегодняшний день изоляционные материалы находят широкое применение в строительстве и ремонте. Основные виды изоляционных материалов: Теплоизоляция — Звукоизоляция — Гидроизоляция — Ветроизоляция — Паро- и воздухоизоляция

Теплоизоляционные материалы — строительные материалы, применяемые для телоизоляции строительных конструкций жилых, производственных зданий, поверхностей оборудования и промышленных агрегатов (холодильных камер, печей, трубопроводов и т.д.), средств транспорта. Эти материалы обладают малой теплопроводностью и позволяют снизить потери теплоты, сохранить необходимый температурный режим, снизить расход топлива, а в строительстве — уменьшить толщину стен, кровли, тем самым уменьшить расход строительных материалов и вес конструкции. Основные виды теплоизоляционных материалов: — Жесткие (плиты, блоки, кирпич, скорлупы, сегменты и др.) — Сыпучие (зернистые, порошкообразные) — Волокнистые

По виду основного сырья различают:

  • Органические — получаемые при переработке отходов деревообработки и неделовой древесины; а также газонаполненные пластмассы (пенопласты, поропласты, сотопласты и др.). Обладают низкой огнестойкостью, применяются при температуре не выше 150 °С.
  • Неорганические — минераловата и минераловатные плиты, легкие и ячеистые бетоны (газо- и пенобетон), пеностекло, стеклянное волокно и др.
  • Смешанные теплоизоляционные материалы — (фибролит, арболит и др.) — получаются из смеси минерального вяжущего вещества и органического наполнителя (древесные стружки, опилки), обладают более высокой огнестойкостью по сравнению с органическими материалами.

Звукоизоляционные (акустические) материалы — используются с целью ослабления звука при его проникновении через ограждения зданий, снижения уровня шума, проникающего в помещение из вне. Выделяют два вида звукоизоляционных материалов: звукопоглощающие материалы и звукоизоляционные прокладочные материалы.

Применяются в звукопоглощающих облицовках производственных помещений и технических устройств, требующих снижения уровня шумов. Они имеют пористую структуру (большое число открытых, сообщающихся между собой пор), что и определяет их звукопоглощающую способность.

Звукоизоляционные прокладочные материалы

Применяются в виде рулонов или плит в конструкциях междуэтажных перекрытий, во внутренних стенах и перегородках, а также как виброизоляционные прокладки под машины и оборудование.

Виды звукоизоляционных прокладочных материалов:

материалы из волокон органического и минерального происхождения (древесноволокнистые плиты, минераловатные и стекловолокнистые рулоны) материалы из эластичных газонаполненных пластмасс (пенополиуретан, пенополивинилхлорид, латексы синтетических каучуков).

Гидроизоляционные материалы — материалы, используемые для защиты строительных конструкций, зданий и сооружений от вредного воздействия воды, конденсата и химически агрессивных жидкостей (кислот, щелочей и пр.). Существует достаточно обширная классификация гидроизоляционных материалов.

Их подразделяют по назначению на:

антифильтрационные, антикоррозионные и герметизирующие,

По материалу на:

на асфальтовые (асфальтовые мастики,растворы, бетоны, битумные лаки и эмали, эмульсии, пасты, холодные и горячие асфальты и т.д.), минеральные (цементные и силикатные краски, гидрофобные засыпки,гидробетонные замки, гидратон), пластмассовые (для окрасочной, штукатурной, оклеечной гидроизоляции — эпоксидные поливиниловые краски, лаки, полимеррастворы и бетоны, полиэтиленовая пленка и др.) и металлические (листы из латуни, меди, свинца, обычной и нержавеющей стали, алюминиевая и медная фольга и др.).

Кроме того, все гидроизоляционные материалы подразделяют на две группы: традиционные (приклеиваемые и обмазочные — на основе полимеров, полимерных смол и т. д.) и материалы проникающего действия (на основе минерального сырья).

Кроме того, к основным видам изоляции также относятся:

  • Пароизоляция — улучшает теплоизолирующие свойства утеплителя, защищает его и строительные конструкции от насыщения парами воды изнутри помещения в зданиях всех типов.
  • Ветроизоляция — для защиты утеплителя и элементов кровли от конденсата и выветривания.
  • Универсальная гидро-пароизоляция — для защиты строительных конструкций от проникновения водяных паров, конденсата и влаги.

Классификация изоляционных материалов: свойства, применение, виды, цена, характеристика

В современном строительном деле все чаще используются различные виды изоляционных материалов. Выделим их основные типы:

Классификация изоляционных материалов.

  • тепловая изоляция;
  • звуковая и шумовая изоляция;
  • гидроизоляция;
  • ветровая изоляция;
  • воздушная и паровая изоляция.

Тепловая изоляция

Материалы, предназначенные для тепловой изоляции, широко используются в области строительных работ, в особенности при постройке жилищных комплексов, домов и промышленных зданий. Теплоизоляцию нередко применяют для утепления производственного оснащения, она используется в качестве утеплителя кабины автомобилей.

Теплоизоляционные изделия имеют крайне низкий уровень пропуска теплоэнергии. Поэтому они способны не только поддерживать единый уровень температуры в помещении, но и не пропускать холод и жару внутрь него. Это позволяет понизить материальные затраты на электроэнергию и стройматериалы, поскольку с их применением отпадает необходимость расходовать большое количество денег на утолщение стен и крыши.

Изделия для утепления имеют коэффициент тепловой проводимости, не превышающий 0,2 Вт/(м×К), небольшой вес и высокую степень прочности, которая достигает 0,06-2,6 Мн/м2.

Теплоизоляторы делятся на 3 типа:

  • жесткие (плитка, пеноблок);
  • порошковые;
  • волоконные.

По разновидности сырья, используемого для изготовления, утеплители разделяются на органические, неорганические и смешанные.

Первый вид изготавливается путем обработки стружек древесных материалов с пониженными свойствами влагостойкости и огнестойкости. Их применяют в случаях, когда температура окружения не превышает 145°С.

Второй вид материала — это, как правило, минеральная вата и плитка на ее основе. Теплоизолятор встречается в форме таких облегченных материалов, как газобетон, стекловолокно и пеностекло.

Неорганический теплоизолятор изготавливается из асбестового волокна и вязких минеральных примесей, в основе которых содержится асбестоцемент. Он зачастую применяется для изоляции производственного оборудования, которое функционирует при высоких температурах, достигающих 800-900°С (нагревательные котлы, печи).

Схема тепловой изоляции трубопроводов.

Вещество обладает высокой стойкостью к огню, поэтому его принято добавлять в смесь стройматериалов, предназначенных для использования в качестве огнеупорного экрана (кирпичи, шлакоблоки и т.д.)

В некоторых случаях применяются неорганические теплоизоляторы, изготовленные в виде волоконного изделия. В сравнении с вышеуказанным веществом, они обладают более низкой степенью теплопроводности, но этот показатель все равно значительно превышает огнеупорность других видов теплоизоляции (почти в 2,5 раза).

Третий вид изоляции представляет собой помесь вязкого минерального вещества и отходов, получаемых при переработке бревен. Утеплитель данной разновидности отличается повышенной стойкостью к огню, если сравнивать его с первым видом теплоизоляции.

Вернуться к оглавлению

Звуковая и шумовая изоляция

Звуковые изоляторы применяются в строениях, где необходимо понизить уровень звука, который проникает в помещение с уличной стороны.

Они хоть и не обеспечивают 100% звуковой барьер, но помогают поглотить существенную часть шума.

Существует 2 разновидности изоляционных материалов, препятствующих проникновению звука: звукопоглощающие и звукоизолирующие прокладочные.

Схема звукоизоляции потолка.

Первая разновидность используется в виде декоративной обшивки в промышленных строениях и электрооборудовании, которое нуждается в понижении степени производимого им шума (устройства воздухообмена, пылесосы, кондиционеры и т.д.). Материалы для поглощения звука применяются для оптимизации акустических характеристик в определенных помещениях (студии звукозаписи, концертные площадки и радиостанции).

Данный тип материала имеет пористую структуру, это позволяет легко пропускать звуки и шумы. Проникающий звук поглощается путем амортизации внутри изолятора.

Звукопоглощающие материалы разделяются на 3 типа:

В основе смягченных материалов лежит минеральная вата и стеклянное волокно с пониженным уровнем синтетического вещества. К этой категории можно отнести матовые покрытия и увесистые рулоны, масса которых достигает 70 кг/м3. В основном они используются вместе с перфорированным экраном (ПВХ, асбестовые смеси, алюминий) или с полиэтиленовой пленкой в качестве покрытия. Поглощение звука при использовании данного материала может достигать коэффициента от 0,7 до 0,9, это примерно 250-1000 Гц.

Классификация звукопоглощающих материалов.

Полутвердые материалы представляют собой плиты из минеральной ваты или стеклянного волокна весом от 75 до 125 кг/м3 и объемом 50×50×2 см. Наличие синтетического вещества составляет 10-15% от всего веса. Бывают также и плиты из деревянного волокна весом от 180 до 300 кг/м3. Они покрываются специальной краской или пористым полиэтиленом. Звукопоглощающий коэффициент полутвердых материалов равняется 0,6-0,8. К этой же категории относятся пластиковые плиты с пористой структурой (пенополистирол, пенопласт и т.д.).

Жесткие материалы представляются в виде гранулированной минераловаты и коллоидного вещества объемом 30×30×2 см. Плиты покрываются специальной краской и могут иметь различную структуру (с микротрещинами, рифленая, бороздчатая). Вес материала варьируется от 300 до 400 кг/м3, а коэффициент поглощения звука достигает показателя 0,7.

Вторая разновидность используется в качестве обеспечения шумоизоляции между этажами, жилыми помещениями в многоэтажных постройках, а также в качестве вибрационной изоляции в кузове автомобилей и промышленном оборудовании. Звукоизолирующий прокладочный материал имеет невысокий показатель динамического модуля упругости, обычно он не превышает порога 1,2 Мн/м2 при давлении в 20 Мн/ м2.

Высокопрочная пористая структура обеспечивает повышенную степень звуковой изоляции за счет снижения непрерывных громких шумов.

Звукоизолирующие прокладочные материалы разделяют на 2 типа:

  • изоляционные материалы на основе органических и минеральных волокон;
  • изоляционные материалы на основе мягких газонаполненных полимеров.

Вернуться к оглавлению

Гидроизоляционные материалы

Классификация гидроизоляции по группам.

Влагостойкие материалы чаще всего применяются для защиты построек от неблагоприятного воздействия атмосферных осадков, природного влияния и различных химикатов, разъедающих структуру стройматериалов.

Влагоизоляционные структуры подразделяются на множество видов и подтипов, которые принято определять по целям применения:

  • направленные на фильтрацию;
  • обеспечивающие герметизацию;
  • предотвращающие коррозию;

по разновидностям стройматериалов:

  • асфальтные смеси, краски, лакировочные растворы, эмульсии, асфальты низкой и высокой температуры;
  • смеси на минеральной основе (цемент, сыпучие растворы);
  • смеси на основе пластика в малярных работах (покраска, отделка, оклеивание, шпаклевка, лакировка, стяжка);
  • раствор на основе металла (латунные, медные, свинцовые, алюминиевые материалы).

Помимо вышеперечисленных разновидностей, влагостойкие изоляционные материалы разделяются на 2 категории: поверхностные и проникающие. К первой категории относятся клейкие и покрывающие полимерные смеси, ко второй — на основе минерального сырья.

Схема пароизоляции кровли.

Основным минусом поверхностных гидроизоляционных материалов является высокая вероятность отслоения от поверхности, на которую они были нанесены. Это приводит к дальнейшей потере защитных свойств. Вместе с тем для работы с поверхностными смесями необходимо выполнять тщательную обработку наружности и следовать правилам нанесения материала.

Самым оптимальным вариантом является гидроизоляция с проникающим воздействием. В ее составе содержатся такие минеральные добавки, как кварцевый песок, цемент и природные химикаты. Они обеспечивают качественную и долговечную защиту поверхности от наружного воздействия.

Влагостойкость покрытия достигается путем проникновения гидроизоляционного материала в микротрещины, поры и свободные участки поверхности с дальнейшим укреплением их структуры. Такой эффект получается благодаря вступлению в реакцию природных химикатов, цемента и влаги. Проникающий материал сливается со структурой обрабатываемой поверхности при контакте с водой. Этот процесс позволяет обеспечить поверхности долговечность, не препятствуя ее паровой проницаемости.

Вернуться к оглавлению

Ветровая, воздушная и паровая изоляция

Ветровая изоляция применяется для предотвращения образования конденсата на крыше постройки.

Паровая изоляция призвана повысить теплоизоляционные характеристики материала, защитив стены от проникновения пара и горячего дыма в их структуру.

Существует воздушная изоляция универсального типа, которая препятствует проникновению конденсата и влаги, образующихся из пара.

Читайте также: У плотнение щебня
Чем утеплить пеноблок
Виды песка — читайте здесь.

Обзор технической изоляции: виды и свойства материалов

Около 70% тепла ТЭЦ не доходит до конечного потребителя. Примерно половина «потерянного» тепла исчезает на теплоцентралях, а оставшаяся часть – в подвалах домов и стояках. Похожая ситуация наблюдается и в общественных учреждениях и на заводах Вопрос изоляции стоит очень остро. Не все конструкции обладают предварительным изоляционным слоем, а потому стоит обратить особое внимание на материалы технической изоляции.

Техническая изоляция представляет собой комплексный набор изоляционных материалов, включающий в себя покрытие, защищающее от воздействия воды, влаги и пара, огня, тепловых потерь, механических повреждений, воздействия химических веществ, образования на защищаемой поверхности конденсата.

Основные сферы применения материалов технической изоляции:

• изоляция технологических трубопроводов с различными температурами носителей, паропроводов, систем вентиляции и кондиционирования;

• изоляция оборудования криогенных и морозильных установок;

• промышленная изоляция технологического оборудования предприятий химической, нефтеперерабатывающей, газовой и пищевой отраслей;

• изоляция резервуаров для хранения нефтепродуктов, воды и химических веществ;

• изоляция котлов и теплообменников;

• изоляция участков газоходов, дымовых труб, электрофильтров;

• специальная высокотемпературная изоляция и др.

Каждое из мест использования технической изоляции характеризуется своими особенностями. Так, первостепенными задачами изоляции подземного трубопровода можно назвать защиту от воздействия грунтовых вод и растворенных в них химических элементов, тепловую изоляцию, а также защиту труб от естественных механических повреждений вследствие сдвига пластов почвы, статического давления и воздействия стихийных факторов. Теплоизоляция труб характеризуется особой спецификой: с одной стороны, она призвана оберегать трубы и содержимое трубопровода от перегрева и промерзания, а с другой стороны она должна не допускать потерь тепла, сохраняя стабильную температуру.

Большая часть технической изоляции используется на конструкциях с высокой температурой содержимого вещества, и только около 15% применяемой технической изоляции эксплуатируется при отрицательных температурах от –14°С до –180°С.

Материалы, применяемые для создания качественной технической изоляции, имеют разные характеристики – в т.ч., и по своей теплопроводности. Некоторые из них можно использовать для изоляции высокотемпературных трубопроводов, резервуаров и котлов, имеющих температуру изолируемой поверхности до 1000°С. Действующие вибрационные нагрузки, как правило, снижают верхний температурный порог до 800°С.

Большинство существующих материалов технической изоляции «работают» в менее экстремальных условиях, сохраняя тепло теплоносителя на определенном уровне.

Для обеспечения требуемых тепловых характеристик толщина утеплителя, как правило, должна быть не менее 40 мм. Снаружи материал технической изоляции может быть облицован дополнительными защитными материалами: фольгой (гидроалюминием) ламинированной бумагой. Такое наружное покрытие гарантирует поверхности дополнительную защиту от потерь тепла и деструктивных механических воздействий. Температурный порог технической изоляции, имеющей обкладочный материал, также снижается. Так, у материала, покрытого алюминиевой фольгой, он составляет около 250°С.

Не следует рассматривать все виды технической изоляции в общей массе: материал, предназначенный для изолирования подземного водопровода, существенно отличается по своим характеристикам и практическим свойствам от теплоизоляции для изотермических хранилищ нефтепродуктов. Таким же образом, техническая изоляция, изготовленная из разных материалов, разнится между собой.

Читайте также:  Особенности установки стропил мансардной крыши

Теплоизоляционные материалы при монтаже и во время эксплуатации подвергаются температурным, влажностным, механическим, вибрационным воздействиям, а при подземном расположении – агрессивному воздействию грунтовых вод и растворенных в них материалов. Выбор технической изоляции должен быть осуществлен с помощью точных расчетов, с учетом реальных условий эксплуатации.

Изоляция объектов с высокими рабочими температурами (высокотемпературная изоляция: паропроводы, трубопроводы горячих жидкостей, котлы, электрофильтры и т.п.)

На многих предприятиях требуется изоляция, способная выдерживать высокие температуры изолируемых поверхностей (до 900°С). В этих случаях зачастую используется изоляция на основе базальтового волокна или пеностекла.

Изоляция объектов с низкими рабочими температурами (холодные трубопроводы, криогенная техника, холодильное оборудование и т.п.)

Во избежание образования конденсата, появления изморози и коррозии металлических поверхностей, используемые материалы должны иметь максимально низкие показателей по паропроницаемости. Этим требованиям как нельзя лучше отвечает изоляция на основе вспененного каучука и полиэтилена.

При выборе изоляционного материала для обработки котлов следует учитывать не только температурное воздействие, но и фактор дополнительной вибрации от сопряженного оборудования. Помимо всего прочего, слой изоляции на поверхности котла должен быть гибким – в целях заполнения щелей и полостей, а так же для компенсации температурного расширения конструкции. Маты и плиты из базальтового волокна полноценно удовлетворяют этим условиям.

Изоляция резервуаров и емкостей:

Температура теплоносителя варьируется в зависимости от происходящих технологических процессов. Это требует использования технической изоляции, обладающей широким температурным диапазоном. При изоляции емкостей и конструкций с низкой температурой содержимого, особое внимание должно быть уделено защите конструкции от образования конденсата и обледенения. Имеет смысл применение материалов с низким коэффициентом паропроницаемости, как у вспененного полиэтилена, каучука. Особо горячие резервуары целесообразно дополнительно изолировать гибкими плитами или матами из базальтового волокна.

Изоляция дымовых труб:

Осуществляя изоляцию дымовых труб, особое внимание следует уделить предотвращению выпадения коррозионного кислотного конденсата. Важно следить, чтобы температура на внутренней поверхности стальных дымоходов, расположенных внутри наружной дымовой трубы, не опускалась ниже точки конденсации дымовых газов. В противном случае могут отложиться активные коррозионные отложения.

Изоляция на основе базальтового волокна:

Изоляция на основе базальтового волокна незаменима для изоляции инженерных сетей и оборудования на крупных промышленных производствах, т.е. там, где необходима обработка габаритных объектов с круглым и плоским сечениями. Материалы этой группы используют для обустройства изоляции, как наружного, так и внутреннего типов – при теплоизоляции технологического оборудования.

Теплоизоляционные материалы на основе базальтового волокна обладают рядом практических преимуществ:

• повышенным уровнем огнестойкости (класс – НГ);

• большим диапазоном рабочих температур – верхний предел рабочей температуры: +900°С, нижний предел не ограничен;

• химической стойкостью по отношению к маслам, кислотам, щелочам, растворителям;

• простотой монтажа, сочетаемой с высокой механической плотностью.

Базальтовое волокно – податливый материал, из которого можно формировать готовый продукт требуемой формы. Практический опыт определил оптимальные виды и конфигурацию техизоляции из базальтового сырья: маты, цилиндры, огнезащитные плиты.

Прошивные маты используются в промышленном и гражданском строительстве при возведении и реконструкции сооружений различного назначения для изолирования конусных, цилиндрических и плоских поверхностей, а также вентканалов в качестве тепло-, звукоизоляции и огнезащиты. Применяются при температуре изолируемых поверхностей до 750°С.

Прошивные маты в основном производят из базальтового волокна, получаемого в результате плавления базальтовых пород. Название матов говорит о том, что в процессе изготовления их прошивают (в поперечном или продольном направлениях).

Существует классификация прошивных матов по плотности: М75, М100 и М125. Каждый из трех видов имеет свою плотность: до 85 кг/м 3 , от 85 до 110 кг/м 3 и от 110 до 135 кг/м 3 соответственно. Кроме того, прошивные маты классифицируются по своим температурным показателям: М1–М5.

Таблица 1. Классификация прошивных матов по температурным показателям

Плотность прошивных матов возрастает при использовании дополнительного обкладочного материала. В свою очередь, теплоизоляционные маты могут изготавливаться как с применением обкладочного материала, так и без него.

Материалы, которые чаще всего употребляются для обкладки матов: стеклосетка, металлическая сетка, полиэтиленовая пленка, стеклоткань. Обкладка прошивных матов осуществляется с одной либо с двух сторон. Оцинкованная стальная сетка, придающая жесткость изолирующему мату, крепится к поверхности мата стальной проволокой.

Базальтовое волокно – материал, из которого изготавливаются прошивные маты, относится к классу негорючих материалов. Во время эксплуатации и при нагреве маты не выделяют вредные вещества в окружающую среду.

Ламельные маты:

Ламельный мат – это негорючий изоляционный материал, который формируется из полос (ламелей) минеральных волокон. С одной стороны к полосам приклеивается армированная фольга или другой обкладочный материал. В результате получается продукт, обладающий повышенной прочностью на сжатие по сравнению с традиционными теплоизоляционными матами. Кроме того, он характеризуется минимальным уровнем деформации во время монтажа.

Области применения ламельных матов: изоляция воздуховодов, вентиляционных шахт и оборудования, трубопроводов различного диаметра, плоских поверхностей и резервуаров. Используются при температуре изолируемых поверхностей до 250°С.

Цилиндры:

Форма этого материала определяет область его применения: изоляция трубопроводов, воздуховодов с круглым сечением.

Зачастую цилиндры выпускаются кашированными армированной алюминиевой фольгой. Монтаж на трубу прост: цилиндр имеет продольный разрез на внешней стороне, а также поперечный разрез на внутренней стороне (он выполняет функцию «шарнира»).

Цилиндр может быть усилен стеклосеткой – в этом случае она приклеивается на внутреннюю поверхность наружной алюминиевой фольги. Для обеспечения целостности алюминиевого покрытия вдоль продольного разреза цилиндра находится клейкая лента.

Внутренний диаметр цилиндров, равно как и толщина теплоизоляционного слоя – изменяющийся показатель.

Изоляция на основе вспененного полиэтилена:

Использование в качестве теплоизоляции материалов на основе вспененного полиэтилена оправдано там, где предъявляются повышенные требования к влагонепроницаемости изоляции. Таким случаем, например, является изоляция трубопроводов во избежание образования на их поверхности конденсата. Изоляция из вспененного полиэтилена также успешно применяется для обработки промышленных емкостей и оборудования.

Продукция выпускается в виде матов, рулонов, жгутов и полых труб стандартных диаметров и размеров. Изоляционные материалы на основе вспененного полиэтилена характеризуются не только высоким уровнем влагонепроницаемости, но и относительно широким рабочим диапазоном температур (от –50 до +90°С). Пенополиэтилены имеют хорошие показатели теплопроводности – 0,04 Вт/мК при температуре + 25°С. Линейная температурная усадка не превышает 1,5%.

Кроме того, пенополиэтилены обладают гибкостью, что облегчает процесс их монтажа. Материалы стойки к механической деформации. Благодаря закрытой структуре ячеек, материал не гидрофобен: водопоглощение после 7 суток нахождения в воде – менее 0,8%.

Изоляция на основе вспененного каучука:

Каучуковая техническая изоляция применяется там, где существуют высокие требования к термостойкости и влагонепроницаемости теплоизоляционных материалов. Изоляция из каучука используется при обработке как высокотемпературных поверхностей, так и холодильных установок – причем в последнем случае она представляет собой один из лучших вариантов.

Синтетические каучуки выпускаются в виде пластин, либо в матах и рулонах, уже прошедших стадию вулканизации пены. Трубчатые материалы применяются для изоляции стальных, медных и пластмассовых трубопроводов с наружным диаметром до 160 мм. Толщина собственно изоляционного слоя составляет от 6 до 32 мм. При изоляции труб большого диаметра, трубопроводов некруглого сечения, арматуры, соединительных деталей и оборудования, выпускаются рулоны и плоские листы с клеевым слоем.

ПЕНОКАУЧУК МОЖЕТ НАНОСИТЬСЯ СПОСОБОМ НАПЫЛЕНИЯ.

Плотность изоляции из вспененного каучука – 40-80 кг/м 3 . Важный показатель качества материала – количество закрытых пор. Их процентное отношение к общему количеству пор не должно быть ниже 90%. Скорость увлажнения вспененного каучука в 400 раз ниже скорости увлажнения пенополиуретана и пенополистирола – материалов с закрытыми порами. Снижение уровня термосопротивления пенокаучука происходит гораздо медленнее, чем у материалов с высшим уровнем паропроницаемости.

Диапазон рабочих температур материала зависит от его марки и варьируется от -200 до +175°С. Изоляция способна обеспечить экономию до 70% тепла. Показатель теплопроводности синтетического каучука – 0,036 Вт/мК при 0°С.

Изоляция на основе стекловолокна:

Иглопробивные стекловолоконные материалы используются при теплоизоляции трубопроводов, воздуховодов, паровых котлов, турбин, оборудования, коммуникаций, трубопроводов больших диаметров, на которых строго контролируется изменение температурного режима. Маты с дополнительным покрытием из алюминиевой фольги применяются там, где кроме теплоизолирующих свойств конструкция должна обладать тепло- и пароотражающим эффектом. Это актуально при изоляции криогенных камер, бассейнов, саун.

Волокнистая структура, состоящая из эластичных и прочных стеклянных нитей, наполнена воздухом. Уровень теплопроводности материала находится ближе всех по значению к теплопроводности воздуха. Материал обладает высокой эластичностью. Благодаря этому плиты из стекловолокна успешно монтируются на криволинейные поверхности: теплоизоляция резервуаров для нефтепродуктов, цистерн для транспортировки и хранения технологических жидкостей и т.д. Стекловолокно, кашированное стеклохолстом, более прочно. Дополнительное покрытие предотвращает выдувание волокон из плит, что увеличивает срок службы продукта.

Стекловолокно является одним из наиболее распространенных видов технической тепловой изоляции. Основная причина банальна – относительно низкая стоимость и простая технология монтажа, что позволяет застройщикам осуществлять утепление конструкций своими силами.

ПЛИТЫ ИЗ СТЕКЛОВОЛОКНА УСПЕШНО МОНТИРУЮТСЯ НА КРИВОЛИНЕЙНЫЕ ПОВЕРХНОСТИ.

Изоляция на основе пеностекла:

Теплоизоляция на основе пеностекла применяется для изоляции промышленных емкостей, оборудования больших диаметров, плоских поверхностей. Наибольшее распространение пеностекольная техническая изоляция получила в химической и нефтегазовой отраслях.

Это закономерно: материал негорюч, обладает широким диапазоном рабочих температур: от –260 до +670°С. Характеризуется стойкостью ко многим химическим соединениям и биологическим факторам. Будучи невосприимчивым к подобным деструктивным факторам, сам он экологически чист.

Работа проектировщиков инженерных сетей включает в себя множество тонкостей и правил, соблюдение которых обязательно. Бывает непросто учесть и удержать все важные мелочи в своей голове. При работе с ними не стоит отмахиваться от удобств, предлагаемых современными компьютерными программами.

Одна из таких программ – «Изоляция», разработанная ООО НТП «Трубопровод» для расчета и выбора тепловой изоляции трубопроводов, арматуры и оборудования, автоматического формирования проектных документов на тепловую изоляцию. От пользователя не требуется знания программирования и детального устройства программы. Разобраться в специфике ее работы и алгоритмах расчета утепления поможет подробное справочное руководство, поставляемое вместе с программой.

Программа предназначена для расчета и выбора тепловой изоляции и формирования теплоизоляционной конструкции трубопроводов, арматуры и оборудования в соответствии со СНиП 41-03–2003 или НР 34-70-118–87, автоматического формирования проектных документов на тепловую изоляцию. Программа формирует техномонтажную ведомость по ГОСТ 21.403–93, спецификацию по ГОСТ 21.110–95, а также ведомость объемов работ. Учитывая существующие различия между нормами и правилами, действующими на территории Беларуси, России и Украины, данную программу не следует принимать как истину в последней инстанции. Вместе с тем, она может быть полезной для примерного понимания и освоения специалистов в вопросе разработки и обустройства изоляционных покрытий.

Программа «Изоляция» позволяет производить различные расчеты с множествами переменных. В качестве изолируемых поверхностей могут выступать трубопровод или его отдельный участок, фланцевое соединение, арматура, двухтрубная прокладка, отвод, переход.

При выполнении расчетов принимаются во внимание различные переменные. Так, при выборе места расположения объекта во вкладке «климатические данные», программа производит автоматический расчет среднегодовой температуры воздуха, средних температур наиболее теплых и наиболее холодных периодов года.

Во вкладке «правила выбора материалов» пользователь программы имеет возможность изучить условия применимости материалов. Здесь действует отлаженный алгоритм по расчетам покровного, пароизоляционного, предохранительного, антикоррозионного слоев, порядка герметизации швов, обустройства подкладок, опорных и разгружающих элементов и др.

К «Изоляции» предлагается подробное руководство пользователя, призванное упростить процесс ознакомления с программой. Алгоритм работы подробно рассмотрен в отдельных главах руководства. Текстовые комментарии дополняются графическими иллюстрациями с интерфейсом программы.

Виды, свойства и область применения электроизоляционных материалов

Любое электрическое оборудование, включая генераторы, силовые установки и распределительные устройства, состоит из токоведущих частей. Для надежной и безопасной эксплуатации последние должны быть защищены друг от друга и от воздействия окружающих компонентов. В этих целях используются электроизоляционные материалы.

Важно, чтобы обмотка на якоре была отделена от его сердечника, виток возбуждения – от аналогичной детали, полюсов и каркаса агрегата. Материалы, которые применяются для изоляции чего-либо от воздействия электрического тока, называются диэлектриками. Стоит отметить, что такие изделия бывают двух типов – одни абсолютно не пропускают ток, другие – хоть и делают это, но в мизерных количествах.

При создании подобных материалов применяют органические и неорганические элементы вкупе с различными добавками, необходимыми при пропитке и склеивании. В последнее время широкую популярность набирает жидкая изоляция для проводов, часто используемая в выключателях и трансформаторах (например, трансформаторное масло). Не реже в электротехническом оборудовании применяют газообразные диэлектрики, вплоть до обычного воздуха.

Электроизоляционные материалы и сферы их применения

К основным областям применения электроизоляционных материалов можно отнести различные промышленные ветви, радиотехнику, приборостроение и монтаж электрических сетей. Диэлектрики – это основные элементы, от которых зависит безопасность и стабильность работы любого электроприбора. На качество и функциональность изоляции влияют различные параметры.

Таким образом, главная причина применения электроизоляции – соблюдение правил безопасности. В соответствии с ними строго запрещено эксплуатировать оборудование с частично или полностью отсутствующей изоляцией, поврежденной оболочкой, поскольку даже малые токи могут нанести вред человеческому организму.

Свойства диэлектриков

Для того чтобы гарантировать выполнение важных функций, электроизоляционные изделия должны обладать необходимыми свойствами. Основное отличие диэлектрика от проводника – намного большее удельное сопротивление (100-1100 Ом*см). С другой стороны, их электрическая проводимость в 14-15 раз ниже токоведущих жил. Связано это с природным происхождением изоляционных материалов, в составе которых намного меньше свободных отрицательных электронов и положительно заряженных ионов, влияющих на токопроводимость.

Важно! Несмотря на последнее высказывание, при нагревании любого диэлектрика количество ионов и электронов существенно возрастает, из-за чего повышается электрическая проводимость и возникает риск пробоя током.

Все свойства диэлектриков можно разделить на две основные группы – активные и пассивные, при этом вторая является наиболее важной. К пассивным относится диэлектрическая проницаемость: чем меньше ее значение, тем более надежным и качественным является изолятор, поскольку он не оказывает негативного влияния на электрическую схему и не добавляет паразитные емкости. С другой стороны, если изделие эксплуатируется в роли диэлектрического конденсатора, то проницаемость должна быть максимально высокой (паразитные емкости в данном случае важны).

Читайте также:  Идеи дизайна и правила оформления мансарды

Параметры изоляции

К числу основных относятся:

  • электропрочность;
  • удельное электрическое сопротивление;
  • относительная проницаемость;
  • угол диэлектрических потерь.

Оценивая качество и эффективность диэлектриков, и сравнивая их свойства, нужно выявить зависимость перечисленных параметров от значений тока и напряжения. По сравнению с проводниками электроизоляционные компоненты имеют повышенную электрическую прочность. Учитывая сказанное выше, не менее важным является то, насколько хорошо изоляторы сохраняют свои полезные свойства и удельные величины при нагревании, увеличении напряжения и других воздействиях.

Классификация диэлектрических материалов

Выбор того или иного изоляционного материала зависит от мощности тока, протекающего по проводникам оборудования. Существует несколько критериев для классификации диэлектриков, но наиболее важными являются два – агрегатное состояние и происхождение. Для изоляции шнуров бытовых электроприборов используют твердые изоляторы, трансформаторов и прочего высокомощного оборудования – жидкие и газообразные.

Классификация по агрегатному состоянию

По агрегатному состоянию выделяют три типа диэлектрических материалов – твердые, жидкие и газообразные.

Твердые диэлектрики

Электроизоляционные материалы данного типа считаются наиболее распространенными и популярными, используются практически во всех сферах, где присутствует оборудование с токоведущими частями. Их качество зависит от некоторых химических свойств, при этом диэлектрическая проницаемость может быть совершенно разной – 10-50 000 (безразмерная величина).

Твердые изоляторы бывают полярными, неполярными и сегнетоэлектрическими. Главное отличие трех разновидностей – принцип поляризации. Основными свойствами данных материалов являются химическая стойкость, трекингостойкость и дендритостойкость. От химической стойкости зависят возможности диэлектрика противостоять воздействию агрессивной среды – кислотам, щелочам, активным жидкостям. Трекингостойкость влияет на защиту от электрической дуги, дендритостойкость – от появления дендритов.

Керамические изоляторы эксплуатируют как линейные и проходные диэлектрики в составе подстанций. Для защиты бытовых электрических приборов могут применяться текстолиты, полимеры и бумажные изделия, промышленного оборудования – лаки, картон и различные компаунды.

Сочетая несколько разных материалов, производителям диэлектриков удается получить особые свойства изделия. Благодаря этому повышается устойчивость к нагреву, воздействию влаги, экстремально низких температур и даже радиации.

Наличие нагревостойкости говорит о том, что изолятор способен выдерживать высокие температуры, но в каждом отдельном случае максимальная планка будет разной (она может достигать и 200, и 700 град. Цельсия). К числу таковых относятся стеклотекстолитовые, органосиликатные и некоторые полимерные материалы. Фторопластовые диэлектрики устойчивы к воздействию влаги, могут эксплуатироваться в тропиках. Вообще фторопласт не только гидрофобен, но еще и негигроскопичен.

Если в состав электротехнического оборудования включены атомные элементы, то важно использовать изоляцию, устойчивую к радиоактивному фону. На помощь приходят неорганические пленки, часть полимеров, стеклотекстолиты и различные слюдинитовые изделия.

К морозостойким диэлектрикам относятся компоненты, сохраняющие свои удельные свойства при температуре до -90 град. Цельсия. Наконец, в электроприборах, эксплуатируемых в космосе, применяются изоляционные материалы с повышенной вакуумной плотностью (например, керамика).

Жидкие диэлектрики

Диэлектрики в подобном агрегатном состоянии зачастую эксплуатируются в промышленном электрооборудовании. Наиболее ярким примером являются трансформаторы, для безопасной работы которых требуется специальное масло. К числу жидких диэлектриков можно отнести сжиженный газ, парафиновое или вазелиновое масло, спреи, дистиллированную воду, которая была очищена от солей и других примесей.

Жидкие электроизоляционные материалы описываются следующими технико-эксплуатационными характеристиками:

  • диэлектрическая проницаемость;
  • электропрочность;
  • электропроводность.

Величина физических параметров жидких диэлектриков зависит от степени их чистоты (загрязнения). Наличие твердых примесей в воде или масле приводит к существенному повышению электрической проводимости, что связано с увеличением числа свободных электронов и ионов. Жидкости очищаются разными методами, начиная от дистилляции и заканчивая ионным обменом. После выполнения данного процесса повышается электропрочность материала и снижается его электропроводность.

Жидкие электроизоляторы можно разделить на три основные группы:

  1. Из нефти изготавливают трансформаторное, конденсаторное и кабельное масла.
  2. Синтетические жидкости активно применяются в промышленном приборостроении. К их числу можно отнести соединения на основе фтор- и кремнийорганики. Кремнийорганические материалы способны выдерживать сильные морозы, они относятся к числу гигроскопичных, поэтому могут применяться в малых трансформаторах. С другой стороны, стоимость таких соединений намного выше, чем у нефтяных масел.
  3. Растительные жидкости крайне редко используются при изготовлении электроизоляции. Речь идет о касторовом, льняном, конопляном и других маслах. Все перечисленные вещества считаются слабополярными диэлектриками, поэтому могут применяться только для пропитки бумажных конденсаторов или для образования пленки в электроизоляционных лаках и красках.

Газообразные диэлектрики

Самыми популярными газообразными диэлектриками считаются электротехнический газ, азот, водород и воздух. Все они могут быть разделены на две категории – естественные и искусственные. К первым относится воздух, который часто эксплуатируют в качестве диэлектрика для защиты токоведущих частей линий электрической передачи и машин.

Наряду с преимуществами, есть у воздуха недостатки, из-за чего он не подходит для эксплуатации в герметичном оборудовании. Поскольку в его состав входит большое содержание кислорода, то данный газ является окислителем, поэтому в неоднородном поле существенно снижается электрическая прочность.

Азот – отличный вариант для изоляции силовых трансформаторов и высоковольтных линий электропередач. Помимо хороших изоляционных свойств, водород способен принудительно охлаждать оборудование, поэтому зачастую применяется в высокомощных электромашинах. Для герметизированных установок подойдет электротехнический газ, при использовании которого снижается взрывоопасность любых агрегатов. Электротехнический газ часто эксплуатируется в высоковольтных выключателях, что обусловлено способностью к гашению электрической дуги.

Классификация по происхождению

По происхождению диэлектрики делятся на органические и неорганические.

Органические диэлектрики

Органические электроизоляционные изделия можно разделить на естественные и синтетические. Все материалы, относящиеся к первой категории, в последнее время практически не эксплуатируются, что связано с увеличением производственных мощностей синтетических диэлектриков, стоимость которых намного ниже.

Естественными диэлектриками являются растительные масла, парафин, целлюлоза и каучук. К синтетическим материалам можно отнести пластмассы и эластомеры разных типов, применяемые в бытовых приборах и другой электротехники.

Неорганические диэлектрики

Электроизоляционные материалы неорганического типа бывают естественные и искусственными. Из компонентов природного происхождения можно выделить слюду с большой устойчивостью к воздействию химически активных веществ и высоких температур. Не менее популярными являются мусковит и флогопит.

Искусственные диэлектрики – стекло в чистом или разбавленном видах, фарфор и керамика. Материалам данной категории зачастую придают особые свойства, добавляя в их состав различные компоненты. Если изолятор проходной, то нужно применять полевошпатовую керамику с большим тангенсом диэлектрических потерь.

Волокнистые электроизоляционные материалы

Волокнистые диэлектрики эксплуатируются для защиты различного оборудования. К числу таковых относятся каучук, целлюлоза, различные ткани, нейлоновые и капроновые изделия, полистирол и полиамид.

Органические волокнистые диэлектрики имеют высокую гигроскопичность, поэтому практически никогда не используются без специальной пропитки. В последние годы вместо органических изоляторов применяют синтетические волокнистые изделия с ярко выраженной нагревостойкостью.

В качестве примера можно выделить стеклянные волокна и асбест: первые пропитываются лаками и смолами, улучшающими гидрофобность, вторые характеризуются минимальной прочностью, поэтому в их состав добавляют хлопчатобумажные элементы. Речь идет о материалах, которые не плавятся при нагреве.

Классы нагревостойкости электроизоляционных материалов

Класс нагревостойкости диэлектриков указывается буквой латинского алфавита. Перечислим основные из них:

  • Y – максимальная температура 90 град. Цельсия. К данной категории относятся различные волокнистые изделия из хлопка, натуральных тканей и целлюлоза. Они не пропитываются и не дополняются жидкими электроизоляторами.
  • A – 105 град. Цельсия. Все материалы, перечисленные выше, и синтетический шелк, пропитываемые жидкими диэлектриками (погружаемые в них).
  • E – 120 град. Цельсия. Синтетические изделия, включая волокна, пленки и компаунды.
  • B – 130 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики, асбест и стекловолокно вкупе с органическим связующим и пропиткой.
  • F – 155 град. Цельсия. Слюдинитовые материалы, в качестве связующего звена которых выступают синтетические компоненты.
  • H – 180 град. Цельсия. Слюдинитовые диэлектрики с кремнийорганическими соединениями, выступающими в качестве связующего.
  • C – более 180 град. Цельсия. Все перечисленные выше изделия, в которых не используется связующее или применяются неорганические адгезивы.

Выбор электроизоляционных материалов зависит не только от мощностей оборудования, но и от условий его эксплуатации. Например, для высоковольтных линий электропередач должны использоваться диэлектрики с повышенной морозостойкостью и защитой от воздействия ультрафиолетовых лучей.

Таким образом, информация выше может использоваться только в качестве ознакомительных целей, а окончательное решение должен принимать профессиональный, квалифицированный специалист.

изоляционные материалы

В этой статье пойдет речь о таком важном элементе электрического кабеля, как изоляция. В общих чертах будет освещена тема о характеристиках и свойствах изоляционных материалов, сфере применения электроизоляторов.

Электрическая изоляция

Представляет собой слой материала, не способного проводить электричество, или, другими словами, диэлектрика. Покрытая таким материалом металлическая токопроводящая жила надежно защищена от контакта с другим проводником, а также не способна нанести повреждения человеку, производящему работы с ней.

Как изоляционные материалы выступают следующие диэлектрики: стекло, керамика, различные виды полимеров, слюда. Одной из разновидностей изоляции является воздушная. Конструкция ее примечательна тем, что жилы проводников расположены в пространстве таким образом, что между ними находится прослойка воздуха, которая ограничивает их контакт.

Исторически первые образцы изоляции выполнялись из навитой на медные провода бумаги, которая была пропитана парафином, или резины. На сегодняшний день резина используется для проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях больших температурных перепадов.

Срок службы изоляции сильно зависит от температуры рабочей среды. Достаточно превышения в несколько градусов для снижения срока эксплуатации материала изоляции примерно в два раза.

Характеристики электроизоляторов

Ко всем без исключения электроизоляторам предъявляются общие требования.

Электрическая прочность

Главная задача диэлектрика – обеспечить требуемый уровень значения величины электрической прочности на пробой. Данная величина находится в прямой зависимости от того, насколько толстая фарфоровая стенка изолятора. Нарушение прочности происходит при пробое твердого диэлектрика или в результате разряда по поверхности изолятора. Прочность характеризуется напряжением промышленной частоты, которое способен выдержать изолятор при сухой и мокрой поверхности, а также импульсным напряжением при испытании. Эту величину проверяют специальным прибором – мегаомметром.

Удельное сопротивление

Изоляционный материал пропускает небольшую часть электрического тока. Эта величина является несоизмеримо малой, в сравнении с теми токами, которые протекают постоянно по жилам. Электрический ток может идти через два пути: сквозь сам изоляционный материал или по его поверхности. Удельным сопротивлением называется величина сопротивления единицы объема материала. Она равна отношению произведений величин сопротивлений тока, идущего по изолятору и сквозь него, к их же сумме.

В качестве единицы измерения данной величины взято значение сопротивления изоляционного материала, выполненного в форме куба с гранью 1 см, где направление тока совпадает с вектором направления двух наружных противоположных граней. Величина удельного сопротивления зависит от агрегатного состояния материала и других важных величин.

Диэлектрическая проницаемость

После помещения изолятора в электромагнитное поле происходит изменение направления в пространстве частиц с плюсовыми зарядами: они выстраиваются по силовым линиям электромагнитного поля. Электронные оболочки меняют свою ориентацию в противоположную сторону. Молекулы поляризуются. При поляризации диэлектриков происходит образование собственного поля у молекул, которое действует в сторону, противоположную направлению общего поля. Эта способность определяется диэлектрической проницаемостью.

Важно! Диэлектрическая проницаемость характеризует степень поляризации диэлектрика. Она оказывает влияние на емкость таких элементов, как конденсаторы. При их изготовлении следует применять изоляцию с большой величиной диэлектрической проницаемости. Измерение величины производят в фарадах на метр погонный (Ф/м). Единица измерения получила свое название в честь великого английского ученого Майкла Фарадея, внесшего весомый вклад в науку в области электромагнетизма.

Угол диэлектрических потерь

Диэлектрические потери – энергия электрического поля, рассеивающаяся в изоляционном материале за определенную единицу времени. Энергия никуда не исчезает, а переходит из одного состояния в другое (тепло). Чем выше величина потерь, тем больше риск теплового разрушения диэлектрика. Эта характеристика электроизолирующего материала измеряется тангенсом угла диэлектрических потерь. Зависимость тангенса угла от значения диэлектрических потерь линейная.

Сферы применения электроизоляторов

Чтобы выяснить, где применяются электроизоляторы, достаточно просто вспомнить, где распространена электропроводка. Это могут быть как бытовые системы электроснабжения и электроосвещения, так и промышленные. В электрических силовых кабелях, прокладываемых снаружи и под землей, содержится несколько слоев такой изоляции. В приборостроении отдельные элементы конструкции приборов также приходится изолировать от напряжения. Это могут быть как небольшие элементы разных плат, так и целые узлы. Такая изоляция позволяет сохранить эксплуатационные характеристики материалов, расположенных вблизи токоведущих жил.

Жидкие диэлектрики

К такому виду диэлектриков относят различные виды масел, лаков, паст и смол. Большое распространение получили продукты переработки нефти – минеральные масла. Такие изоляторы используются в трансформаторных подстанциях небольшой мощности, масляных выключателях, кабелях и конденсаторах. Жидкая изоляция для проводов применяется при подготовке к работе кабелей и конденсаторов.

Читайте также:  Устройство перекрытия по деревянным брусьям: правила расчета и монтажа

Заметка. В качестве альтернативы жидкой изоляции можно применить спрей для проводов. Дистиллированная вода также является диэлектриком.

Технические характеристики жидких диэлектриков напрямую зависят от их чистоты. Чем больше загрязнены масло, вода и другие подобные диэлектрические жидкости, тем более худшими характеристиками они обладают. Очистка таких жидкостей производится при помощи дистилляции или ионообменной сорбции.

Твердые диэлектрики

Это самая распространённая и популярная группа электроизолирующих материалов. К таким изоляторам относят:

  • Стекла из неорганических веществ.
  • Установочная и конденсаторная керамика.
  • Мусковит, флогопит.
  • Асбест.
  • Пленки из неорганических материалов.

Кроме этого, твердые изоляторы делятся на полярные, неполярные и сегнетоэлектрические. Критерием разделения выступает степень поляризации. К основным свойствам твердых изоляторов также можно отнести их химическую стойкость, трекингостойкость и дендритостойкость. Первое качество характеризует способность материала противостоять агрессивным химическим средам, типа кислот и щелочей. Трекингостойкость – это способность противостоять воздействию электрической дуги. Дендритостойкость характеризует устойчивость к появлению дендритов. Дендрит – продукт осадка частиц в электролите, получаемый при воздействии электрического тока высоких плотностей.

Помимо всего этого, провода также защищают от электромагнитных помех. В качестве такой защиты используют фольгу, спиральную обмотку, оплетку жил.

Газообразные диэлектрики

Данные виды изоляции можно разделить на две большие группы: материалы естественного происхождения и искусственные. Вдыхаемый человеком обыкновенный воздух является естественным изоляционным материалом, к искусственным относят различные газы. Воздух не подходит для использования в герметично закрытых корпусах оборудования из-за большого процента содержания кислорода в нем. Актуальным для таких установок будет электротехнический газ. Газообразные электроизоляционные материалы имеют значение диэлектрической проницаемости, равное 1. Преимуществами этой группы диэлектриков являются небольшая величина диэлектрических потерь и степень пробоя.

Неорганические диэлектрики

К такому типу изоляции относятся преимущественно вещества, химическая формула которых не содержит органических элементов. К наиболее распространенным электроизоляционным материалам подобного рода относится следующий ряд: стекло и его разновидности, слюда, керамические материалы, такие, как стеатит, радиофарфор, термоконд. Производные стекла используются для изготовления различных стеклянных трубок, баллонов. Фарфоровая изоляция часто используется для создания конденсаторов, резисторов.

Классификация по нагревостойкости

Ниже в статье приведены данные по классам нагревостойкости диэлектриков, взятые из ГОСТ 8865-93 «Системы электрической изоляции», п.2 2.1, таблица №1:

  • Y – материалы из не погруженных в жидкий диэлектрик бумаги, картона, целлюлозы, шелка, различных волокнистых материалов. Температура, которую способна выдержать изоляция, – 90°С.
  • A – относятся материалы предыдущего класса, а также из искусственного шелка, которые пропитаны масляными и другими лаками. Температура, которую способна выдержать изоляция, – 105°С.
  • E – это синтетические и органические пленки, смолы, компаунды. Температура, которую способна выдержать изоляция, – 120°С.
  • B – основу изолятора составляют слюда, асбест, стекловолокно, которые были изготовлены с применением органических связующих материалов обычной нагревостойкости. Температура, которую способен выдержать такой материал, – 130°С.
  • F – основу изолятора составляют слюда, асбест, стекловолокно, которые пропитаны смолами и лаками соответствующей нагревостойкости. Изолятор выдерживает нагрев до 155°С.
  • H – основу изолятора составляют слюда, асбест, стекловолокно, которые применяются с кремнийорганическими связующими и пропитками. Ткань характеризуется высокой температурной устойчивостью – до 180°С.
  • C – основу изолятора составляют слюда, асбест, стекловолокно, которые используются безо всяких связующих веществ органического происхождения. Самые устойчивые к температурному воздействию среди изоляционных материалов – до 180°С.

Электроизоляционные лакированные ткани

Этот вид диэлектрика характеризуется тем, что изготавливается на основе ткани, пропитанной лаком. Нанесение изолятора на ткань происходит при помощи кисточки. Такой лак образует пленку, обладающую требуемыми диэлектрическими свойствами.

Ткань, применяемая в такой изоляции, преимущественно хлопчатобумажная. Также встречаются материалы на шелковой, капроновой и стеклянной основе. Стекловолокнистая ткань характеризуется повышенной устойчивостью к высоким температурам. Основной сферой применения таких тканей будут являться электрические машины и аппараты, где важна гибкость изоляционного материала.

Заметка. Наиболее часто использующимся электриками изолятором подобного вида является обычная ПВХ лента или, по-простому, изолента.

В этой статье были кратко рассмотрены типы изоляции, свойства и условия применения данного материала. Статья будет полезна как опытным электротехникам, так и впервые пробующим свои силы домашним мастерам. Она поможет подобрать требуемую изоляцию проводников и кабелей, согласно конкретным условиям рабочего процесса.

Видео

Электроизоляционные материалы, применяемые в промышленности

В настоящее время электрохимическая промышленность выпускает огромное количество электроизоляционных материалов. Материалы на основе стекловолокна с добавлением синтетических смол прочно вошли в нашу жизнь. Эти материалы обладают такими свойствами, как влагостойкость и нагревостойкость, высокая электрическая и механическая и прочность.
Наряду с природными электроизоляционными материалами (электрокартон, хлопчатобумажные ленты, асбест, слюда) распространены материалы на основе стекловолокна в сочетании с синтетическими смолами, обладающие, хорошими диэлектрическими свойствами. Например, стекловолокно, применяемое для многих видов изоляции (стеклолакоткань, стеклолента, стекломиканит, стеклотекстолит), имеет высокую влагостойкость, нагревостойкость, прочность на разрыв, химическую стойкость и высокую теплопроводность. Широкое распространение получили синтетические пленки, такие, как лавсан, мелинекс и др.
Синтетические изоляционные материалы позволяют повысить мощность электротехнического оборудования при сохранении их внешних физических размеров (двигателей, агрегатов, трансформаторов) и обеспечить наиболее продолжительный их срок службы.
Представляем наиболее распространенные и применяемые изоляционные материалы.

Непропитанные волокнистые и изоляционные материалы

Электрокартон

Выпускается в нескольких видах. Электрокартон для работы в воздушной среде (марки ЭВТ и ЭВ) толщина (0,1мм—3 мм). Электрокартон для работы в масле (марки ЭМТ и ЭМЦ), толщина (1мм—3 мм). Выпускается как в листах (листовой), так и в рулонах (рольный).
Если электрокартон выпущен в непропитанном виде, то является невлагостойким материалом, и хранят его надо в сухом помещении. Диэлектрическая прочность сухого электрокартона марки ЭВ, который имеет влажность около 8%, равна 8—11 кВ/мм, а марки ЭМТ уже 20—30 кВ/мм.

Изоляционные бумаги

Изготовляется из измельченной древесины хвойных пород и обрабатывается щелочью.
Имеется несколько видов изоляционной бумаги. Это телефонная бумага, кабельная бумага и конденсаторная бумага.
Телефонная бумага. Марка бумаги КТ-05 выпускается толщиной 0,04 — 0,05 мм. Кабельная бумага марки К-120. Ее толщина 0,12 ми она пропитана трансформаторным маслом, имеющим хорошие диэлектрические свойства. Такими же свойствами обладает конденсаторная бумага, только толщина ее гораздо меньше.

Фибра

Изготовляется из бумаги и обрабатывается раствором хлористого цинка. Имеет малую механическую прочность по этому хорошо обрабатывается. Диэлектрическая прочность фибры составляет 5 – 11 кВ/мм. Не стойкая к щелочам и кислотам. Выпускается в виде листов и имеет толщину 0,6— 12 мм. Так же выпускается в виде трубок и круглых стержней. Из фибры делают каркасы катушек, прокладки.

Летероид

Электроизоляционный материал, который представляет собой одну из разновидностей фибры, имеющей малую толщину. Летероид выпускается в виде рулонов и листов и имеет толщину 0,1—0,5 мм.

Хлопчатобумажные ленты

Промышленность выпускает хлопчатобумажные ленты следующих разновидностей: киперную, тафтяную, батистовую и миткалевую. Ленты производятся следующих видов и размеров:

  • Киперная лента ЛЭ изготавливается по ГОСТ4514-78 из х/б нити и имеет ширину 10—60 мм, а толщину 0,45 мм, используется в электромонтажных работах, для стягивания кабелей и проводов, для обвязки катушек, обмоток двигателей и трансформаторов;
  • Тафтяная лента ЛЭ изготавливается по ГОСТ4514-78 из х/б или шелковой нити и имеет ширину 10-50 мм с шагом 5мм, а толщину 0,25 мм, используется при проведении электромонтажных работ. Похожа на киперную ленту, отличается только плетением нити. По прочностным характеристикам уступает киперной ленте.
  • Батистовая лента ЛЭ изготавливается по ГОСТ4514-78 из х/б нити полотняного плетения, имеет ширину 10—20 мм и толщину 0,12-0,16-0,18 мм. Самая тонкая из лент. Может быть заменена тафтяной.
  • Миткалевая лента ЛЭ изготавливаются по ГОСТ4514-78, имеет ширину 12—35 мм и толщину 0,22 мм. По физическим свойствам менее прочная, чем киперная, но прочней тафтяной, хотя тоньше их.

Асбестовые материалы

Асбест — природный минерал, который имеет волокнистое строение. Качественным показателем асбеста является его высокая нагревостойкость (300 – 400°С) и низкая теплопроводность. Из асбеста изготавливают материалы в виде листов разной толщины в виде веревок разного диаметра и асбестовых тканей. У асбеста плохие электроизоляционные свойства (диэлектрическая прочность 0,6 – 1,2 кВ/мм). Чаще всего асбест применяют в качестве теплоизолятора. В качестве электроизолятора используется только в низковольтных установках.

Электроизоляционные лакированные ткани

Лакоткани и стеклоткани представляют собой гибкий материал и изготовляют из х/б, стеклянной или шелковой ткани. После этого ткань пропитывают масляно-битумным или масляным лаком или другим изоляционным составом. Они выпускаются рулонами толщиной 0,1—0,3 мм и шириной от 700 до 1000 мм. Марки лакоткани, выпускаемые промышленностью ЛХС, ЛХСМ, ЛХСС, ЛХЧ, ЛШС. Марки стеклоткани ЛСБ, ЛСМ, ЛСЭ, ЛСММ, ЛСК, ЛСКР, ЛСКЛ. Лакоткань шелковую марки ЛШС выпускают также и толщиной 0,08 мм, а ЛШСС может иметь толщину 0,04 мм.

Лакоткань

У марок лакотканей и стеклотканей аббревиатура в названии расшифровывается следующим образом:
Л — лакоткань;
X — хлопчатобумажная;
С — на втором месте — стеклянная;
К — на втором месте — капроновая;
С — на третьем месте — светлая;
К — на третьем месте — кремнийорганическая;
С — на четвертом месте — специальная;
Л — на четвертом месте — липкая;
Ч — черная;
Ш — шелковая;
Б — битумно-маслянноалкидная;
М — маслостойкая;
Р — резиновая;
Э — эскапоновая.
Стеклоткань имеет высокую нагревостойкостью. Марки ЛСКЛ и ЛСК — около 180°С, а марка ЛБС доходит до 130° С. Их электрическая прочность составляет 35 – 40 кВ/мм.

Стеклоткань

Лакоткань и стеклоткань используются в качестве электро и тепло изоляционных материалов. Чаще всего ими изолируют слои обмоток катушек.

Пленочные материалы

К этим материалам относятся лавсановая пленка, фторопластовая пленка, пленкоэлектрокартон (электрокартон, оклеенный изоляционной пленкой, например триацетатной), терфан, мелинекс (полиэтилентерефталатные пленки). Данные изоляционные материалы имеют диэлектрическую прочность до 200 кВ/мм, прочность на разрыв равную 30 кг при толщине пленки 0,05 мм.
Их нагревостойкость достигает, а иногда и превосходит 120° С.

Фторопластовая пленка

Слоистые изоляционные материалы

К слоистым изоляционным материалам относятся текстолит, стеклотекстолит, и гетинакс.

Текстолит

Текстолит представляет собой слоистый изоляционный материал. Изготовлен методом прессованния при 150°С многослойной х/б ткани, пропитанную резольной смолой. По сравнению с другим изоляционным материалом, гетинаксом имеет более высокую механическую прочность, но худшие некоторые характеристики, такие, как влагостойкость и цена. Выпускается в форме цилиндров, стержней, трубок и листов. Имеет две основные марки: А — которая обладает высокой электрической прочностью, и Б — с лучшими механическими свойствами и хорошей влагостойкостью. Текстолит хорошо механически обрабатывается. Из него изготавливаются каркасы катушек, диэлектрические щиты, платы, штанги, прокладки. Благодаря хорошим износостойким свойствам из него делают шестеренки, вкладыши для подшипников.

Стеклотекстолит

Стеклотекстолит изготовляют та же, как и текстолит, только из стеклоткани, пропитанной теплостойкой смолой. Характеристики стеклотекстолита выше, чем у текстолита и гетинакса. Стеклотекстолит имеет высокую электрическую прочность (20 кВ/мм), большую механическую прочность, нагревостойкость (от 180 до 225° С) и влагостойкостью. Но имеет себестоимость выше текстолита.

Гетинакс

Гетинакс изготовляют из прессованной бумаги, пропитанной бакелитовой смолой. Современная промышленность выпускает в виде листов толщиной от 0,4 до 50 мм. Так же гетинакс выпускается в виде стержней различного диаметра. Гетинакс маркируется А, Б, В, Вс. Диэлектрическая прочность гетинакса составляет 20 – 25 кВ/мм и может работать как на воздухе, так и в масле. Гетинакс превосходно обрабатывается как ручным инструментом, так и станками. Из гетинакса могут изготовляться диэлектрические щиты, штанги, прокладки, платы, каркасы катушек и трансформаторов. К недостаткам можно отнести низкую нагревостойкость. При нагреве поверхность гетинакса обугливается и начинает проводить электрический ток.

Слюдяные изоляционные материалы

Слюдяные изоляционные материалы изготавливаются из слюды — минерала кристаллического строения. Слюду расщепляют на отдельные пластинки и склеивают с помощью лака или смолы. Промышленность выпускает несколько видов слюдяных изоляционных материалов. Это мусковит, миканит, флогопит. Мусковит обладает самыми лучшими характеристиками и применяется при изготовлении конденсаторов, прокладок электроприборов. Миканиты бывают гибкие (марки ГФС, ГМС), твердые (марки ПМГ, ПФГ), чаще используются для прокладок и формовочные (мари ФФГ и ФМГ). Миканиты применяются для изготовление каркасов и используются в качестве прокладок и для загильзовки в обмотках электрических машин. Слюдяные изоляционные материалы имеют высокую нагревостойкость порядка 130—180° С, диэлектрическую прочность в пределах 15—20 кВ/мм и отличную влагостойкость.


Из щипаной слюды, наклеенной на ткань или бумагу изготовляют микаленту. Микалента имеет ширину 12—35 мм и толщину 0,08—0,17 мм. Микалента выпускается марками ЛФЧ, ЛМЧ, ЛМС, ЛФС. В конце марки ставят римские цифры I или II. Миколента с цифрой I имеет повышенную электрическую прочность, а с цифрой II -нормальную электрическую прочность.
В настоящее время из за дефицита слюды как сырья и ее дороговизны, часто стали использовать отходы слюды. Из отходов стали изготавливать слюдяную бумагу, слюдиниты, стеклослюдиниты и другие электроизоляционные материалы.

Керамические изоляционные материалы

Фарфор

Фарфор или, так называемая, электротехническая керамика. Обладает такими свойствами, как нагревостойкость ( 150—170°С), диэлектрическая прочность (20—28 кВ/мм), высокая механическая прочность, устойчивость к проникновению воды ( воду не поглощает), устойчив к агрессивным средам, радиационным излучениям. Электротехническая керамика используется в таких отраслях, как электрика, электроника, автоматика и телемеханика, вычислительная техника. Из электротехнического фарфора делают различные изоляторы, изоляционные тяги.

Стеатит

Стеатит это керамический материал. Обладает высокой диэлектрической прочностью (30—50 кВ/мм). Благодаря хорошим диэлектрическим свойствам стеатит применяется для изготовления особо ответственных изоляторов и изоляционных узлов.

Ссылка на основную публикацию