Сравниваем перлитно-вакуумную и экранно-вакуумную изоляцию криогенных сосудов - ТД Белокрио

Выбор типа изоляции для криогенных сосудов тесно связан с их предназначением и задачами, которые они должны выполнять. На сегодняшний день наиболее распространенными типами тепловой изоляции для криогенных сосудов являются перлитно-вакуумная(ПВИ) и экранно-вакуумная изоляция(ЭВИ). Однако нельзя однозначно сказать, какой из них является лучшим или худшим выбором, поскольку у каждого типа изоляции есть свои преимущества и недостатки. Ниже приведены некоторые сравнительные параметры перлитно-вакуумной и экранно-вакуумной изоляций, которые могут помочь в принятии решения:

Параметр	Перлитно-вакуумная изоляция (ПВИ)	Экранно-вакуумная изоляция (ЭВИ)
Применяемость	В основном для стационарных криогенных емкостей, газификаторов	Как правило для транспортных криогенных цистерн/транспортируемых криогенных емкостей, ИСО контейнеров и автоцистерн.
Технологичность	Является более технологичной, не требует дополнительного спец. оборудования.	Менее технологична, требует соблюдения специальной технологии монтажа, и дополнительного специального оборудования для монтажа слоёв экрана.

Примечание:

Технологическое выполнение всех требований к монтажу ЭВИ на промышленных изделиях практически невозможно из-за сложной конфигурации экранируемого изделия, наличия патрубков и труб. Перлитно-вакуумная изоляция (ПВИ) технологически более освоена, что обеспечивает стабильные эксплуатационные характеристики, близкие к приведенным в справочной и нормативной литературе данным.

Вакуум

100…101Па

0,01…0,001Па

Примечание:

Для обеспечения оптимальной работы экранно-вакуумной изоляции (ЭВИ) необходимо поддерживать высокий уровень вакуума. При снижении вакуума характеристики ЭВИ значительно ухудшаются.

Коэффициент теплопроводности
при отсутствии вакуума
при вакууме

0,047 Вт/(м*К)
0,0047 Вт/(м*К)

Коэффициент теплопроводности экранно-вакуумной изоляци(ЭВИ)и может быть на два порядка меньше, чем у перлитно-вакуумной изоляции(ПВИ).

Примечание:

Значение коэффициента теплопроводности перлита является известным и может быть использовано для точных тепловых расчетов конструкций. Однако значения коэффициентов теплопроводности экранной изоляции могут отличаться у разных производителей, так как они получены экспериментальным путем на специальных стендах. В связи с этим, оценка испаряемости или срока бездренажного хранения с использованием значений теплопроводности экранной изоляции затруднена из-за отсутствия достоверных данных. Единственным способом убедиться в нормальном состоянии экранно-вакуумной изоляции является проведение экспериментального определения испаряемости.

Эффективность заполнения

Перлитно-вакуумная изоляция плотно заполняет всю объемную полость теплоизоляции, обеспечивая эффективную теплоизоляцию различных тепловых мостов, таких как трубы, опоры, подвески и т.д.

Полное экранирование изолируемого образца, без теплоперетоков между слоями, при отсутствии контактов и передавливания между поверхностями экранов, с обеспечением сплошности экранов выполнить достаточно сложно.

Примечание:

Использование перлита в транспортируемых сосудах позволяет демпфировать вибрации и смещения труб, что помогает предотвратить повреждения. Перлит обладает свойствами аморфного материала, которые способствуют поглощению и смягчению вибраций, что в свою очередь обеспечивает дополнительную защиту для труб и предотвращает их возможные повреждения во время транспортировки.

Работа криосорбционных устройств

Перлитовый порошок обладает оптимальной пористостью, которая обеспечивает нормальные условия работы криосорбционных устройств. Эти устройства размещаются на внешней поверхности внутреннего сосуда и предназначены для поглощения газов, которые выделяются материалами в вакуумной среде. Благодаря пористости перлитового порошка достигается эффективное поглощение и удержание газов, что способствует поддержанию стабильных условий работы криогенной системы.

Из-за отсутствия свободного сообщения вакуумной полости с криосорбционным устройством, которое находится внутри изолирующего экрана, работа такого устройства затруднена и менее эффективна. Ограниченная доступность газов к устройству внутри экрана ограничивает его способность поглощать выделяющиеся газы и выполнять свою функцию. Это может снижать эффективность устройства и потребовать дополнительных мер для обеспечения эффективной работы в системе с ЭВИ

Примечание:

Более предсказуемая работа криосорбционных устройств ПВИ позволяет обеспечивать длительное поддержание необходимого вакуума в теплоизоляционной полости.

Вес (при одинаковых габаритах)

Перлит имеет относительно высокую плотность, что ведет к его сравнительно большему весу.

Экранно-вакуумная изоляция характеризуется сравнительно небольшим весом

Применение:

Правильно, сравнение весовых характеристик становится особенно актуальным при транспортировке криогенных жидкостей с использованием криогенных цистерн, ИСО контейнеров и других транспортных средств. В этом случае применение экранно-вакуумной изоляции (ЭВИ) позволяет снизить общий вес перевозимого продукта. Благодаря более легкой структуре ЭВИ, вес изоляции уменьшается, что в свою очередь увеличивает полезную грузоподъемность транспортных средств и позволяет перевозить больше криогенных жидкостей с меньшими затратами на топливо и ресурсы.

Полезный объём криогенного сосуда при одинаковых внешних габаритах

Имеет требования к достаточно большому расстоянию между сосудом и корпусом для заполнения перлитом.

Требует меньшего расстояния между сосудом и корпусом для размещения слоёв — экранов изоляции.

Примечание:

Меньшее межстенное расстояние при использовании ЭВИ позволяет увеличить вместимость сосуда при одинаковом с ВПИ внешнем габарите. Характеристика актуальна для транспортируемых сосудов, автоцистерн, так как по сравнению с ПВИ увеличивается полезный объём перевозимого продукта.