Aplicaciones de Materiales de Aislamiento de Aerogel en la Industria de Tuberías

Estado Actual del Aislamiento de Tuberías:

En las actuales tuberías industriales de calefacción, las temperaturas oscilan entre 50 grados y 600 grados. Los materiales de sílice-alúmina y magnesia, así como los materiales de fibra de vidrio, se utilizan ampliamente en los proyectos de aislamiento de estas tuberías. Hace aproximadamente 30 años, los proyectos de aislamiento casi exclusivamente empleaban materiales de lana de roca y lana mineral. Sin embargo, en los proyectos actuales de aislamiento industrial, la lana de roca ha sido eliminada. A pesar de un rendimiento de construcción y impermeabilización similar, la razón principal de su eliminación es la brecha en la conductividad térmica. A continuación, se presentan los coeficientes de conductividad térmica de varios materiales a diferentes temperaturas.

Problemas Actuales en Proyectos de Aislamiento de Tuberías:

Estructura de aislamiento poco razonable, grosor de aislamiento no estándar y construcción de aislamiento insuficiente.
Sensibilidad a deformaciones, asentamientos, baja estabilidad térmica, altas tasas de daño, lo que conduce a efectos de aislamiento a largo plazo deficientes que no cumplen con los requisitos del proceso.
Aislamiento ineficaz con una notable disminución, lo que provoca un aumento en los costos de mantenimiento de los proyectos de aislamiento y gastos operativos más altos para el equipo.
Vida útil limitada de solo 3 a 5 años, requiriendo una sustitución completa al final de su vida útil.
Impermeabilización incompleta, propensa a la absorción de agua y corrosión de la tubería.
Para tuberías con temperaturas superiores a 100 grados, la capa de aislamiento debe tener al menos >200 mm de grosor, lo que resulta en una alta pérdida de energía térmica debido a la alta densidad de flujo de calor de la tubería.

Beneficios de los Materiales de Aerogel:

El efecto de aislamiento térmico es de 2 a 5 veces el de los materiales de aislamiento tradicionales, con ventajas más significativas a altas temperaturas y una vida útil más larga.
El material es hidrofóbico, previniendo efectivamente la entrada de humedad en la tubería y el equipo, y posee resistencia al fuego Clase A1.
Liviano, fácil de cortar, coser y adaptar a diversas formas de aislamiento de tuberías y equipos, con menos tiempo de instalación y mano de obra requerida.
Volumen de envoltura reducido y peso más ligero que disminuyen significativamente los costos de transporte de materiales de aislamiento.
Proporciona funciones de absorción de sonido, reducción de ruido y amortiguación de vibraciones mientras aísla el equipo, mejorando la calidad ambiental y protegiendo los dispositivos.
Se necesita solo 1/2 a 1/5 del grosor para lograr el mismo efecto de aislamiento térmico que los materiales tradicionales, lo que resulta en una pérdida de calor mínima y una alta utilización del espacio.

Conductividad térmica mw/m·k	25℃.	100 ℃。	200℃	400℃。
Fieltro aerogel	18	21	25	34
Fieltro de fibra cerámica	37.	55	72	110
Fibra de vidrio	42	50.	70.
Lana de roca	55	70	92	140
Material de espuma	36.

Comparación de las propiedades de los materiales de aislamiento térmico compuestos de aerogel con otros materiales de aislamiento térmico:

	Manta térmica compuesta de aerogel	Fibra cerámica	Lana de roca
Conductividad térmica(A temperatura ambiente)	18	36	55
Conductividad térmica a 350 ° C	30	110	130
Espesor del aislamiento a 350 ° C	30mm	100mm	110mm
Densidad de apilamiento, kg/m3	200	128	110
Impermeabilidad	Tasa hidrofóbica ≥ 99%, sin medidas especiales de impermeabilización	La impermeabilidad no es completa, y la tubería es fácil de absorber el agua, absorber la humedad y corroer. La superficie de la placa protectora necesita ser rociada con un sellador metálico para ser impermeable.
Aislamiento de tres vías y válvulas	La manga de aislamiento se puede desmontar, el efecto de aislamiento es bueno y el uso es conveniente.	El método de llenado o la Caja de aislamiento térmico tienen un bajo efecto de aislamiento térmico.
Vida útil	20Years	3~5Years	3~5Years
Proceso de uso	La integridad general es buena, el rendimiento sísmico y de tracción es bueno, y no hay acumulación de partículas, asentamiento y otros fenómenos durante el uso.	La estructura del material es suelta, el peso propio, la vibración del equipo, la entrada de agua y otros factores pueden conducir fácilmente al colapso y asentamiento del material, lo que resulta en una disminución significativa del efecto de aislamiento térmico y una pérdida de calor excesiva.
Comparación de uso	El uso de un espesor más pequeño puede reducir el espesor del aislamiento térmico de las tuberías, reducir el espaciamiento entre las tuberías de vapor y reducir el área del edificio de la fábrica.	La capa de aislamiento es gruesa y las grietas son propensas a aparecer en las superposiciones. Los mayores coeficientes de expansión y contracción pueden hacer que la brecha se convierta fácilmente en un puente térmico, más pronunciado después de la vibración.

Comparación de los beneficios económicos de los materiales de aislamiento térmico compuestos aerogeles con los materiales de aislamiento térmico tradicionales:

	Manta aislante compuesta de aerogel	Fieltro de silicato compuesto
Temperatura superficial esperada (℃)	35	35
Espesor del material aislante mm	120	300.
Volumen total de la capa aislante m ³	83.	377
Costos de materiales principales (10000 yuanes)	85	45.
Costo de construcción y costo de material auxiliar (10000 yuanes)	11	20.
Densidad de flujo de calor de tubería (W/m)	130	300
Relación de pérdida de calor	1	3.
Pérdida total de energía térmica (%)	3%	10

Nota: (cálculos basados en ejemplos de tuberías de calentamiento de 1 km, 100 mm de diámetro, 300 grados.) en aplicaciones prácticas, el aislamiento térmico del fieltro de silicato compuesto empeorará después de 2 a 3 meses, lo que provocará un aumento de la pérdida de calor.

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