航空航天绝缘:其他行业的应用

由今天的技术驱动的飞机制造商雇用,高性能微孔的绝缘产品,这是目前可用的最有效的高温系统,也在广泛接受工业应用。

微孔工程系统从使用许多纺织品到利用金属箔的部分封装的柔软制造。设计考虑因素高效保温系统对于航空航天行业的就业领导的研究人员可以定义最佳的理论隔热。

这是基于最大限度地减少主要的传热模式,包括气体传导、固体传导、辐射和对流的同时行动。需要一个产品模型来满足特定的标准,包括:

  • 在服务中很少或没有排气
  • 在不使用真空的情况下优化热性能
  • 抗压强度高
  • 很轻的重量
  • 服务温度限制为1000°C(1830°F)

该研究导致了由微孔烟雾二氧化硅粉末绝缘构成的产品,两层玻璃纤维布。它是一种特殊材料添加剂,精细颗粒包装和精确的生产方法的组合,可提供微孔绝缘的优异的热性能。

微孔绝缘特性

与传统保温产品相比,微孔保温的优点是在给定的厚度下,其导热系数要低得多。例如,在1000°F(538°C)微孔保温材料的导热系数为陶瓷纤维毯的1/3,2300°F(1260°C)级保温耐火砖的1/4。

因此,1英寸(25mm)厚的微孔绝缘,如热陶瓷BTU-Block(TM),将在1000°F为3英寸(75毫米)厚的陶瓷纤维毯或4英寸时提供几乎相同的传热结果。或4英寸(100 mm)等同类IFB的厚度(绝缘烧伤)。

微孔保温产品除了其极低的蓄热和导热系数外,还有其他一些优点是极低的收缩率和抗过度压缩。这些材料能够欧洲杯足球竞彩在重负荷下抵抗广泛的压缩,其导热特性几乎没有退化。

它的均匀性和热性能实际上是通过保温材料的压缩来改善的,因为它会轻微变形,微孔保温产品不会达到临界载荷/变形点,不像典型的刚性保温系统。

当在高达1800°F(982°C)的温度下用作备用绝缘时,它们具有极低的收缩。在大多数应用中也容易安装绝缘。纤维水泥或硅酸钠通常用于将它们保持在适当位置。

微孔绝缘形式

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微孔保温系统的形式由热陶瓷如BTU-BLOCK™和Min-K®包括板材和形状,柔性,面板,钢包衬里和可模塑。

板和形状可在各种大小和配置。它们是结构完整性最大、密度最高的刚性产品和微孔产品。柔性产品由微孔芯封装在高温布层之间,并以1英寸(25毫米)平方绗缝而成。

面板是一种低密度产品,封装在玻璃纤维纺织。它提供抗弯强度,机械保护和粘结到墙壁或其他绝缘的基板。这种材料具有良好的刚性、高强度、低成本和多种形状和尺寸的制造能力。

绗缝在高振动环境中保持核心分布,并使绝缘材料在安装过程中能够弯曲或缠绕,以符合独特的形状。

钢包内衬的制作与柔性产品非常相似,但采用了平行缝合,使其能够缠绕在圆形或圆柱形容器上,如坩埚和钢包。

可模塑产品可以将其手工放置或毛巾成其他绝缘系统无法安装的区域,并且是微孔绝缘的潮湿形式。它是缺乏工程设计支持的现场制造工作或定制应用中的理想选择。

有些应用需要特殊的考虑,需要非标准材料的选择。例如,在某些应用中,BTU-BLOCK产品使用了一种特殊的疏水核心材料,以使湿产品(如耐火浇注料)直接放置在微孔绝缘材料上,而不会破坏产品结构。

薄膜涂层可用于提高织物涂层微孔制品的强度。不同的材料密度从14到25磅/英尺3.(224至400公斤/米3.)使选择能够满足特定的抗压缩性要求或成本限制。

一种新的复合产品将微孔绝缘芯与公司的K-Shield以绗缝形式结合在一起®毛毡ag。复合产品比通常的微孔绝缘更轻 - 11与16磅/英尺3.-不牺牲绝缘性能。

通过在热面侧使用2300°F的毡材料,该复合材料可以在比微孔芯额定使用温度更高的温度下使用。

在航空航天工业中的应用

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航空航天工业通常需要高性能的热管理系统,这些系统保持一致的操作温度,或者除了实现其含热的传统目标之外,除了实现其传统目标之外,还提供了火灾障碍。

这些挑战可能与空间限制、高振动环境和重量限制相结合。柔性和模压微孔绝缘材料提供了航空航天应用所需的耐久性、物理特性和尺寸配置。

装配式产品或标准尺寸满足客户要求,可立即安装。柔性绝缘是由高温织物表面之间的微孔芯组成的复合系统。

为了保持核心分布,同时创造一个灵活的毛毯,然后系统被高温线绗缝在一英寸的正方形。厚度范围为0.125 ~ 0.500英寸(3 ~ 13毫米),芯密度为8、10和16 pcf。

绗缝复合材料可以切割和制造成独特的几何形状,并用于代替传统的纤维绝缘体,通常减少所需厚度的50 - 75%。最高标准温度额定值(500、1200和1832°F)通常由外层织物表面决定。

为了防止发动机的热量损失,在许多应用中,在航空航天工业中广泛地利用了柔性微孔绝缘,包括绝缘发动机Nacelles或封口。这提高了内部工作温度一致性,提高了运行效率并保护外壳。

通过标准2000°F/15分钟性能测试,该产品还被用作辅助动力单元外壳的防火屏障。它也被用来隔离起落架支柱。

模制微孔绝缘也被用于许多航空航天应用,最常见的是作为飞行数据记录器(FDRs)的防火保护,即所谓的“黑匣子”。它可以压入金属外壳,然后机加工成型,或部分可以从标准模压板机加工成独立的外壳。

该材料极低的导热系数在低温下保持了盒子内部的内容物,特别是数据收集系统,以确保模拟火灾后的数据可恢复。

测试程序将系统暴露于2000°F(1095°C)一小时,利用最大内部温度需求,基于测试后的数据收集的可恢复性。

虽然模压绝缘材料具有极低的导热系数,但由于需要更小的FDR单元,以及能够经受更长的防火测试的单元,改进系统的开发受到了推动。一个模压Min-K配方包含吸热成分反应吸收热量在更高的温度。

虽然吸热材料不会通过绝缘改变最终稳态的热通量,但它需要系统达到稳定状态,从而提高系统的性能整体。进一步对火灾测试,FDR应用中的MIN-K也通过了许多严格的耐久性测试,旨在模拟飞机对失败的影响。

工业应用

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传统的耐火材料,如浇注料和耐火砖,长期以来一直是高温衬砌施工的主要材料。由于钢铁和有色金属等典型加工工业2020欧洲杯下注官网的能源密集型性质以及燃料成本的上升趋势,热处理设备需要一致、高效的后备绝缘系统。

高性能产品如微孔保温材料开始得到广泛的接受,因为它们现在满足了工业应用的严格保温要求。

通过使用BTU-BLOCK保温材料等产品,可以在降低衬砌施工导热系数的情况下获得巨大的节能效益。例如,多种多样的钢包,如工厂转移钢包和公路钢包,是微孔保温的理想应用领域。

钢包通常采用保温耐火砖、轻质浇注料或薄纤维在热面耐火材料后面保温。

微孔保温作为备用产品,保证了金属液在钢包内停留较长时间不会凝固,从而降低了热损失,有助于降低内衬总厚度,从而增大了钢包内的容积。

下面的例子说明了如何在钢包中使用微孔保温,以最大限度地减少昂贵的钢包壳由于热点和外壳温度高而产生的退化,这对大型钢厂是有利的,并提高底浇钢包操作的安全性。

为了取代之前失效的纤维板系统,该公司还想要一种耐用的材料。通过在200吨的钢包中安装0.375英寸(9毫米)厚的BTU-BLOCK板作为备用,外壳温度降低了15%。

此外,减少了热损失,使钢包完全排空之前,金属凝固。此外,加热后的钢包冷却速度加快,提高了工艺流动灵活性。由于较好的熔融金属均匀性,提高了产品质量。

在另一个例子中,一家原铝生产商想要减少其碳烤炉管壁的厚度,以扩大坑的尺寸,以纳入更大的电解槽阳极。

采用BTU-BLOCK保温材料的新设计降低了总体管壁厚度6英寸(152 mm),同时与当前的管壁设计相比,降低了30%的理论热损失。

连续铸钢设施和铝铸造厂也利用大量的微孔绝缘在长洗涤段,以帮助防止熔融金属凝固。它们也用于过滤盒和中间包,以保持金属的热度。

这也有助于通过消除熔融金属过热的要求来节省能源成本。微孔保温的其他工业应用包括铝熔炉,陶瓷隧道,化学加工乙烯单元和陶瓷馈线碗中的备用。

总结

采用轻质、超低导热、微孔保温等BTU-BLOCK和Min-K产品,在复合绝缘系统中提供了许多优点,包括:

  • 通过减少循环操作设备的冷却时间来改善工艺流程2020欧洲杯下注官网
  • 通过衬里减少热量损失,降低能耗
  • 改善了高温工艺的安全条件
  • 增加设备寿命,因为较2020欧洲杯下注官网薄的保温层可能增加耐火工作衬里的厚度
  • 通过降低整体绝缘厚度增加产品产量,从而增加设备在钢包内衬等应用中的能力2020欧洲杯下注官网

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    摩根高级材料-热陶瓷。欧洲杯足球竞彩(2021年10月25日)。航空航天绝缘:其他行业的应用。AZoM。于2021年10月26日从//www.wireless-io.com/article.aspx?ArticleID=20855检索。

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