-高温パイプラインは、発電所、石油化学施設、製油所、製鉄所、その他の産業システムで広く使用されています。効果的な断熱がないと、これらのパイプは大幅な熱を失い、エネルギー消費が増加し、危険な表面温度が発生する可能性があります。

パイプの断熱材には、ミネラルウール、グラスウール、セラミックファイバー、ケイ酸カルシウムなどの伝統的な材料が一般的に使用されています。ただし、目標の熱性能を達成するには、比較的厚い断熱層が必要になる場合があります。

エアロゲル フェルトは、限られた設置スペース内で効率的な断熱を必要とするプロジェクトに代替ソリューションを提供します。熱伝導率が低く、構造が柔軟で、疎水性があるため、高温の産業用パイプラインに特に適しています。-

エアロゲルフェルトとは何ですか?

エアロゲル ブランケットとしても知られるエアロゲル フェルトは、シリカ エアロゲルと強化繊維マトリックスを組み合わせて作られた柔軟な断熱材です。

シリカ エアロゲルには、固体伝導、ガスの移動、対流による熱伝達を制限するナノスケールの多孔質構造が含まれています。繊維強化により柔軟性と取り扱い強度が向上し、材料を丸めたり、切断したり、曲面の周囲に設置したりすることが可能になります。

シリカ エアロゲル フェルトは、通常、さまざまな厚さ、幅、密度、温度グレードのロールで供給されます。

典型的な産業用途には次のようなものがあります。

高温蒸気パイプライン-

石油化学プロセスパイプ

石油およびガス輸送システム

排気および排ガスのパイプライン-

発電装置-

製油所配管システム

タンク、容器、ボイラー

バルブ、フランジ、管継手

取り外し可能な断熱ジャケット

高温パイプに断熱が必要な理由-

高温パイプの断熱材は、いくつかの重要な機能を果たします。-

熱損失の削減

断熱されていないホットパイプは周囲環境に熱を継続的に放出します。これにより、エネルギー需要が増加し、システム全体の効率が低下します。

正しく設計された断熱層は、プロセスの熱を保持し、パイプライン全体で安定した流体温度を維持するのに役立ちます。

表面温度の制御

高温になったパイプラインが露出していると、作業員に火傷の危険が生じる可能性があります。断熱材は外表面温度を下げ、メンテナンスエリア、作業場、加工施設でのより安全な操作をサポートします。

プロセス条件の維持

一部の工業プロセスでは、輸送される流体を特定の温度範囲内に保つ必要があります。過度の熱損失は、粘度、流量、圧力、またはプロセスの安定性に影響を与える可能性があります。

近くの機器を保護する

絶縁されていないパイプから放射される熱は、ケーブル、機器、コーティング、およびその他の近くのコンポーネントに損傷を与える可能性があります。

エネルギーコストの削減

熱損失が少ないと、ボイラーの負荷、燃料消費量、運転コストが削減されます。パイプラインの耐用年数全体にわたって、これらの節約により断熱投資の一部が相殺される可能性があります。

パイプ断熱材としてのエアロゲル フェルトの利点

1. 低い熱伝導率

熱伝導率は、熱が材料をどれだけ容易に通過するかを示します。一般に、値が低いほど、同じ厚さで断熱性能が優れていることを意味します。

エアロゲル フェルト製品の多くは、室温で約0.015–0.020 W/(m·K)、製品グレードとテスト条件によって異なります。

たとえば、ナノ エアロゲル フェルトの熱伝導率は約0.018～0.020 W/(m・K) 25度.

熱伝導率は通常、平均動作温度が上昇するにつれて増加します。したがって、購入者は、25 度で測定された値のみに依存するのではなく、実際のパイプライン温度をカバーする導電率の値を要求する必要があります。

2. 断熱材の厚さの低減

エアロゲル フェルトは、従来の多くの断熱材よりも薄い層で必要な耐熱性を達成できます。

厚みを薄くすると、以下の場合に特に役立ちます。

密集したパイプライン

制限されたパイプラック

混雑した処理エリア

クリアランスが限られているバルブとフランジ

海洋および海洋機器

既存の断熱システムをアップグレード中

壁または構造支持体の近くに設置されたパイプ

断熱システムが薄くなると、完成したパイプの直径も小さくなり、必要な外部被覆の量が減少する可能性があります。

3. 柔軟な設置

エアロゲル フェルトは切断して、真っ直ぐなパイプ、曲がり、不規則なコンポーネントに巻き付けることができます。

断熱に適しています。

直管部

肘

ティー

減速機

バルブ

フランジ

伸縮継手

パイプサポート

その柔軟性により、硬い絶縁部分よりも複雑な表面の周囲に簡単に取り付けることができます。

4. 耐湿性

湿気は工業用断熱システムにおける一般的な問題です。従来の繊維状断熱材に水が浸入すると、熱伝導率が上昇し、断熱材下の腐食が発生する可能性があります。

疎水性エアロゲル フェルトは液体-水の浸透を防ぎます。そのため、屋外のパイプライン、湿気の多い環境、気象条件の変化にさらされる施設に適しています。

エアロゲル断熱フェルト製品の中には、疎水性率が 99% 以上と記載されているものもあります。

ただし、疎水性断熱材を使用してもパイプシステム全体が防水になるわけではありません。接合部、貫通部、および外部被覆は依然として正しく密閉されている必要があります。

5. サーマルサイクル時の性能

産業用パイプラインは、起動、停止、プロセス変更中に繰り返し加熱と冷却を行うことがあります。

エアロゲル フェルトは、通常のパイプの動きや熱サイクルに対応できる柔軟な強化構造を備えています。一部の硬い断熱材とは異なり、わずかな振動や寸法変化によって亀裂が生じる可能性が低くなります。

固定システムと被覆システムも、パイプラインの拡張に対応できるように設計する必要があります。

6. 断熱材のボリュームを低くする

エアロゲル断熱材を使用すると、必要な厚さが薄くなる可能性があるため、パイプラインの周囲で使用される材料の総体積を減らすことができます。

これにより、次のような場合に実際的な利点が得られます。

交通機関

オンサイトストレージ-

マテリアルハンドリング

高架パイプラックへの設置

制限された工場エリアへの設置

メンテナンスと取り外し

エアロゲルフェルトと従来のパイプ断熱材の比較

エアロゲル フェルトがすべてのパイプラインにとって自動的に最適な選択肢になるわけではありません。十分なスペースがある大規模で単純な設置の場合は、ミネラルウールの方が経済的である可能性があります。セラミックファイバーは非常に高温の炉領域には適している可能性がありますが、より高い圧縮強度が必要な場合にはケイ酸カルシウムが役立ちます。

エアロゲル フェルトは、断熱材の厚さ、耐湿性、設置の柔軟性がプロジェクトの主要な考慮事項である場合に最も価値があります。

適切なエアロゲル フェルトの選択

動作温度

パイプラインの通常温度と最高温度の両方を確認します。

製品に記載されている最高温度だけを選択の基準にしてはいけません。購入者は以下も確認する必要があります。

連続使用温度

短期的なピーク温度-

平均断熱温度

熱サイクルの頻度

直接または間接的な熱への曝露

必要寿命

さまざまな温度範囲に合わせて、さまざまなエアロゲル配合と強化繊維が設計されています。

使用温度における熱伝導率

室温の導電率のみを使用して製品を比較しないでください。{0}}

いくつかの平均温度での熱伝導率曲線または値をリクエストしてください。これにより、熱損失と断熱材の厚さを計算するためのより現実的な基礎が得られます。

必要な断熱材の厚さ

一般的なエアロゲル フェルトの厚さは次のとおりです。

3mm

5ミリ

6mm

8ミリ

10mm

必要な熱抵抗を達成するために複数の層を取り付けることができます。最終的な厚さは次に従って決定する必要があります。

パイプライン温度

パイプ径

周囲温度

必要な外表面温度-

許容熱損失

風速

設置場所

外部クラッド

人員-の保護要件

エアロゲル断熱ブランケットは、プロジェクトの要件に応じて、さまざまな厚さと温度グレードで提供できます。

パイプのサイズと形状

パイプの外径、エルボ、バルブ、フランジ、サポートに関する情報を提供します。

複雑なフィッティングには、テンプレート、小さなカットセクション、または取り外し可能な断熱カバーが必要な場合があります。

屋内または屋外への設置

屋外設置には以下に対する保護が必要です。

雨

風

紫外線への曝露

機械的衝撃

化学物質による汚染

メンテナンス時の破損

金属ジャケットまたは別の適切な耐候性バリアをエアロゲル フェルトの上に設置する必要があります。

防火および安全要件

プロジェクトに特定の火災分類、煙等級、または試験基準が必要かどうかを確認します。

エアロゲル フェルト、接着剤、留め具、防湿層、外側被覆材を含む完全な断熱システムを評価する必要があります。

推奨されるインストール手順

設置手順はパイプのサイズやプロジェクトの仕様によって異なる場合がありますが、次の手順は一般的な参考情報です。

ステップ 1: パイプの表面を検査する

設置前に、配管表面が次の状態であることを確認してください。

クリーン

ドライ

緩んだ錆びがない

油や汚染物質を含まない

腐食防止が必要な箇所には適切にコーティング

損傷した保護コーティングがある場合は、断熱材を取り付ける前に修復する必要があります。

ステップ 2: 素材の測定とカット

パイプの周囲と必要なオーバーラップを測定します。鋭利な絶縁ナイフまたは適切な切断ツールを使用して、エアロゲル フェルトを切断します。

設置者は適切な手袋、保護メガネ、防塵対策を着用する必要があります。

ステップ 3: エアロゲル フェルトを巻き付ける

ブランケットを過度に圧縮せずにパイプラインの周りに均等に巻き付けます。

断熱材は、指定された厚さを維持しながら、パイプにぴったりとフィットする必要があります。

ステップ 4: ジョイントをずらす

複数段施工する場合は縦目地と周目目地をずらして施工してください。

これにより、直接の熱伝達経路が減少し、断熱の連続性が向上します。{0}

ステップ 5: 断熱材を固定する

ステンレス鋼のワイヤー、バンド、またはその他の承認された固定システムを使用してください。{0}

ファスナーは、素材を潰したり、厚さを大幅に減らしたりすることなく、しっかりと素材を保持する必要があります。

ステップ 6: フィッティングとサポートを処理する

材料をエルボ、バルブ、フランジ、ハンガー、パイプサポートの周りに慎重に取り付けます。

これらの領域はサーマルブリッジの一般的な原因となるため、特に注意が必要です。

ステップ 7: 外部クラッドを取り付ける

断熱材を天候や機械的損傷から保護するために、アルミニウム、ステンレス-鋼、またはその他の指定された外側カバーを適用します。

すべての接合部、重なり部分、貫通部はプロジェクトの要件に従ってシールする必要があります。

よくあるインストールの間違い

過度の圧縮

ブランケットを圧縮すると、取り付けられたブランケットの厚さが減少し、その結果、ブランケットの熱抵抗が低下します。

セクション間のギャップ

ジョイントが開いていると、熱が断熱材を迂回します。セクションは大きな隙間なくぴったりと密着する必要があります。

複数のレイヤーで整列したジョイント

すべての層の接合部の位置が揃っている場合、より直接的な熱伝達経路が形成されます。{0}}実用的な場合は、ジョイントを千鳥状に配置する必要があります。

不正確な導電率データ

高温のパイプラインに室温の熱伝導率値を使用すると、断熱材の厚さが不十分になる可能性があります。{0}{1}

クラッディングとシーリングが不十分

疎水性エアロゲル フェルトであっても、外部保護を正しく取り付ける必要があります。クラッドの密閉性が低いと、システムに水が浸入する可能性があります。

パイプサポートの無視

パイプシュー、ハンガー、サポートは熱橋を形成する可能性があります。これらの領域は、断熱設計で対処する必要があります。

パイプ断熱の見積もりに必要な情報

購入者は次の情報を提供する必要があります。

パイプラインアプリケーション

輸送媒体

通常の動作温度

短期最高気温-

パイプ外径

パイプラインの全長

エルボ、ティー、バルブ、フランジの数

必要な外表面温度-

最大許容熱損失

屋内または屋外の設置

周囲温度と風の状態

利用可能な断熱スペース

必要な火災分類

好みの厚みとロール幅

外部被覆要件

プロジェクトの数量と納品場所

完全なプロジェクト情報により、メーカーはより適切な製品と厚さを推奨することができます。

よくある質問

エアロゲルフェルトは蒸気パイプに適していますか?

はい。適切なグレードのエアロゲルを高温蒸気パイプラインに使用できます。-選択は、連続動作温度、最高温度、および必要な熱損失または表面温度の目標に基づいて行う必要があります。-

エアロゲルパイプの断熱材はどれくらいの厚さが必要ですか?

適切な厚さは、パイプの直径、プロセス温度、周囲条件、許容される熱損失によって異なります。最終的な選択の前に、熱計算を完了する必要があります。

エアロゲル フェルトを複数の層に設置できますか?

はい。複数のレイヤーが一般的に使用されます。熱ブリッジを減らすために、接合部を千鳥状にする必要があります。

エアロゲル フェルトには金属被覆が必要ですか?

屋外の産業用パイプラインや機械的損傷にさらされるエリアには、通常、金属被覆が推奨されます。被覆は絶縁体を保護し、システムの耐久性を向上させます。

エアロゲルフェルトは断熱材の下の腐食を防ぐことができますか?

疎水性エアロゲル フェルトは水分保持力を低下させることができるため、断熱材の下の腐食のリスクを軽減できる可能性があります。ただし、適切なパイプのコーティング、シーリング、検査、被覆は依然として必要です。

エアロゲル フェルトはミネラルウールよりも高価ですか?

通常、初期の材料価格は高くなります。ただし、完全な比較には、断熱材の厚さ、設置スペース、労力、熱損失、被覆材の寸法、長期メンテナンスを含める必要があります。-

結論

エアロゲル フェルトは、熱効率、薄肉化、耐湿性が重要な高温工業用パイプ用の実用的な断熱材です。{0}

熱伝導率が低いため、設計者はより薄い断熱システムを作成でき、その柔​​軟な構造によりパイプ、エルボ、バルブ、その他の複雑なコンポーネントの周囲への設置が容易になります。疎水性グレードは、屋外の湿気の多い環境でも追加の保護を提供します。

ただし、適切なパフォーマンスを発揮できるかどうかは、正しい材料の選択と設置にかかっています。購入者は、実際の使用温度での導電率を確認し、必要な厚さを計算し、適切な固定および被覆システムを使用する必要があります。

完全なパイプラインと運用情報を提供することで、プロジェクト エンジニアは、熱損失制御、表面の安全性、設置スペース、ライフサイクル コストのバランスがとれたエアロゲル フェルト ソリューションを選択できます。{0}