극저온 단열을 위한 3M™ Glass Bubbles
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수소, 질소, 액화 천연 가스, 산소 및 아르곤과 같은 액화 가스는 일반적으로 이중벽 사이에 단열재로 채워진 환형 공간이 있는 탱크에 극저온 환경에서 끓는점(액체 수소의 경우, 20K) 이하로 저장됩니다. 일반적으로 화산 유리 기반의 Perlite라는 소재가 극저온 저장 용기의 단열재로 자주 사용되었습니다.
3M 글라스버블은 단열성, 내구성 및 중량 감소 측면에서 Perlite에 비해 상당한 이점을 제공합니다. 구형의 유리 모양, 낮은 열 전도율, 높은 강도 대 밀도 비율을 갖춘 3M 글라스버블은 기존 극저온 단열재보다 더 효과적이고 경제적인 대안을 제공합니다.
미래의 핵심 산업이 될 수소 경제를 고려할 때, 이 연료원을 운송하고 저장하는 데 따른 경제적 영향은 갈수록 커질 것입니다. 액체 수소 저장 탱크의 자연기화율 (Boil-off rate, BOR)을 획기적으로 줄이는 3M 글라스버블은 화석 연료에서 지속 가능한 수소 기반 에너지원으로의 전 세계적인 전환에 필수적입니다.
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극저온 단열3M 글라스버블의 낮은 열 전도율은 특히 극저온 단열에 이상적입니다. 극저온 저장 응용 분야에서는 자연 기화율 (액화 가스가 기화를 통해 손실되는 속도)이 매우 중요합니다.
3M 글라스버블은 대용량 구형 액화수소탱크에 사용될 경우, 기존 솔루션 대비 최대 44%까지 자연 기화율을 줄일 수 있습니다.
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유연한 설계3M 글라스버블의 뛰어난 극저온 단열 성능과 낮은 밀도는 탱크의 단열 요구 사항을 줄여줍니다. 따라서, 비슷한 저장 용량을 유지하면서도 탱크 용량을 늘리거나 탱크의 설계 공간을 줄일 수 있습니다.
또한 구형의 소재인 3M 글라스버블은 강도와 내구성이 더 뛰어나며 흐름성이 좋아서 더 용이한 작업을 진행할 수 있습니다. 이로 인하여 다양한 응용분야에 적용될 수 있습니다.
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공급망3M 공급망, 글로벌 영업팀 및 고객 서비스 네트워크는 극저온 저장탱크의 단열 요구사항을 최적화하는 데 필요한 지원을 제공합니다.
3M은 고객의 요구 사항을 충족할 수 있도록 다양한 포장방법으로 제품을 제공하며, 다른 단열재와 달리 3M 글라스버블은 현장에서 별도의 추가 공정이 필요없어 높은 시공 효율성이 장점입니다.
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3M 글라스버블과 Perlite의 비교
3M 글라스버블은 Perlite에 비해 증발 속도를 줄이는 우수한 열 성능 외에도 극저온 저장 분야에서 주목할만한 이점을 제공합니다.
- 뛰어난 장기내구성. 운송 중 진동과 탱크 벽의 일반적인 열팽창 및 수축으로 인해 Perlite가 압축될 수 있습니다. 이로 인해 기화현상이 증가하고 극저온 액화가스의 손실이 발생하여 궁극적으로 탱크 수리 또는 교체가 필요한 콜드 스팟이 생성됩니다. 3M 글라스버블은 구형이기 때문에 진동이나 열팽창 및 수축으로 인한 압축이나 침전이 발생하지 않습니다.
- 열 순환 (Thermal Cycling)에 대한 견고한 강도. 3M 글라스버블의 높은 강도 대 밀도 비율은 극저온 액화가스를 채우고 비우는 동안 가해지는 힘을 견딜 수 있다는 것을 의미합니다.
- 우수한 경량 및 단열성능. 3M 글라스버블은 구형의 소재로 낮은 밀도와 뛰어난 단열 성능을 통해 극저온 저장 분야에 필요한 단열재의 무게와 부피를 모두 줄여 줄 수 있습니다. 이는 극저온 액화가스의 순 저장 공간을 더 확보하고 운송 중 연료 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.
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3M 글라스버블과 다층 단열재 (Multi-layer insulaion, MLI)의 비교
MLI(다층 단열재)는 일반적으로 극저온유체를 운반하기 위해 원통형 탱크 제작에 사용됩니다. 이러한 시스템은 열충격과 진동에 민감하여, 단열재의 성능 저하를 초래하게 되고 잠재적으로 콜드 스팟이 발생할 수 있습니다. 또한 MLI는 고정된 단열 솔루션으로, 제거 또는 수정에 상당한 어려움이 따릅니다.
- 흐름성이 뛰어난 3M 글라스버블은 기존 설치된 MLI 단열재 주변의 공간(Annulus)에 설치할 수 있으므로, MLI를 제거하거나 탱크 구조를 절단 또는 변경하지 않고서도 원통형 저장 탱크를 개조 및 개선 할 수 있는 독보적인 솔루션입니다.
미국항공우주국(NASA)과 협력을 통한 스테니스 우주센터의 액화수소 저장탱크의 자연기화율(Boil-off rate, BOR) 최소화
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미국항공우주국(NASA)의 Stennis Space Center에 구축된 50,000 갤런(약 190,000 리터)의 액화수소 저장탱크는 1960년대 초에 건설되었습니다. 이 구형의 극저온 저장 탱크 (Horton)는 이중벽 사이에 펄라이트로 채워져 제작되었습니다. 2000년대 초, NASA는 자연기화로 인해 손실되는 액체 수소의 양을 줄이는 방법을 찾기 시작했습니다. Kennedy Space Center의 극저온 테스트 연구진 (Cryogenics Test Laboratory)은 극저온 탱크의 단열을 위하여, 3M 글라스버블을 사용하는 실험을 진행하였습니다. 10여 년 이상 발행된 기술 보고서에 따르면, 글라스버블을 사용시 자연기화율이 평균 44% 감소한 것으로 나타났습니다.
제품 정보 및 기술 지원
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