Lengvi betono priedai | Didelio našumo putojantys agentai koriniam betonui
Hidrofobinis aerogelis kriogeninei izoliacijai: Nustokite daryti šias brangiai kainuojančias klaidas
Jei izoliuojate SGD kriogeninį rezervuarą, skystas vandenilis, arba kosmoso raketinis kuras, hidrofobiškumo pažadas aerogelis yra gundantis. Itin mažas šilumos laidumas. Nėra drėgmės patekimo. Ploni izoliaciniai sluoksniai. Tai skamba kaip tobulas sprendimas. Tačiau čia yra sunki tiesa, kurią sužinojome per dešimtmečius trukusių nesėkmių lauke: dauguma inžinierių netinkamai naudoja šią medžiagą. Jie vadovaujasi duomenų lapais, nekreipti dėmesio į fiziką, ir baigiasi suskilinėjusių antklodžių netvarka, ledo susidarymas, ir užvirimo tarifus, kurie sugadina jų projekto ekonomiką. Šis straipsnis nėra pardavimo pasiūlymas. Tai įspėjimas. Leiskite mums pereiti penkis didžiausius spąstus, kad galėtumėte jų išvengti.
1. Realaus mechanizmo ignoravimas: Hidrofobiškumas yra skydas, Ne vaistas nuo visų
Turime pradėti nuo esminio tikrovės patikrinimo. Hidrofobinis aerogelis yra nanoporinė silicio dioksido struktūra. Jo magija kyla dėl paviršiaus apdorojimo – paprastai sililinimo procesas – todėl jis atstumia skystą vandenį. Tai apsaugo nuo drėgmės kondensacijos ir užšalimo izoliacijos viduje kriogeninio aptarnavimo metu. Tai labai svarbu. Užšalimo ir atšilimo žala dėl įstrigusio vandens yra pagrindinė įprastų kriogeninių izoliacijų, tokių kaip poliuretanas, žudikas. putos ir perlitą. Aerogelis tai išsprendžia. Bet čia yra spąstai: inžinieriai mano, kad hidrofobiškumas apsaugo nuo visko. Taip nėra. Aerogelis vis dar yra trapi kieta medžiaga. Jis vis dar dulka nuo vibracijos. Jis vis tiek praranda hidrofobinę dangą, kai yra veikiamas aukštoje temperatūroje arba agresyviai valant cheminiu būdu. Negalima elgtis su juo kaip su stebuklinga kulka. Elkitės su juo kaip su tiksliu įrankiu, kurį reikia atidžiai tvarkyti.
2. Neteisingas šilumos laidumo supratimas: Skaičius brošiūroje yra melas
Pakalbėkime apie pavojingiausią skaičių mūsų pramonėje: 0.015 W/m·K. Tai yra tipiškas hidrofobinio aerogelio šilumos laidumo teiginys idealiomis sąlygomis. Tai gražus skaičius. Bet jis matuojamas laboratorijoje vakuume arba sausu azotu kambario temperatūroje. Jūsų kriogeninis pritaikymas yra -196 °C skystam azotui arba -253 °C skystam vandeniliui. Esant tokioms temperatūroms, dujos aerogelio porose kondensuojasi. Keičiasi šilumos laidumas. Jis gali padvigubėti arba trigubai, priklausomai nuo porų dydžio pasiskirstymo ir dujų rūšies. Taip pat, jei aplink aerogelį nepalaikote vakuumo arba neišvalote dujų, įsijungia konvekcinis šilumos perdavimas. Tikrasis efektyvus hidrofobinio aerogelio šilumos laidumas kriogeninei izoliacijai dažnai yra 0.025 į 0.040 W/m·K. Nekurkite savo sistemos pagrįstas ant 0.015 numerį. Jūs sumažinsite savo izoliaciją ir gausite didžiulį užvirimą. Pasitikėk fizika, ne brošiūra.
3. Nepastebimas trapumo ir dulkių susidarymo problemos
Mes matėme, kad tai atsitiko daugybę kartų. Dizainerių komanda nurodo hidrofobinio aerogelio antklodę dideliam SGD rezervuarui. Jie jį įdiegia. Veikia metus. Tada, dėl šiluminio ciklo ar vibracijos iš netoliese esančio siurblio aerogelis įtrūksta ir trupa. Dulkės migruoja į vožtuvus, instrumentai, ir net rezervuaro užpildymo erdvė. Tai nėra hipotetinė rizika. Aerogelis yra amorfinis silicio dioksidas. Jis yra trapus. Nanoporinė struktūra lengvai lūžta veikiant mechaniniam įtempimui. Pataisymas? Turite integruoti aerogelį su pluošto sutvirtinimu – stiklo pluošto, keramikos pluoštas, ar net anglies pluošto. Naudokite aerogelio antklodę arba kompozitą, ne gryni monolitai. Ir jūs turite sukurti mechaninę atramos sistemą, kuri apribotų izoliacijos apkrovą. Ne tik klijuokite jį prie rezervuaro sienelės ir tikėkitės geriausio. Tai yra kietųjų dalelių nelaimės receptas.
4. Apdorokite jį kaip perlitą arba vakuumines plokštes: Kritinė palyginimo klaida
Leisk man būti atvira: įprastos kriogeninės izoliacijos, tokios kaip perlitas, izoliuotas vakuumu plokštės (VIP), ir poliuretano putos turi skirtingą gedimo režimą. Laikui bėgant perlitas nusėda ir sutankėja, sukuriant tuštumus. VIP praranda vakuumą ir tampa laidūs. Putplastis sugeria drėgmę ir įtrūkimus. Hidrofobinis aerogelis išsprendžia kai kurias iš šių problemų, tačiau įveda naujų. Pavyzdžiui, palyginti su perlitu, aerogelis yra daug brangesnis už tūrio vienetą. Palyginti su VIP, aerogelis turi didesnį šilumos laidumą, kai nėra veikiamas kieto vakuumo. Palyginti su poliuretano putomis, aerogelis yra daug trapesnis ir sunkiau pritaikomas sudėtingoms geometrijoms. Klaida yra pasirinkti aerogelį vien todėl, kad tai madinga. Priderinkite medžiagą prie konkrečių sistemos apribojimų. Jei reikia standžios, laikančiąja izoliacija, kuria galima vaikščioti, aerogelis yra neteisingas pasirinkimas. Jei reikia lanksčios, plona izoliacija, kuri atstumia drėgmę ir tinka aplink sudėtingus vamzdynus, aerogelis gali būti tobulas. Žinokite kompromisus.
5. Tvarkymo protokolų ir gedimo išlaidų nepaisymas
Štai punktas, kuris retai patenka į techninius dokumentus. Hidrofobinis aerogelis yra brangus. Įprasta antklodė gali kainuoti 5 į 10 kartų daugiau nei perlitas ar putplastis. Ši didelė kaina sukuria natūralų spaudimą, kad būtų sumažintas montuojamas storis. Nepakliūkite dėl to. Jei sumažinsite izoliacijos dydį, kad sutaupytumėte pinigų medžiagai, per visą laivo eksploatavimo laiką sumokėsite daug daugiau už išvirimo nuostolius. Mes paleidome skaičius. A 1% Padidėjęs užvirimo greitis didelėje SGD talpykloje gali kainuoti šimtus tūkstančių dolerių per metus prarasto produkto. Taip pat dažnai pasitaiko priešinga klaida: per didelis aerogelio storis, siekiant kompensuoti neapibrėžtumą, kuris be reikalo didina kapitalo sąnaudas. Sprendimas? Atlikite tinkamą terminę analizę, kuri atsižvelgtų į realias sąlygas. Saugos ribos koeficientas 15-20% ant storio. Ir niekada nedėkite aerogelio be valymo, sausas, dulkių kontroliuojama aplinka. Drėgnas montavimas arba užteršti paviršiai iš karto sugadina hidrofobinę dangą.
Paskutinis įspėjimas: Daugkartinio naudojimo sistemos ir ateitis
Matome augančią daugkartinio naudojimo nešančiųjų raketų ir pažangių kriogeninių saugyklų, skirtų naudoti kosmose, tendenciją. Inžinieriai bando naudoti hidrofobinį aerogelį kaip daugkartinę izoliacijos sistemą. Logika turi prasmę: jis yra lengvas, jis valdo terminį ciklą, ir atstumia drėgmę. Bet čia yra laimikis, kurį atradome per skausmingą patirtį: sililinta hidrofobinė danga suyra per pasikartojančius terminius ciklus iki kriogeninės temperatūros. Po maždaug 20 į 50 ciklai, kontaktinis kampas krenta, ir vanduo pradeda adsorbuotis. Izoliacija praranda savo kraštus. Pataisymas – planuoti periodinį pakartotinį dažymą arba keitimą. Nekurkite sistemos, kuri remiasi aerogeliu, kuris tarnaus visą transporto priemonės eksploatavimo laiką be priežiūros. Tai nesėkmė, kurios laukia.
Kitas jūsų žingsnis: Išbandykite prieš įsipareigodami
Mes pasidalinome šiais įspėjimais, nes išmokome juos sunkiai. Hidrofobinis aerogelis kriogeninei izoliacijai yra galinga medžiaga – kai naudojamas teisingai. Kai naudojamas neteisingai, tai brangus galvos skausmas. Mūsų patarimas? Nepaisykite mūsų žodžio vieni. Sukurkite nedidelio masto bandymų įrenginį. Imituokite savo tikrąjį terminį ciklą, vibracija, ir drėgmės sąlygos. Išmatuokite efektyvų šilumos laidumą konkrečioje darbo aplinkoje. Tik tada padidinkite mastelį. Bandymo kaina yra nedidelė viso lauko gedimo kainos dalis.
Tiekėjas
ConcreteAndMore yra patikimas pasaulinis aukštos kokybės betono priedų ir statybinių cheminių medžiagų tiekėjas. Su ilgamete pramonės patirtimi, Mes specializuojamės teikiant naujoviškus sprendimus, įskaitant polikarboksilato superplastifikatorius, betono pluoštai, putų šalinimo priemonės, putojančios medžiagos, ir pažangūs aerogelio šilumos izoliacijos gaminiai. Jei jus domina betono mišiniai, nedvejodami susisiekite su mumis!