När du gräver upp ett isoleringsrör som har varit i drift i fem eller sex år, kan du ibland se scener som detta: polyuretanskummet blir svärtat, smulas lätt när det kläms och till och med läcker vatten. Många människors första reaktion är "vatteninträngning" eller "åldrande", men vid närmare granskning ligger roten till problemet ofta i en oansenlig indikator-det slutna-cellförhållandet.
Det slutna-cellförhållandet är en av kärnparametrarna för att mäta kvaliteten på styvt polyuretanskum. Helst bör polyuretanskum ha ett stort antal oberoende, slutna -cellsluftbubblor, var och en fylld med skummande gas med låg värmeledningsförmåga, och dessa bubblor är inte sammankopplade. Denna struktur blockerar effektivt värmeledning och fungerar som en tät barriär för att förhindra fuktinträngning. Enligt GB/T 29047 ska det slutna-cellförhållandet för polyuretanskum som används för direkt-nedgrävda isoleringsrör inte vara mindre än 88 %. Om detta värde inte uppfylls är konsekvenserna många.
För det första äventyras isoleringseffekten. I skum med ett lågt förhållande mellan stängda-celler är ett stort antal celler i ett anslutet tillstånd, vilket gör att den skummande gasen inuti lätt kan strömma ut, medan utomhusluften fritt kan komma in och ut. Värmekonvektion och strålning ökar, vilket leder till en betydande ökning av värmeledningsförmågan. För samma rördiameter och isoleringstjocklek upplever rör med ett otillräckligt förhållande mellan slutna-celler avsevärt högre värmeförlust jämfört med de med tillräcklig isolering. Värme går förlorad under transporten, vilket tvingar värmeföretagen att bränna mer bränsle för att kompensera, en kostnad som räknas in i de dagliga driftskostnaderna.
Ännu mer problematiskt än värmeförlust är vattenabsorptionen. Nedgrävda rörledningar utsätts ständigt för fuktig jord. Även utan uppenbara skador på ytterhöljet kan fukt tränga in i isoleringsskiktet genom små springor. Även om skum med lämpliga stängda-celler effektivt förhindrar fuktinträngning, absorberas vatten i skummet som en svamp när porerna väl är sammankopplade. Vattnets värmeledningsförmåga är mer än tjugo gånger högre än den för stillastående luft, vilket orsakar en kraftig nedgång i skummets isoleringsförmåga efter fuktabsorption. Mer allvarligt, ackumulerat vatten kan hydrolysera polyuretanet, vilket gör att skummet mjuknar, surgörs och så småningom pudras, vilket i slutändan förlorar sin strukturella styrka. I detta skede måste hela rörledningen grävas ut och bytas ut, med reparationskostnader som vida överstiger de ursprungliga materialbesparingarna.
En annan lätt förbisedd konsekvens är accelererat åldrande. Skum med lågt förhållande mellan slutna-celler har avsevärt minskat motståndet mot värmeåldring. Under långvarig-hög-drift av värmeledningar är polymerkedjorna i skummet mer benägna att gå sönder, vilket gör att färgen ändras från gult till svart och tryckhållfastheten sjunker snabbt. Rörledningar som ursprungligen konstruerades för en 30-årig livslängd kan uppleva kollaps av isoleringsskikt och exponerade stålrör på mindre än tio år.
Därför är förhållandet med slutna-celler en avgörande faktor att tänka på när du köper isoleringsrör. En skillnad på bara några procentenheter i en formell-testrapport från tredje part avgör ofta om pipelinen kommer att fungera stabilt efter fem år eller kräver större reparationer och utbyte.