Футеровка дымовых труб и газоходов: материалы, узлы и типовые ошибки

Газоочистка и дымоудаление — одни из самых «жестких» участков для материалов. Здесь сходятся кислые конденсаты (H₂SO₄ из SOₓ, HNO₃ из NOₓ), высокие и переменные температуры, абразивность потока, конденсация влаги на холодных участках, а также вибрации и ветровые нагрузки. Ниже — практическое руководство по выбору материалов и шовных систем, проектированию узлов, устройству швов и контролю качества, чтобы футеровка служила долго и без аварий.

1) Режимы, которые «убивают» футеровку

Кислый конденсат: при остывании дымовых газов ниже точки росы (обычно 45–65 °C для «кислых» смесей) выпадает конденсат с pH < 2. Он мигрирует по швам и в поры — корродируя всё, что не защищено.
Термошоки: быстрые переключения нагрузок, сезонные перепады, остановы/пуски — появляются напряжения и трещины.
Абразив: твердые частицы (зола, пыль) «пескоструят» потоковые зоны, особенно в коленах и сужениях.
Влажность основания: при внешней теплоизоляции/протечках влага за футеровкой приводит к пузырению и расслоению швов.
Деформации и вибрации: температурные расширения длинных участков и работа дымососов.

2) Материалы облицовки и шовные системы

База: кислотоупорный кирпич с низким водопоглощением. В прямых участках — стандартный формат, на криволинейных — трапецеидальный; в ударных зонах — «шашки».
Шовные системы (подбирать под среду/температуру):

Силикатные (на жидком стекле) — хороший баланс химстойкости к неорганическим кислотам и стоимости при t° до ~80 °C и сухом режиме отверждения.
Винилэфир/эпоксид — применяются, если присутствуют органические компоненты и требуется повышенная адгезия к стальным основаниям/барьерам; проверять стойкость именно к вашим газам/конденсату и t°.
Фурановые — для высокоагрессивных конденсатов и повышенной герметичности швов.

Почему швы решают всё: кирпич редко разрушается первым — обычно «протекают» швы и по ним влага/кислота «сидит» в основании. Поэтому цель — тонкошовная кладка 3–5 мм с минимальной капиллярностью и контроль отверждения.

3) Конструктив и узлы

3.1 Слои «пирога»

Основание: сталь (корпус) или бетонная шахта.
Барьеры по основанию (для стали/бетона): праймер/покрытие, совместимое с шовной системой, чтобы отсечь влагу.
Выравнивающий слой (полимерцемент, при необходимости) с уклонами к дренажам.
Кирпичная футеровка на химстойком составе.
Деформационные швы по карте.
Теплоизоляция снаружи (если требуется) — с отсечением влаги.

3.2 Уклоны и дренаж

В нижних коленах и конденсатосборниках задавайте уклон 1–2% к сливам.
Ставьте ласточкин хвост/капельники на полках и в местах, где возможен обратный стек конденсата.
В вертикальных шахтах предусмотреть каплеуловители и «сухие» зоны обслуживания.

3.3 Повороты, диффузоры, конфузоры

Это места максимального абразива. Утолщайте футеровку, применяйте шашки или износостойкие вставки, повышайте класс прочности.
Размещайте компенсаторы напряжений до/после поворотов.

3.4 Переходы и фланцы

На вводах/выводах, фланцах и опорах — фартуки и «юбки» из химстойких композиций; швы по периметру — эластомер, стойкий к среде и t°.
Изолируйте металлические анкера и закладные от прямого контакта с конденсатом.

4) Карта деформационных швов

В дымоходах/газоходах длиной более 6–8 метров швы по «картам» обязательны.
Направление — по ходу укладки, шаг рассчитывается исходя из температурной деформации корпуса и облицовки.
Заполнение — эластомер (полиуретан/тиокол спецсерии), стойкий к кислотам и температуре.
Ширина шва — по проекту (обычно 8–15 мм), формировать чисто, с разделительными лентами.

5) Выбор материалов по типовым сценариям

1. Газоход ТЭС/котельной (SOₓ, NOₓ, конденсат до +70…+80 °C)

Кирпич кислотоупорный; швы — силикатные или винилэфир (если нужен барьер по стали).
Уклоны к дренажам, усиление поворотов, термошвы каждые 3–6 м.

2. Скруббер мокрой очистки

Постоянное увлажнение, кислые стоки. Кирпич на фурановой системе либо винилэфир при органике.
Усиление в зоне распыла/ударов капель, каплеуловители, аккуратные примыкания к форсункам.

3. Дымовые трубы с наружной теплоизоляцией

Контроль точки росы, отсечь влагу снаружи (пароизоляция/герметизация).
Внутренняя футеровка кирпичом; швы — силикат/фуран. Обязательны кольцевые деформационные швы и дренажи конденсата.

4. Вытяжные шахты химцехов (разные среды)

Разбивка по «зонам режима»: вверху — пар, ниже — конденсат. Материалы и швы подбираются по самой агрессивной зоне или ступенчато с разделительными швами.

6) Технология монтажа (коротко)

Основание подготовить: металл — Sa 2½ + барьер; бетон — сухой, выровненный, грунтованный.
Климат: t° и влажность в допуске; исключить конденсат в период отверждения.
Толщина шва 3–5 мм; вертикальные швы заполнять сразу.
Карта швов: прорезка и заполнение эластомером после набора прочности кладки.
Отверждение: без проливов; при необходимости — тепляк/прогрев.
Пуск: мягкий, с контролем температуры и осмотром дренажей.

7) Контроль качества

Входной контроль кирпича и смесей (паспорта, сроки, маркировка).
Сплошность швов — отсутствие пор/раковин; выборочные вскрытия на мокрых пятнах (если появились).
Адгезия барьеров по стали/бетону — протоколы отрыва.
Искровой дефектоскоп для барьерных покрытий (если применялись).
Акты скрытых работ: подготовка основания, барьеры, карта швов, дренажи.
Испытание водой в конденсатосборниках — проверка герметичности перед пуском.

8) Частые ошибки и как их избежать

Нет уклонов и дренажей — конденсат «стоит», вымывает швы → проектируйте лотки и трапы, обеспечьте быстрый отвод.
Толстые швы — усадка/капилляры → держите 3–5 мм, используйте шаблоны.
Отсутствие деформационных швов — трещины «сеткой» через сезон → делите на карты и ставьте эластомеры.
Мокрое основание/конденсат при отверждении — пузырение и отслаивание → тепляк, контроль точки росы.
Неверный состав швов под конкретную среду — растворение/растрескивание → проверяйте таблицы стойкости и температуры.
Неусиленные повороты — быстрый абразивный износ → утолщайте, применяйте шашки/накладки.

9) Эксплуатация и сервис

Регулярные обходы узлов: повороты, дренажи, фланцы, зоны распылов.
Очистка мягкими методами, без средств, разрушающих шовную систему.
Локремонт швов при первых признаках мокрых пятен/выцветов.
Сезонный контроль теплоизоляции снаружи, чтобы не заводилась влага «с обратной стороны».

Чек-лист для ТКП