تعریف عایق insulation

insulation عایق به ماده ای یا ترکیبی از چند ماده گفته می شود که نرخ انتقال حرارت را کاهش دهد.

عایق ها به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

فوم های آلی و مواد غیرآلی.

فوم های آلی شامل : پلی استایرن، پلی یورتان، پلی اتیلن، فنولیک و غیره می شوند.

از مواد غیرآلی می توان به  : پشم سنگ، پشم شیشه، فوم شیشه، سیلیکات کلسیم، پشم سرامیک، ورمیکولیت و پرلیت اشاره کرد.

از آنجایی که هدف اصلی عایقکاری، کاهش انتقال حرارت است.

عایق ها باید خواص مطلوبی در کاهش نرخ انتقال حرارت به طرق هدایت، همرفت و تابش داشته باشند.

مقصود عایق کاری insulation در ماموت

مقصود از عايق كاری insulation در كار، بطور معمول ، جلوگيري از نفوذ عامل يا عواملي از خارج به داخل و يا داخل به خارج مي باشد.

به طور معمول از عایق کاری برای جلوگیری از نفوذ رطوبت استفاده میشود.

پس هر زمان از کلمه عایق کاری به طور مطلق استفاده شد منظور عایق کاری در برابر رطوبت و نفوذ آب است.

چنانچه مقصود از عايق كاری جلوگيري از نفوذ عوامل ديگري ، نظير صوت يا حرارت ، باشد :

جمله عايق كاری با پسوند مربوط بكار برده مي شود ، مثلا عايق كاري حرارتي و يا عايق كاري صوتي .

پارامتر مهم عایق کاری insulation

1- دمای کارکرد (عایق گرم یا سرد)

2- مشخصه های فیزیکی از جمله ضریب انتقال حرارت، استحکام فشاری، چگالی و ضریب نفوذ رطوبت و بخار آب

3- حجم عایق کاری و شرایط عایق کاری در محیط باز یا سربسته و شرایط نصب

4- هزینه

5- در دسترس بودن (قابل تهیه بودن)

6- عمر مفید کاری و قابلیت تعویض پس از عمر مفید کاری، مقاومت در مقابل تجزیه شدن، نور خورشید و غیره

7– اشتعال پذیری و سمی بودن (در صورت اشتعال پذیری، برخی عایق ها از خود دود و بخارات سمی متصاعد میکنند.)

انواع عایق insulation

1ـ تركيب پلاستيك :

اين نوع عايق insulation به صورت پودر خشك احتمالا با تقويت فيبري است كه در تركيب با آب، آماده استفاده مي شود.

2ـ عايق ميكروپروس :

عايق ميكروپروس كه گاهي اوقات با عنوان Silica aerogel شناخته مي شو.

محتوي يك پودر نرم با سوراخ های ميكروسكوپی است كه به ماده، رسانايي حرارتي پايين تري نسبت به رسانايي هواي ساكن مي دهد.

اين عايق به صورت شكل داده شده يا درون كپسول وجود دارد.

3ـ آجرهاي عايق كننده و محصولات وابسته :

اين عايق ها از خاك رس متراكم، سبك وزن و فشرده غير آلي كه با پخته شدن در دماي بالا، به صورت عايق سخت شكل داده شده است، ساخته مي شود.

4ـ عايق هاي مقوايي :

اين مقواها، صلب يا نيمه صلب بوده و معمولا همراه با تقويت فيبري و فشرده شده به شكل يك جرم متراكم وجود دارد.

5ـ سيليكات كلسيم :

در فرآيندهاي صنعتي كه به دماي بالا و استحكام زياد در برابر فشردگي نياز است، سيليكات كلسيم به طور وسيعي استفاده مي شود.

همچنين اين ماده براي عايق كاری لوله هاي اصلي سيستم گرمايش در محل هايي كه اين لوله ها در زير خاك قرار گرفته اند، به كار مي رود.

از آن جايي كه سيليكات كلسيم شديدا جاذب رطوبت است، در دماهاي متوسط و شرايط سيكلی دما باعث خوردگي زير عايق مي شود.

6ـ عايق هاي بتوني :

عايق هاي بتوني به طور نمونه شامل :

خرده سنگ هاي متخلخل سبك وزن به همراه سيمان هيدروليكی به عنوان عامل چسبندگي يا رزي سخت شده هيدروليكی است.

7ـ  فوم هاي Epoxy Syntactic :

روش جديدي وجود دارد كه اگرچه داراي قيمت اوليه گران تري است.

اما نيازي به هزينه هاي نگه داري ندارد و مشكلات خوردگي را نيز مرتفع مي سازد.

چون مي توان آن را به روش پاششی به طور مستقيم روي سطح زير لايه در سطوح بزرگ قرار داد.

يا اين كه با استفاده از غلاف هاي از پيش ريخته گری شده كه به صورت نيم استوانه است، بر روي لوله قرار گيرد و مي تواند نفوذ آب و خوردگي را حذف كند.

اين پوشش به صورت 2 يا 3 فازي مي تواند مورد استفاده قرار گيرد.

تحقيقات نشان داده است كه بيش از 90درصد سازه هاي فولادي در دماهايي زير 120درجه سانتي گراد كار مي كنند.

اين دما مشكلي براي پوشش هاي مذكور ايجاد نمي كند.

8ـ شيشه سلولي :

شيشه سلولي يك ماده كاملا غيرقابل نفوذ است.

به منظور عايق كاری لوله كشي و تجهيزات صنايع پتروشيمي، گاز و فرآيندهاي صنعتي استفاده مي شود.

شيشه سلولی مي تواند در يك محدوده دمايي وسيع كه شامل تجهيزات تبريد است، استفاده شود.

اين ماده به دليل استحكام آن در برابر فشردگي، براي عايق كاری پايه هاي مخزن نيز ايده آل است.

9ـ رزين هاي پلي يورتان :

پلي يورتان سخت داراي ساختار مولكولي متغيري است كه محدوده دانسيته آن 8 تا 400 كيلوگرم بر مترمكعب است.

دانسيته مناسب براي عايق كاري با توجه به شرايط، از 30 تا 60كيلوگرم بر مترمكعب قابل تغيير است.

عایق پلي يورتان insulation يك نوع پليمر با وزن مولكولي بالا است.

مي تواند به عنوان عايق در محدوده دمايي منفي196 تا مثبت 130درجه سانتي گراد مورد استفاده قرار گيرد.

10ـ لاستيك نيتريل انبساط يافته :

لاستيك نيتريل انبساط يافته عايقی قابل انعطاف است و يك مانع يكپارچه سلولي بسته را در مقابل بخار تشكيل مي دهد.

اين ماده در اصل براي كنترل ميعان روي لوله هاي تجهيزات تبريد و خطوط آب سرد استفاده مي شد.

اكنون به طور وسيعي در سيستم هاي گرمايش و تهويه ( H&V ) به كار مي رود.

11ـ فوم هاي پلي استيرين :

اين نوع عايق به صورت هاي مختلفي نظير پليت وجود دارد.

براي اينكه بتواند به عنوان يك عايق حرارتي عمل كند، چگالي آن نبايستی كمتر از 24كيلوگرم بر مترمكعب باشد.

12ـ رزين ملامين :

رزين ملامين يك ماده با چگالي بسيار كم، سلول باز، عاري از كلرور فلوئوركربن (CFC) می باشد.

قابل انعطاف با خصوصيات عايقي خوب حرارتي و صوتي است.

به عنوان يك ماده آ لی، رزين ملامين نيز داراي حد دماي فوقاني بالايي است.

13ـ پشم شيشه معدني :

پشم شيشه به شكل هاي مختلفي، از لوله اي (توپي) گرفته تا تخته هاي صلب و مقاطع از پيش شكل داده شده لوله اي وجود دارد.

پشم شيشه علاوه بر كاربردهاي صنعتي در ساير موارد نيز به منظور عايق كاري حرارتي و صوتي سرويس هاي گرمايش و تهويه به كار مي رود.

14ـ اكسيد منيزيم :

اكسيد منيزيم يك محصول تميز و خنثي است.

در نتيجه به طور وسيعي در صنايع غذايي، دارويي و مواد آرايشي و ساير فرآيندهايي كه تميز بودن محيط آن ها اهميت خاصي دارد، به كار مي رود.

15ـ رزين صلب پلي ايزوسيانورات(PIR) :

( PIR ) به شكل هايي با استحكام زياد وجود دارد.

به طور وسيعي براي عايق كاری لوله كشی در دمای تبريد و دمای متوسط و تجهيزات موجود در صنايع پتروشيمی، گاز و فرآيندهاي صنعتی استفاده مي شود.

( PIR ) در انواع وسايل حمل و نقل سردخانه دار و در كانال كشي و لوله كشي ساختمان و لوازم ساختمانی استفاده مي شود.

16ـ عايق سيليس ميكروپروس :

عايق ميكروپروس به طور وسيعی در سيستم هاي ذخيره كننده حرارتي استفاده می شود.

همچنین براي عايق كاری صنعتي دما بالا كه در آن ويژگي هاي حرارتي بهتري نسبت به مشخصه حرارتي عايق فيبري مورد نياز است.

17ـ رزين فنلی :

رزين فنلی، با داشتن ضخامت نسبتا كم از خاصيت عايق كاري حرارتي بالايي برخوردار و نسبتا خنثي است.

از اين رو در كاربردهاي گرمايشي و تهويه مطبوع كه با وجود محدودبودن فضا، استانداردهای عايقی بالايی نياز دارد .

در صنايعی كه ميزان آتش كلاس صفر و مشخصه هاي انتشار كم دود حاكم است به كار مي رود.

18ـ فيبرهاي معدني :

عايقی غيرقابل اشتعال است و در محدوده دمايي 21 تا 650درجه سانتي گراد كارايي دارد.

19ـ فايبرگلاس :

آب و رطوبت را جذب مي كند و بيشتر از مواد عايق خاصيت آب كشي دارد.

حداكثر دماي كاري آن با توجه به نوع و جنس آن :

191 تا 454 درجه سانتي گراد و چگالي آن 24 تا 96كيلوگرم بر مترمكعب است و اصولا مقاومت فشاري ضعيفي دارد.

عایق فايبرگلاس insulation در نوع كم چگالي داراي دانسيته حدود 23 تا 24 كيلوگرم بر مترمكعب است.

مقاومت فشاري آن در 10درصد تغيير فرم در دماي 24درجه سانتي گراد برابر 215هزارم كيلوپاسكال است.

حداكثر دماي كار آن 500درجه سانتي گراد است.

20ـ فوم هاي پليمري چندلايه :

از جمله عايق های مناسب براي استفاده در مورد لوله هاي offتshore، فوم هاي پليمري چند لايه هستند.

اين عايق از لحاظ اقتصادي نيز مقرون به صرفه است. عايق مذكور مي تواند با توجه به شرايط كاري بين 5 تا 7لايه داشته باشد.

21ـ فوم هاي الاستومر شكل پذير :

اين عايق به صورت سياه و لاستيكي است.

آب و رطوبت را جذب نمي كند. حداكثر دماي كاري آن 82درجه سانتي گراد و چگالي آن 96كيلوگرم بر مترمكعب است.

مقاومت فشاري آن ضعيف است. به خودي خود خورنده نيست.

اما با وجود آب به خصوص وقتي كه آب حاوي يون هاي خورنده نظير كلرايد باشد، خوردگي حادث مي شود.

22ـ پشم معدني :

مي تواند آب و رطوبت را جذب كند.

با توجه به نوع و جنس آن :

حداكثر دماي كاري آن بين 649 تا 982 درجه سانتي گراد و چگالي آن نيز حدود96 تا 304 كيلوگرم بر مترمكعب است.

مقاومت فشاري آن ضعيف است، اگرچه در چگالي هاي بالاتر وضع بهتر مي شود.

23ـ عايق هاي Perlite- Silicate :

حداكثر دماي كاري آن حدود 593 درجه سانتي گراد و چگالي آن حدود 224كيلوگرم بر مترمكعب است.

مقاومت فشاري آن نيز حدود 483 تا 552 كيلوپاسكال در 5درصد تغيير فرم است.

از آن جا كه PH آن بالا و حدود 10است، لذا خوردگي كمتري در سطوح فلزي ايجاد مي كند.