一件实际发生在比利时的意外事件，推测发生的先后顺序如下：一条如毛发般细的裂缝产生在管路的焊接处，这使得管路中的一氧化乙烯(ethylene oxide，EO)微量泄入外部绝热用的矿物性毛质材中，结果EO变成PEG(polyethylene glycos)，然后PEG的自动氧化(auto－oxidation)特性点燃了绝热用的矿物性毛质材，燃烧的热对管路中的EO产生分解效应，当此效应扩散自乙醛(aldehyde)段后，爆炸破坏了整个化工厂的蒸馏装置，对化工厂造成严重破坏。此一发生于1989年的事件，估计损失高达美金三亿四千万，远超过1994年时全美碳氢化合物处理工厂的绝热总投资！

　　在一般建筑物这一方面，为了舒适及节省能源而使用的绝热设计，由于吸收湿气的缘故而降低了绝热效果，虽然结果不如前面的例子般惊人，但是每年燃料、能源的损失也可达数百万美元。几乎没有绝热设计不受湿气吸附的破坏，不过设计者、使用者及标准制定者似乎对此均抱着得过且过的态度，最常见的陈述如『此一材质在完全浸泡下，三分钟里重量增加293％，而轻质硅酸盐建材(Perlite silicate)只增加约5％』，而在ASTM C610标准中，对轻质绝热材则要求测试件须先在5OOF环境下24小时，再浸入水中24小时，或在700F环境下24小时，再浸入水中24小时，其吸湿率分别不得超过50％及60％。前面所提到的5％、50％及60％等的吸湿率似乎隐喻是可接受的，而实际上并不正确，并且丧失20％热绝缘效率时的湿气比重，是随材质而变化的。本文将以实际的性能表现为依据，探讨不同绝热材的可接受吸附极限。

绝热性能极限

　　绝热业界一般以热绝缘比(thermal resistance ratio，TRR)来评估绝热材的性能，而TRR值为0.8大概是可接受的下限值，0.8以下时绝缘材已湿，绝热效率大减；另外也有人认为绝热材若吸收高于平衡下的水份(长时期暴露于90％ RH)，则其绝热效能便不能被接受。表一显示许多绝热材的平衡水气含量低于TRR值为0.8时的含量，而表二则是许多绝热材在TRR为0.8时的水气含量，不过这些均属建材，工业绝热材的资料则相当少，图一是未经公开发表的三种轻质硅酸盐建材的绝热特性，纵轴是TRR的倒数(加强因子，intensification factor)，1.25相当于TRR=0.8，由图可知此点在水气含量占15％－28％的总体积时达到。图二则是包含其它建材的绝热性能曲线；虽然不同建材的吸湿能力(moisture absorption rate)差别很大，但是如果接受以TRR值等于0.8时做为接受的下限，则每一建材相对的都有一个水气所占体积的上限，而表三正是水气体积的上限表。表三并没有说明不同材质的吸湿速度，某些材料如轻质硅酸盐建材、矿物性毛料及硅酸钙吸湿相当快，大概在几分钟到几小时的时间里便可达到TRR=0.8的程度(参考图三)，而晶状玻璃(cellular glass)则须数月至数年才会达到相同状态。

1.Intensiflcation factors for perlite A,B, and C as a function of volumetric moisture content.

2.Intensification factors for several insulations as a function of volumetric moisture content.

3.Water absorption of typical industrial insulations as a function of time.

TABLE 3－Volumetric moisture content at which TRR equals 80％.
Insulation material	Volume percent
Urethane/isocyanurate Glass fiber Fiberboard Cellular glass Perlite Calcium silicate Mineral wool Phenolic foam	8.8 6.2 4.4 3.1 2.7 2.4 1.5 1.0

安全极限

　　前面是完全从绝热性能的表现来讨论，低于TRR=0.8只是绝热效果不佳，但是从安全的角度来讨论又怎么样？具吸附特性的绝热材，因为其无机组成(inorganic compositions)的特征，通常被规类为非易燃物，可是已有许多报告指出，当这些绝热材吸收了可燃的液体或气体后，却可成为潜在的火警源头！除了如EO之类的高反应物质外，也有证据显示其它液体被绝热材吸收后，在高温下表现出瞬间点火(spontaneous ignition)的特性，图四收录了一些这方面的例子。一个表示可燃液体的起火特性(flammability)的指针是自动点火温度(auto-ignition temperature，AIT)一瞬间点火的最低温度，而ASTM E659－79经常被引用来测定石化产品的AIT。近年来对可燃液体与绝热材的瞬间点火特性研究指出：

▲瞬间点火温度(spontaneous ignition temperature，SIT)随绝热材厚度而下降：

▲SIT大概自140F至360F；
▲绝热材内的水气对某些液体有增加反应效果的现象；
▲对相同的液体，不同的绝热材有不同的SIT，液体吸附性好的材质，自燃性越高；
▲虽然排水性添加物(water repellents)能降低水气的吸附，但温度升高至450F后，因添加物分解而使其效果大降：
▲封闭式晶状玻璃(closed－cell cellular glass)虽然绝热效果不是最好，但因不吸附任何液体而无火警顾虑；

　　以上的结论大致是在当吸附液体重达150％－350％的绝热材重，或相当于吸附液体占20％－30％的体积之下而得，而其它类似研究则分别指出6％－12％及20％等体积数据，为具最大热释放量之吸附液体所占体积比，而且记载有晶状玻璃的绝佳抗火警特性。虽然随着不同液体、不同绝缘材、厚度等因素，最低的、安全考量下的可接受体积将会不同，不过如果以较低的6％－12％数据做为安全考虑的要求基准，则依ASTM C240的检测标准，硅酸钙、轻质建材及矿物性毛材均在数小时内，便吸附了超过以上基准的机油(参考图五)。

5.10W30 oil absorption by volume percent.

腐蚀极限

　　腐蚀在缺乏水气的环境下无法发生，不过实际上因疏忽而几乎不可避免：

▲绝热材于安装前存放于有湿气的场所，安装时使用保护设计，将所吸的湿气封住；
▲安装完善的绝热设施因整修而受破坏；
▲绝热材的保护设计受到破坏；

　　研究指出，抗腐蚀最好的方法是使用不吸附绝热材(参考图六、七)，

6.Relationship between type of insulation and ESCC frequency (HSCE).

7.Relationship between type of insulation and ESCC frequency (AGU).

　　而且腐蚀现象的症结并非想象中的外力破坏，只要没有致命的浮游离子存在，腐蚀便不容易发生。不过即使制造时完全没有如C1、Fl等离子的污染，一般绝热材使用日久后，上述离子几乎便以线性方式递增；并无任何数据指出最低的腐蚀发生水气含量为多少。

支撑极限

　　最后是考虑吸附增重后对结构的影响，主要是管路悬吊结构强度的考量；如果以1.5做为设计负载的安全度，则达到此极限的吸附体积大概在25％－30％左右。

结论

　　由以上的讨论及数据可知，绝热材吸附的极限可有实际的基准做参考，主要可分绝热性能、安全考虑、避免腐蚀及结构强度等几方面，其中绝热性能与避免腐蚀的考量最具限制性(controlling)，最高的容许吸附体积可低至1％。