Футеровка печи: отличная защита от экстремального нагрева

Особенности футеровки для различных типов печей

Для каждого типа печей или отопительных котлов футеровка имеет определенные особенности. Рассмотрим наиболее распространенные варианты:

Футеровка металлических печей
Футеровка кирпичный печей
Футеровка парового котла

Футеровка металлических печей

Если топочная печи делается металлической, необходимо принимать во внимание различное тепловое расширение материалов. Между футеровкой и сталью следует обязательно оставлять небольшой зазор, иначе постоянное колебание размеров железных стенок разрушит кладку. Оставленная полость должна быть не пустой

Ее наполняют одним из негорючих материалов, например, базальтовой ватой. Иногда используют асбест, но печь при этом должна располагаться в нежилом помещении

Оставленная полость должна быть не пустой. Ее наполняют одним из негорючих материалов, например, базальтовой ватой. Иногда используют асбест, но печь при этом должна располагаться в нежилом помещении.

Делая футеровку металлических печей, кирпич иногда укладывают с обеих сторон. Ответ на вопрос о целесообразности подобного решения обосновывается следующим образом: улучшается прогревание печи и увеличивается уровень безопасности. Однако подобный подход ошибочный:

Кирпич обладает низкой теплопроводностью
Кирпич теплоемок

Анализируя вышеназванное, можно прийти к выводу, что футеровка металлических печей с обеих сторон приведет не к теплозащите, а теплоизоляции. Более того, внутрь топочной не будет поступать охлажденный воздух, что может привести к прогару поверхностей.

Читайте так же о том как сделать печь шведку своими руками

Кирпичной печи

Мнение о том, что обустройство футеровки кирпичной печи значительно проще, чем металлической, ошибочно. Подобные работы также обладают некоторыми особенностями, не учтя которые рассчитывать на продолжительную службу конструкции не придется.

Укладывать футеровку вплотную к кирпичам, являющимся элементами наружных стенок, нельзя. Причиной подобных последствий является выталкивание наружных слоев расширяющимися внутренними. Усугублять растрескивание способен тот факт, что глина обладает низкими показателями адгезии и расширяется больше, чем кирпич.

Если футеровка будет некачественной, это приведет к неприятным последствиям:

Перегрев наружных поверхностей станет следствием растрескивания швов и образования трещин
Последние, в свою очередь, послужат причиной утечек угарного газа внутрь помещения, но не в дымоходную трубу

Помимо качественной футеровки, выкладываемой из шамотного кирпича, особое внимание уделяется качеству швов и используемой глине. Необходимо склеить между собой 2-3 кирпича и обжечь высокими температурами. Данное действие позволит наглядно определить, как будет вести себя собранная конструкция

Если результаты не удовлетворительны – придется поэкспериментировать с составом и провести повторные испытания

Данное действие позволит наглядно определить, как будет вести себя собранная конструкция. Если результаты не удовлетворительны – придется поэкспериментировать с составом и провести повторные испытания.

Парового котла

Иногда футеровку необходимо выкладывать не для классических каминов и печей, а топочных паровых котлов. В этом случае выбирают одну из 3-х ее разновидностей:

Тяжелая
Облегченная
Натрубная

Тяжелая футеровка и что это значит – один из волнующих вопросов. К ней прибегают, когда котлы имеют слабое экранирование. Иногда внутри топочной температура может превышать 1200 градусов, становясь причиной возгораний внешних материалов. Выкладывать тяжелую футеровку необходимо из 2-3 слоев шамотного кирпича. Подобная защита позволяет снизить температуру снаружи до безопасных 60-80 градусов.

Если кирпич укладывается всего в один слой, футеровку называют облегченной. Однако каждый из поясов необходимо опирать на промежуточную балку или каркас котла. Затем поверхность отопительной установки окутывается негорючими материалами и накрывается металлическим листом. Благодаря такому сочетанию удается уменьшить наружную температуру и увеличить КПД котельной.

Самой простой считается натрубная футеровка. Для ее обустройства необходимо приготовить вязкую негорючую массу и нанести на трубы в 2-4 слоя. Чтоб конструкция лучше противостояла тепловому расширению, укладывается армирующая сетка.

Нужно ли замачивать шамотный кирпич перед кладкой?

Даже у опытных печников нет однозначного ответа на этот вопрос. Однако, изучив физические свойства шамота, можно убедиться, что в некоторых случаях, перед тем, как сделать футеровку печи, увлажнять кладочный материал просто необходимо:

когда кладка ведётся бывшим в употреблении кирпичом. Во время предыдущего использования поры материала забились частицами пыли и кладочной смеси, и чтобы открыть капилляры в его структуре, кирпич замачивают. После того, как кирпич вынимают из ёмкости с водой, следует дождаться пока с него стечёт вся жидкость, а уже затем использовать для кладочных работ;
при возведении отопительного прибора в летний зной, а вот при повышенной влажности осенью или весной уже лучше кирпич не замачивать.

Футеровка промышленных печей

Футеровочные работы имеют разные цели, поэтому выделяют теплоизоляционную, огнеупорную и кислотоупорную футеровку.

Теплоизоляционная футеровка обеспечивает предохранение оборудования от влияния агрессивных веществ и значительного снижения тепловых потерь. Чаще всего этот вид используют при футеровке промышленных печей. Наиболее популярный материал, используемый при футеровке данного типа, является жаропрочный кирпич – обладает высокими теплоизоляционными показателями и способен выдерживать большие перепады температур.

Назначение кислотоупорной футеровки – обеспечение антикоррозийной защиты внутренних поверхностей оборудования, работающего в агрессивных условиях – под действием кислот, солей, щелочей. В этом случае используется кислотоупорная керамика, базальтовое и диабазовое литьё, углеграфитовые материалы. Выбор состава кислотоупорной футеровки для покрытия производится в зависимости от конкретного оборудования и технических условий его эксплуатации.

Назначение огнеупорной футеровки – защита от воздействия высоких температур, снижение тепловых потерь, эффективное использования тепла. Материал, используемый для этого – огнеупорный кирпич.

Так как футеровка на 90% производится вручную, качество и долговечность такого защитного покрытия напрямую зависят от квалификации специалиста.

В ООО «Схид-будконструкция», Киев к работам по футеровке допускаются только высококвалифицированные мастера. Компания внимательно подходит и к выбору поставщиков огнеупорных материалов. Это, как правило, крупнейшие производители Украины и Европы, качество которых проверено годами. Работы ведутся с соблюдением СНиПов и других регулирующих документов. На все футеровочные работы распространяется полная гарантия качества. Компания «Схид-будконструкция», Киев имеет богатый опыт сотрудничества с крупнейшими промышленными предприятиями Украины и предлагает следующие виды услуг:

футеровку промышленных печей и дымовых труб;

футеровку паровых и водогрейных котлов;

кислотоупорную футеровку;

обслуживание и ремонт футеровки печей.

Огнеупорная футеровка печи изнашивается и для поддержания ее в рабочем состоянии необходимо регулярно ремонтировать ее наиболее пострадавшие участки. Поэтому периодически печь тщательно осматривают, подину прощупывают железным штырем, выявляют все поврежденные места и проводят ремонт футеровки печи и дымоходов.

Футерование труб может быть представлено не только кирпичной выкладкой, но и другими видами. В зависимости от химических свойств выделяют три вида огнеупорных веществ, которые могут использоваться в качестве футеровочных материалов: кислые, нейтральные и основные. Разделение обусловлено различной реакцией разных веществ на вещества, образуемые в процессе горения топлива.

Работы по теплозащите печиЗащитить внутреннюю поверхность топки можно двумя способами:

обработать внутреннюю поверхность материалом с низкой тепловой проводимостью;

использовать защитные экраны, которые будут отражать тепловое излучение. При этом тепло от этого излучения будет уходить из печи вместе с дымом.

При первом способе не стоит путать теплоизоляцию и теплозащиту. При теплоизоляции тепло, выделяемое в печи, остается в рабочей зоне. Теплозащита же только предохраняет определенный участок поверхности от теплового излучения, не задерживая при этом тепло внутри рабочей зоны. Именно для этого при футеровке печи используются теплозащитными, а не теплоизоляционными материалами.

Как уже говорилось ранее, внутреннюю поверхность можно защищать специальными экранами, что зависит от назначения печи. Если в котлах отопления экран не нужен, так как произойдет напрасное расходование тепла, то в банных печах они вполне могут быть применимы.

Раньше для создания печей использовались обычные кирпичи, которые быстро разрушались под тепловым воздействием высоких температур. На смену им пришли кирпичи с более плотной структурой (М-300), которые использовались долгое время, пока не появились шамотные материалы. Они изготавливаются из глины, которая смешана с порошком из обожженной глины с последующим обжигом при высоких температурах.

Шамотный кирпич (ГОСТ 390-96) в настоящее время является оптимальным материалом для футеровки тепловых агрегатов. Основным его отличием от обычных кирпичей являются ярко выраженные теплозащитные свойства. Технология обкладывания шамотным кирпичом внутренней поверхности топки и называется, в большинстве случаев, футеровкой.

Футеровочные материалы

В зависимости от вида топки, частоты ее использования, а также максимальной температуры нагрева, выбирают один из двух видов материала:

Шамотный кирпич. Его основной ингредиент – шамотная глина. В качестве дополнительных компонентов используют: кварцевый песок, песчаник и прочие горные породы, которые повышают огнеупорные свойства материала. В продаже можно найти не только кирпичи, но и шамотные блоки. Данный материал используют в топках бытовых печей и больших каминов.
Раствор. Специальные термостойкие смеси образуют на стенках топки тонкий защитный слой. В основе материала сухие компоненты из: шамотной глины, муллитового или корундовыого порошка. Смесь создает ровный слой, исключая мостики холода. Однако за ней нужен более тщательный уход, чем за кладкой из кирпича. Растворы используют в небольших топках, тандырах и домашних каминах.

Также в магазинах можно встретить огнеупорный клей. Его продают в специальных емкостях по 2-50 литров. Клей обойдется намного дороже, чем кирпич или раствор. Кроме этого, велика вероятность покупки подделки на основе гипса или обычного цемента. Такая защита не прослужит долго.

Мелкий ремонт

Если через трещину выходит дым, это крайне опасно для проживающих в доме

Даже для устранения небольших неисправностей нужна определенная подготовка. В соответствии с планом работ приобретают расходные материалы, проверяют наличие необходимых инструментов и сменных насадок. Рекомендуется сделать общий осмотр для выявления иных недостатков. Следует ознакомиться с технологиями мелкого ремонта печи из кирпича своими руками совместно с методиками распознавания дефектов.

Заделка трещин

Нарушение герметичности сопровождается ощутимым ухудшением состава атмосферы в помещении, характерными следами копоти. Устраняют проблемы следующим образом:

очищают поврежденный участок, удаляют плохо присоединенные осколки штукатурки, углубляют щели на 1,5-2 см;
создают рабочий раствор по пропорциям (в частях): песок (10), цемент (1), глина (3);
смачивают трещину водой, втирают подготовленный раствор;
выравнивают поверхность.

Для точной локализации повреждений следует предварительно протопить печь. Нужно заранее подготовить соответствующие материалы (инструменты), если предполагается восстановление декоративного покрытия.

Замена подового кирпича

Топка сложена из красного кирпича – это нарушение технологии, нужна замена

Поврежденный элемент конструкции извлекают полностью, удаляют по периметру отверстия старый раствор. Подбирают подходящий кирпич, проверяют соответствие размеров и наличие достаточных промежутков для корректного монтажа. Для укладки пользуются жидким раствором. Его нужно подготовить по аналогии с оригинальной смесью, которая применялась при строительстве печи.

Замена отдельных кирпичей

Обеспечивается соответствие кирпичей и состава строительного раствора компонентам общей конструкции. Одновременно проверяется устойчивость соседних элементов.

Замена колосниковой решётки

Со временем колосники прогорают, поэтому их меняют на цельную решетку

Ремонт кирпичной печи своими руками выполняют с учетом неравномерного расширения отдельных элементов при нагреве. Приобретенный колосник монтируют с зазорами со стороны торцов. По периметру оставляют технологический промежуток (4-6 мм), который заполняют песком. С учетом особенностей определенной конструкции обеспечивают нормальное положение установленной детали, контролируют уклоны.

Перекладка футеровки

В этом случае нужен предварительный демонтаж печи. Далее вынимают кирпичи, удаляют раствор, очищают рабочие поверхности. Восстанавливают кладку по исходным чертежам.

Ремонт борова

По стандартной схеме этот элемент конструкции располагается в чердачном помещении, поэтому до начала работ нужно обеспечить хорошее освещение. При проверке особо внимательно проверяют Г-образный переход в горизонтальный участок. Если обнаружены крупные трещины (1,5-2 см), мелкий ремонт не подойдет. В этой ситуации выполняется перекладка соответствующей части либо всего борова.

Дверь можно поставить с жаропрочным стеклом, чтобы наблюдать пламя

Замена или крепление топочной дверки

Алгоритм действий:

полностью демонтируют крепежные элементы;
очищают рабочую зону;
с применением электродрели сверлят отверстия;
устанавливают держатели из проволоки, дверцу;
выступающие части проволочных фиксаторов сгибают в швы, чтобы обеспечить углубление в структуру строительной конструкции на 1,5-2,5 см.

Инструкции в зависимости от материала

Слой картона между внутренним и внешним слоями кладки

Футерование стандартной или индукционной печи лучше доверить специалистам, но при наличии минимальных навыков эту процедуру можно провести самостоятельно, следуя правилам.

Кирпичная печь

При футеровке топочной камеры кирпичной печи учитывают термическое расширение материала. Между внутренним защитным и внешним стандартным слоем кладки нужно оставлять зазор в 7-10 мм или дополнять его прокладкой из картона каолинового, базальтового или асбестового типа.

Металлическая печь

Футеровка металлической печи

Процедура для печей из металла проводится так же, как и для оборудования из кирпича. Нужно учитывать, что между металлической стенкой и материалом должен обязательно оставаться зазор, компенсирующий линейное расширение. Это пространство можно заполнить базальтовой или каолиновой плитой или листами асбеста.

Твердотопливная печь

Для твердотопливных печей целесообразно проводить футеровку одним из трех доступных способов. Тяжелое футерование проводят для печей со слабым экранированием, при таком способе облицовка выполняется кладкой в два или три слоя. В случае облегченной футеровки кладка должна быть однослойной. Также существует вариант натрубного футерования, когда трубы котла обмазывают огнеупорным клеем снаружи.

Глиняная печь

Топки в глиняных печах рекомендуют обкладывать шамотным кирпичом или обмазывать пластичными огнеупорными материалами, например, мастикой или алюмосиликатным клеем. После застывания слой такого материала представляет собой плотную оболочку, защищающую стенки от перегрева.

Шамотный кирпич

Футеровку с помощью шамотного кирпича проводят, выкладывая материал в несколько рядов с наклоном и ребром со сдвигом до 1/2 длины по направлению к блоку в нижнем ряду вплоть до верха топочного отсека. Верхнюю плоскость облицовывают в последнюю очередь, укладывая кирпичи плашмя. Нужно помнить, что слой футеровки и основная кладка стенок должны соответствовать друг другу по расположению вертикальных швов.

Паровое отопление от печки своими руками

Чтобы не монтировать отопительный котел для устройства системы парового отопления и тратить на это денежные средства, можно использовать имеющуюся в доме печь. Она будет выступать в качестве теплоисточника с недорогим твердым топливом, к тому же, она не зависит от центрального газо- и электроснабжения. Парогенератором выступает теплообменник, который можно изготовить на заказ или самостоятельно. Недостатки печи-парового котла такие же, как у обычной печки или камина: отсутствие возможности точной регулировки температуры нагрева, отсутствие полной пожаробезопасности, а также возможность задымления помещения из-за неправильной растопки. Таким образом, недостатков у печи-котла столько же, как у обычной, а преимуществ гораздо больше.

Паровое отопление от печки

Перед тем, как от печки сделать паровое отопление, необходимо проверить теплообменник на предмет герметичности. Сделать это можно следующим образом: внутрь устройства заливают керосин, швы при этом обводятся мелом. Места, где мел потемнел, означают протечку, а значит, использовать это устройство для системы парового отопления нельзя.

Для отведения парового отопления от печки понадобятся следующие составляющие:

Батареи отопления. Их количество должно быть равно числу окон помещения.
Теплообменник
Медные или оцинкованные трубы для отвода конденсата и паропровода.
Запорная арматура (краны для спуска воздуха, вентили)
Соединительная арматура: колена, трубные хомуты, фитинги.
Кронштейны для радиаторов
Гидравлический затвор
Редукционно-охладительная установка, с помощью которой пар переводится в жидкое состояние.
Редуктор для снижения давления внутри системы.
Насос для принудительной циркуляции жидкости.
Инверторный сварочный аппарат

Перед тем, как приступить к работам, предварительно разрабатывается схема подключения и монтаж труб. На чертеже определяется место расположения печи-котла, от которой далее прокладывается схема разводки со всеми необходимыми элементами подключения. Для отопления площади не больше 80 кв.м. подходит однотрубная схема подключения радиаторов. При таком способе подключения конвекторы нагреваются последовательно, первый из них сильнее прочих. Двухтрубная схема подходит для отопления помещений больше 80 кв.м. и двухэтажных домов. Трубы при этом подсоединены к конвекторам параллельно. Если планируется установить систему по принципу естественной циркуляции, теплообменник должен быть расположен ниже всех конвекторов и труб под углом наклона. При этом требуется монтаж насоса для бесперебойной циркуляции отопительной системы.

После того, как схема разработана и все конструктивные элементы, необходимые для сборки отопительной системы, учтены, можно составить смету на покупку материалов и приступать к работе.

Технология работ

Необходимо учитывать, что устройство паровой отопительной системы без демонтажа старой печи невозможно. Для того чтобы встроить теплообменник, необходимо монтировать его внутрь топки на этапе кладки печи.

Под каждым окном устраиваются радиаторы, к которым подсоединяют подводящие и отводящие трубы под небольшим уклоном 3мм. Каждый радиатор снабжается краном для спуска воздуха.

Паровое отопление от печки

Чтобы обезопасить систему, перед каждым конвектором и перед всей системой в целом, устанавливается запорная арматура. В начале системы также устанавливается редуктор охлаждения и редукционный клапан. В конце системы устанавливается емкость для сбора конденсата с таким же небольшим уклоном, как трубы. Из него вода перетекает в теплообменник. Перед печкой устанавливается насос в системе принудительной циркуляции.

Особенности защитной отделки печей

При регулярном пользовании печью на все материалы, из которых она сделана, воздействуют очень высокие температуры. Они зависят от температур горения конкретных веществ, которые используются в качестве топлива. Конечно, стенки печки делают из огнеупорных материалов, но экстремальные термические воздействия изменяют их структуру и свойства, что приводит к постепенному разрушению. Именно для защиты от таких воздействий используется футеровка.

Футеровка станет лучшей внутренней защитой вашего очага от прогорания и других повреждений

В каких случаях применяется

Если речь идет о небольшом очаге, который используют периодически – для обогрева дачного домика в выходной день или приготовления пищи на свежем воздухе (барбекюшницы), то здесь дополнительная защита не нужна. В таких случаях если разрушения и происходят, то они минимальны и не повредят устройству в ближайшем будущем.

Обязательная футеровка потребуется для следующих типов топочных изделий:

Больших бытовых и промышленных.
Предназначенных для очень длительного пользования – например, постоянного обогрева жилища.
Жаровых камер, которые устраиваются для регулярного приготовления пищи в «русских» и других подобных печках.
Топливных агрегатов, дымовые каналы которых устроены прямо вдоль стенок топки.
В случаях использования высококалорийного топлива с исключительно высокой температурой горения.

Виды футеровки

Футеровочные работы проводятся прямо внутри топливника металлических, каменных и кирпичных устройств. Это можно сделать разными способами в зависимости от того, какой ожидается эффект и какие должны быть достигнуты цели:

Возможно использование специальных защитных экранов теплоизолирующего действия. Они будут оказывать влияние на процент нагрева дымовых газов, поглощая значительную часть тепло-лучевых потоков и удаляя большую часть тепла через дымоходы.
Применение материалов, которые возьмут большую часть теплового воздействия на себя – огнестойких с низкой теплопроводностью, замедляющих процесс нагрева материалов топки и исключающих их непосредственный контакт с огнем.

Футеровочные работы в кирпичной топке проводятся посредством выкладывания кирпичной кладки

Шахта и распар

Кладку распара и охлаждаемой части шахты (~2/3 её высоты снизу) выполняют из шамотного (> 41-42 % Аl 2 О 3) или карбидокремниевого кирпича, а кладку верхней неохлаждаемой части шахты из шамота, содержащего > 39 % Аl 2 О 3 . Кирпичи укладывают в два-три ряда вперевязку (рис. 2б). Кладка шахты с распаром может быть толсто-, средне- и тонкостенной. В прежние годы широко применяли толстостенную кладку (толщина верха шахты 800-900 мм и до 1300 мм в районе распара) с горизонтальными холодильниками, заглубленными в кладку и служащими её опорой (расположение таких холодильников можно видеть на рис. 27). Однако в связи с тем, что холодильники расположены на расстоянии друг от друга, плохо охлаждается кожух, и после износа футеровки возникают его местные перегревы, вызывая термическую деформацию и возможность появления трещин. Кроме того, вырезы в кожухе для установки горизонтальных холодильников снижают его прочность и делают кожух менее герметичным. В связи с этим в последние годы делают тонко- и среднестенные шахты. Тонкостенная шахта (и распар) имеет в охлаждаемой части толщину кладки 230-345 мм и в верхней неохлаждаемой части 575-690 мм с охлаждением вертикальными ребристыми холодильниками (рис. 26), причем часть холодильников имеет горизонтальные выступы, которые служат опорой для кладки и способствуют удержанию гарнисажа. Среднестенная шахта имеет толщину кладки в охлаждаемой части 575-900 мм и в неохлаждаемой 700 мм, охлаждение либо комбинированное из вертикальных ребристых холодильников в сочетании с горизонтальными (как на рис. 27), либо из вертикальных ребристых холодильников, имеющих горизонтальные выступы (как на рис. 26). В распаре и охлаждаемой части шахты по мере износа кирпича образуется слой гарнисажа. С тем, чтобы уменьшить давление от расширяющейся при нагреве кладки на кожух печи и предотвратить его разрыв, между футеровкой и вертикальными холодильниками по всей высоте печи (кроме распара) предусматривают зазор в 70-200 мм, заполняемый шамото-асбестовой или пластичной углеродистой массой.

Кирпич для футеровки: шамот — идеальное решение

Шамотный кирпич

Если устанавливается внешняя защита в виде экрана в котлах обогрева, применение такого метода будет очень расточительным, так как большая часть тепла будет расходоваться совершенно напрасно. Но этот метод прекрасно подходит для установки банных печей.

Ранее, при СССР, частникам в основной массе был известен простой строительный кирпич ГОСТ 530-95. Данный кирпич предназначен для возведения промышленных, жилых строений и никоим образом для использования в печах и котлах отопления. Кстати, многие до сих пор используют его для строительства печей и котлов.

Многим умельцам в то время удавалось раздобыть кирпич данного ГОСТ, но более высокой марки М – 300, в простонародном выражении «печной». Этим кирпичом обкладывалась топочная часть печей для защиты от высоких температур.

Позже для массового применения стал доступен шамотный кирпич ГОСТ 390 – 96.

Использование шамота и есть футеровка

Из-за того, что все фракции имеют однородный химический состав, все шамотные изделия имеют высокую степень термостойкости и не растрескиваются от воздействия высоких температур.

Обкладывание топочной части шамотным материалом для защиты теплового агрегата от воздействия высокой температуры в топочной части называется футеровкой.