深冷保冷材料有哪些?哪种保冷效果更好?

04月25 2023

深冷保温材料主要是应用于天然气轻烃回收、液化石油天然气运输等深冷工艺中。这些管道的的运行成本和冷量损耗有着直接关系,而保冷材料直接影响其损耗。那么,常见的深冷保冷材料有哪些?哪个的保冷效果更好?今天绿建宝保温小编就来为大家详细讲解一下。

一般常见的保冷材料有:硬质聚氨酯管壳深冷系列橡塑材料、气凝胶等。

一、硬质聚氨酯泡沫(PUR)

硬质聚氨酯泡沫其密度为30~ 60kg/m3,强度高,有一定的自熄性。其导热系数小于空气(在-60°C以下其导热系数呈直线下降),孔腔的闭孔率可达80%~90%,故吸水性差,且吸潮对其导热系数的影响极小。稳定性好,可根据管道外径和绝热层厚度,现场喷灌施工或由预制厂预制成型材再安装,其外周还需要有防潮措施和防护外套。硬质聚氨酯泡沫塑料常用来在低温范围内进行保温,使用温度一般为-100~ 100°C,不适用于-196~ 90°C温度范围的深冷工况,且其本身可燃。

三、深冷系列橡塑材料

深冷系列保冷橡塑材料适用温度范围为-196°C~+125。柔性保冷材料的氧指数>32%,燃烧性能等级能达到GB 8624-2012要求的B1级(难燃),适用于异形件及狭窄空间内施工。

四、气凝胶

气凝胶是美国航天局开发出的一种新型纳米材料,具备很低的导热系数。97%是空气,只有3%是固体,是最轻的固体材料,气凝胶内的空气分子因被纳米孔的阻隔限制,而阻断了热能的辐射与传导,但气凝胶本身质地脆弱,且该材料在国内尚未成熟生产、成本较高。

哪种保冷材料性能更好?

保冷材料保冷效果好坏主要考虑一下几个方面:导热系数、吸水及吸湿性能、水蒸气阻隔性、线性收缩、工作温度适应性、机械强度等。

一、透湿性对比

水蒸气透湿系数是衡量保冷材料防潮性能的重要指标,水蒸气透湿性较差导致保冷材料进水,严重影响保冷效果同时会对材料造成损坏。柔性保冷材料的水蒸气透湿性为< 1.96 x10-11,聚氨酯硬质保冷材料为(2.0~ 5.0) x10-9,前者明显优于后者。橡塑保冷材料不需设置防潮层,PIR 硬质保冷材料在施工时外层需要涂抹玛蹄脂作为防潮层,且在设备、阀门、法兰等复杂部位施工时防潮层施工难度较大,防潮效果较差,易导致冷凉损失。

二、导热系数对比

1、泡沫玻璃(CG)

泡沫玻璃的导热系数随温度变化关系可以分为三个区间。当温度处于-200°C至-140°C之间时,导热系数随温度升高呈线性递增,当温度处于-140°C至-90°C之间时,导热系数随温度升高呈线性递减。在LNG保冷管道的使用温度范围内,泡沫玻璃的导热系数处于0.04~0.07W/ (m.k)之间,单从导热系数分析,其保冷效果应该比硬质聚氨酯泡沫塑料要差。

2、橡塑保冷材料

橡塑保冷材料推荐适用范围为-50°C至+105°C。它有在较高温度区间能保持较低导热系数的特点,因此适合做LNG管道的外保冷层。

三、阻燃性对比

氧指数是指在规定的条件下,材料在氧氮混合气流中进行有焰燃烧所需的最低氧浓度,是衡量保冷材料阻燃性的重要参数。

根据SH-3010-2013《石油化工设备和管道绝热工程设计规范》,阻燃性保冷材料及其制品的氧指数不应小于30%。柔性保冷材料的氧指数232%,而PIR硬质保冷材料的额氧指数为30%。因此,柔性保冷材料的阻燃性优于PIR硬质保冷材料。

四、机械强度对比

柔性保冷材料在低温下仍能保持良好的柔性和抗压性,PIR是硬质脆性材料,尤其在低温下更易破碎。PIR硬质保冷材料的抗压强度20.22MPa,而作为主保冷层的二烯烃聚合物在-100°C时仍能达到20.37MPa抗拉强度。

5施工性能对比

柔性橡塑保冷材料相比传统硬质泡沫材料,其施工的复杂程度大为下降。由于既不需要防潮层也不需要纤维材料做伸缩缝,该保冷系统采用更少的材料和层数即可完成施工。低温弹性体材料具备的柔性和适应性,使该产品相比瓦块状的硬质泡沫在安装时简单许多。该材料可以直接包裹在管道和弯头.上,并且能很容易地贴附在复杂形状的设备和管件上。材料可在现场随意切割,施工时不用电不动火,不会产生纤维和粉尘颗粒。

综合以上性能对比,不难看出,橡塑保冷材料要比硬质聚氨酯和气凝胶更适合深冷领域的保冷系统。

深冷橡塑保冷材料其实是专门针对深冷环境研发的材料,不仅耐低温,而且弹性好,适应深冷潮湿环境,不透湿,导热系数低。想要购买物美价廉的保冷材料就来绿建宝保温平台吧。


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