Materiali refrattari e isolamento ad alta temperatura per barche e chiatte

La protezione termica navale è un sistema installato

Un'installazione navale deve controllare il calore senza ostacolare le ispezioni, la ventilazione, il drenaggio, l'accesso di emergenza o i movimenti della struttura di supporto. Il componente caldo, l'isolamento, il rivestimento esterno, i fissaggi, i giunti e i materiali adiacenti devono essere valutati nel loro insieme. Un prodotto adatto a un piccolo apparecchio di riscaldamento potrebbe non essere idoneo per lo scarico di un motore di propulsione, l'interno di una caldaia ausiliaria con rivestimento refrattario o una divisione strutturale tagliafuoco soggetta a normativa.

Determinare innanzitutto il tipo di unità navale, il servizio e l'area operativa. Imbarcazioni da diporto, unità per la navigazione interna, pescherecci, imbarcazioni da lavoro, navi commerciali, traghetti e navi passeggeri possono essere soggetti a requisiti diversi di costruzione, ispezione e omologazione. Conservare le istruzioni di installazione fornite dai produttori dell'apparecchio, del motore, della caldaia, dell'inceneritore, dell'impianto di scarico e dell'unità navale. Consultare l'ispettore, l'organismo di certificazione, la società di classificazione o l'amministrazione di bandiera quando sono richieste approvazioni di legge o di classe; i requisiti SOLAS non si applicano automaticamente a tutte le unità navali.

Funzioni di un sistema termico navale

Apparecchi di riscaldamento e canne fumarie navali

Installare gli apparecchi a combustibile solido e i camini conformemente alle istruzioni navali del produttore e alla norma, al codice o al programma di esame applicabile all'unità. Fissare l'apparecchio e il basamento alla struttura, rispettare le distanze prescritte da rivestimenti e arredi combustibili, sostenere il camino in modo indipendente e garantire l'aria comburente e la ventilazione degli ambienti richieste. Un isolante avvolgente non deve essere utilizzato per trasformare una canna fumaria monoparete non idonea in un camino coibentato o a doppia parete approvato.

Scegliere la corda in base alla sezione della guarnizione originale e alla relativa scanalatura, non soltanto alle dimensioni della porta. Una corda sottodimensionata può causare perdite; una sezione o una compressione eccessive possono impedire la corretta chiusura del dispositivo di bloccaggio. Il mastice refrattario nero e HRS induriscono formando materiali rigidi e non devono sostituire una guarnizione flessibile né coprire un giunto progettato per muoversi. Il silicone resistente al calore rimane flessibile, ma è limitato a 315 °C e deve essere impiegato esclusivamente quando la temperatura misurata o calcolata del giunto rimane entro tale limite.

Caldaie navali, inceneritori e riparazioni refrattarie

Esaminare il rivestimento originale, gli ancoraggi, i margini di dilatazione, la geometria del bruciatore e le parti metalliche adiacenti prima della demolizione. Movimento e vibrazioni possono mettere in evidenza interfacce deboli che rimangono nascoste in un'installazione fissa. Non coprire con materiale refrattario da riparazione parti in pressione della caldaia corrose, componenti del bruciatore danneggiati o ancoraggi deteriorati.

Un calcestruzzo refrattario denso non è un isolante termico solo perché resiste alle alte temperature. Il lato caldo e l'isolamento di supporto svolgono funzioni diverse in termini di densità, resistenza e flusso termico. Dosare accuratamente l'acqua di impasto, lasciare maturare il materiale ed eseguire un ciclo di essiccazione controllato prima di riportare l'apparecchiatura alla piena potenza. Una superficie apparentemente asciutta può contenere ancora umidità sufficiente a generare pressione interna di vapore e distacchi.

Materassini per isolamento termico

Calcolare lo spessore dell'isolamento in base alla temperatura superficiale esterna richiesta, alla temperatura del lato caldo, alla conducibilità termica alla temperatura media pertinente, alle condizioni ambientali e a ogni strato della costruzione. La temperatura massima del materiale non consente di prevedere la temperatura dell'involucro, della pellicola esterna o dei rivestimenti vicini in legno e materiali compositi.

Nei locali macchine, quando necessario, l'isolamento deve essere racchiuso o rivestito per resistere a nebbie d'olio, contaminazione da combustibile, umidità e danni meccanici. Un isolamento bagnato o contaminato può perdere efficacia e creare un ulteriore pericolo. Disporre il rivestimento, le giunzioni e il drenaggio in modo da mantenere possibile l'ispezione di perdite e corrosione. Non presumere che la temperatura nominale di un rivestimento in alluminio corrisponda al valore superiore della fibra sottostante.

Scarichi a secco, schermi termici e tessuti tecnici

Determinare innanzitutto se lo scarico è a secco, a iniezione d'acqua o raffreddato in altro modo. Non avvolgere un tubo di scarico umido o un componente non approvato con un materiale destinato a scarichi metallici a secco. L'aggiunta di isolamento modifica la temperatura del metallo, la dilatazione termica e la visibilità di crepe o perdite; ottenere l'autorizzazione del produttore del motore o dell'impianto di scarico e mantenere l'accesso a giunti, sensori, soffietti e supporti.

Fissare tessuti e nastri in modo che resistano a vibrazioni, sfregamento e velocità dei gas di scarico. Posizionare le giunzioni lontano dai possibili percorsi di perdita e ispezionare i fissaggi dopo i primi cicli termici. La resistenza termica di un tessuto di base non si applica necessariamente allo strato acrilico, poliuretanico, adesivo o rivestito in alluminio. Utilizzare il limite continuo applicabile più basso dell'intera costruzione.

Giunti filettati delle tubazioni

Il sigillante per raccordi filettati è indicato per impianti filettati di acqua calda e fredda, gas naturale, GPL e vapore a bassa pressione fino a 7 bar e 200 °C. Verificare che il fluido specifico, la norma della filettatura, il materiale del tubo, la pressione e la temperatura rientrino nell'ambito certificato e nella specifica approvata dell'impianto di tubazioni dell'unità navale. Le espressioni multiuso o non tossico non implicano l'idoneità per gasolio, benzina, olio idraulico, acqua potabile o impianti navali di alimentazione del combustibile essenziali per la sicurezza.

Protezione strutturale antincendio e approvazioni navali

La reazione al fuoco descrive il contributo di un singolo prodotto all'innesco e alla propagazione dell'incendio. La resistenza al fuoco descrive la capacità di una paratia, un ponte, una porta o un attraversamento completi di mantenere integrità e isolamento per un periodo definito. La classificazione europea A1 di reazione al fuoco del pannello refrattario HT non realizza da sola una divisione navale di classe A o B. Analogamente, la classificazione ferroviaria EN 45545-2 dichiarata per HRS non costituisce un'approvazione conforme al Codice FTP dell'IMO.

Quando si applicano la SOLAS o le norme nazionali sulla navigazione mercantile, i prodotti e gli assiemi antincendio possono richiedere prove conformi al Codice IMO sulle procedure di prova al fuoco e un'omologazione da parte dell'amministrazione di bandiera o di un organismo autorizzato. Verificare il certificato di approvazione, l'esatta identità del prodotto, lo spessore, la densità, il supporto, l'orientamento, la disposizione dei giunti, i fissaggi e gli attraversamenti consentiti. Sostituzioni o combinazioni realizzate in cantiere non previste dal certificato possono invalidare la classe dichiarata.

Nessun materiale di questa categoria deve essere descritto come approvato per uso navale, approvato SOLAS, approvato MED, sistema A-60 o sigillatura approvata per attraversamenti, a meno che la documentazione vigente non includa espressamente quel prodotto e l'assieme installato.

Umidità, salsedine, vibrazioni e corrosione

• Escludere l'acqua: proteggere pannelli e materassini assorbenti da acqua di sentina, spruzzi, condensa e pioggia durante lo stoccaggio e l'installazione.
• Controllare la contaminazione: sostituire l'isolamento impregnato di combustibile, olio o sostanze chimiche conformemente alla procedura di manutenzione dell'unità.
• Consentire i movimenti: compensare vibrazioni, flessioni dello scafo, dilatazioni termiche e movimenti dei supporti delle apparecchiature senza forzare sigillanti rigidi nei giunti flessibili.
• Prevenire lo sfregamento: utilizzare reti, rivestimenti, protezioni dei bordi e fissaggi compatibili dove le vibrazioni dei macchinari possono abradere i tessuti.
• Ispezionare sotto l'isolamento: predisporre sezioni rimovibili o accessi programmati per verificare corrosione e perdite.
• Verificare i materiali: scegliere fissaggi e rivestimenti esterni che rimangano compatibili con il supporto e l'atmosfera marina alla temperatura di esercizio.

Controlli di installazione e manutenzione

Registrare le distanze originali, la stratigrafia dei materiali, i fissaggi, gli attraversamenti e le temperature di esercizio prima di rimuovere l'isolamento. Isolare e raffreddare l'apparecchio, la caldaia, il motore o lo scarico e mettere in sicurezza tutte le fonti pertinenti di energia da combustibile, elettrica, in pressione e meccanica. Rimuovere sale, olio, fuliggine, corrosione e materiale distaccato adottando misure adeguate al rischio.

Dopo l'installazione, mettere in servizio l'apparecchiatura secondo la procedura del produttore e verificare l'eventuale presenza di perdite di fumo o gas, temperature anomale dell'involucro, odori, fissaggi allentati e movimenti. Ripetere il controllo dopo i primi cicli di funzionamento, poiché le guarnizioni si assestano e le fasciature possono allentarsi. Registrare le riparazioni nel piano di manutenzione dell'unità, indicando lotto del materiale, posizione, spessore, maturazione ed eventuale accettazione dell'ispettore.

Ispezionare regolarmente la corda della porta della stufa, i raccordi della canna fumaria, il supporto del camino, l'attraversamento del tetto, il basamento, gli schermi termici e le superfici combustibili vicine. Nei locali macchine, controllare i giunti dello scarico, la coibentazione, il rivestimento, le staffe di supporto e gli eventuali segni di infiltrazioni d'olio o acqua. Un nuovo punto caldo, un segno di fuliggine, un bordo bruciato, un tessuto sfilacciato o una guarnizione indurita e appiattita richiedono un'indagine, non un ulteriore strato di isolamento.

Domande frequenti

Quali materiali si possono utilizzare attorno a un apparecchio a combustibile solido su un'unità navale?

I componenti possibili comprendono un pannello compatibile in vermiculite o per alte temperature, una corda di tenuta correttamente dimensionata, un mastice refrattario rigido per giunti idonei e un camino coibentato approvato. L'intera configurazione deve rispettare le istruzioni navali del produttore dell'apparecchio e la norma, il codice o il programma di esame applicabile all'unità.

La fasciatura della canna fumaria può sostituire un camino navale coibentato?

No. Una fasciatura può isolare una canna fumaria compatibile soltanto quando il progetto lo consente. Non trasforma un comune tubo monoparete in un camino a doppia parete sottoposto a prova e non determina le distanze di sicurezza necessarie per l'attraversamento di un ponte, un tetto o un rivestimento combustibile.

Quale diametro di corda è necessario per un apparecchio di riscaldamento navale?

Seguire le specifiche del produttore dell'apparecchio oppure riprodurre la guarnizione originale e la scanalatura pulita. La corda deve sigillare uniformemente senza essere tesa e non deve essere tanto grande da impedire la corretta chiusura della porta o del dispositivo di bloccaggio.

È preferibile utilizzare silicone o mastice refrattario su un giunto della canna fumaria?

Il silicone rimane flessibile, ma è limitato a 315 °C. Il mastice refrattario nero è rigido e resistente fino a 1250 °C. Scegliere in base alla temperatura misurata del giunto, al movimento e al metodo di giunzione specificato dal produttore della canna fumaria; i due prodotti non sono universalmente intercambiabili.

Il sigillante HRS può essere utilizzato come giunto di dilatazione flessibile?

Non presumere che rimanga elastomerico dopo l'indurimento. HRS è un composto sigillante rigido per alte temperature. Quando è richiesta flessibilità, utilizzare una guarnizione o un sistema di giunzione progettato specificamente per il movimento previsto.

Il pannello refrattario HT è una paratia navale di classe A?

No. La sua classificazione A1 riguarda la reazione al fuoco secondo EN 13501-1. Una divisione navale di classe A o B è un assieme completo sottoposto a prova e approvato, con struttura, isolamento, giunti e fissaggi definiti.

Il certificato ferroviario di comportamento al fuoco di HRS costituisce un'approvazione navale?

No. La norma EN 45545-2 si applica ai veicoli ferroviari. Le installazioni navali disciplinate dalla SOLAS o da norme nazionali possono richiedere prove IMO FTP e l'omologazione da parte dello Stato di bandiera o di un organismo riconosciuto per il prodotto e l'assieme specifici.

È possibile utilizzare materassini in fibra biosolubile o ceramica in un locale macchine?

Possono fare parte di un sistema isolante progettato se temperatura, spessore, contenimento, fissaggi ed esposizione sono adeguati. Proteggerli da olio, combustibile, umidità, velocità dei gas e danni meccanici e verificare le eventuali approvazioni navali richieste.

Un materassino da 1200 °C significa che anche la pellicola di alluminio resiste a 1200 °C?

No. La fibra e il rivestimento sono componenti diversi. La pellicola, l'adesivo o il laminato esposti possono avere un limite molto inferiore. Reperire i dati del rivestimento e applicare alla costruzione la temperatura continua pertinente più bassa.

È possibile avvolgere il nastro di basalto attorno allo scarico di un motore navale?

Soltanto su uno scarico a secco compatibile, quando il produttore del motore o dello scarico consente la fasciatura. Verificare la temperatura del metallo, la dilatazione, i supporti e l'accessibilità per le ispezioni. Non applicarlo a tubi di scarico umidi o componenti a iniezione d'acqua senza un'approvazione specifica.

Qual è la differenza tra isolamento dello scarico e schermo termico?

L'isolamento riduce il flusso di calore proveniente dal componente caldo, mentre uno schermo intercetta il calore radiante e normalmente prevede un'intercapedine d'aria controllata. Entrambi possono aumentare la temperatura in altre zone, pertanto occorre valutare la geometria complessiva, la ventilazione e la temperatura superficiale prevista.

Un calcestruzzo refrattario colabile può riparare una caldaia navale?

Può riparare un rivestimento refrattario compatibile dopo aver valutato la causa del danno, gli ancoraggi e il supporto. Non deve essere utilizzato per nascondere tubi, fasciame, componenti del bruciatore o altre parti in pressione ed essenziali per la sicurezza che risultino danneggiate.

Perché è necessaria un'essiccazione controllata dopo una riparazione refrattaria?

Il calcestruzzo colabile e la malta trattengono l'umidità di posa. Riscaldare troppo rapidamente una riparazione recente può trasformare l'acqua in vapore in pressione, provocando crepe o distacchi esplosivi di materiale. Definire le fasi di asciugatura e riscaldamento in base alle istruzioni del prodotto, alla geometria della riparazione e ai limiti di avviamento del produttore dell'apparecchiatura.

Un tessuto rivestito può creare una barriera navale a tenuta di fuoco o fumo?

Solo se l'intera barriera, le giunzioni, i supporti e gli attraversamenti sono stati sottoposti a prova e approvati per tale funzione. La sola dichiarazione di resistenza termica o bassa permeabilità del tessuto non dimostra l'integrità durante una prova navale al fuoco.

Il sigillante bianco per raccordi filettati può essere utilizzato in un impianto navale del combustibile?

Utilizzarlo esclusivamente per un fluido indicato, entro i limiti dichiarati di pressione e temperatura e quando consentito dalla specifica approvata dell'impianto di tubazioni. L'ambito di impiego visibile indica acqua, gas naturale, GPL e vapore a bassa pressione; non ne dimostra l'idoneità per benzina o gasolio.

Quali sono le cause di deterioramento dell'isolamento su un'unità navale?

Le cause comuni comprendono contaminazione da acqua o olio, vibrazioni, sfregamento, fissaggi allentati, fibre compresse, danni alla pellicola, temperature eccessive e bordi non sigillati. Anche corrosione o perdite sotto l'isolamento possono rimanere nascoste fino all'ispezione programmata.

Come deve essere ispezionato l'isolamento navale?

Controllare temperatura esterna, giunzioni, fissaggi, rivestimento, macchie, odori, zone umide e danni meccanici. Rimuovere le sezioni di ispezione designate per individuare perdite dello scarico, corrosione del supporto e contaminazione sotto l'isolamento.

Quali informazioni sono necessarie per specificare un sistema termico navale?

Indicare il tipo e l'uso dell'unità navale, il regime di ispezione, il produttore e il modello dell'apparecchiatura, il combustibile, il tipo di scarico a secco o umido, le temperature normali e massime, la temperatura superficiale prevista, le distanze, il supporto, le vibrazioni, l'esposizione a umidità e olio, la costruzione esistente, la classe di resistenza al fuoco richiesta e l'autorità competente per l'approvazione.