Аэрогельдің жылытылуын тоқтататын орамы 0,018 Вт/мК | Өте жұқа, жоғары температурада жұмыс істейтін жылытылуын тоқтататын материал

Шолу

Неге аэрогельдің оқшаулауы әзірге жасалған ең жақсы оқшаулау материалы?

Аэрогель — ғылымға белгілі ең төмен жылу өткізгіштіктің қатты материалы; ол 15 әлемдік рекордтың иегері, Марстағы роверлер мен терең теңіз құбырларында бірдей қолданылады. Оның жылу өткізгіштігі 0.018 Вт/(м·К) (кейбір маркаларында 0.012-ге дейін түседі), аэрогельдің оқшаулауы минералдық мақта, кальций силикаты немесе шыны талшығы сияқты дәстүрлі материалдарға қарағанда 2–4 есе жоғары оқшаулау қабілетін ұсынады, бірақ қалыңдығы олардың бөлігінен ғана. Аэрогельдің бір 10 мм қабаты дәстүрлі оқшаулаудың 50 мм қабатын алмастырады — бұл кеңістікті, салмақты және орнату еңбек шығындарын үнемдейді және жоғары деңгейде жылу оқшаулауын қамтамасыз етеді.

◆ 0.018 Вт/(м·К) — дәстүрлі оқшаулауға қарағанда 2–4 есе жоғары. Тең қалыңдықта аэрогельдің жылу оқшаулау қабілеті минералдық талшық, шыны талшық немесе кальций силикатына қарағанда 2–4 есе жоғары. Нано-тесікті SiO₂ құрылымы (ауа мөлшері 90%-дан астам, тесік өлшемі 20–50 нм) жылу берілуінің үш механизмін де тоқтатады: қатты қаңқадағы жылу өткізгіштік, нанотесіктерде ұсталған конвекция және кремний оксиді матрицасында шашыраған сәулелену. Тәжірибеде бұл сізге аз ғана қалыңдықпен — тар өнеркәсіптік орнатуларда құнды орынды босатуға мүмкіндік береді.

◆ Судан төзімді — CUI-ға шешім. Изоляция астындағы коррозия (CUI) мұнай мен газ және петрохимиялық зауыттардағы жасырын жөндеу шығындарының бірінші орынын алады — дәстүрлі изоляция арқылы су кіруі жылдар бойы байқалмайтын болат құбырлардың коррозиясына әкеледі. Біздің аэрогельдің изоляциялық жапырағы табиғи түрде судан төзімді, сұйық суға қарсы тұрады, бірақ су буын өткізеді. Бұл құбыр бетінде ылғалдың жиналуын болдырмауға көмектеседі және CUI-ға әкелетін ақау механизмін тікелей жояды.

◆ −200°C дейін 650°C — Бір материал, толық температураның ауқымы. Аэрогельдің орамы — криогендік СПГ (−200°C) мен жоғары температурадағы бу (650°C) үшін бір ғана өніммен қолданылатын жалғыз изоляциялық материал. Әртүрлі температура аймақтарында әртүрлі изоляциялық материалдарды қолдану қажет емес. A1 отқа төзімділік рейтингі ең қатаң өнеркәсіптік ортада қауіпсіздікті қамтамасыз етеді.

◆ Иілгіш орам — Қиюға, орап салуға және орнатуға оңай. Қатты кальций силикатты тақталары мен сынығыш минералдылық мақтаға қарағанда аэрогельдің орамы — иілгіш, мата тәрізді материал, ол күрделі геометриялық пішіндерді — клапандарды, фланцтарды, иілулерді және кездейсоқ жабдықтарды қаптайды. Оны қарапайым құралдармен қияды. Қысылуға төзімді, шаңсыз және теріге тезілтпейді — бұл жеке қорғаныс құралдарының (ЖҚҚ) қажеттілігін азайтады және қатты изоляцияға қарағанда орнату жылдамдығын 50%-ға дейін арттырады.

◆ Орын мен салмақты үнемдеу. Осындай жылулық өнімділікке қол жеткізу үшін дәстүрлі труба изоляциясына қарағанда жуықтап айтқанда, қалыңдықты 80%–ге, салмақты 85%–ге азайту керек. Тығыз орналасқан труба рамалары, теңіз платформалары және су асты орнатулары үшін бұл кеңістіктің және салмақтың үнемделуі тікелей құрылымдық қолдау шығындарын, тасымалдау логистикасын және орнату еңбек шығындарын азайтады. Аккумуляторлық блоктарда аэрогельдің өте жұқа қабаты сол физикалық көлемде жоғары энергия тығыздығын қамтамасыз етеді.

Аэрогельдің қабаты мен дәстүрлі изоляциялық материалдар

Сипаттамасы	Sanjie аэрогельдің қабаты	Минералдық мақта / шыны талшықтары
Термік проводимдік	0.018–0.022 Вт/(м·К)	0.035–0.045 Вт/(м·К)
Эквивалентті қалыңдық	10 мм аэрогель = 50 мм дәстүрлі материал	Негізгі деңгей (5 есе қалыңдау)
Салмақ (сол өнімділікте)	~85% жеңіл	Ауыр, құрылымдық жүктемесі жоғары
Су беткілігі	Табиғи сулыққа төзімсіз	Суды сіңіреді, изоляциясын жоғалтады
CUI қорғанысы	Трубаның бетіндегі ылғалды жойып тастайды	Ылғалды ұстап қалады, CUI-ға әкеледі
Температураның ауқымы	−200°C дан 650°C дейін	−50°C дан 400°C дейін (типік)
Тұмсқылық деңгейі	A1 (отқа төзімсіз)	A1 (минералды талшық) / A2 (шыны)
ИНДИВИДУАЛДЫҚ	Икемді жабын, кез келген пішінді орайды	Сынықты, қатты немесе жартылай қатты
Тозаң және тітіркендіру	Тозаңсыз, тітіркендірмейтін	Тітіркендіретін талшықтар, ЖҚҚ қажет
Қызмет мерзімі	25 жылдан астам (құрғақ кезінде тозуы болмайды)	Ылғал мен сығылу әсерінен тозады

Техникалық сипаттамалар

Қолданылу сценарийлары

Қызмет және қолдау