エアログル断熱材のパイプライン産業への応用

パイプライン断熱の現状：

現在の産業用暖房パイプラインでは、温度が50度から600度に及びます。これらのパイプラインの断熱プロジェクトでは、シリカアルミナマグネシア材料とガラスファイバ材料が広く使用されています。約30年前、断熱プロジェクトではほぼ独占的に岩綿や鉱綿の材料が使用されていました。しかし、現代の産業断熱プロジェクトでは、岩綿の断熱が段階的に廃止されています。類似した施工および防水性能にもかかわらず、その廃止の主な理由は熱伝導率の差異です。異なる温度でのさまざまな材料の熱伝導率係数は以下の通りです。

パイプライン断熱プロジェクトの現在の課題：

合理的でない断熱構造、標準でない断熱厚さ、不適切な断熱施工。
変形、沈降、熱的な安定性の不足、高い損傷率に対する感受性があり、長期的な断熱効果がプロセス要件を満たせない。
明らかな断熱の低下による効果のない断熱が、断熱プロジェクトの保守コストと機器の運転コストの増加を引き起こす。
3〜5年の限られた寿命であり、サービス寿命の終了時に完全に交換が必要。
不完全な防水性で、パイプラインの浸水や腐食が発生しやすい。
100度を超える温度のパイプには、断熱層が最低でも200mm以上でなければならず、パイプラインの高い熱流密度による高い熱エネルギー損失が生じます。

エアログル材料の利点：

断熱効果は伝統的な断熱材の2〜5倍で、高温での利点がより大きく、寿命が長い。
材料は撥水性であり、効果的に水分をパイプラインや機器に侵入させず、A1級の防火性を持っています。
軽量で、切りやすく、縫いやすく、さまざまな形状のパイプラインや機器の断熱に適応しやすく、施工時間と労力が少なくて済みます。
巻き付け体積が減少し、軽量化により断熱材の輸送コストが大幅に低減します。
機器の断熱と同時に音吸収、騒音低減、振動低減の機能を提供し、環境品質を向上させ、デバイスを保護します。
同じ断熱効果を得るために必要な厚さは従来の材料の1/2から1/5であり、熱損失が最小限であり、高いスペース利用率が得られます。

熱伝導率 mw/m・k	25℃	100℃	200℃	400℃
エアロゲルフェルト	18	21	25	34
セラミックファイバーブランケット	37	55	72	110
ガラス繊維	42	50	70
ロックウール	55	70	92	140
発泡材	36

エアロゲル複合断熱材と他の断熱材の性能比較:

	エアロゲル複合断熱ブランケット	セラミックファイバー	ロックウール
熱伝導率（室温）	18	36	55
350℃における熱伝導率	30	110	130
350℃における絶縁厚さ	30mm	100mm	110mm
かさ密度、kg/m3	200	128	110
防水性	疎水率99％以上、特別な防水対策は不要	防水が不完全で、吸水、吸湿、パイプラインの腐食が起こりやすい。保護板の表面には防水のため金属シール剤をスプレーする必要があります。
ティーとバルブの絶縁	取り外し可能な断熱スリーブ、優れた断熱効果と便利な使用を実現します。	充填方法や断熱ボックスの断熱効果が低い。
耐用年数	20年	3~5年	3~5年
利用の流れ	全体的な完全性が良好で、耐震性と引張耐性が良好で、使用中に粒子の蓄積、沈下、その他の現象がありません。	材料構造が緩く、自重、機器の振動、水の浸入などにより材料の崩壊や沈下が起こりやすく、断熱効果が大幅に低下し、過度の熱損失が発生します。
比較の使用	より薄い厚さを使用すると、パイプラインの断熱材の厚さを減らし、蒸気パイプライン間の間隔を減らし、工場建屋の面積を減らすことができます。	断熱層が厚く、重なった部分に隙間ができやすい。膨張率と収縮率が高いと、ギャップが熱橋になりやすくなり、振動後にそれがより顕著になります。

エアロゲル複合断熱材と従来の断熱材の経済的利点の比較:

	エアロゲル複合断熱ブランケット	複合ケイ酸塩フェルト
予想表面温度（℃）	35	35
断熱材厚さmm	120	300
絶縁層の総体積 m 3	83	377
主な材料費（10000元）	85	45
建設費と副資材費（10000元）	11	20
パイプライン熱流束密度 (W/m)	130	300
熱損失率	1	3
総熱エネルギー損失 (%)	3%	10%

注: (1 km、直径 100 mm、300 度の加熱パイプラインに基づく計算例。) 実際の用途では、複合ケイ酸塩フェルトの断熱効果は 2 ～ 3 か月後に低下し、熱損失の増加につながります。

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