Thermal isolation of steel pipelines employed in the transportation of hot fluids from thermal sprayed coatings
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Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM)
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Ceramic coatings of Al2O3, Al2O3-TiO2, and Al2O3-ZrO2 commercial powders were thermally sprayed on the external surface of ASTM A106 Grade-B carbon steel pipelines (with and without a bond coat of a commercial nickel alloy) to reduce the loss of heat contained in hot fluids that are transported through this kind of ducts. The bond coat, as well as the ceramic coatings, were deposited by means of oxy-acetylene thermal spray; afterwards, the heat transfer in transitory state was evaluated by placing heated silicone oil at 160°C inside the pipelines. The temperature variation over time of the silicone oil and the external wall of each pipeline was measured. Besides the low thermal conductivity of the ceramic materials, a thicker and more porous coating provides a more effective means for thermal isolation. Additionally, the bond coat acts as a thermal resistance, which consumes heat and contributes to the reduction of the superficial temperature of the pipeline.
Se depositaron recubrimientos cerámicos, a partir de polvos comerciales de Al2O3, Al2O3-TiO2, y Al2O3-ZrO2 sobre la superficie exterior de tuberías de acero al carbono ASTM A106 Grado B con y sin capa base de una aleación de níquel, con el fin de reducir las pérdidas de calor contenido en fluidos calientes que son transportados a través de este tipo de ductos. Tanto la capa base como los recubrimientos cerámicos fueron depositados mediante proyección térmica oxiacetilénica y posteriormente se evaluó la transferencia de calor en estado transitorio, para lo cual se introdujo en las tuberías aceite de silicona calentado a 160ºC. La variación de temperatura con el tiempo del aceite de silicona y de la pared externa de cada tubo fue medida, encontrando que además de la baja conductividad térmica de los materiales cerámicos, un mayor espesor y una mayor porosidad del recubrimiento brindan medios efectivos de aislamiento térmico, y que la capa base actúa como una resistencia térmica que consume calor y contribuye a la disminución de la temperatura superficial de la tubería.
Se depositaron recubrimientos cerámicos, a partir de polvos comerciales de Al2O3, Al2O3-TiO2, y Al2O3-ZrO2 sobre la superficie exterior de tuberías de acero al carbono ASTM A106 Grado B con y sin capa base de una aleación de níquel, con el fin de reducir las pérdidas de calor contenido en fluidos calientes que son transportados a través de este tipo de ductos. Tanto la capa base como los recubrimientos cerámicos fueron depositados mediante proyección térmica oxiacetilénica y posteriormente se evaluó la transferencia de calor en estado transitorio, para lo cual se introdujo en las tuberías aceite de silicona calentado a 160ºC. La variación de temperatura con el tiempo del aceite de silicona y de la pared externa de cada tubo fue medida, encontrando que además de la baja conductividad térmica de los materiales cerámicos, un mayor espesor y una mayor porosidad del recubrimiento brindan medios efectivos de aislamiento térmico, y que la capa base actúa como una resistencia térmica que consume calor y contribuye a la disminución de la temperatura superficial de la tubería.