Rurociągi wysokotemperaturowe-są szeroko stosowane w elektrowniach, zakładach petrochemicznych, rafineriach ropy naftowej, hutach stali i innych instalacjach przemysłowych. Bez skutecznej izolacji rury te mogą tracić znaczną ilość ciepła, zwiększać zużycie energii i powodować niebezpieczne temperatury powierzchni.

Do izolacji rur powszechnie stosuje się tradycyjne materiały, takie jak wełna mineralna, wełna szklana, włókno ceramiczne i krzemian wapnia. Mogą jednak wymagać stosunkowo grubej warstwy izolacyjnej, aby osiągnąć docelową wydajność cieplną.

Filc aerożelowy stanowi alternatywne rozwiązanie dla projektów wymagających skutecznej izolacji w ograniczonej przestrzeni montażowej. Jego niska przewodność cieplna, elastyczna struktura i właściwości hydrofobowe sprawiają, że szczególnie nadaje się do rurociągów przemysłowych-o wysokich temperaturach.

Co to jest filc aerożelowy?

Filc aerożelowy, znany również jako koc aerożelowy, to elastyczny materiał izolacyjny wytwarzany przez połączenie aerożelu krzemionkowego ze wzmacniającą matrycą włóknistą.

Aerożel krzemionkowy zawiera porowatą strukturę w skali nano, która ogranicza przenoszenie ciepła poprzez przewodzenie ciała stałego, ruch gazu i konwekcję. Wzmocnienie włóknem poprawia elastyczność i wytrzymałość, umożliwiając zwijanie, cięcie i instalowanie materiału wokół zakrzywionych powierzchni.

Filc aerożelowy krzemionkowy jest powszechnie dostarczany w rolkach o różnych grubościach, szerokościach, gęstościach i klasach temperatur.

Typowe zastosowania przemysłowe obejmują:

Rurociągi parowe-o wysokiej temperaturze

Rury procesowe petrochemiczne

Systemy przesyłu ropy i gazu

Rurociągi spalin i gazów spalinowych-

Sprzęt-wytwarzający energię

Systemy rurociągów rafinerii

Zbiorniki, naczynia i kotły

Zawory, kołnierze i łączniki rurowe

Odpinane kurtki ocieplające

Dlaczego rury wysokotemperaturowe- wymagają izolacji

Wysokotemperaturowa-izolacja rur spełnia kilka ważnych funkcji.

Zmniejszenie strat ciepła

Nieizolowana gorąca rura w sposób ciągły oddaje ciepło do otoczenia. Zwiększa to zapotrzebowanie na energię i zmniejsza ogólną wydajność systemu.

Prawidłowo zaprojektowana warstwa izolacyjna pomaga zatrzymać ciepło procesowe i utrzymać stabilną temperaturę płynu w całym rurociągu.

Kontrolowanie temperatury powierzchni

Odsłonięte gorące rurociągi mogą powodować ryzyko poparzenia pracowników. Izolacja obniża temperaturę powierzchni zewnętrznej i zapewnia bezpieczniejszą pracę w obszarach konserwacji, warsztatach i zakładach przetwórczych.

Utrzymanie warunków procesu

Niektóre procesy przemysłowe wymagają, aby transportowany płyn pozostawał w określonym zakresie temperatur. Nadmierna utrata ciepła może mieć wpływ na lepkość, natężenie przepływu, ciśnienie lub stabilność procesu.

Ochrona pobliskiego sprzętu

Ciepło promieniujące z nieizolowanych rur może uszkodzić kable, przyrządy, powłoki i inne pobliskie elementy.

Obniżenie kosztów energii

Niższe straty ciepła mogą zmniejszyć obciążenie kotła, zużycie paliwa i koszty operacyjne. W całym okresie eksploatacji rurociągu oszczędności te mogą zrekompensować część inwestycji w izolację.

Zalety filcu aerożelowego do izolacji rur

1. Niska przewodność cieplna

Przewodność cieplna wskazuje, jak łatwo ciepło przechodzi przez materiał. Niższa wartość ogólnie oznacza lepszą wydajność izolacji przy tej samej grubości.

Wiele produktów z filcu aerożelowego zapewnia-przewodność cieplną w temperaturze pokojowej wynoszącą około0.015–0.020 W/(m·K), w zależności od klasy produktu i warunków testowych.

Na przykład filc Nano Airgel ma podaną przewodność cieplną wynoszącą w przybliżeniu0,018–0,020 W/(m·K) przy 25 stopniach.

Przewodność cieplna zwykle wzrasta wraz ze wzrostem średniej temperatury roboczej. Kupujący powinni zatem zażądać wartości przewodności obejmujących rzeczywistą temperaturę rurociągu, a nie polegać wyłącznie na wartości zmierzonej w temperaturze 25 stopni.

2. Zmniejszona grubość izolacji

Filc aerożelowy może osiągnąć wymaganą odporność termiczną przy cieńszej warstwie niż wiele konwencjonalnych materiałów izolacyjnych.

Zmniejszona grubość jest szczególnie przydatna w przypadku:

Rurociągi blisko siebie

Ograniczone stojaki na rury

Zatłoczone obszary przetwarzania

Zawory i kołnierze z ograniczonym luzem

Sprzęt morski i offshore

Modernizacja istniejących systemów ociepleń

Rury instalowane w pobliżu ścian lub podpór konstrukcyjnych

Cieńszy system izolacji zmniejsza również średnicę gotowej rury i może zmniejszyć wymaganą ilość okładziny zewnętrznej.

3. Elastyczna instalacja

Filc aerożelowy można ciąć i owijać wokół prostych rur, kolanek i nieregularnych elementów.

Nadaje się do izolacji:

Proste odcinki rur

Łokcie

Koszulki

Reduktory

Zawory

Kołnierze

Dylatacje

Podpory rur

Jego elastyczność ułatwia dopasowanie do skomplikowanych powierzchni niż w przypadku sztywnych sekcji izolacyjnych.

4. Odporność na wilgoć

Wilgoć jest częstym problemem w przemysłowych systemach izolacyjnych. Jeśli woda przedostanie się do konwencjonalnej izolacji włóknistej, przewodność cieplna może wzrosnąć i pod izolacją może rozwinąć się korozja.

Hydrofobowy filc aerożelowy jest odporny na przenikanie-wody. Dzięki temu nadaje się do rurociągów zewnętrznych, środowisk wilgotnych i obiektów narażonych na zmienne warunki pogodowe.

Niektóre produkty z filcu do izolacji termicznej z aerożelu mają wymieniony współczynnik hydrofobowości powyżej 99%.

Jednakże izolacja hydrofobowa nie zapewnia wodoodporności całego systemu rur. Złącza, przejścia i okładziny zewnętrzne muszą być nadal prawidłowo uszczelnione.

5. Wydajność w warunkach cykli termicznych

Rurociągi przemysłowe mogą wielokrotnie nagrzewać się i ochładzać podczas uruchamiania, wyłączania i zmian procesowych.

Filc aerożelowy ma elastyczną, wzmocnioną strukturę, która może dostosować się do normalnego ruchu rury i cykli termicznych. W przeciwieństwie do niektórych sztywnych materiałów izolacyjnych, jest mniej podatny na pękanie z powodu niewielkich wibracji lub zmian wymiarów.

Systemy mocowania i okładzin muszą być również zaprojektowane tak, aby uwzględniały rozszerzanie się rurociągu.

6. Mniejsza objętość izolacji

Ponieważ może być wymagana mniejsza grubość, izolacja aerożelowa może zmniejszyć całkowitą objętość materiału użytego wokół rurociągu.

Może to zapewnić praktyczne korzyści podczas:

Transport

Przechowywanie w witrynie-

Obsługa materiałów

Montaż w podwyższonych stojakach na rury

Instalacja w ograniczonych obszarach instalacji

Konserwacja i demontaż

Filc aerożelowy a tradycyjna izolacja rur

Filc aerożelowy nie jest automatycznie najlepszą opcją dla każdego rurociągu. Wełna mineralna może pozostać bardziej ekonomiczna w przypadku dużych, nieskomplikowanych instalacji z wystarczającą ilością miejsca. Włókno ceramiczne może być preferowane w obszarach pieców-o bardzo wysokiej temperaturze, natomiast krzemian wapnia jest przydatny tam, gdzie wymagana jest większa wytrzymałość na ściskanie.

Filc aerożelowy jest najcenniejszy, gdy głównymi czynnikami projektowymi są grubość izolacji, odporność na wilgoć i elastyczność montażu.

Wybór odpowiedniego filcu aerożelowego

Temperatura pracy

Potwierdź zarówno normalną, jak i maksymalną temperaturę rurociągu.

Podana maksymalna temperatura produktu nie powinna być jedyną podstawą wyboru. Kupujący powinni również sprawdzić:

Stała temperatura pracy

Krótkoterminowa-temperatura szczytowa

Średnia temperatura izolacji

Częstotliwość cykli termicznych

Bezpośrednia lub pośrednia ekspozycja na ciepło

Wymagany okres użytkowania

Różne formuły aerożeli i włókna wzmacniające są przeznaczone do różnych zakresów temperatur.

Przewodność cieplna w temperaturze roboczej

Nie porównuj produktów wyłącznie na podstawie przewodności-temperatury pokojowej.

Poproś o krzywą lub wartości przewodności cieplnej dla kilku średnich temperatur. Zapewnia to bardziej realistyczną podstawę do obliczania strat ciepła i grubości izolacji.

Wymagana grubość izolacji

Typowe grubości filcu aerożelowego obejmują:

3mm

5mm

6mm

8mm

10 mm

Aby uzyskać wymaganą odporność termiczną, można zastosować wiele warstw. Ostateczną grubość należy określić według:

Temperatura rurociągu

Średnica rury

Temperatura otoczenia

Wymagana temperatura powierzchni zewnętrznej

Dopuszczalna strata ciepła

Prędkość wiatru

Miejsce instalacji

Okładzina zewnętrzna

Wymogi dotyczące-ochrony personelu

Koc izolacyjny z aerożelu może być dostarczany w różnych grubościach i klasach temperaturowych, zgodnie z wymaganiami projektu.

Rozmiar i geometria rur

Podaj średnicę zewnętrzną rury, a także informacje o kolankach, zaworach, kołnierzach i wspornikach.

Skomplikowane łączniki mogą wymagać szablonów, mniejszych wyciętych sekcji lub zdejmowanych osłon izolacyjnych.

Instalacja wewnątrz lub na zewnątrz

Instalacje zewnętrzne wymagają zabezpieczenia przed:

Deszcz

Wiatr

Ekspozycja na promieniowanie UV

Uderzenie mechaniczne

Zanieczyszczenie chemiczne

Uszkodzenia podczas konserwacji

Na filcu aerożelowym należy zainstalować osłonę metalową lub inną odpowiednią barierę pogodową.

Wymagania przeciwpożarowe i bezpieczeństwa

Potwierdź, czy projekt wymaga określonej klasyfikacji ogniowej, odporności na dym lub normy testowej.

Należy ocenić cały system izolacji, łącznie z filcem aerożelowym, klejami, elementami złącznymi, paroizolacją i okładziną zewnętrzną.

Zalecana procedura instalacji

Procedury instalacyjne mogą się różnić w zależności od rozmiaru rury i specyfikacji projektu, ale poniższe kroki stanowią ogólne odniesienie.

Krok 1: Sprawdź powierzchnię rury

Przed montażem należy sprawdzić, czy powierzchnia rury:

Czysty

Suchy

Wolny od luźnej rdzy

Wolny od oleju i zanieczyszczeń

Odpowiednio pokryty tam, gdzie wymagana jest ochrona przed korozją

Uszkodzoną powłokę ochronną należy naprawić przed montażem izolacji.

Krok 2: Zmierz i wytnij materiał

Zmierzyć obwód rury i wymagane zachodzenie na siebie. Przytnij filc aerożelowy ostrym nożem izolacyjnym lub odpowiednim narzędziem tnącym.

Instalatorzy powinni nosić odpowiednie rękawice, okulary ochronne i ochronę przed pyłem.

Krok 3: Owiń filc aerożelowy

Owiń koc równomiernie wokół rurociągu, bez nadmiernego ściskania.

Izolacja powinna ściśle przylegać do rury, zachowując przy tym określoną grubość.

Krok 4: Rozłóż stawy

W przypadku montażu wielu warstw należy przesunąć złącza wzdłużne i obwodowe.

Skraca to ścieżki bezpośredniego-przekazywania ciepła i poprawia ciągłość izolacji.

Krok 5: Zabezpiecz izolację

Użyj drutu, opasek-ze stali nierdzewnej lub innego zatwierdzonego systemu mocowania.

Łączniki powinny bezpiecznie trzymać materiał, nie zgniatając i nie zmniejszając znacząco jego grubości.

Krok 6: Obróbka złączek i podpór

Ostrożnie dopasuj materiał wokół kolan, zaworów, kołnierzy, wieszaków i wsporników rur.

Obszary te są częstym źródłem mostków termicznych i wymagają szczególnej uwagi.

Krok 7: Zainstaluj okładzinę zewnętrzną

Zastosuj aluminium, stal-nierdzewną lub inną określoną powłokę zewnętrzną, aby chronić izolację przed warunkami atmosferycznymi i uszkodzeniami mechanicznymi.

Wszystkie złącza, zakłady i przejścia należy uszczelnić zgodnie z wymaganiami projektu.

Typowe błędy instalacyjne

Nadmierna kompresja

Ściśnięcie koca zmniejsza jego grubość, a tym samym zmniejsza jego opór cieplny.

Przerwy pomiędzy sekcjami

Otwarte złącza umożliwiają ominięcie izolacji przez ciepło. Sekcje powinny być dopasowane blisko siebie, bez dużych szczelin.

Wyrównane połączenia w wielu warstwach

Jeśli wszystkie połączenia warstw są wyrównane, tworzą bardziej bezpośrednią ścieżkę-przekazywania ciepła. Połączenia powinny być przestawne, jeśli jest to możliwe.

Nieprawidłowe dane dotyczące przewodności

Stosowanie wartości przewodności cieplnej w temperaturze pokojowej-w przypadku rurociągu o wysokiej-temperaturze może skutkować niewystarczającą grubością izolacji.

Słabe pokrycie i uszczelnienie

Nawet hydrofobowy filc aerożelowy wymaga prawidłowo zamontowanej ochrony zewnętrznej. Źle uszczelniona okładzina może spowodować przedostanie się wody do systemu.

Ignorowanie podpór rurowych

Podstawy rur, wieszaki i podpory mogą powodować powstawanie mostków termicznych. Obszary te należy uwzględnić w projekcie izolacji.

Informacje wymagane do wyceny izolacji rur

Kupujący powinni podać następujące informacje:

Aplikacja rurociągowa

Transportowane medium

Normalna temperatura pracy

Maksymalna krótkotrwała-temperatura

Średnica zewnętrzna rury

Całkowita długość rurociągu

Liczba kolan, trójników, zaworów i kołnierzy

Wymagana temperatura powierzchni zewnętrznej

Maksymalna dopuszczalna strata ciepła

Instalacja wewnątrz lub na zewnątrz

Temperatura otoczenia i warunki wietrzne

Dostępna przestrzeń izolacyjna

Wymagana klasyfikacja ogniowa

Preferowana grubość i szerokość rolki

Wymagania dotyczące okładzin zewnętrznych

Ilość projektu i miejsce dostawy

Pełne informacje o projekcie pozwalają producentowi zalecić bardziej odpowiedni produkt i grubość.

Często zadawane pytania

Czy filc aerożelowy nadaje się do rur parowych?

Tak. W rurociągach parowych-o wysokiej temperaturze można zastosować odpowiedni gatunek aerożelu. Wybór powinien opierać się na ciągłej temperaturze roboczej, temperaturze maksymalnej i wymaganej-stracie ciepła lub docelowej-temperaturze powierzchni.

Jak gruba powinna być izolacja rur aerożelowych?

Prawidłowa grubość zależy od średnicy rury, temperatury procesu, warunków otoczenia i dopuszczalnych strat ciepła. Przed ostatecznym wyborem należy przeprowadzić obliczenia termiczne.

Czy filc aerożelowy można układać w wielu warstwach?

Tak. Powszechnie stosuje się wiele warstw. Połączenia należy układać naprzemiennie, aby ograniczyć mostki termiczne.

Czy filc aerożelowy wymaga metalowej okładziny?

Okładziny metalowe są ogólnie zalecane w przypadku zewnętrznych rurociągów przemysłowych i obszarów narażonych na uszkodzenia mechaniczne. Okładzina chroni izolację i poprawia trwałość systemu.

Czy filc aerożelowy może zapobiegać korozji pod izolacją?

Hydrofobowy filc aerożelowy może zmniejszyć zatrzymywanie wilgoci, co może pomóc zmniejszyć ryzyko korozji pod izolacją. Jednakże nadal wymagane jest odpowiednie powlekanie rur, ich uszczelnianie, kontrola i okładziny.

Czy filc aerożelowy jest droższy od wełny mineralnej?

Początkowa cena materiału jest zwykle wyższa. Pełne porównanie powinno jednak uwzględniać grubość izolacji, przestrzeń montażową, robociznę, straty ciepła, wymiary okładziny i-długoterminową konserwację.

Wniosek

Filc aerożelowy to praktyczny materiał izolacyjny do-wysokotemperaturowych rur przemysłowych, gdzie ważna jest wydajność cieplna, zmniejszona grubość i odporność na wilgoć.

Jego niska przewodność cieplna pozwala projektantom tworzyć cieńsze systemy izolacyjne, a elastyczna konstrukcja ułatwia montaż wokół rur, kolan, zaworów i innych skomplikowanych elementów. Gatunki hydrofobowe zapewniają również dodatkową ochronę w środowisku zewnętrznym i wilgotnym.

Jednak pomyślne działanie zależy od prawidłowego doboru materiału i montażu. Kupujący powinni potwierdzić przewodność w rzeczywistej temperaturze użytkowania, obliczyć wymaganą grubość i zastosować odpowiednie systemy mocowania i okładzin.

Dostarczając kompletne informacje o rurociągach i działaniu, inżynierowie projektu mogą wybrać rozwiązanie z filcu aerożelowego, które równoważy kontrolę-strat ciepła, bezpieczeństwo powierzchni, przestrzeń montażową i koszt cyklu życia.