보온재의 종류별 특성

[정종태]

보온재 종류별 특성

1. 보온재의 종류

 1)섬유재질(OPEN CELL) 보온재

   유리솜(GLASS WOOL)

   암 면(ROCK WOOL)

 2)발포재질(CLOSED CELL) 보온재

   실리카(SILICA)

   퍼라이트(PERLITE)

   폴리에틸렌(POLYETHYLENE)

   경질우레탄폼(POLYURETHANE)

   발포고무(NBR) 보온재

2. 보온재별 물성치

 1) 섬유재질(Open Cell) 보온재

구분 \ 종류		유 리 솜	광석면(암면류)
밀 도	㎏/㎥	24	100
열전도율	Kcal/mh℃	0.031	0.039/70℃
흡 수 량		섬유재질로 매우나쁨	수분에 강함
적 용 온 도	℃	300	600
연 소 성		불 연	불 연
환 경 성		산업폐기물	산업폐기물
인체유무해성		유 해	유 해
가스유해성		독가스발생	독가스발생

 2) 발포재질(Closd Cell) 보온재

구분 / 종류		P.E(아티론)	발포고무보온재
밀 도	ｇ/㎤	0.034	0.065
열전도율  (평균온도20上5℃)	Kcal/mh℃	0.030	0.030
흡 수 율	ｇ/㎠	0.004	0.002
인장강도	kｇ/㎠	2.7	2.5
적 용 온 도	℃	80	-40～105
신 장 율	%	97	180
환 경 성		표면코팅마감재  (알루미늄호일, 은박지등) 산업폐기물	일반폐기물
인체유무해성		무 해	무 해
가스유해성		?	적 합
연 소 성		난 연	난 연
접 착 성		재질의 특성상 완전한 접착은 할 수 없는 점착상태로 또 다른 마감재가 필요하다.	완벽한 봉합
재 질 특 성	내구성	매우 딱딱하다.	찢어진다.

3. CLOSED-CELL보온재 와 OPEN-CELL보온재의 비교

1) 사용상의 주의점

Open-cell 보온재는 흡수 및 흡습성이 대단히 높으므로 보관시 주의를 요하며 자체 충진에도 주의해야 한다. Closed-cell 보온재에 비하여 Open-cell 보온재가 흡수성이 대단히 큼으로 인하여 생기는 문제점으로서 보온재의 생명인 열전도율의 급격한 상승을 초래하여 안정된 보온재로서의 제품에 대한 신뢰성이 떨어짐은 물론 이로인하여 생기는 연쇄적 문제점이 다수 발생하게 된다. 또한 제품형태를 유지하기 위해 처리된 수지접착제는 온도차에 따라 분해속도는 달라질수 있으나 다른 합성수지와 마찬가지로 결국은 분해가 되므로 암면제품이 공업용(혹은 산업용)으로 200℃이상의 부위에 사용될 경우는 열충격에 의해 수지접착제가 연소될 위험성이 있으므로 보온재 시공후 열설비의 온도를 서서히 상승시켜 접착제를 완전히 분해시킨 다음 정상 온도에서 가능토록하여야 한다. 만약 암면 시공후 갑자기 제품에 500℃이상의 열이 가해질 경우 수지의 열소열이 축열되어 실제온도가 500℃ 이상, 경우에 따라서는 1,000℃까지도 상승할수 있어 섬유를 열화시킬 위험이 있다. 또한 침상입자에 의한 자극을 방지하기위해 피부노출을 금하며 천장 같은곳의 시공시 위에서 낙하하는 분진에 대해 눈을 보호해야 한다.

2) 열전도율의 변화

보온재의 생명은 열전도율이라 할 수 있는데 보온재가 투습,흡습하면 단열성이 급격하게 저하하게 된다. 이것은 재질의 특성에 따라 큰 차이가 있으나 유리솜 재질(Open Cell)의 경우는 시간의 경과 따라 수축 및 변화하고 흡수성이나 열전도율이 급격하게 높아지게 된다.

4. 각종 보온재의 특성

1) 유리솜 (GLASS WOOL)

순수한 유리원석을 고속원심분리공법으로 만들어 섬유굵기가 4-6μ으로 가늘고 균일하여 비섬유질이 전혀없고 많은 양이 섬세하게 집면되어 있다.

사용온도범위 : -25℃ ~ 300℃로 고온에 용이하다.

단열성 : 많은 양이 섬세하게 집면되어 있으며 다량의 공기를 포함하고 있어 시멘트콘크리트의 40배 흙벽의 12배정도 보온단열효과가 있다.

불연성 : 순수한 무기질 섬유제로 불에 타지 않는다.

시공성 : 유연하고 경량이며 부드러워서 작업성이 매우 좋으며 칼이나 가위등으로 쉽게 절단되므로 어떠한 장소, 형태에도 시공이 용이하며 섬유길이가 길어 압축.복원력이 뛰어나 운반, 보관, 취급이 용이하다.

2) 암면 (ROCK WOOL)

규산칼슘계의 광석을 1,500-1,700℃의 고열로 용융 액화시켜 고속회전공법으로 만든 순수한 무기질 섬유이다.

사용온도범위 : -25℃ ~ 600℃로 고온에 뛰어나다.

단열성 : 원료자체가 무기질(광석)이므로 불에 타지 않으며 보온단열재중에서 사용범위와 최고안전 사용온도가 가장 높아 건축용, 산업용은 물론 내화피복재, 내화구조물 등에 사용된다.

불연성 : 단위체적당 섬유의 양이 많아 이상적인 단열공기층을 형성한다.

흡음성 : 암면은 음을 흡수해주는 독특하고 무수한 연속기공을 갖고 있어 흡음성능이 탁월하다.

발수성 : 섬유의 표면이 특수 코팅되어 있어 습기를 거의 흡수하지 않으며 수분에 강하다.

내구, 내후성 : 암면은 화학적으로 안정된 무기질 재료이기 때문에 산, 알카리등 화학약품에 강하며 풍화작용에 의한 열화현상이 없어 부패 또는 변질되지 않아 반영구적이다.

시공성 : 가볍고 탄력성이 좋아 칼. 톱등 보통공구로 쉽게 재단할 수 있어 어떠한 용도와 장소에도 시공이 용이하다.

3) 시리카(SILICA) 보온재

시리카 보온재는 규조토와 소석회 그리고 보강섬유를 첨가하여 고압 증기양생(High Pressure Steam Curing)시켜 얻어진 결정형(Tobermorite)의 칼슘실리케이트 이다.

사용온도범위 : 내열도가 높아서 650℃ 까지도 사용이 가능하다.

단열성 : 미세한 기공으로 구성되어 고온에서도 낮은 전도율(0.047) 특성으로 단열 효과가 우수하다.

내열성 : 안정한 결정구조로 되어 있어 내열성이 우수하며 고온에서 장기간 사용하여도 거의 변형이 없다.

불연성 : 무기질 단열재이며 완전 불연성이다.

시공성 : 가볍고 견고하여 시공이 용이하지만 알루미늄판 또는 함석,스테인레스판,마스틱 등의 마감재/보강재를 사용하여 마무리 하여야 한다.

4) 퍼라이트(PERLITE) 보온재

퍼라이트란 화산활동으로 분출한 용암이 수중 등에서 갑자기 응고하면 결정 광물이 될 틈이 없이 유리상의 암석이 된다. 이와 같은 유리질의 화성암 계통의 원석을 분쇄해 일정 조건하에서 건조,가열(1000℃이상) 하면 마 치 옥수수를 튀기듯 약30배 정도의 크기로 팽창되며 이와 같이 속이 빈 상태나 세포상의 가벼운 팽창물을 각종 첨가물과 혼합하여 특수제조공법으로 만든다.

사용온도범위 : -250℃ ~ 1000℃로 보온보냉재로서는 안전 사용 온도 범위가 가장 넓다.

보온.단열성 : 섬세한 다공성 기포체로 독특한 보온단열의 성능을 가지고 있다.

불연성 : 불연의 무기질을 연료로하여 불에 타지 않는다.

발수성 : 보온단열재에 있어서 가장 중요한 점은 발수성능이다. 아무리 완벽한 단열시공을 하더라도 보온재 자체가 습기를 흡수하고 있다면 단열기능을 상실해 버린다. 퍼라이트는 완벽한 발수성을 가지고 있다.

방식성 : 보온재에 함유된 CL 성분은 배관 및 기기의 부식을 촉진시켜 많은 문제점을 야기시키고 있다. 퍼라이트 보온재는 타보온재에 비해 CL 성분의 함유량이 대단히 적으며 부식제어 제이규산나트륨 성분을 다량 함유하고 있기 때문에 스텐레스강의 배관, 기기의 응력부식균열방지 및 일반 탄소강의 부식보호에도 뛰어난 효과를 발휘한다.

변형 : 퍼라이트 보온재는 안전사용온도 범위내에서는 수축이 전혀 없다. 오히려 약간의 신장경향을 가지며 냉각되면 다시 원상태로 복원되므로 접합되므로 접합대상인 PIPE의 열신장에 대응한다. 따라서 장시간 사용하여도 이음매 부분에 틈이 생겨 유실되는 열손실이 거의 없다.

5) 폴리에틸렌(P.E) 보온재 : 아티론 등

폴리에틸렌을 화학가교,발포된 쉬트 상태의 반경질 발포체이다.

사용온도범위 : -25℃ ~ 80℃

발수성 : 발포체라 수많은 기포로 형성되어 있어 내수성이 우수하다.

취급과 시공 : 따가움이 없으며 TAPE 마감시공 등 여러가지 마감재들을 필요로 한다.

변형 : Cooling과 Heating의 순환과정 동안에 발생하는 수축.팽창으로 인해서 이음매와 틈새가 벌어지고 갈라지는 현상이 생길 수 있으며 이러한 문제는 결로 발생과 유실되는 열 손실의 주된 요인이 된다.

내열.난연 : 적용온도 이상을 초과하였을 경우 순식간에 녹아버리는 성질을 가지고 있으며 용접작업에서 노출시 제품에 피해를 입는 경우가 있다. 또한 높은 위쪽에 시공되어 있는 배관일 경우에는 불똥이 생겨서 아래로 떨어지면 화재를 유발할 수 있다.

6) 경질 폴리우레탄(P.U)

경질 폴리우레탄 폼이란 우레탄(Urethane) 결합을 가진 폴리머로서 폴리이소시아네이트와 폴리올 등의 활성수소 함유물과의 반응에서 생성되는 합성수지의 총칭으로 현장분사식, 주입식, 판상 등의 시공방법으로 여러 가지 마감과정을 가지고 있으며 제품의 경량성이 뛰어나다.

사용온도범위 : -190℃ ~ 100℃로 저온에 용이하다.

단열성 : 강도 면에서 우수하여 널리 쓰여 왔으며 낮은 열전도율을 지닌 프레온 가스인 R-11, R-12와 폴리머(Polymer) 를 발포한 재료로 뛰어난 단열성을 나타낸다.

난연성 : 불연성의 재질은 아니지만 난연의 성질을 가지고 있다.

운반, 취급용이성 : 유리가시와 같은 따가움이 전혀 없어서 용이하다.

접착성 : 강한 자기 접착성을 지니고 있다.

독가스유해성 : 인체에 매우 유해하고 강한 독가스의 유출로 인해 폐해가 심각하다.

7) 발포고무(NBR) 보온재

밀폐된 기포형태(CLOSED-CELL)의 탄성중합체로 NBR(니트릴러버)과 여러 가지 합성혼합물로 이루어져 있는 발포형태의 폼(FOAM) 재질로 우수한 단열성, 시공의 용이성으로 일반 건축설비,조선,냉동,플랜트 분야 등에서 사용되며 제품 자체로 마감이 가능한 보온.보냉 단열재이다.

사용온도범위 : -40℃ ~ 110℃에서 보온.보냉재로 사용

환경성 : CFC가 배제된 합성고무재질로 사용후의 폐기물은 일반폐기물에 해당하는 보온재이다.

인체무해성 : 먼지, 가시, 분진 등의 폐해가 없다.

흡수.흡습성 : 흡수나 흡습이 거의 없다.

온도변화에 대한 완벽한 적응성 : 온도의 변화가 심한 Cooling과 Heating의 순환과정에서 발생할 수 있는 수축.팽창이 극히 미미하다.

시공성 : 제품의 자체로 완료하며 마감이 가능한 보온재이다.

내화학.내후.내구성 : 보통의 산.알카리 등 화학약품에 강하며 풍화작용에 의한 열화현상이 없고 부패 또는 변질되지 않아 반영구적이고 위생적이다.

보온재에 관한 간략한 정리입니다...현장 실무에 참고하시면 됩니다.

시험에는 나오지 않습니다~~까페지기

[용상짱]

*훌륭한 자료 잘 보구갑니다,,,ㅎㅎ 늘 "건강"하셔유,,,

[열정맨]

요번 94회시험에 보온재에 관하여 출제되었습니다.재료별 종류 및 특성을 설명하시오..

[정종태]

아하~~~그랬군요!

[마라도나]

좋은 자료네요!