En tant que matière première énergétique et chimique propre, de haute qualité, efficace et pratique, le gaz naturel présente un potentiel d'application considérable. Parmi celles-ci, le gaz naturel liquéfié (GNL), fortement commercialisé, commence également à susciter l'intérêt en tant que complément aux sources de gaz traditionnelles.
Les gazoducs de GNL étant des canalisations typiques de transport de fluides à basse température, le GNL qu'ils transportent se trouve généralement à l'état liquide. Dès qu'une source de chaleur extérieure pénètre dans la canalisation, le GNL se vaporise facilement, transformant l'écoulement monophasique en un écoulement diphasique gaz-liquide, voire provoquant un blocage gazeux. Il en résulte une augmentation de la pression et une diminution du débit dans certaines sections de la canalisation, ce qui perturbe gravement le transport normal du GNL. Par conséquent, la vaporisation du GNL doit être strictement contrôlée. L'isolation des gazoducs permet de prévenir les intrusions de chaleur extérieure et la vaporisation du GNL, et son efficacité dépend principalement de la qualité de l'isolation. Ainsi, les gazoducs de GNL doivent impérativement mettre en œuvre des mesures d'isolation thermique , dont la qualité influe non seulement sur l'efficacité du transport du GNL, mais aussi sur le bon fonctionnement de l'ensemble du système.
Types d'isolation des pipelines de GNL
Isolation sous vide : Le principe consiste à transformer la structure isolante en une couche intermédiaire étanche, et à maintenir l'espace interne sous vide afin de réduire le transfert de chaleur. Dans le système GNL domestique, cette isolation présente une longue durée d'utilisation, un effet d'isolation thermique évident et de faibles pertes d'énergie. Cependant, en raison de son prix élevé et de ses longs délais de fabrication, elle est principalement utilisée dans des projets clés et ne peut être déployée à grande échelle.
Isolation par empilement : L'isolation par empilement est une méthode traditionnelle d'isolation. Elle consiste à installer des matériaux isolants poreux à l'extérieur du tube, et à obtenir l'isolation grâce au remplissage des cellules avec de l'air à pression normale (ou d'autres gaz). Son efficacité thermique est légèrement inférieure à celle de l'isolation sous vide, mais sa structure est simple, son prix est faible et son fonctionnement et son entretien sont aisés. Actuellement, les gazoducs nationaux de GNL utilisent principalement cette méthode pour l'isolation des canalisations.
Sur le marché actuel, les matériaux isolants empilés existants utilisent principalement du polyuréthane et de la mousse de verre, adaptés aux différentes températures du GNL. Comparée aux matériaux d'isolation thermique traditionnels tels que le polyuréthane et la mousse de verre, la mousse de mélamine présente de nombreux avantages. Sa résistance aux intempéries (de -196 °C à 200 °C) est remarquable, tout comme sa structure physique et chimique stable à hautes et basses températures. Elle offre également d'excellentes performances en matière de conductivité thermique (coefficient de conductivité thermique : 0.032 W/(m*K)) et d'absorption acoustique (0.95 NRC). Sa légèreté, sa protection environnementale et sa sécurité en font un matériau d'isolation irremplaçable pour les pipelines de GNL.
Lors de la conception technique des stations de GNL, la situation réelle du projet doit être analysée avec précision, et des matériaux d'isolation thermique et thermique appropriés doivent être sélectionnés et utilisés. Parmi les points forts figurent :
- La température minimale d’utilisation sûre des matériaux d’isolation contre le froid doit être inférieure à la température minimale du milieu pendant le fonctionnement normal ;
- Les performances de protection contre l’incendie des matériaux d’isolation contre le froid doivent répondre aux exigences des normes nationales en vigueur ;
- Privilégier l’utilisation de matériaux d’isolation contre le froid dotés d’une excellente résistance à la perméabilité à la vapeur d’eau pour garantir la stabilité à long terme des performances des matériaux ;
- Le matériau d'isolation contre le froid doit avoir de bonnes performances de découpe ou de traitement de découpe sur site, une construction facile et une difficulté d'installation sur site simplifiée ;
- Donner la priorité aux matériaux ou produits présentant des avantages économiques globaux élevés ;
- Réduisez la quantité de travaux de maintenance quotidiens après la mise en production du système de refroidissement et améliorez la réutilisation des matériaux.
Compte tenu des exigences mentionnées ci-dessus, la mousse de mélamine peut être utilisée comme matériau d'isolation thermique et de conservation du froid pour les gazoducs de GNL. Elle joue un rôle important dans l'isolation thermique et la conservation du froid de ces gazoducs. La mousse de mélamine est un élastomère plastique flexible doté d'une structure tridimensionnelle en réseau. Elle conserve une structure physico-chimique intacte à -196 °C, ce qui lui confère une excellente conductivité thermique à basse température et limite la convection entre l'intérieur et l'extérieur. Ce matériau présente d'excellentes performances en matière de conduction thermique par conduction et rayonnement, de résistance au feu (normes B1, UL94 V0 et HL-1), d'isolation thermique (absence d'électricité statique et propriétés antistatiques), de résistance aux acides et aux alcalis, à la corrosion et au vieillissement, de légèreté et de flexibilité à basse température. La mousse de résine de mélamine, matériau élastique et non fibreux, est exempte de poussière, d'halogènes, d'hydrocarbures, de retardateurs de flamme et/ou de métaux lourds toxiques. Elle est particulièrement adaptée aux environnements exigeants environnementales, notamment pour l'isolation thermique et acoustique des chambres froides (usines pharmaceutiques, de conservation des fruits et légumes, agroalimentaires, de transformation de la viande et de boissons fraîches), des congélateurs/réfrigérateurs, des réservoirs de stockage de GNL liquéfié et des navires transportant du GNL liquéfié.
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