꿈의 보온재
하이트린 파이프 커버
DREAM INSULATOR
HITLIN PIPE COVER
1. 하이트린이란?
1) 하이트린의 원소재
2) 하이트린의 특징
2. 하이트린과 기존보온재의 비교
1) 기존 보온재의 문제점
2) 하이트린과 기존보온재의 차이점
1. 하이트린이란?
High Temperature Insulator의 약어로서 불연 및 흡음단열 Pipe Cover의 총체적 제품을 말
한다.
1) 하이트린의 원소재
① Glass Fiber란?
일반적으로 유리섬유는 특정원료를 용융하여 매우 가늘고 길게 성형한 뒤에 급냉
시켜 만든 섬유형태의 유리를 말한다. 유리섬유는 그 형태와 생산방법에 따라 단열
흡음재로 사용하는 단섬유와 각종 수지보강재로 사용되는 장섬유로 구분되며 일반적
으로 단섬유를 Glass Wool, 장섬유를 Glass Fiber라고 부른다. 또한, 그 조성에 따라 EGlass, C-Glass, S-Glass, 석영유리로 구분하고 인장율이 높은 M-Glass도 있다.
장섬유인 Glass Fiber 가운데 가장 먼저 개발된 E-Glass는 조성중 알카리성분이 거
의 없어 고온에서의 안정성이 우수하고 전기전도도가 낮아 절연성이 우수한 재료로
서 평가되고 있다. E-Glass는 열경화성수지가 개발된 1930년대부터 수지를 보강시켜
주는 수지강화제로 사용되기 시작해 전기절연성을 이용한 각종 전기전자제품부터 고
강도가 요구되는 항공기부품까지 사용되고 있다. 최근에는 선박, 자동차 등에 적용,
불연, 단열흡음재로서의 성능이 입증되어 각 분야에서 널리 적용되고 있으며, 특히
실내 흡음시공 및 방음시공이 필요한 건축분야에서 그 사용범위가 증가되고 있는 추
세이다.
<그림> E-Glass Fiber 원료의 전자현미경 사진(자현미경으로 배율 500배 확대∙촬영)
② EGNM : E-Glass Fiber Needle Mat란?
E-Glass Fiber를 얇은 슬라브 형태로 하여 그것을 적층하여 결속시킨 Mat형상의 단
열흡음소재이며, 비중 2.45정도의 매우 딱딱한 재질이지만, 직경이 9µm 수준으로 섬
유상으로 제조되어진 E-Glass Fiber는 유연성이 우수하고, 이 E-Glass Fiber를 적층하여
제조한 매트는 다공질의 경량성재질 특성을 나타낸다. 초자장섬유를 일정한 길이
(2~3inch)로 절단한 것을 섬유 분해하는 장치에 의해 초자단섬유(Glass선장)로 해한
것을 Wave(성형기)제조장치에서 초자섬유를 충장으로 즉 Mat 장으로 만든 것을
Needle Punching기를 사용하여 침자방식으로 펠트장으로 성형한 것이다.
내열도에 대한 특징에 있어서도 침자방식의 기계적 공합방식을 채용하기 때문에
내열도도 초자장섬유의 내열도(750℃)와 동일하다. 접착제 등의 화학약제에 의한 접
착방식이 아니며, 접착제 사용의 경우는 그 사용한 접착제의 내열온도에 따라서 구
분하여 사용하는 것이 보통이다.
<그림1> EGNM 사진
③ EGNM의 제조공정도
<그림2> EGNM의 제조공정도
<그림3> EGNM 생산현장
2) 하이트린 원소재 E-Glass Fiber Needle Mat의 성질 및 특성
① MAT의 조직과 유연성
유리섬유를 균일하게 교차로 얽어 연결(Needle Punching)하여 Mat 형상으로 만들고,
기타 다른 접착제를 사용하지 않았기 때문에 유연성이 풍부하다.
② 단열효과
낮은 열전도성은 건축자재에서 크게 요구되는 특성으로 복합소재에 사용하면 열전달
현상이 거의 없으므로 단열효과를 높여준다.
③ 흡음효과
연속기공을 가진 섬유질제품이므로 흡음성능이 높아, 심각해지는 소음 공해로부터
쾌적하고 안락한 생활을 보장 받을 수 있는 우수한 재료이다.
④ 불연성
E-Glass Fiber Needle Mat는 무기 재료로서 1급 불연재이며 내화재료로 이용된다.
니들펀칭에 의한 물리적인 바인딩 제조방식으로 제작되어 E-Glass의 고유한 성질을
가지고 있으므로 불연성의 성질을 그대로 가지고 있음.
⑤ 내구성
열팽창계수가 낮고 온도와 습도의 영향을 거의 받지 않아 변질없이 사용가능하다.
⑥ 내화학성
E-Glass Fiber Needle Mat는 무기질로써 산성 및 알칼리성의 화학물질에 강하며 변질되
지 않는다.
⑦ 내부식성
부식되지 않으며 곤충이나 설치류에 의해 해를 입지않는다.
저비중물질
고비중물질
<Mass LAW>
<Longer Path>
<Interface Effect>
<그림 4> 차음 및 단열성에 대한 설명그림
유리섬유는 단면이 둥근 원형으로 되어있어서 섬유의 적층체는 섬유를 구성하는
원재질의 특성과 적층체를 제조할 때의 제조 조건에 따라 그 특성이 변화하는데, EGlass Fiber Needle Mat는 2.45의 높은 유리비중에 의해 둔탁한 충격음에 대한 차음성
이 매우 높으며, 고주파의 음향에 대한 흡음성 또한 우수한 특성을 나타낸다.
그리고 최종매트는 다공질의 구조로 되어있어 소리나 충격등의 에너지가 투과할
경우 복잡한 전달경로와 많은 경계(인터페이스)를 통과하면서 에너지의 강도가 저하
하여 에너지의 투과에 대한 차단능력이 우수하며, 다층구조로 형성되어 있어 음이
서로 다른매질을 통과할 때, 그 감쇠율이 극대화되는 음의 물리적 특성에 대응하도
록 설계된 제품이다
3) 유리 종류별 특성 비교
Properties
A Glass
C Glass
E Glass
S Glass
Liquidous
-
-
1140
-
720
-
846
970
of
310
310
370
430
of
160-235
160-235
175-275
210-320
7400
7400
7700
8800
Density (g/cm3)
2.46
2.46
2.53
2.45
Reflective Index
1.542
-
1.550
-
9.0
8.0
5.0
5.0
Temperature(℃)
Softening Point (℃)
Tensile
Strength
Single Fiber(kg/mm2)
Tensile
Strength
Strand (kg/mm2)
Young`s
Modulus
(kg/mm2)
Coefficient
of
Linear
Thermal Expansion
(1x10E-6/℃)
Dielectric Constants at
6.11
10E10Hz
Volume Resistivity (Ω
10E10
-
10E15
-
cm)
4) 유리종류별 구성성분
Composition
A Glass
C Glass
E Glass
S Glass
AR Glass
SiO2
72.0
65.0
55.2
65.0
60.7
Al2O3
2.5
4.0
14.8
25.0
-
B2O3
0.5
5.0
7.3
-
-
MgO
0.9
3.0
3.3
10.0
-
CaO
9.0
14.0
18.7
-
-
Na2O
12.5
8.5
0.3
-
14.5
K2O
1.5
-
0.2
-
2.0
Fe2O3
0.5
0.5
0.3
-
-
F2
-
-
0.3
-
-
LiO2
-
-
-
-
1.3
ZrO2
-
-
-
-
21.5
5) MSDS
① 국제 암 연구기구(IARC, International Agency for Research on Cancer)의 분류
구분
I Group
발암성 평가
종류
비고
인간의 발암가능성에 대한
석면
직경
0.02-0.06
충분한 증거 있음
μm
II Group
III Group
인간에 대한 증거는 불충분 유리단섬유
직경
하나
Glass Wool
0.01-20μ
동물에 대한 증거는 충분
Mineral Wool
m
인간 및 동물에 대한 증거 유리장섬유
불충분
E-Glass Fiber
직경
8μm
이
상
6) 하이트린의 특징
하이트린은 단위 체적당 섬유의 양이 많고 9㎛ 섬유로 구성되어 이상적인 공기층(움
직이지 않는 공기층)을 형성하므로 열전도율이 매우 낮고 뛰어난 단열특성을 가지고
있다. (단열, 보온, 보냉 효과를 동시에 발휘)
① 단열특성
E-Glass Fiber Needle Mat의 단열특성도 소음, 충격방지 성능과 동일하게 섬유상의
적층체구조에서 나타나는 다수의 계면(인터페이스)으로 인해 이를 통과하는 에너지
는 단일재질의 구조에 비해 투과손실이 크기 때문에 나타나는 단열특성이다.
이는 창문 설계시 일정 두께의 유리를 설치할 경우 한겹보다는 얇은 두겹의 유리
가 보온성이 더 좋은 이유이며, 섬유상 적층체는 매우 얇은 재질을 여러겹 겹쳐 놓
은 단면구조를 가지며 낮은 열전도율 때문에 열전달에 대해 매우 높은 저항성을 나
타낸다. ※ 안전사용온도 750℃
② 시공성 및 경제성
Pipe화로 제조된 제품으로 열전도율이 낮으므로 인하여 기존 단열재의 1/2의 두께
로도 단열성을 보전하여 시공비의 절감이 가능하고, 재시공시 원재료의 손실이 없으
므로 단열재로써의 수명이 길다. 폐기시 부피감소로 폐기물의 비용발생이 상대적으
로 적고, 재활용이 가능한 소재이다.
③ 충격 및 흡음 소음방지 특성
E-Glass Fiber Needle Mat는 비중이 높은 E-Glass의 재질로 이루어지지만 섬유상의
적층체로서 최종 니들매트상에서는 0.2정도의 비중이 낮은 다공질성의 경량적층재료
의 특성을 나타낸다.
④ 불연특성
유리섬유로 구성되어지므로 화재시 연소가 되지 않으며 인명피해의 최대원인이 되
는 독성가스의 발생이 없어 매우 안전하고 효과적인 소재를 이용한 제품이다.
⑤ 내부식성
부식되지 않으며 곤충이나 설치류에 의해 해를 입지 않는다.
⑥ 내화학성
E-Glass Fiber Needle Mat는 무기질로서 산성 및 알칼리성의 화학 물질에 강하며 변
질되지 않는다.
⑦ 내습성
표면의 알미늄박막을 합포하여 내습효과가 우수한 제품이다.
⑧ 내구성
제조시 가압롤러 방식에 의해 성형시킴으로써 내구성을 향상시킨 제품이다.
⑨ 발수성
발수도 99.8%.
2. 하이트린과 기존보온재의 비교
1) 기존 보온재의 문제점
① 설계시 보온 두께의 조절이 불가하며.
② 진동이나 흡음에 매우 취약하고(곡강도가 낮음).
③ 작업시공시의 불편(압축강도가 낮음).
④ 단열두께의 과대로 pipe stress를 가져옴
⑤ 시공후 일정기간 경과후, 설계시의 단열효과를 기대하기 어려우며.
⑥ 보수작업시 특정폐기물로 폐기됨으로 폐기물 비용발생이 많음.
⑦ 환경 친화적이지 못함.
⑧ 외부 충격에 약하여 외장재의 파손 및 단열재의 파손이 잦음.
⑨ 설계시 공간이용이 효율적이지 못함.
⑩ 일부 단열재의 경우 화재시 독성가스로 인한 피해발생이 우려됨.
⑪ 탱크, 열교환기 등의 장치물에 설치된 일부 보온재의 페놀성분으로 인해
부식진행이 빨라짐.
철판의
2) 하이트린과 기존보온재의 차이점
Glass Wool
퍼얼라이트
유리섬유의 Af계열의 단섬유
진주암을 입자화
를 열경화성 수지인 Phenol
하여
구분
재질
제조방
법
Remark
HITLIN
실리카
물성
접착제
유리장섬유(E-Glass
을 이용하여 Felt화된 제품.
(Wear Glass)보강
자료
규산칼슘
Fiber)을 주원료로 사용
최고사용온도 300℃
제(Glass Wool)를
적정사용온도 200℃
배합
고온 용융하여 노즐에 의한
화산석으로
스핀들
참고
규산칼슘분말을
유리장섬유를
진주석을
고압 수열반응시
여 얇은 슬라브 형태로
Phenol수지를 분사하여 적측
900~1200℃로 소
켜 무기섬유 등
여러겹 적층하여 Needle
타입으로 Felt화된 제품
성한 후 소성팽
을 혼합하여 성
Punch’G에 의하여 Felt
창한 것임.
형한 제품
화된
통과후
집속제인
된
카드화하
제품(밀도조절가
능)
열전도율
0.036㎉/mh℃
물성
열전도율
열전도율
열전도율
0.053㎉/mh℃
0.053㎉/mh℃
0.028㎉/mh℃
※ 물이나 열에 의한 Binder
손상이 쉽다.
(수용성 Binder)
발수도
99.8% 이상
99.3%
시공예
(10″Pipe
400℃유
표면온도40℃,
170T 적용
135T 적용
150T 적용
60T 적용
대기온도20℃
기준
체)
최고안
전사용
250℃
600℃
650℃
750℃
온도
(상기 자료의 비교분석은 데이코산업연구소에서 발행한 “국내단열재 시장의 실태와 전망”자료 참고)
단열재의 압축강도 비교표(단위 : kgf/㎡)
2.2
Super Lite
3.4
Calcium
Silicaste
275
HITLIN
단열재의 열전도도 비교표(단위 : kcal/mh℃)
HITLIN
미네랄울
실리카
퍼얼라이트
0 .0 28 k cal /m h℃
0. 045 k ca l/ mh℃
0 .05 2 kc al/ mh ℃
0 .0 53 kc al /m h℃
위 사진은 발전소의 배관라인 특성상 한정된 공간 내에 각종 철 구조물(H경제적인 보온두께에 준하여 시공하면 구조물에 간섭을 받아 정상적인 보온을 할
수 없으며, 만약 억지시공을 한다면, 운전 시에 Pipe 의 움직임 방향에 따라서
파손되는 현상은 필연적으로 발생한다.위 사진은 이러한 문제점을 해결 할 수
있는 제품임을 검증하기 위하여 HITLIN Pipe Cover로 샘플 시공한 사진이며, 시공
후 Hanger부의 보온도 기존의 보온방법 보다는 방산 열이 아주 적게 발생함.
HRSG 상부 #1 Module Hot R/H 배관(600A/600 도)에 HITLIN Pipe Cover(50T)
를 시공하여 두께의 감소를 보여주고 있으며, 각종 돌기배관도 쉽게 처리됨.
Boiler Burner의 운전에 필요한 Hot Air(90A/300도) 배관에 HITLIN Pipe Cover
(50T) 를 적용하여, 경제적인 보온두께로 시공을 완료하고 공간도 확보된 상
태임.
HRSG 상부 #1 Module Hot R/H 배관(600A/600 도)에 Calcium Silicate(150T)
의 시공으로 공간 이 협소한 상태를 보여줌.
HRSG 상부 #1 Module Hot R/H 배관(600A/600도)에 HITLIN Pipe Cover(50T)
를 시공하여 두께의
감소로 공간이 확보된 상태.
Steam Turbine Lower Casing 의 하부 Hot R/H Steam 배관(350A/567.5 도)및
HP Steam 배관 (250A/540 도)에 기존의 시리카 보온재(175T)를 시공하였으나,
보온재의 두께로 인하여 Pipe 에 간섭이 발생됨.
Steam Turbine Lower Casing 의 하부 Hot R/H Steam 배관(250A.350A/540 도)
에 HITLIN Pipe Cover 를 2 겹(100T)을 시공 완료하여 기존의 시리카 및
미네랄울의 시공 시보다 공간이 충분히 확보되어 간섭을 방지하였으며, 운전 시
Pipe 의 움직임에도 서로 영향을 받지않게 되었슴(시리카 175T/미네랄울 195T
로 시공되어 있었슴)
Steam Turbine Lower Casing 의 외면에 기존 시공된 하드시멘트로 시공 되었으
나, 운전 정지 시 상, 하부 Casing 의 심한 냉각온도의 편차를 해결하기 위하여
Lower Casing 의 하드시멘트 바깥면에 E-Glass Fiber Mat 를 시공하여 안정적
인 운전을 할 수 있도록 개선 하였슴.
Steam Turbine Lower Casing 의 하드시멘트 외면에 E-Glass Mat 를 시공하고,
AL Foil Laminating Glass Cloth 를 적용하여 표면 마감한 상태로 방산열량도
감소되고 하드시멘트의 부서짐에 의한 먼지비산도 방지함.
Steam 배관의 HITLIN Pipe Cover 로 Elbow 부분을 작업한 상태. .
HITLIN Elbow Cover 를 기계로 Cutting 한 후 Elbow 에 Setting 한 상태
흡음과 단열 성능이 아주 우수한 HITLIN Noise Cover(50T)로 흡음 시공 완료한
상태이며 기존의 보온 시공방법 보다 시공의 편리성. 흡음단열성. 시공비 절감,
그리고 재사용 등의 효과를 볼 수 있는 획기적인 시공 방법임.