Aerogel yalıtım malzemelerinin borulama endüstrisindeki uygulamaları

Boru izolasyonunun mevcut durumu:

Günümüzde endüstriyel ısıtma borularının sıcaklıkları 50 ile 600 derece arasında değişmektedir. Bu boruların izolasyon projelerinde silis-alümina magnezya malzemeleri ve cam elyaf malzemeleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Yaklaşık 30 yıl önce yalıtım projelerinde neredeyse sadece taş yünü ve mineral yünü malzemeleri kullanılıyordu. Ancak, mevcut endüstriyel izolasyon projelerinde taş yünü izolasyonu aşamalı olarak kullanımdan kaldırılıyor. Benzer yapı ve su geçirmezlik performanslarına rağmen asıl sebep ısı iletkenliklerindeki farktır. Farklı malzemelerin farklı sıcaklıklardaki ısı iletkenlik katsayıları aşağıdaki gibidir:

Boru hattı izolasyon projelerinde güncel sorunlar:

Mantıksız yalıtım yapısı, standart dışı yalıtım kalınlığı ve yetersiz yalıtım konstrüksiyonu.
Deformasyon, çökme, ısıl kararlılığın olmaması ve yüksek hasar oranı nedeniyle uzun vadede yalıtım etkisi beklenmemekte olup, proses gereksinimlerini karşılamamaktadır.
Etkili yalıtım bakım maliyetlerini artırır ve ekipman işletme maliyetlerini yükseltir.
Bunların ömürleri sadece birkaç yıldır ve ömürleri sonunda tamamen değiştirilmeleri gerekir.
Boru içerisindeki su sıcaklığının 100 dereceyi geçmesi durumunda en az 200 mm kalınlığında izolasyon tabakası kullanılması gerekir ki bu da boru içerisindeki yüksek ısı akış hızı nedeniyle yüksek ısı kayıplarına neden olur.

Aerogel malzemelerin avantajları:

Geleneksel yalıtım malzemelerine göre 2 ila 5 kat daha iyi bir ısı yalıtım etkisine sahip olup, özellikle yüksek sıcaklıklarda ve uzun kullanım ömründe büyük bir avantaja sahiptir.
Malzeme hidrofobiktir, nemin boru ve ekipmanlara girmesini etkili bir şekilde önler ve A1 sınıfı yangına dayanıklıdır.
Hafiftir, kesimi kolaydır, çeşitli boru ve ekipman izolasyonlarına uygundur, daha az montaj süresi ve işçilik gerektirir.
Yalıtım malzemesinin ambalaj hacmi ve ağırlığı azaltılır, bu sayede yalıtım malzemesinin nakliye maliyeti önemli ölçüde düşer.
Ekipmanların yalıtımını sağlarken, gürültü emilimi, gürültü azaltma ve titreşim sönümleme işlevlerini de sağlayarak çevre kalitesini artırır ve cihazları korur.
Yalıtım etkisini elde etmek için geleneksel malzemelerin kalınlığının yalnızca 1/2 ila 1/5'i kadar malzeme kullanılması yeterli oluyor, bu sayede ısı kaybı en aza indiriliyor ve alan kullanımı artırılıyor.

Isı iletkenliği mw/m k	25℃	100℃	200℃	400℃
Aerogel keçe	18	21	25	34
Seramik elyaf battaniye	37	55	72	110
cam elyafı	42	50	70
Karanlık taraf	55	70	92	140
Köpük malzeme	36

Aerojel kompozit yalıtımın diğer yalıtım malzemeleriyle performans karşılaştırması:

	Aerogel kompozit yalıtım battaniyesi	Seramik elyaf	Karanlık taraf
Isıl İletkenlik (oda sıcaklığında)	18	36	55
350℃'de ısı iletkenliği	30	110	130
350℃'de yalıtım kalınlığı	30mm	100mm	110mm
Yığın yoğunluğu, kg/m3	200	128	110
Su geçirmez	Hidrofobisite oranı ≥ 99%, özel bir su yalıtım önlemine gerek yoktur.	Su yalıtımı tamamlanmadığı takdirde nem emilimi, higroskopiklik ve boru hattı korozyonu kolaylıkla meydana gelebilir. Su yalıtımı için koruma plakasının yüzeyine metal sızdırmazlık maddesi püskürtülmelidir.
T ve vana izolasyonu	Mükemmel yalıtım ve kullanım kolaylığı için çıkarılabilir yalıtım kılıfı.	Şarj yönteminin veya yalıtım kutusunun yalıtım etkisi iyi değildir.
Hizmet ömrü	20 yıl	3~5 yıl	3~5 yıl
Kullanım süreci	Genel bütünlüğü mükemmel, deprem ve çekme dayanımı mükemmel olup, kullanım esnasında partikül birikimi, çökme veya başka bir olay yaşanmamaktadır.	Malzeme yapısı gevşek olduğundan, kendi ağırlığı, ekipman titreşimi, su sızması gibi etkenlerden dolayı malzeme kolayca parçalanıp çökebilir, bu da yalıtım etkisini önemli ölçüde azaltabilir ve aşırı ısı kaybına neden olabilir.
Karşılaştırmanın kullanımı	Daha ince bir ölçü kullanılması, boru hatlarındaki izolasyon kalınlığının azaltılmasını, buhar boru hatları arasındaki boşlukların küçülmesini ve tesis binasının daha küçük alanlara yerleşmesini sağlar.	Yalıtım tabakası kalın olduğundan, üst üste binen bölgelerde kolaylıkla boşluklar oluşabilmektedir. Genleşme ve büzülme katsayısı ne kadar yüksek olursa, boşluk o kadar kolay ısı köprüsüne dönüşebilir ve bu durum titreşimden sonra daha da belirginleşir.

Aerojel kompozit yalıtımın ve geleneksel yalıtımın ekonomik faydalarının karşılaştırılması:

	Aerogel kompozit yalıtım battaniyesi	Kompozit silikat keçe
Beklenen yüzey sıcaklığı (℃)	35	35
Yalıtım kalınlığı mm	120	300
Yalıtım katmanının toplam hacmi m ³	83	377
Ana malzeme maliyeti (10.000 yuan)	85	45
İnşaat maliyeti ve malzeme maliyeti (10.000 yuan)	11	20
Boru hattı ısı akışı yoğunluğu (W/m)	130	300
Isı kaybı oranı	1	3
Toplam ısı enerjisi kaybı (%)	3%	10%

Not: (1 km çapında, 100 mm çapında, 300 derecelik ısıtma boru hattı baz alınarak yapılan hesaplama örneği) Pratik uygulamalarda kompozit silikat keçe izolasyon etkisi 2-3 ay sonra azalacağından ısı kaybı artacaktır.

Etiketlendi Aerojel