Les pipelines à haute-température sont largement utilisés dans les centrales électriques, les installations pétrochimiques, les raffineries de pétrole, les aciéries et d'autres systèmes industriels. Sans isolation efficace, ces tuyaux peuvent perdre beaucoup de chaleur, augmenter la consommation d’énergie et créer des températures de surface dangereuses.

Des matériaux traditionnels tels que la laine minérale, la laine de verre, la fibre céramique et le silicate de calcium sont couramment utilisés pour l'isolation des canalisations. Cependant, ils peuvent nécessiter une couche d’isolation relativement épaisse pour atteindre la performance thermique cible.

Le feutre Aerogel offre une solution alternative pour les projets qui nécessitent une isolation efficace dans un espace d'installation limité. Sa faible conductivité thermique, sa structure flexible et ses propriétés hydrophobes le rendent particulièrement adapté aux pipelines industriels-à haute température.

Qu’est-ce que l’aérogel ressenti ?

Le feutre d'aérogel, également connu sous le nom de couverture d'aérogel, est un matériau isolant flexible fabriqué en combinant un aérogel de silice avec une matrice de fibres de renforcement.

L'aérogel de silice contient une structure poreuse à l'échelle nanométrique qui limite le transfert de chaleur par conduction solide, mouvement de gaz et convection. Le renfort en fibres améliore la flexibilité et la résistance à la manipulation, permettant au matériau d'être roulé, coupé et installé autour de surfaces courbes.

Le feutre d'aérogel de silice est généralement fourni en rouleaux de différentes épaisseurs, largeurs, densités et niveaux de température.

Les applications industrielles typiques comprennent :

Conduites de vapeur à haute-température

Tuyaux de procédés pétrochimiques

Systèmes de transport de pétrole et de gaz

Conduites d'échappement et de fumées-

Équipement de production-d'électricité

Systèmes de tuyauterie de raffinerie

Réservoirs, cuves et chaudières

Vannes, brides et raccords de tuyauterie

Vestes isolantes amovibles

Pourquoi les tuyaux-à haute température ont besoin d'être isolés ?

L'isolation des tuyaux à haute-température remplit plusieurs fonctions importantes.

Réduire les pertes de chaleur

Un tuyau chaud non isolé libère continuellement de la chaleur dans l’environnement. Cela augmente la demande d’énergie et réduit l’efficacité globale du système.

Une couche isolante correctement conçue aide à retenir la chaleur du processus et à maintenir une température de fluide stable tout au long du pipeline.

Contrôler la température de surface

Les pipelines chauds exposés peuvent créer des risques de brûlure pour les travailleurs. L'isolation abaisse la température de la surface externe et permet un fonctionnement plus sûr dans les zones de maintenance, les ateliers et les installations de traitement.

Maintien des conditions de processus

Certains procédés industriels nécessitent que le fluide transporté reste dans une plage de température spécifique. Une perte de chaleur excessive peut affecter la viscosité, le débit, la pression ou la stabilité du procédé.

Protéger les équipements à proximité

La chaleur rayonnante des tuyaux non isolés peut endommager les câbles, les instruments, les revêtements et autres composants à proximité.

Réduire les coûts énergétiques

Une perte de chaleur plus faible peut réduire la charge de la chaudière, la consommation de carburant et les coûts d'exploitation. Sur la durée de vie d'une canalisation, ces économies peuvent compenser une partie de l'investissement en isolation.

Avantages du feutre Aerogel pour l'isolation des tuyaux

1. Faible conductivité thermique

La conductivité thermique indique la facilité avec laquelle la chaleur traverse un matériau. Une valeur inférieure signifie généralement de meilleures performances d’isolation pour la même épaisseur.

De nombreux produits en feutre d'aérogel offrent une conductivité thermique-à température ambiante d'environ0.015–0.020 W/(m·K), en fonction de la qualité du produit et des conditions de test.

Par exemple, le Nano Aerogel Felt a une conductivité thermique répertoriée d'environ0,018–0,020 W/(m·K) à 25 degrés.

La conductivité thermique augmente normalement à mesure que la température moyenne de fonctionnement augmente. Les acheteurs devraient donc demander des valeurs de conductivité couvrant la température réelle du pipeline plutôt que de se fier uniquement à la valeur mesurée à 25 degrés.

2. Épaisseur d'isolation réduite

Le feutre aérogel peut atteindre la résistance thermique requise avec une couche plus fine que de nombreux matériaux isolants conventionnels.

L'épaisseur réduite est particulièrement utile pour :

Pipelines rapprochés

Supports à tuyaux restreints

Zones de traitement encombrées

Vannes et brides à jeu limité

Équipements marins et offshore

Les systèmes d'isolation existants en cours de modernisation

Tuyaux installés près des murs ou des supports structurels

Un système d'isolation plus fin réduit également le diamètre du tuyau fini et peut réduire la quantité de revêtement externe nécessaire.

3. Installation flexible

Le feutre Aerogel peut être coupé et enroulé autour de tuyaux droits, de coudes et de composants irréguliers.

Il convient pour isoler :

Sections de tuyaux droites

Coudes

T-shirts

Réducteurs

Vannes

Brides

Joints de dilatation

Supports de tuyaux

Sa flexibilité facilite son ajustement sur des surfaces complexes que les sections d'isolation rigides.

4. Résistance à l'humidité

L'humidité est un problème courant dans les systèmes d'isolation industriels. Si de l’eau pénètre dans un isolant fibreux classique, la conductivité thermique peut augmenter et une corrosion sous l’isolant peut se développer.

Le feutre aérogel hydrophobe résiste à la pénétration du liquide-eau. Cela le rend adapté aux canalisations extérieures, aux environnements humides et aux installations exposées à des conditions météorologiques changeantes.

Certains produits en feutre d'isolation thermique en aérogel ont un taux hydrophobe répertorié supérieur à 99 %.

Cependant, l’isolation hydrophobe ne rend pas l’ensemble du système de canalisations étanche. Les joints, pénétrations et revêtements extérieurs doivent encore être correctement scellés.

5. Performance sous cyclage thermique

Les pipelines industriels peuvent chauffer et refroidir de manière répétée lors du démarrage, de l’arrêt et des changements de processus.

Le feutre Aerogel a une structure renforcée flexible qui peut s'adapter au mouvement normal des tuyaux et aux cycles thermiques. Contrairement à certains matériaux isolants rigides, il est moins susceptible de se fissurer en raison de vibrations mineures ou de changements dimensionnels.

Les systèmes de fixation et de revêtement doivent également être conçus pour s'adapter à l'expansion du pipeline.

6. Volume d’isolation inférieur

Puisqu’une épaisseur moindre peut être nécessaire, l’isolation par aérogel peut réduire le volume total de matériau utilisé autour d’un pipeline.

Cela peut apporter des avantages pratiques lors de :

Transport

Stockage sur-site

Manutention des matériaux

Installation dans des supports à tubes surélevés

Installation dans des zones d'installation restreintes

Entretien et retrait

Feutre Aerogel vs isolation de tuyaux traditionnelle

Le feutre Aerogel n’est pas automatiquement la meilleure option pour chaque pipeline. La laine minérale peut rester plus économique pour les grandes installations simples disposant de suffisamment d’espace. La fibre céramique peut être préférable pour les zones de fours à température extrêmement élevée-, tandis que le silicate de calcium est utile lorsqu'une plus grande résistance à la compression est requise.

Le feutre aérogel est particulièrement utile lorsque l’épaisseur de l’isolation, la résistance à l’humidité et la flexibilité d’installation sont des considérations majeures du projet.

Sélection du bon feutre Aerogel

Température de fonctionnement

Confirmez les températures normales et maximales du pipeline.

La température maximale indiquée du produit ne doit pas être la seule base de sélection. Les acheteurs doivent également examiner :

Température de fonctionnement continue

Température maximale à court-terme

Température moyenne d'isolation

Fréquence des cycles thermiques

Exposition directe ou indirecte à la chaleur

Durée de vie requise

Différentes formulations d'aérogel et fibres de renforcement sont conçues pour différentes plages de température.

Conductivité thermique à température de service

Ne comparez pas de produits en utilisant uniquement la conductivité à température ambiante.

Demander une courbe ou des valeurs de conductivité thermique à plusieurs températures moyennes. Cela fournit une base plus réaliste pour calculer les pertes de chaleur et l’épaisseur de l’isolation.

Épaisseur d'isolation requise

Les épaisseurs courantes de feutre d'aérogel comprennent :

3mm

5mm

6mm

8mm

10mm

Plusieurs couches peuvent être installées pour obtenir la résistance thermique requise. L'épaisseur finale doit être déterminée en fonction :

Température des canalisations

Diamètre du tuyau

Température ambiante

Température de la-surface extérieure requise

Perte de chaleur admissible

Vitesse du vent

Lieu d'installation

Bardage extérieur

Exigences-en matière de protection du personnel

Une couverture isolante en aérogel peut être fournie en différentes épaisseurs et niveaux de température selon les exigences du projet.

Taille et géométrie des tuyaux

Fournissez le diamètre extérieur du tuyau ainsi que des informations sur les coudes, les vannes, les brides et les supports.

Les raccords complexes peuvent nécessiter des gabarits, des sections coupées plus petites ou des couvercles isolants amovibles.

Installation intérieure ou extérieure

Les installations extérieures nécessitent une protection contre :

Pluie

Vent

Exposition aux UV

Impact mécanique

Contamination chimique

Dommages lors de la maintenance

Une gaine métallique ou une autre barrière contre les intempéries appropriée doit être installée sur le feutre d'aérogel.

Exigences en matière d'incendie et de sécurité

Confirmez si le projet nécessite une classification incendie, un indice de fumée ou une norme d'essai spécifique.

Le système d'isolation complet doit être évalué, y compris le feutre aérogel, les adhésifs, les fixations, les pare-vapeur et le revêtement extérieur.

Procédure d'installation recommandée

Les procédures d'installation peuvent varier en fonction de la taille des tuyaux et des spécifications du projet, mais les étapes suivantes fournissent une référence générale.

Étape 1 : Inspecter la surface du tuyau

Avant l'installation, vérifiez que la surface du tuyau est :

Faire le ménage

Sec

Exempt de rouille libre

Exempt d'huile et de contaminants

Correctement enduit là où une protection contre la corrosion est requise

Tout revêtement protecteur endommagé doit être réparé avant l’installation de l’isolant.

Étape 2 : Mesurer et couper le matériau

Mesurez la circonférence du tuyau et le chevauchement requis. Coupez le feutre d'aérogel à l'aide d'un couteau isolant bien aiguisé ou d'un outil de coupe approprié.

Les installateurs doivent porter des gants appropriés, des lunettes de protection et une protection contre la poussière.

Étape 3 : Enveloppez le feutre d'aérogel

Enroulez la couverture uniformément autour du pipeline sans compression excessive.

L'isolant doit être bien ajusté contre le tuyau tout en conservant son épaisseur spécifiée.

Étape 4 : Décaler les joints

Lorsque plusieurs couches sont installées, décalez les joints longitudinaux et circonférentiels.

Cela réduit les chemins de transfert de chaleur directs-et améliore la continuité de l'isolation.

Étape 5 : Fixez l'isolation

Utilisez du fil-en acier inoxydable, des bandes ou un autre système de fixation approuvé.

Les attaches doivent maintenir le matériau en toute sécurité sans l'écraser ni réduire considérablement son épaisseur.

Étape 6 : Traiter les raccords et les supports

Ajustez soigneusement le matériau autour des coudes, des vannes, des brides, des supports et des supports de tuyaux.

Ces zones sont des sources courantes de ponts thermiques et nécessitent une attention particulière.

Étape 7 : Installer le revêtement externe

Appliquez de l'aluminium, de l'acier inoxydable-ou un autre revêtement extérieur spécifié pour protéger l'isolation des intempéries et des dommages mécaniques.

Tous les joints, chevauchements et pénétrations doivent être scellés conformément aux exigences du projet.

Erreurs d'installation courantes

Compression excessive

La compression de la couverture réduit son épaisseur installée et diminue donc sa résistance thermique.

Espaces entre les sections

Les joints ouverts permettent à la chaleur de contourner l’isolation. Les sections doivent être étroitement ajustées sans grands espaces.

Joints alignés dans plusieurs couches

Si tous les joints des couches sont alignés, ils créent un chemin de transfert de chaleur-plus direct. Les joints doivent être décalés autant que possible.

Données de conductivité incorrectes

L'utilisation d'une valeur de conductivité thermique à -température ambiante pour un pipeline à haute-température peut entraîner une épaisseur d'isolation insuffisante.

Mauvais revêtement et étanchéité

Même le feutre aérogel hydrophobe nécessite une protection externe correctement installée. Un revêtement mal scellé peut permettre à l’eau de pénétrer dans le système.

Ignorer les supports de tuyaux

Les sabots de tuyauterie, les suspensions et les supports peuvent créer des ponts thermiques. Ces domaines doivent être pris en compte dans la conception de l’isolation.

Informations requises pour un devis d’isolation de tuyaux

Les acheteurs doivent fournir les informations suivantes :

Demande de pipeline

Milieu transporté

Température de fonctionnement normale

Température maximale à court terme-

Diamètre extérieur du tuyau

Longueur totale du pipeline

Nombre de coudes, tés, vannes et brides

Température de la-surface extérieure requise

Perte de chaleur maximale admissible

Installation intérieure ou extérieure

Température ambiante et conditions de vent

Espace d'isolation disponible

Classement feu requis

Épaisseur et largeur de rouleau préférées

Exigences en matière de revêtement extérieur

Quantité du projet et lieu de livraison

Les informations complètes sur le projet permettent au fabricant de recommander un produit et une épaisseur plus appropriés.

Foire aux questions

Le feutre aérogel est-il adapté aux conduites de vapeur ?

Oui. La qualité d'aérogel appropriée peut être utilisée pour les canalisations de vapeur à haute température-. La sélection doit être basée sur la température de fonctionnement continue, la température maximale et la -perte de chaleur ou la température de surface-objectif requise.

Quelle doit être l’épaisseur de l’isolation des tuyaux en aérogel ?

L'épaisseur correcte dépend du diamètre du tuyau, de la température du processus, des conditions ambiantes et des pertes de chaleur admissibles. Un calcul thermique doit être effectué avant la sélection finale.

Le feutre aérogel peut-il être installé en plusieurs couches ?

Oui. Plusieurs couches sont couramment utilisées. Les joints doivent être décalés pour réduire les ponts thermiques.

Le feutre aérogel nécessite-t-il un revêtement métallique ?

Le revêtement métallique est généralement recommandé pour les canalisations industrielles extérieures et les zones exposées à des dommages mécaniques. Le bardage protège l’isolation et améliore la durabilité du système.

Le feutre aérogel peut-il prévenir la corrosion sous l’isolation ?

Le feutre aérogel hydrophobe peut réduire la rétention d’humidité, ce qui peut contribuer à réduire le risque de corrosion sous l’isolation. Cependant, un revêtement, une étanchéité, une inspection et un revêtement appropriés des tuyaux restent nécessaires.

L'aérogel est-il plus cher que la laine minérale ?

Son prix matériel initial est normalement plus élevé. Cependant, la comparaison complète doit inclure l'épaisseur de l'isolation, l'espace d'installation, la main d'œuvre, les pertes de chaleur, les dimensions du revêtement et la maintenance à long terme.

Conclusion

Le feutre Aerogel est un matériau d'isolation pratique pour les canalisations industrielles-à haute température où l'efficacité thermique, l'épaisseur réduite et la résistance à l'humidité sont importantes.

Sa faible conductivité thermique permet aux concepteurs de créer des systèmes d'isolation plus fins, tandis que sa structure flexible facilite l'installation autour des tuyaux, coudes, vannes et autres composants complexes. Les qualités hydrophobes offrent également une protection supplémentaire dans les environnements extérieurs et humides.

Cependant, une performance réussie dépend de la sélection et de l’installation correctes des matériaux. Les acheteurs doivent confirmer la conductivité à la température de service réelle, calculer l'épaisseur requise et utiliser des systèmes de fixation et de revêtement appropriés.

En fournissant des informations complètes sur le pipeline et l'exploitation, les ingénieurs de projet peuvent sélectionner une solution en feutre d'aérogel qui équilibre le contrôle des pertes de chaleur, la sécurité des surfaces, l'espace d'installation et le coût du cycle de vie.