ما هي مزايا وعيوب الأنابيب المعزولة بالبولي يوريثين؟

أنابيب البولي يوريثين العازلة عبارة عن مجموعات أنابيب معزولة تستخدم لتقليل فقدان الحرارة أو زيادة درجة الحرارة في أنظمة خطوط الأنابيب الحرارية. ومن المعروف أيضا باسمأنابيب البولي يوريثين المعزولة, بو الأنابيب المعزولة, أنبوب معزول برغوة البولي يوريثان، أو-أنابيب فولاذية معزولة مسبقًا، اعتمادًا على التطبيق والمصطلحات الإقليمية. في شبكات التدفئة والتبريد والمرافق المدفونة، لا يتم تحديد أدائها من خلال طبقة الرغوة وحدها. إن أنبوب الخدمة، وجودة رغوة البولي يوريثان، والغلاف الخارجي HDPE، وحالة الترابط، وختم المفاصل، ودرجة حرارة التشغيل، وبيئة التثبيت، كلها تؤثر على الموثوقية على المدى الطويل-. مزاياها الرئيسية هي الموصلية الحرارية المنخفضة، وأداء العزل المستقر، والملاءمة الجيدة لشبكات التدفئة أو التبريد المدفونة مباشرة. تظهر قيودها الرئيسية عادة حول سد المفاصل الميدانية، ومخاطر دخول المياه، ونطاق درجة الحرارة، وصعوبة الإصلاح بعد الدفن.

في تطبيقات التدفئة المركزية،EN 253 -أنابيب معزولة مسبقًاالأنظمة هي مرجع فني مشترك. يصف المعيار -مجموعات الأنابيب المصنوعة في المصنع لشبكات الماء الساخن المدفونة مباشرة، والتي تتكون عادةً من أنابيب خدمة فولاذية، وعزل صلب من رغوة البولي يوريثان، وغلاف خارجي من البولي إيثيلين. تشير المراجع القياسية للأنظمة من النوع EN 253 أيضًا إلى خدمة الماء الساخن المستمرة حتى 120 درجة ودرجة حرارة الذروة العرضية حتى 140 درجة، اعتمادًا على تصميم النظام والإصدار القياسي.

A أنابيب البولي يوريثين العازلةعادة ما يكون أنبوبًا-في-هيكل الأنبوب. يحمل الأنبوب الداخلي الوسط، وتوفر طبقة رغوة البولي يوريثان العزل الحراري، والغلاف الخارجي يحمي العزل من التربة والرطوبة وأضرار النقل والاتصال الميكانيكي.

تنزيل: دليل التطبيقات والبيانات الفنية لأنابيب العزل من مادة البولي يوريثين

بالنسبة إلى -أنظمة التدفئة المركزية المعزولة مسبقًا، قد تتضمن المعايير ذات الصلة أيضًا التركيبات والصمامات والمفاصل الميدانية. يغطي المعيار EN 448 -مجموعات التركيبات المعزولة المصنوعة في المصنع مثل الثنيات، والمحملات، ومخفضات السرعة، والمعوضات، والمثبتات؛ يغطي المعيار EN 489 التجميعات المشتركة المصنوعة بين الأنابيب أو التركيبات أو الصمامات المعزولة مسبقًا-المتجاورة في شبكات الماء الساخن المدفونة.

1. انخفاض الموصلية الحرارية وانخفاض فقدان الحرارة

الميزة الرئيسية لأنابيب العزل من مادة البولي يوريثين هي انخفاض معدل نقل الحرارة. تحتوي رغوة البولي يوريثان الصلبة على بنية خلية-مغلقة، مما يساعد على تقليل فقد الحرارة في خطوط الأنابيب التي تحمل الماء الساخن ويساعد على تقليل زيادة درجة الحرارة في أنظمة المياه المبردة. هذا هو السبب في استخدام الأنابيب العازلة برغوة PU على نطاق واسع في تدفئة المناطق، وشبكات المياه المبردة، وأنظمة خطوط الأنابيب الحرارية الأخرى. بالنسبة لخطوط المياه المبردة، تساعد نفس الطبقة العازلة أيضًا على تقليل اكتساب درجة الحرارة ومخاطر التكثيف عندما يتم التحكم في إغلاق البخار بشكل صحيح.

تعتمد قيم التوصيل الحراري المحددة على تركيبة الرغوة وكثافتها ودرجة حرارة الاختبار وحالة التقادم وعملية الإنتاج. تسرد بعض مراجع منتجات الأنابيب المعزولة مسبقًا -EN 253 الموصلية الحرارية لرغوة PURλ50 = 0.0260–0.027 W/(m·K)، ولكن يجب التعامل مع ذلك كبيانات خاصة بالمنتج-وليس كقيمة عامة لكل أنبوب معزول برغوة البولي يوريثان.

تساعد هذه الموصلية الحرارية المنخفضة بعدة طرق:

• يقلل من انخفاض درجة الحرارة في خطوط أنابيب الماء الساخن الطويلة؛
• ويحسن كفاءة استخدام الطاقة في تدفئة المناطق؛
• يقلل من فقدان الحرارة غير الضروري بين المصنع والمستخدمين النهائيين؛
• يساعد على استقرار درجة حرارة الماء المبرد في شبكات التبريد؛
• يقلل من مخاطر التكثيف عندما يتم تصميم التحكم في البخار وختم الغلاف بشكل صحيح.

القيمة الفنية ليست فقط "توفير الطاقة". في الشبكة الحرارية الطويلة، يدعم فقدان الحرارة المنخفض أيضًا توازن النظام الأكثر استقرارًا ويقلل من تعويض درجة الحرارة اللازمة أثناء التشغيل.

2. ملاءمة جيدة لأنظمة الأنابيب المعزولة المدفونة مباشرة

الأنابيب المعزولة بالبولي يوريثين شائعة بشكل خاص في شبكات التدفئة المدفونة مباشرة. في هذا الهيكل، يحمل أنبوب الخدمة الضغط ودرجة الحرارة، ويقلل عزل رغوة PU من فقدان الحرارة، ويحمي الغلاف الخارجي HDPE الطبقة العازلة من ملامسة التربة والرطوبة وضغط الردم والأضرار الميكانيكية الطفيفة أثناء التثبيت. تساعد مجموعة الأنابيب المربوطة أيضًا في الحفاظ على عمل أنبوب الخدمة وطبقة العزل والغلاف الخارجي كنظام واحد.

يعد هذا الهيكل مفيدًا عندما يجب دفن خط الأنابيب تحت الطرق أو ممرات المرافق أو المناطق الصناعية أو طرق التدفئة البلدية. مقارنةً بالأنابيب العارية بالإضافة إلى العزل المطبق على المجال السائب-، فإن الأنابيب الفولاذية المعزولة -المصنوعة مسبقًا-في المصنع توفر هيكلًا أكثر تحكمًا قبل التثبيت، خاصة عندما تحتاج الأنابيب الطويلة إلى سُمك عزل مستقر واستمرارية الغلاف الخارجي.

بالنسبة للأنظمة المدفونة مباشرة، تأتي الميزة من التجميع الكامل:

• أنبوب الخدمة يحمل الضغط ودرجة الحرارة.
• عزل رغوة البولي يوريثان يقلل من فقدان الحرارة؛
• يعمل الغلاف الخارجي HDPE كحاجز وقائي ضد رطوبة التربة والتعامل مع الأضرار؛
• يساعد الهيكل المرتبط في الحفاظ على محاذاة الأنابيب داخل الغلاف؛
• تقوم أنظمة المفاصل بتوصيل أقسام الأنابيب بعد اللحام أو التثبيت.

هذا هو السبب وراء مصطلحات مثل-غلاف خارجي مقاوم للتآكل, HDPE سترة معزولة الأنابيب، والأنابيب العازلة المدفونة مباشرةغالبا ما تظهر معا. لا يحل الغلاف الخارجي محل الحماية من التآكل على أنبوب الخدمة بشكل مباشر، ولكنه يساعد على منع وصول الماء إلى الطبقة العازلة وسطح الأنبوب.

ومع ذلك، فإن الدفن المباشر يعمل بشكل جيد فقط عندما تظل السترة والمفاصل الميدانية مغلقة. لا يتم إنشاء الأنابيب المعزولة المقاومة للماء بواسطة الرغوة وحدها؛ يعتمد ذلك على الغلاف الخارجي، وغطاء المفصل، وإغلاق الغلاف، وجودة التثبيت.

3. مصنع أكثر اتساقًا-صنع جودة العزل

يتم تصنيع الأنابيب الفولاذية المعزولة مسبقًا برغوة البولي يوريثان- بعملية إنتاج خاضعة للرقابة. بالمقارنة مع العزل المطبق بالكامل في الموقع، يمكن أن يوفر العزل المصنوع في المصنع-سمكًا أكثر اتساقًا للرغوة، ومحاذاة الغلاف، والتركيز، وتشكيل الغلاف الخارجي.

وهذا مهم لأن أداء العزل الحراري يتأثر بالتفاصيل التي لا تكون مرئية دائمًا بعد التثبيت:

• يمكن أن يؤدي حشو الرغوة غير المتساوي إلى إنشاء مناطق حرارية ضعيفة؛
• يمكن أن يؤثر الترابط الضعيف على استقرار النظام؛
• الفراغات الرغوية قد تقلل من الأداء الحراري؛
• يمكن أن يؤدي انحراف الغلاف إلى سماكة عزل غير متساوية؛
• يمكن أن تصبح أسطح السترة التالفة نقاط دخول للرطوبة.

إن إنتاج المصنع لا يزيل كل المخاطر، ولكنه يقلل من بعض الاختلافات الناجمة عن الطقس، والوصول إلى الموقع، ومهارة العمل، وظروف التفتيش المحدودة.

4. تركيب أسرع لأقسام خطوط الأنابيب الطويلة

نظرًا لأنه يتم تطبيق طبقة العزل والغلاف الخارجي في المصنع، يمكن أن يركز العمل الميداني على محاذاة الأنابيب واللحام وخفض الخنادق وإكمال الوصلات. وهذا يقلل من حجم أعمال العزل في الموقع-، خاصة بالنسبة لتدفئة المناطق الطويلة، والمياه المبردة، وأجزاء خطوط الأنابيب الحرارية المدفونة.

النقطة الأساسية هي أن مخاطر التثبيت لا تختفي؛ ينتقل إلى المنطقة المشتركة الميدانية. بعد لحام الأنابيب، يجب تنظيف قسم الوصلة وتجفيفه وعزله وإغلاقه بشكل صحيح. يجب التحقق من وضع الكم وحشو الرغوة وإغلاق الغلاف واستمرارية الغلاف قبل الدفن، لأنه حتى وجود فجوة صغيرة أو حافة سيئة الغلق يمكن أن تسمح للمياه الجوفية بالدخول إلى الطبقة العازلة وتقليل الأداء الحراري -على المدى الطويل.

1. تكلفة أولية أعلى من عزل الأنابيب الأساسي

أحد عيوب أنابيب البولي يوريثين العازلة هو ارتفاع التكلفة الأولية. يشتمل الأنبوب الفولاذي المعزول-مسبقًا على أكثر من مجرد أنبوب الخدمة وطبقة العزل؛ كما يتضمن أيضًا حقن الرغوة في المصنع، وغلاف HDPE، وإنتاج الأنابيب-في-الأنابيب، ومجموعات الوصلات الميدانية، وحجم نقل أكبر.

يتأثر فرق التكلفة بشكل رئيسي بما يلي:

• مادة أنابيب الخدمة وسمك الجدار؛
• سمك العزل
• قطر غلاف HDPE وسمك الغلاف؛
• مجموعات الوصلات الميدانية وملحقات الختم؛
• حجم النقل الناجم عن القطر الخارجي الأكبر.

بالنسبة إلى الأنابيب المكشوفة القصيرة، قد يكون العزل البسيط في الموقع-أكثر مرونة. بالنسبة لخطوط الأنابيب الحرارية المدفونة لفترة طويلة، غالبًا ما يتم اختيار الأنابيب المعزولة مسبقًا من مادة البولي يوريثين-لأن نظام العزل والحماية مدمج بالفعل في مجموعة الأنابيب.

2. يعد ختم المفاصل الميدانية نقطة ضعف رئيسية

يتم إنتاج قسم الأنابيب المستقيمة في المصنع، ولكن يتم إكمال الوصلات بين أقسام الأنابيب في الموقع. تعد هذه إحدى نقاط الضعف الفنية الأكثر شيوعًا في-أنظمة الأنابيب المعزولة مسبقًا.

إذا لم يتم إغلاق وصلة الحقل بشكل صحيح، يمكن أن يدخل الماء إلى الطبقة العازلة. يمكن أن يؤدي دخول الماء إلى وصلات الأنابيب المعزولة إلى تقليل الأداء الحراري، وإتلاف هيكل الرغوة، وزيادة خطر التآكل حول أنبوب الخدمة. تكون المشكلة أكثر خطورة في الشبكات المدفونة لأن الخلل قد يظل مخفيًا حتى تظهر مشاكل فقدان الحرارة، أو إنذارات الرطوبة، أو تسوية الأرض، أو التآكل. ويمكن أيضًا أن تصبح خدوش سترة HDPE، أو نهايات الغلاف التالفة، أو الرغوة المكشوفة عند القطع-المناطق الخلفية-نقاط دخول للمياه إذا لم يتم إصلاحها قبل الدفن.

تشمل الأسباب النموذجية لفشل ختم العزل المشترك ما يلي:

• سوء تنظيف السطح قبل تركيب الأكمام؛
• دخول مياه الأمطار أو المياه الجوفية قبل الإغلاق؛
• حشوة رغوية غير كاملة عند المفصل؛
• غلاف منكمش ضعيف أو إغلاق غلاف؛
• نهايات الغلاف التالفة
• التعامل غير الصحيح مع المفاصل الفرعية أو الانحناءات أو المخفضات؛
• سوء إصلاح قطع السترة أو الخدوش.

بالنسبة لأنابيب عزل البولي يوريثين، يجب التعامل مع الوصلة كجزء من نظام العزل، وليس كتفاصيل بناء ثانوية. EN 489-تركز معايير النوع المشترك بالضبط على هذه المنطقة: الوصلات بين الأنابيب أو التركيبات أو مجموعات الصمامات المتجاورة المصنوعة في المصنع في شبكات الماء الساخن المدفونة.

3. الإصلاح صعب بعد الدفن

عيب آخر لأنابيب العزل من مادة البولي يوريثين هو صعوبة الصيانة بعد الدفن. بمجرد تركيب خط الأنابيب وردمه وتغطيته، لا يمكن فحص نظام العزل بسهولة مثل فحص عزل الأنابيب المكشوفة.

في حالة تلف الغلاف الخارجي أو تعرض العزل للبلل، فقد يتطلب الإصلاح عدة خطوات:

• تحديد موقع القسم المصاب.
• حفر خط الأنابيب؛
• قطع أو فتح منطقة السترة المتضررة؛
• التحقق مما إذا كانت رغوة PU مبللة أو متدهورة؛
• تجفيف أو استبدال أو استعادة العزل؛
• إصلاح الغلاف
• إعادة إغلاق المفصل أو الغلاف؛
• الردم مرة أخرى.

وهذا يجعل فشل الأنابيب المعزولة تحت الأرض أكثر تكلفة واستهلاكًا للوقت-من إصلاح العزل السطحي. ولا تكمن الصعوبة في تكلفة العمالة فحسب؛ وهو أيضًا انقطاع شبكة التدفئة أو التبريد.

4. يجب فحص حدود درجة الحرارة ومخاطر تقادم الرغوة بعناية

تعمل رغوة البولي يوريثان بشكل جيد في العديد من أنظمة المياه الساخنة والمياه المبردة، ولكنها ليست مناسبة لجميع تطبيقات درجات الحرارة المرتفعة. تُستخدم أنظمة الأنابيب المعزولة مسبقًا من النوع EN 253- بشكل أساسي لشبكات الماء الساخن المدفونة مباشرة، مع الإشارة في المراجع القياسية عادةً إلى التشغيل المستمر حتى 120 درجة ودرجة حرارة الذروة العرضية حتى 140 درجة لأنظمة معينة.

هذا لا يعني أن كل الأنابيب المعزولة برغوة البولي يوريثان يمكن أن تعمل بأمان في درجات الحرارة تلك. يعتمد حد درجة الحرارة الفعلي على تركيبة الرغوة، وتصميم نظام الأنابيب، وحالة الخدمة المستمرة، وسلوك التقادم، ومعيار المشروع المطبق. قد يسبب ارتفاع درجة الحرارة على المدى الطويل-الشيخوخة الحرارية، بينماالتعرض للرطوبةبعد تلف السترة أو فشل المفاصل الميدانية يمكن أن يؤدي إلى تقليل أداء العزل.

قد يظهر تحلل الرغوة على شكلزيادة الموصلية الحرارية، الترابط الأضعف،انكماش الرغوة أو تكسيرهاوفقدان الحرارة الموضعي في المفاصل أو الأجزاء المتضررة. بالنسبة لخطوط أنابيب البخار، وخطوط المعالجة ذات درجة الحرارة المرتفعة جدًا-أو خدمة درجة الحرارة المرتفعة المستمرة-، قد تكون المواد العازلة مثل الصوف المعدني أو سيليكات الكالسيوم أو الزجاج الخلوي أكثر ملاءمة من رغوة البولي يوريثان.

5. يؤثر القطر الخارجي الأكبر على مساحة التصميم والتركيب

أنبوب العزل من مادة البولي يوريثين له قطر خارجي أكبر بكثير من أنبوب الخدمة. يتضمن الحجم النهائي القطر الخارجي للأنبوب الفولاذي، وسمك العزل، وغلاف HDPE. يؤثر هذا الأنبوب المعزول ذو القطر الخارجي الأكبر على عرض الخندق، والتباعد، والنقل، وتخطيط الدعم، وتصميم التركيب.

على سبيل المثال، قد يستخدم نظامان نفس أنبوب خدمة DN ولكن لهما أقطار غلاف مختلفة بسبب اختلاف سُمك العزل أو سلسلة الغلاف. يؤثر هذا على:

• عرض حفر الخندق
• والتباعد بين خطوط العرض والعودة؛
• نصف قطر الانحناء والتخليص المناسب ؛
• حجم مواد الردم
• مساحة النقل والتخزين؛
• حجم الأكمام المشتركة الميدانية.

يعد هذا أحد القيود الفنية التي غالبًا ما يتم الاستهانة بها عند أخذ حجم أنبوب الخدمة الداخلي فقط في الاعتبار.

تنزيل: ورقة بيانات مزايا وقيود الأنابيب المعزولة من مادة البولي يوريثين

أنابيب العزل من مادة البولي يوريثين ليست الحل الأفضل لكل خط أنابيب. وينبغي مقارنة أدائها مع أنظمة العزل الأخرى وفقا لدرجة الحرارة والرطوبة والتعرض للحريق وطريقة التركيب والوصول إلى الصيانة.

تحميل:مقارنة المواد العازلة للأنابيب

تحقق رغوة البولي يوريثان أداءً جيدًا عندما يكون فقدان الحرارة المنخفض والعزل المدمج وتجميع الأنابيب المصنوعة في المصنع أمرًا مهمًا. قد يكون الصوف المعدني أو الزجاج الخلوي أكثر ملاءمة عندما تكون مقاومة الحريق أو درجة الحرارة المرتفعة أو مقاومة الرطوبة الشديدة هي المطلب الأساسي.

يعتمد الاستخدام الصحيح لأنابيب عزل البولي يوريثين على ظروف التشغيل وبيئة التثبيت. ما يليالعوامل الفنية يجب التحقق منه قبل تحديد هذا النوع من نظام الأنابيب. بالنسبة للمشروعات التي تتطلب إمدادًا بالأنابيب المعزولة المصنوعة في المصنع-مع أنابيب خدمة محددة، ورغوة PU، والغلاف الخارجي، ونطاق التسليم،عزل أنابيب البولي يوريثينيجب مراجعتها مع درجة حرارة التشغيل، وسمك العزل، ومواد التغليف، ونظام المفاصل، وطريق التثبيت.

تنزيل:قائمة مرجعية لاختيار الأنابيب المعزولة من مادة البولي يوريثين

أنابيب العزل من مادة البولي يوريثين مناسبة بشكل عام لما يلي:

• شبكات المياه الساخنة المدفونة مباشرة؛
• أنظمة أنابيب التدفئة المركزية؛
• إمدادات المياه المبردة وخطوط العودة؛
• خطوط المرافق الحرارية الصناعية؛
• خطوط الأنابيب المدفونة في المنطقة الباردة- والتي تتطلب الاحتفاظ بالحرارة.

أنها تتطلب مراجعة أوثق لما يلي:

• خطوط أنابيب البخار أو خدمة درجات الحرارة العالية المستمرة-؛
• فوق-المناطق المكشوفة من الأرض والتي بها متطلبات السلامة من الحرائق-؛
• الطرق التي تنطوي على أعمال حفر متكررة أو خطر حدوث أضرار ميكانيكية؛
• المواقع التي يصعب الوصول إليها للإصلاح في المستقبل.

اقتباس مجاني

التعليمات

 

 

01. ما هو أكبر عيب للأنابيب المعزولة بالبولي يوريثين؟

العيب الأكبر عادة ليس قسم الأنابيب المستقيمة، ولكنمنطقة مشتركة المجال. إذا لم يتم إغلاق غلاف المفصل أو حشو الرغوة أو إغلاق الغلاف أو إصلاح الغلاف بشكل صحيح، فقد يدخل الماء إلى الطبقة العازلة. بمجرد وصول الرطوبة إلى رغوة البولي يوريثان، قد ينخفض ​​الأداء الحراري وقد تزداد مخاطر التآكل حول أنبوب الخدمة.

02.هل الأنابيب المعزولة بالبولي يوريثان مناسبة للدفن المباشر؟

نعم، يتم استخدام الأنابيب المعزولة من مادة البولي يوريثين بشكل شائعشبكات المياه الساخنة المدفونة مباشرةوأنظمة التدفئة المناطقية. يستخدم النظام النموذجي من النوع EN 253 أنبوب خدمة فولاذي وعزل رغوة البولي يوريثان وغلاف من البولي إيثيلين. الشرط الأساسي هو أن الغلاف الخارجي والمفاصل الميدانية يجب أن تظل محكمة الغلق ضد رطوبة التربة والمياه الجوفية وأضرار الردم.

03.هل يمكن استخدام الأنابيب المعزولة من مادة البولي يوريثين لخطوط أنابيب البخار؟

ليس بشكل افتراضي. يتم استخدام الأنابيب المعزولة بالبولي يوريثان على نطاق واسع للمياه الساخنة والمياه المبردة والأنظمة الحرارية ذات درجات الحرارة المعتدلة، إلا أن خطوط أنابيب البخار تتطلب مراجعة منفصلة لدرجة الحرارة. قد تتسبب خدمة درجة الحرارة المرتفعة المستمرة- في تقادم الرغوة أو زيادة التوصيل الحراري أو انكماش الرغوة، لذا قد يكون الصوف المعدني أو سيليكات الكالسيوم أو الزجاج الخلوي أكثر ملاءمة لبعض خطوط البخار.

04.كيف يمكن مقارنة الأنابيب المعزولة بالبولي يوريثين مع الصوف المعدني والعزل الزجاجي الخلوي؟

رغوة البولي يوريثان قوية حيثانخفاض فقدان الحرارةومن المهم أيضًا سماكة العزل المدمجة وتجميع الأنابيب المصنوعة في المصنع-. عادةً ما يكون الصوف المعدني أفضل لمتطلبات درجات الحرارة العالية-والمقاومة للحريق-. غالبًا ما يتم أخذ الزجاج الخلوي في الاعتبار عندما تكون ظروف الخدمة مثل مقاومة الرطوبة أو قوة الضغط أو ظروف الخدمة المدفونة/الباردة الشديدة- أكثر أهمية من التكلفة الأولية.

الشهادات

 

شهادة سي

شهادة الأيزو 9001

شهادة API Q1

شهادة ABS

شهادة AP-5L

شهادة API-5CT