At a time when global energy shortages and environmental pollution continue to intensify, the demand for high-efficiency thermal insulation materials in the industrial field has become the core direction of technological innovation. Data shows that in the crude oil pipeline transportation link alone, the energy loss caused by heat dissipation accounts for about 1/3 of the total energy consumption each year, which not only causes huge energy waste, but also increases the viscosity of crude oil, погоршава флуидност, па чак и утиче на квалитет нафтних производа . Традиционална изолациона плоча за заштиту од поцинкованог заштитног слоја "суочена је са више техничких уских грла: топлотна проводљивост камене вуне значајно се повећава након упијања воде и ефекат изолације, а ефекат изолације се умањује за упијајуће воде; Загађење прашине се лако генерише током процеса грађевине, а дугорочна употреба ће изазвати корозију под изолационим слојем и хрђу на заштитном слоју .
Садржај
1. техничка позадина и значај за истраживање
2. Процес припреме за превлачење и дизајн формула
3. Испитивање перформанси и пратећи систем заштите
4. Сценари за индустријске апликације и анализу користи
5. технички изазови и будући развојни стазе
6. Закључак
1. техничка позадина и значај за истраживање
Аиргел је порозни материјал састављен од рупа нано-скале . Његова посебна просторна структура просторне мреже даје је изврсно термичко изолационо перформансе - топлотна проводљивост је само 1/3 традиционалне стене {0.01-0.02 у овој структури, а ваздух у порама за топлотно зрачење, а ваздух у порама је ефикасно везан за топлотну употребу. conduction path, thereby achieving a "three-dimensional thermal insulation" effect. The research of Yuan Xuesong's team shows that the composite of nano-SiO₂ aerogel and water-based acrylic acid system can prepare a new type of coating with both high-efficiency thermal insulation and green environmental protection characteristics, providing a breakthrough solution for the fields of petroleum, petrochemicals, and building energy конзервација .
2. Процес припреме за превлачење и дизајн формула
Премаз се припрема коришћењем "оцењеног дисперзног синергистичког једињења" . језгра сировина укључује акрилну емулзију Акрилне емулзије А, Схензхен Зхонгнинг технологија Аиргел у праху, Схензхен Зхонгнинг технологије АирГел, 3М-ова шупља стаклених микросфера и керамичке микрофере Схангхаи Хуијингии . Специфични кораци припрема су следећи:
Прво, додајте средство за спајање Силане и влажење дисионизоване воде, полако додајте ваздушни прах под малим брзинама, а затим се раст брзине од 3000Р / мин за 30-50 мин за 30-50 кључ у води у воду {{. кључ за овај корак је употребљавање брзине ваздухопловних типкиња. дисперзија .
Затим додајте акрилну емулзију и деионизовану воду у пропорционално, мешати на 800-1000 Р / мин за 10-15 за формирање стабилног колоидног система . на крају, шупље стаклене микросфере, керамичке микросфере и друге функционалне пунило за 15-20 Р / мин за 15-20 Р / мин за 15-20 Р / мин за 15-20 Р / мин. утјечући на перформансе топлотне изолације .
Кључни параметри за оптимизацију формула
У оптимизацији Формуле за превлачење зрачне зрањем, аиргел садржај има очигледан критички ефекат . показују да када је масовна фракција аиргел-а 5%, топлотна проводљивост, а топлотна проводљивост, а топлотна изолација, а то је најбољи ефекат ., а то је најбољи ефекат .. Пуцање са скупљањем и када пређе 10%, структура ће се срушити због недовољног премаза честица аиргел-а, а топлотна проводљивост ће уместо тога повећати.
У погледу функционалних пунила, 1: 1 комбинација стаклених микросфера и керамичких микросфера има одличан ефекат, са топлотном проводљивошћу 0 . 045В / (м · к) и лепљењем стаклених микросфера . 56МПА .. Ако се Каолин користи за замену керамичких микросфера, адхезија се повећава на 1,76МПА, али због снажне топлотне проводљивости, топлотна проводљивост повећава се на 0,050В / (м · к), што не погодује перформанси топлотног изолације.
Регулација омјера пигмент-базе има значајан утицај на филмски квалитет превлачења . када је омјер пигмент-базе 0 {{12} 64, има најнижу термичку проводљивост и добро пријањање (1 {{11} 58МПА), а пунило се не формира у потпуности, а мицрок се формира у потпуности, што повећава топлотну проводљивост на 0,049В / (м · к) и адхезија падне на 0,93МПА. Стога је разумни билант односа пунила и латекса кључ за постизање топлотне изолације и структурне стабилности.
3. Испитивање перформанси и пратећи систем заштите
Анализа индекса вишедимензионалних перформанси
Термална изолација и механичка својства:
- Термички проводљивост усваја ХГ / Т 5182 стандард . Резултати показују да је топлотна проводљивост премаза са оптимизованом формулом 0 {{4} 042В / (м · к), што је боље од индустријске стандарде (мањи или једнак 0,05В / (м · к)).
- У тесту механичких перформанси, тест за савијање премаза може доћи до 1 мм (ГБ / Т 6742), отпорност на ударце 40кг · ЦМ (ГБ / Т 1732) и повлачење адхезије 1 . 58МПА (ГБ / Т 5210), а све прелазе индикаторе конвенционалне термичке изолације.
Систем подударања премаз (водени епоксидни прајмер + аиргел изолациони слој + водени акрилни топ облоге) је строго тестирано:
- Отпорност на киселину (ГБ / Т 9274 метода А) није ненормалност током 240 сати, а отпорност на алкали није блистала или проливање 168 сати;
- Отпорност на распршивање соли (ГБ / Т 1771) након 240 сати, нема рђе на површини премаза;
- Отпорност на вештачко убрзано старење (ГБ / Т 1865) 500 сати, а перформансе остају стабилни .
Сураднички дизајн антикорозивног пратећег система
Подршка систем усваја "логику трослојне заштите":
- Доњи слој епоксидног темеља на бази воде садржи активне епоксидне групе, које могу да формирају хемијске обвезнице са металном подлогом, са адхезијом више од 5МПА, док изолирају продирање електролита;
- Средњи изолациони слој АирГел постиже топлотну баријеру кроз нанопорозну структуру, а њене порозне карактеристике такође могу да апсорбују малу количину инфилтрираних корозивних медија;
- Површински слој акрилног топца на бази воде, има хидрофобне групе, које могу блокирати спољне корозије као што су кишни и спреј за соли, и има светлосну рефлективност веће од 80%, смањујући превлачење старења .
4. Сценари за индустријске апликације и анализу користи
Након што се премаз нафтовода нафтовода нанесено у нафтоводу, површина цевовода одржавана је изнад 25 степени на собној температури {{1}, виши од традиционалне изолационе слоја сирове нафте, а морнарска потрошња енергије је смањена за 22% умањено за 22% ., а пумпања енергије је смањена за 22% .. Спасила је сваке године, еквивалентно трошку уштеде енергије од приближно 1 . 8 милиона јуана.
У 50, 000 кубним метарним резервоар за складиштење нафте, примена аиргел премаза решава два главна техничка проблема: Прво, флуктуација температуре нафте у резервоару контролише се на ± 2 степени ефикасном изолацијом како би се спречило да се сирова нафта учврсти због ниске температуре; Друго, систем пратећих премаза смањује стопу корозије унутрашњег зида резервоара за складиштење од 0 . 12 мм / годишње на 0,03 мм / годину, продужавајући циклус одржавања на више од 5 година и смањење трошкова јединственог одржавања.
Анализа две димензије еколошких и економских користи
Aerogel water-based coatings have significant green and environmentally friendly characteristics. Compared with traditional solvent-based coatings, they do not contain harmful substances such as benzene and formaldehyde, and VOC emissions are almost zero. In a petrochemical base application, its construction process increased the air quality compliance rate in the work area by 92%, meeting the requirements of the National "Emission Standards for Air Pollutants in the Coating Industry" (ГБ 37824-2019), одражава добру еколошку љубазност .
Из економске перспективе, аиргел превлаке показују снажне трошковне предности у целом животној циклусу . иако је почетна улагања нешто виша (180 јуана / ㎡), услед снажне трајности и само једне конструкције, плус годишње енергетске уштеде од око 25 иуан / ㎡, нето добит од 150 иуан / ㎡, нето профит од 120 иуан / ㎡, може се постићи у уносу иуан / ㎡. Однос 1: 1 . 67, који је бољи од замјенских и трошкова одржавања традиционалних система роцк вуне.
5. технички изазови и будући развојни стазе
Индустријализација аиргел премаза суочена је са два главна уска грла: Једна је висока цена, што је углавном због велике инвестиције у суперкритичкој опреми за сушење и ослањање на увезене силицијум силицијум сировине; Други је лоша прилагодљивост грађевине . традиционално прскање лако оштетити структуру аиргел-а, а постоји проблем неравномерне дебљине у изградњи делова посебног облика .
Будући правац развоја фокусиран је на технолошке пробојне и наношење иновација . С једне стране, очекује се да ће промоција атмосферског технологије сушења атмосферског притиска и супституције засноване на биолошким силикон смањити трошкове за више од 70%; С друге стране, функционална експанзија постаје кључ, као што су трансмалсензивни полимери за конструкцију интелигентних транспортних премаза, који могу прилагодити порозност у складу са променама температуре и побољшати ефикасност дисипације топлоте; У исто време, само-лековити премаз ослобађа поправке кроз микрокапсуле за постизање аутоматског поправка пукотина и побољшавање радника и поузданости услуге и поузданост . Ове иновативне стазе пружају изведиво решење за великим решењима за великим решењима за велику промоцију ваздушних аиргел-ових превлака .
6. Закључак
Термички изолациони превлаке за ваздушне воде пробиле су границе перформанси традиционалних топлотних изолационих материјала кроз иновативну комбинацију наноматеријала и полимера на води .. Подршка систем заштите решава проблем са корозијом у индустријском пољу . Повезано "двоструким угљеником", ова технологија не само пружа практично решење за уштеду енергије и смањење енергије за петрохемијску индустрију, али такође и на интелигентном техничком технику за зелено и интелигентне упутства . са дубинским технологијама на атмосферском препарату. Шири простор апликације у областима изградње енергетске очувања, нове енергетске опреме итд. и постаните један од кључних материјала који подржавају енергетску револуцију.