氣凝膠在管道帶壓開(kāi)孔作業(yè)應(yīng)用前景

所謂的氣凝膠是一種固體物質(zhì)形態(tài)，截止目前所發(fā)現(xiàn)的物質(zhì)中，它是密度最小的固體。密度為3千克每立方米。一般常見(jiàn)的氣凝膠為硅氣凝膠。氣凝膠的種類很多，有硅系，碳系，硫系，金屬氧化物系，金屬系等等。因?yàn)闅饽z密度極低，最輕的氣凝膠僅有0.16毫克每立方厘米，比空氣密度略低，所以也被叫做“凍結(jié)的煙”或“藍(lán)煙”。由于氣凝膠中一般80%以上是空氣，所以有非常好的隔熱效果。

氣凝膠的實(shí)際應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，今后將逐步應(yīng)用于管道帶壓開(kāi)孔領(lǐng)域。由于氣凝膠具有高孔隙率、低密度、低折射率、低熱導(dǎo)率等諸多特性，使得氣凝膠在管道帶壓開(kāi)孔及管道防爆切割等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用或潛在的應(yīng)用前景。

一、氣凝膠超級(jí)隔熱性能的應(yīng)用：

在我們所認(rèn)知的熱傳導(dǎo)理論中，所有材料的熱傳導(dǎo)都是由氣態(tài)傳導(dǎo)、固態(tài)傳導(dǎo)和熱輻射傳導(dǎo)方式來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于氣凝膠材料具有納米多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，因此氣態(tài)熱導(dǎo)率很小。而在真空狀態(tài)下熱傳導(dǎo)由固態(tài)傳導(dǎo)和熱輻射傳導(dǎo)決定。納米多孔材料由于高孔隙限制了稀疏骨架中鏈的局部激發(fā)的傳播，使得固態(tài)熱導(dǎo)率僅為非多孔玻璃態(tài)材料熱導(dǎo)率的幾百分之一。由于氣凝膠的超級(jí)絕熱性能，其早期應(yīng)用在航天、軍工、國(guó)防領(lǐng)域，后來(lái)發(fā)現(xiàn)氣凝膠可以應(yīng)用在科研、工業(yè)等保溫隔熱場(chǎng)合而逐漸民用，諸如新能源汽車、建筑隔熱（板材、玻璃）、衣物保暖、冰箱隔熱、管道保溫、冷鏈物流的儲(chǔ)運(yùn)裝備等等。

而管道帶壓開(kāi)孔領(lǐng)域由于許多場(chǎng)合有特殊的要求限制（如防爆、隔熱等），需要使用很多防爆和隔熱的條件及設(shè)備進(jìn)行輔助作業(yè)生產(chǎn)，因此成本控制很難實(shí)現(xiàn)。而使用工業(yè)級(jí)氣凝膠則會(huì)大幅降低這些設(shè)備的使用，從而在管道帶壓開(kāi)孔工程中降低了成本，提高了安全性和可靠性。

在電力、石化、化工、冶金、建材行業(yè)以及其他工業(yè)領(lǐng)域，管道設(shè)備的維修和維護(hù)工作大量存在。尤其是帶壓開(kāi)孔和帶壓堵漏技術(shù)的應(yīng)用使這些行業(yè)的管道維修節(jié)省了大量的停產(chǎn)和人工成本。在帶壓開(kāi)孔過(guò)程中，區(qū)域性的使用氣凝膠進(jìn)行防護(hù)和保護(hù)，使氣體泄露問(wèn)題可以解決。并在帶壓開(kāi)孔和堵漏過(guò)程中使用氣凝膠作業(yè)中對(duì)帶壓開(kāi)孔機(jī)底座充滿氣凝膠后，可以有效地保護(hù)有害、有毒氣體以及易燃易爆氣體的泄漏，保證了帶壓開(kāi)孔的順利進(jìn)行。

以DN800帶壓開(kāi)孔機(jī)為例，其底座容積約為1.21立方米（容積為圓底面積X高），而相應(yīng)地閥門完全打開(kāi)后的容積為1.4立方米，短節(jié)形狀為馬鞍型，是由一個(gè)圓柱體的體積與管道外沿相差的數(shù)據(jù)約為0.4立方米。使用氣凝膠可以有效地代替氮?dú)獾闹脫Q，并結(jié)合帶壓開(kāi)孔機(jī)的底座縫隙緊密結(jié)合后，氣體不容易外泄。由于氣凝膠耐高溫防火特性，在化工領(lǐng)域化工設(shè)備的保溫、防爆等領(lǐng)域的應(yīng)用更加適合。

氣凝膠良好的吸附性能也同樣應(yīng)用于管道帶壓開(kāi)孔的環(huán)保特點(diǎn)，在管道傳輸?shù)奈镔|(zhì)中，尤其是石油、化工、電力等管道中，工業(yè)領(lǐng)域排放的廢水大多含有大量的有毒、難降解的有機(jī)污染物，這類污染物可使生態(tài)環(huán)境遭受嚴(yán)重的破壞。SiO2氣凝膠的高孔隙率、大比表面積使其具有很大的吸附能力，是性能良好的吸附劑。在帶壓開(kāi)孔作業(yè)畢拆卸帶壓開(kāi)孔機(jī)時(shí)內(nèi)部的有害物質(zhì)會(huì)隨著氣凝膠的吸附而大大減少對(duì)周邊環(huán)境的影響。

SiO2氣凝膠具有極高的比表面積和孔隙率，使用氣凝膠后帶壓開(kāi)孔的噪音會(huì)減小一半以上，它可以作為一種理想的聲學(xué)延遲或高效隔音材料而被使用。

總之，氣凝膠會(huì)隨著人們?cè)诠艿缼洪_(kāi)孔領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，并且加強(qiáng)了對(duì)氣凝膠在這一領(lǐng)域的研究和普及推廣工作，相信其應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)逐漸擴(kuò)大。