При раскапывании изоляционной трубы, находившейся в эксплуатации пять-шесть лет, иногда можно увидеть такие сцены: пенополиуретан чернеет, легко крошится при сдавливании и даже пропускает воду. Первой реакцией многих людей является «проникновение воды» или «старение», но при ближайшем рассмотрении корень проблемы часто кроется в незаметном показателе-соотношении закрытых-клеток.
Коэффициент закрытых-ячеек — один из основных параметров измерения качества жесткого пенополиуретана. В идеале пенополиуретан должен иметь большое количество независимых пузырьков воздуха с закрытыми-ячейками, каждый из которых наполнен вспенивающимся газом с низкой теплопроводностью, и эти пузырьки не связаны между собой. Эта структура эффективно блокирует теплопроводность и действует как плотный барьер, предотвращающий проникновение влаги. Согласно GB/T 29047, коэффициент закрытых-ячеек пенополиуретана, используемого для прямых-изоляционных труб, не должен быть менее 88%. Если это значение не соблюдается, последствия многочисленны.
Во-первых, ухудшается изоляционный эффект. В пенопласте с низким коэффициентом закрытых-ячеек большое количество ячеек находится в соединенном состоянии, что позволяет вспенивающемуся газу легко выходить наружу, в то время как наружный воздух может свободно входить и выходить. Увеличивается тепловая конвекция и излучение, что приводит к значительному увеличению теплопроводности. При одинаковом диаметре трубы и толщине изоляции трубы с недостаточным коэффициентом закрытых-ячеек испытывают значительно более высокие тепловые потери по сравнению с трубами с адекватной изоляцией. Тепло теряется во время транспортировки, что вынуждает отопительные компании сжигать больше топлива, чтобы компенсировать это, и эти затраты учитываются в ежедневных эксплуатационных расходах.
Еще более проблематичным, чем потери тепла, является поглощение воды. Заглубленные трубопроводы постоянно подвергаются воздействию влажной почвы. Даже без явного повреждения внешнего корпуса влага может просачиваться в изоляционный слой через крошечные щели. Хотя пена с достаточным соотношением закрытых-ячеек эффективно предотвращает проникновение влаги, как только поры соединяются между собой, вода впитывается в пену, как губка. Теплопроводность воды более чем в двадцать раз выше, чем у неподвижного воздуха, что приводит к резкому падению изоляционных характеристик пенопласта после поглощения влаги. Что еще более серьезно, скопившаяся вода может гидролизовать полиуретан, вызывая размягчение, закисление пены и, в конечном итоге, ее порошкообразование, в конечном итоге теряя свою структурную прочность. На этом этапе весь трубопровод необходимо раскопать и заменить, причем затраты на ремонт намного превышают первоначальную экономию материалов.
Еще одним последствием, которое легко упустить из виду, является ускоренное старение. Пенопласт с низким соотношением закрытых-ячеек значительно снижает устойчивость к тепловому старению. При длительной-высокой-работе трубопроводов отопления полимерные цепи в пенопласте более склонны к разрыву, в результате чего цвет меняется с желтого на черный, а прочность на сжатие быстро падает. Трубопроводы, изначально рассчитанные на 30-летний срок службы, могут испытать разрушение изоляционного слоя и обнажить стальные трубы менее чем за десять лет.
Таким образом, соотношение закрытых-ячеек является решающим фактором, который следует учитывать при покупке изоляционных труб. Разница всего в несколько процентных пунктов в официальном-отчете об испытаниях третьей стороны часто определяет, будет ли трубопровод работать стабильно через пять лет или потребует капитального ремонта и замены.