深海管道保温及防护技术简介
虹吸钢管深海水下管道保温方案研究
虹吸钢管深海水下管道保温方案研究随着能源需求的增长和海洋资源开发的不断深入，深海水下管道的建设变得越来越重要。
然而，深海环境的极端温度和高压条件使得管道的保温变得十分关键。
本文将围绕虹吸钢管深海水下管道的保温方案进行研究，旨在寻找一种效果出色的保温措施。
1. 背景介绍虹吸钢管是一种用于深水油气田开发的重要工程装备，其特点是在海底自然落液现象驱动下，通过虹吸力将油气从海底抽运至地面。
由于深海环境中温度较低，油气管道需要进行有效的保温，以保证流体的正常运输。
2. 保温方案研究2.1 绝热材料选择在深海环境中，选择适用于管道保温的绝热材料至关重要。
一般来说，高密度聚乙烯（HDPE）被广泛应用于虹吸钢管深海水下管道的保温中。
其具有良好的阻气、阻水和抗腐蚀性能，能够满足深海环境的要求。
2.2 保温层设计保温层的设计是保证管道在深海环境中能够有效保温的关键。
应该考虑到海底温度的变化、管道本身的保温性能以及外界的介质温度等因素。
一种常见的设计思路是在管道表面涂覆多层保温材料，形成保温层。
每层保温材料之间需要通过粘接剂进行粘结，以增加保温层的稳定性和抗冲击能力。
2.3 密封措施在深海环境中，水的温度较低，如果保温层不能完全封闭，海水可能侵入保温层导致保温效果下降。
因此，在保温设计中要采取措施确保保温层的密封性。
可以使用密封胶将保温层与管道表面牢固地结合在一起，从而有效防止水分的渗透。
3. 保温效果评估为了评估虹吸钢管深海水下管道保温方案的效果，可以采用保温效果评估模型。
该模型根据管道的外界介质温度、管道本身保温性能以及保温层的设计参数，计算管道的保温效果指标。
通过与标准参数进行对比，评估方案的优劣。
4. 实验验证为了验证保温方案的可行性，可以进行一系列的实验。
通过在实验室中模拟深海条件，测试不同保温层设计的管道在极端温度下的保温效果。
同时，可以对比实验结果与模型计算结果，验证模型的准确性和可靠性。
5. 结论虹吸钢管深海水下管道的保温是确保其正常运行的重要环节。
GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术开发
GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术开发随着海洋工程的不断发展，海底油气管道、海底电力线路等海洋设施的建设不断增加。
海底管道的安装和维护一直是海洋工程领域的难点和热点问题。
由于海底环境复杂、水下条件恶劣，海底管道容易受到海底水流、海浪等因素的影响，从而导致管道的脱固、脱焊或者沉降等问题，给海底管道的稳定运行带来了挑战。
为了解决海底管道的脱固、脱焊等问题，GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术得以研发。
本文将对该技术进行介绍，并深入探讨其研发过程、技术原理、应用效果和未来发展趋势。
一、技术背景GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术的研发，是以解决海底管道脱固、脱焊问题为目标的创新技术。
在海洋工程中，由于海底水流、海浪等因素的影响，海底管道容易出现脱固、脱焊甚至沉降等问题。
这些问题不仅会对管道本身造成损害，还有可能引发更严重的安全事故，给海洋环境和相关设施带来威胁。
如何有效地解决海底管道的脱固、脱焊等问题成为海洋工程领域的重要课题。
GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术的研发，正是针对这一课题提出的解决方案。
二、技术研发过程GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术的研发过程主要包括技术调研、方案设计、实验验证和工程应用等环节。
1. 技术调研在研发初期，开展了大量的技术调研工作，对海底管道脱固、脱焊等问题的发生机理和影响因素进行了深入分析。
对国内外相关领域的先进技术和经验进行了梳理和总结，为后续的研发工作奠定了基础。
2. 方案设计在技术调研的基础上，结合实际需求和技术条件，设计了GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术的方案。
该方案主要包括材料选择、工艺流程、施工方法、监测手段等内容，旨在实现海底管道的稳固固定和脱滑脱脱的目标。
3. 实验验证在方案设计完成后，进行了大量的实验验证工作。
通过在实验室和实际海洋环境中的试验，验证了该技术在海底管道脱固、脱焊等问题上的有效性和可行性，为进一步的工程应用奠定了基础。
4. 工程应用经过实验验证，GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术得到了工程应用。
海底管道铺设工程施工中的管道保温与隔热技术研究
海底管道铺设工程施工中的管道保温与隔热技术研究在海洋工程施工中，海底管道的铺设是一个关键的环节。
随着海洋石油开采的不断深入和海底天然气的开发利用，海底管道作为输送能源的重要通道，其保温与隔热技术的研究变得尤为重要。
本文将从管道保温与隔热的意义、保温材料的选择以及施工中使用的技术方案等方面进行探讨。
一、管道保温与隔热的意义海底管道的保温与隔热是为了减少管道输送过程中的能量损失，同时保护管道免受外界环境的影响。
海底管道铺设环境恶劣，水温较低，同时海洋环境中的水流会导致管道表面发生冷却。
保温与隔热措施的实施可以减少能量损失，提高输送效率，同时也可以避免管道冷凝和结霜，延长管道的使用寿命。
二、保温材料的选择在海底管道的保温与隔热中，保温材料的选择是关键的一环。
常用的保温材料包括硅酸盐、泡沫玻璃、聚氨酯等。
这些材料具有良好的保温性能和隔热性能，能够有效地减少能量损失和防止管道结霜。
此外，保温材料还需要具备以下特点：1. 耐海洋环境腐蚀：由于海洋环境中盐度高、湿度大、氯离子等腐蚀性成分的存在，保温材料需要具备良好的耐腐蚀性能，以保证长期在海洋环境中的使用寿命。
2. 耐压性能：海底管道承受着来自海水的压力，保温材料需要具备一定的耐压性能，以防止管道在海底发生破裂或变形。
3. 耐候性：保温材料需要具备良好的耐候性能，能够承受恶劣的海洋环境，不受紫外线、风沙等因素的侵蚀。
三、施工中使用的技术方案在海底管道铺设工程中，管道保温与隔热的技术方案包括预制保温层、施工保温层和防冻预防层等。
1. 预制保温层：预制保温层是在管道制造时就将保温材料包裹在管道外壁上，然后进行钢套环保护，以减少管道表面温度损失。
预制保温层的优势在于施工方便、可靠性高，能够保证管道在铺设过程中的保温效果。
2. 施工保温层：施工保温层是在海底管道铺设完成后进行施工的一种保温措施。
施工保温层可以采用喷涂或涂刷的方式进行施工，将保温材料覆盖在管道表面。
这种保温层的优势在于适应性强，能够根据具体情况进行施工，保证管道的保温效果。
GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术开发
GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术开发1. 引言1.1 背景介绍随着海洋工程的快速发展，海管作为重要的输油、输气工程设施，在海底输送能源方面具有不可替代的作用。
而海洋环境的极端条件，如海水的腐蚀、海床的不稳定等，对海管的保温和防滑脱提出了更高的要求。
GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术开发在此背景下应运而生。
该技术通过在海管外部添加保温材料和防滑脱层，可以有效保护海管不受海水侵蚀和海床摩擦，延长海管的使用寿命，提高输送效率，保障海洋工程的安全运行。
在全球范围内，海洋工程领域对于海管保温和防滑脱技术的需求不断增加，对技术的研究和创新提出了更高的要求。
开展GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术的开发与研究具有重要意义，可以推动海洋工程领域的发展，提升我国在海洋工程领域的技术实力和竞争力。
2. 正文2.1 GSPU湿式保温海管概述GSPU湿式保温海管是一种新型的保温材料，具有优异的防腐蚀性能和保温效果。
在海洋工程领域应用广泛，能够有效提高海管的使用寿命和节约能源消耗。
GSPU湿式保温海管的结构主要包括内套管、保温层和外套管。
内套管通常为钢管，保温层采用GSPU泡沫材料，外套管为钢管或塑料管。
这种结构设计使得GSPU湿式保温海管具有良好的耐压性和耐腐蚀性。
GSPU泡沫材料采用特殊的工艺制备，具有较高的密度和强度，能够有效隔离外界湿气和外部温度变化对管道的影响。
GSPU材料还具有良好的柔韧性和抗压性能，能够适应海洋环境中复杂的水流和海底地形。
GSPU湿式保温海管在海洋工程中扮演着重要的角色，为海洋油气开发和海底管道输送提供了可靠的保障。
随着技术的不断进步和研究的深入，GSPU湿式保温海管的性能和质量将会得到进一步提升，为海洋工程的发展带来新的突破。
2.2 配重层防滑脱技术开发过程。
配重层防滑脱技术开发过程是针对海管在使用过程中可能出现的滑脱情况而进行的技术创新和研究。
在海管运输过程中，海管受到水流和风力的作用，很容易出现滑脱现象，给海管的使用带来安全隐患。
GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术开发
GSPU湿式保温海管配重层防滑脱技术开发随着海洋石油开发的不断深入，海底管道的保温技术也愈发受到重视。
在海底管道施工与运营中，为了提高管道的耐压能力和长期使用寿命，保温层是必不可少的一个环节。
而湿式保温海管配重层防滑脱技术的开发，对于海底管道的保温工程具有重大意义。
一、海底管道保温的重要性海底管道是将石油、天然气等能源从海底输送到陆地上的主要通道，其运行环境恶劣，常年受海水侵蚀、高压、低温等影响。
为了保证海底管道的输送效率和使用寿命，必须对其进行保温处理。
一般来说，采用的是将海底管道外部覆盖一层绝缘材料，形成保温层，以减少输送介质的温度损失和管道的外部腐蚀。
二、湿式保温海管的优势湿式保温是一种将混凝土浆料抹在管道表面，然后再外包一层防水薄膜或外保护等材料，形成一个厚度约4cm-6cm的保温层。
相比于干式保温，湿式保温海管具备以下优势：1、密实性好，保温效果更佳。
湿式保温海管的混凝土浆料与管道表面完全贴合，能够形成一个更加坚固和密实的保温层，有效减少热量的散失。
2、施工周期短，成本低。
相比于干式保温，湿式保温海管的施工过程更加简单，工艺技术要求较低，因此可以大大缩短施工周期，降低保温工程的成本。
3、适应性强，使用范围广。
湿式保温海管可以适应各种不规则管道形状和复杂的海底环境，因此其使用范围更加广泛。
三、湿式保温海管配重层需解决的问题在海底管道的保温工程中，配重层是一个非常重要的环节。
由于海底管道在运输过程中受到水流和海水的冲击，容易发生滑动和脱落的情况，因此保温层之间的配重层具有非常重要的作用。
现有的湿式保温海管在配重层防滑脱方面存在以下问题需要解决：1、配重层黏结不牢固。
目前的湿式保温海管配重层，由于海水侵蚀，黏结层容易损坏，导致配重效果不明显，无法有效防止管道的滑动和脱落。
2、耐海水侵蚀能力差。
目前的湿式保温海管配重层材料常常无法抵御长期的海水侵蚀，导致材料脆化、掉落，从而影响了管道的保温效果和使用寿命。
深海管道保温和防护技术简要介绍
管道防护
立管和管道涡激振动抑制：
目前有多种形式的海洋工程结构物用于海底油气资源的 勘探和开发，但无论采用何种类型的结构物，都需要立管 的参与，完成输油、采油、钻探、注水等重要功能。
处于海洋环境中的立管，在水流作用下会产生涡激振动 （Vortex Induced Vibration，简称VIV），VIV会加速立 管的疲劳损伤，导致立管断裂。
最高工作温度（℃） 100
最大工作水深（m）
3000
密度（kg/m3）
1150
导热系数（W/m.k） 0.195
比热（J/kg.k）
1800
主要用途
管道补口
聚氨酯复合涂层体系
SPU 模制 110 250～300 700 0.10～0.12 1700 平管、立管、补口
GSPU 模制 110 3000 780～850 0.145～0.165 1700 平管、立管、补口
充分混合
模
后脱泡
具
后 熟 化
螺旋列板成型工艺图
升 温
脱 模
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安装方法 选用耐海水腐蚀、高强 度、易工的条带， 采用合适的设备将螺旋 列板固定在立管外侧。
32
谢谢！
深海管道保温 和防护技术简要介绍
目录 海底管道保温及面临问题 （一）SPU/GSPU保温 （二）多层 PP 保温 （三）气凝胶/真空板绝热 （四）管道防护
海底管道保温及面临问题
双层钢管保温 单层钢管保温 面临问题
防腐 防水/绝热 抗压 寿命
深海管道保温
深海环境的温度、压力、海水流速等与表层海水不同， 因而具有其独特的环境特性。
检验项目 抗压模量 硬度 附着力 阴极剥离 热老化-水中和空气中 单轴压缩蠕变 流体静力蠕变
海底石油管道的防腐与保温技术
第一章绪论1.1目的与意义腐蚀到处存在于生活当中，所造成的后果是非常严重的，尤其是在海洋石油工业中，海洋环境中防止腐蚀造成的经济损失占其生产本的10%左右。
在腐蚀严重的海水、海泥环境中，管道的外部腐蚀比陆上管线严重的多，且大幅度降低的海底管道的服役期限，同时由腐蚀造成海底输油管线泄露时有发生，产生严重的石油污染和环境污染。
可以看出腐蚀是影响海洋管道系统的可靠性和其使用寿命的关键因素，这使得腐蚀防治成为海洋管道系统的重中之重。
海洋石油管道大多处于温度较低的环境当中，热力环境恶劣，结蜡趋势远远高于陆上管道，由结蜡造成的后果也比陆上管道严重，所以为了控制海洋石油管道输送工况，优化石油流动行为，对管道的保温显得尤为重要。
管道的防腐和保温，不但延长了管道的使用寿命，减少了资源浪费，而且是保障节能，降低生产成本的的重要措施。
近年来，深海开发中的油气勘探和生产活动大大增加，如墨西哥湾（GoM），西非（WoA），巴西和北海，与几年前相比深水增加了一倍。
海洋工业正在更深的海域中建造生产系统，更多地采用新技术并较大程度地发展现有技术。
作为油气生产中不可或缺的管道系统，保障其安全使用尤为重要。
对于1000m以上超深水管道，防腐保温体系的技术水平决定了其能否安全高效经济运行。
国外通过实践与研究相结合的模式，使海洋管道的防腐保温技术不断得到发展，开发出了许多新技术，以满足生产要求。
国内对南中国海的联合勘探和生产，开始在水深100-400m的范围内进行，最近的勘探活动显示，在南中国海水深约600处发现了油气资源。
但是对于深水管道防腐保温体系的设计及相关材料的研究，国内处于刚起步阶段，与国外存在着很大的差距，需要加大科研力度，为海洋油气开发提供技术支持和保障。
1.2.国内外研究现状1.2.1国外研究现状1.2.1.1海洋管道防腐技术目前海洋管道的防腐层主要采用熔结环氧粉末（FBE）、双层熔结环氧粉末（双层FBE）、三层聚乙烯（3PE）、三层聚丙烯(3PP)以及高性能复合涂层（HPCC），早期有采用煤焦油瓷漆、聚烯烃缠带、石油沥青等防腐手段。
海洋工程管线保温节能技术分析
海洋工程管线保温节能技术分析摘要：海洋工程在我国经济发展中发挥着十分重要的作用，通过相关研究显示，海洋工程管线保温介质存在着临界半径、经济厚度等现象。
本文从海洋工程管线保温节能技术原理入手，接着阐述了海洋工程管线保温电伴热节能技术，最后总结了全文，旨在为推动海洋工程管线保温节能技术得到更好的发展提供参考意见。
关键词：海洋工程；管线保温；节能技术；工作原理前言海洋工程管线保温施工在整个工程建设中属于关键部分，由于海洋工程特殊的施工环境，普遍存在着工作环境温度变化大。
依据相关数据显示，部分沿海地区的温度在-20℃。
在温度极低的情况下，会影响管线输送的稳定性与可靠性，甚至伴随着管线内介质凝固、管线断裂等现象。
因此，为了确保海洋工程管线稳定运行，必须要强化管线保温设计。
1 海洋工程管线保温技能技术原理结合相关资料显示，我国目前海洋工程在其运行中管线普遍采用的是电伴热保温措施，在特殊场合下，可以将保温介质保温、电伴热保温节能技术两者并用的方式。
保温介质保温主要是借助保温介质，玻璃棉、岩棉等低导热系数，以此将管道内的流体介质热损失量降到最低。
电伴热保温节能技术通过利用电能，补充管道内介质损失的热量，将温度维持在合理的范围内。
基于海洋工程的特殊性，其管线熟练较大，不管是选择何种保温方式，均会导致能量消耗较大，因此必须要重视海洋工程管线保温工作。
2 海洋工程管线保温介质保温节能技术2.1 临界保温半径以下图1为例，通过分析其管道保温层每米的总热阻计算公式，能够发现在保温层厚度增加的同时，保温层的热阻越大，保温层外表面的热阻就较低。
从计算式的基础上推算，能够发现其中存在着一个最大的热损失值，此阶段的热阻最小。
图1 管道保温层结构示意图图2 海洋工程管线保温电伴热结构示意图最小半径总热阻内的保温层半径为，临界半径为：。
若是热损失最大，总热阻就最小。
因此，能够得知在保温层半径小于临界半径时，会导致保温层的厚度热损失较大。
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SiO2气司
气凝胶试件
基地管道公司
基地管道公司
气凝胶/纳米孔绝热
相同热特性下的 保温材料厚度 比较(mm)
珍珠岩
2mm~10mm 厚度的覆盖层
50
聚氨酯泡沫
气凝胶
180°C, 6” 管
40 石棉 玻璃棉
气凝胶 10350
10
20 无碱玻璃纤维
0.10～0.12 1700 平管、立管、补口
基地管道公司
深水保温材料常规性能参数
序号 1 2 3
检验项目 导热系数 吸水率 流体静力强度
序号 8 9 10
检验项目 弹性模数 热膨胀系数 玻璃态转化温度
序号 15 16 17 硬度
检验项目 抗压模量 附着力
4
5 6 7
比热
密度 拉伸性能 屈服强度/断裂强度
聚氨酯系列保温产品主要性能
产品 涂敷方法 最高工作温度（℃） 最大工作水深（m） 密度（kg/m3） 导热系数（W/m.k） 比热（J/kg.k） 主要用途
实心聚氨酯 SPU 模制 100 3000 1150 0.195 1800 管道补口 模制 110 250～300 700
聚氨酯复合涂层体系 GSPU 模制 110 3000 780～850 0.145～0.165 1700 平管、立管、补口
基地管道公司
基地管道公司
化学性质稳定
耐高温(600℃) 抗压强度高(14－124MPa) 密度低(0.32－0.6 g/m3) 完美球形 润滑性好 流动性好 低比表面积
基地管道公司
SPU/GSPU保温
SPU/GSPU 管道保温生产流程图
基地管道公司
基地管道公司
基地管道公司
深海管道保温
及防护技术简介
张晓灵
中海油（天津）管道工程技术有限公司 2013年1月
目录 海底管道保温及面临问题
（一）SPU/GSPU保温
（二）多层 PP 保温
（三）气凝胶/真空板绝热 （四）管道防护
基地管道公司
基地管道公司
基地管道公司
海底管道保温及面临问题
双层钢管保温
单层钢管保温 面临问题 防腐 防水/绝热
最高工作温度（℃）
最大工作水深（m） 密度（kg/m3） 导热系数（W/mk） 比热（J/kg.k） 主要用途
140
3000以上 900 0.21 2000 平管/立管/补口
120
600 650～750 0.15-0.18 1680 平管/立管/补口
140
3000 670～820 0.15 – 0.18 1700 平管/立管/补口
抗压
寿命
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基地管道公司
基地管道公司
基地管道公司
基地管道公司
深海管道保温
深海环境的温度、压力、海水流速等与表层海水不同 ，因而具有其独特的环境特性。 深海恶劣的服役环境对保温材料提出了更高的要求， 因此海底管道的保温材料必须具有如下性能：①导热系数 小；②耐高静水压的能力以及在长时间服役条件下保持良 好的性能；③施工方便；④足够强度抵抗预制和敷设过程 中各种载荷的能力和耐腐蚀能力。 深水海管常用复合聚氨酯（SPU）、玻璃微珠复合聚 氨酯（GSPU）、多层聚丙烯复合涂层结构以及气凝胶、真 空绝热等进行保温。
基地管道公司
复合聚氨酯（SPU） 复合聚氨酯是指在聚氨酯塑料中添加空心聚合物形成 的保温涂层，该类型保温涂层可适用的最大水深在250米 左右。长期最大使用温度为100℃。
制备复合聚氨酯（SPU）所需的主要原料为多异氰酸 酯、多元醇、扩链剂、硫化剂、偶联剂及其它助剂等。
玻璃微珠复合聚氨酯（GSPU）是指在聚氨酯塑料中添 加直径约30～100微米的空心玻璃微珠（壁厚几个微米） 形成的保温涂层，该类型保温涂层可适用的最大水深在 3000米左右。长期最大使用温度为100℃。
相比于浅水区，深水环境中的立管更易产生涡激振动 ，因此采用合适的装置抑制立管的涡激振动，降低其对立 管的危害，对深海油气资源的勘探开发有着深远的意义。
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重要参数： 1) 头数
2) 列板高度
3）螺距
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专用原材料的研制；
模具研制；
螺旋侧板成型装备及工艺技术； 涡激振荡装置安装技术。
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聚醚 /酯多元醇 异氰酸酯 二异氰酸酯 扩链剂 催化剂等助剂
充分混合 后脱泡
模 具
升 温
后 熟 化
螺旋列板成型工艺图
脱 模
31
基地管道公司
安装方法 选用耐海水腐蚀、高强 度、易加工的条带， 采用合适的设备将螺旋 列板固定在立管外侧。
32
基地管道公司
基地管道公司
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谢谢！
11
12 13 14
固化放热量
冲击强度 耐热冲击 10%应变时的抗压强度
18
19 20 21
阴极剥离
热老化-水中和空气中 单轴压缩蠕变 流体静力蠕变
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多层 PP 保温
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基地管道公司
聚丙烯系列保温产品主要性能
产品性能 涂敷方法
实心聚丙烯 挤出
发泡聚丙烯 挤出
玻璃微珠复合聚丙烯 挤出
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管道防护
立管和管道涡激振动抑制：
目前有多种形式的海洋工程结构物用于海底油气资源 的勘探和开发，但无论采用何种类型的结构物，都需要立 管的参与，完成输油、采油、钻探、注水等重要功能。 处于海洋环境中的立管，在水流作用下会产生涡激振动 （Vortex Induced Vibration，简称VIV），VIV会加速立 管的疲劳损伤，导致立管断裂。
基地管道公司
气凝胶/真空板绝热
气凝胶的纳米多孔网络结构使之具有极低的热传导。它 在常温常压下热导率为0.013W/m.K，。它可广泛用于国 防军工、飞机、潜艇、石油运输、冶金、化工等工业管 道及汽车、家用保温隔热。 液态硅化合物首先与能快速蒸发的液体溶剂混合，形成 凝胶，然后将凝胶放在一种类似加压蒸煮器的仪器中干 燥，并经过加热和降压，形成多孔海绵状结构。 制备一般可分为三个步骤：即形成有机凝胶、超临界干 燥和炭化。其中有机凝胶的形成可得到具有三维空间网 络状的结构凝胶；超临界干燥可以维持凝胶的织构而把 孔隙内的溶剂脱除；炭化使得凝胶织构强化，增加了机 械性能，并保持有机凝胶织构。