لوله‌های فولادی یکی از زیرساخت‌های مهم در صنایع مختلف هستند که استفاده‌های متنوعی دارند. روش‌های مختلفی هم برای افزایش طول عمر و نگهداری صحیح این لوله‌ها وجود دارد که یکی از آنها عایق‌کاری است. برای همین در این مقاله در مورد عایق کاری لوله های فولادی صحبت می‌کنیم و اهمیت و هدف از عایق‌کاری این لوله‌ها را بیان می‌کنیم. همچنین به انواع عایق‌ها اشاره می‌کنیم و مزایا و معایب هر کدام را به شما می‌گوییم. پس اگر می‌خواهید به‌صورت کامل با عایق کاری لوله های فولادی آشنا شوید، تا انتهای مقاله با لوفا همراه باشید.
منظور از عایق کاری لوله های فولادی چیست؟
عایق کاری لوله های فولادی روشی مؤثر برای افزایش طول عمر و بهبود عملکرد سیستم‌های لوله‌کشی است. در این روش، سطح بیرونی یا داخلی لوله‌های فولادی را با مواد مختلفی مثل فایبرگلاس، فوم، پلی‌اتیلن و غیره می‌پوشانند یا به‌اصطلاح عایق‌بندی می‌کنند. با این کار، عملکرد لوله فولادی تحت‌تأثیر شرایط محیطی سخت قرار نمی‌گیرد یا اثرات محیطی روی لوله به حداقل می‌رسد. عایق کاری لوله های فولادی ممکن است با اهداف مختلفی انجام شود و می‌تواند برای حفظ حرارت، کاهش صداهای اضافی، حفظ رطوبت و غیره به کار بروند. از عایق‌های لوله فولادی به‌صورت گسترده در خطوط انتقال گاز یا انرژی، فاضلاب، پتروشیمی‌ها و غیره استفاده می‌شود.
عایق کاری لوله های فولادی بسته به شرایط لوله، معمولاً به دو صورت انجام شود که عبارت‌اند از:
- عایق کاری سطح خارجی لوله های فولادی: این نوع از عایق کاری بر روی سطح خارجی لوله‌های فولادی انجام می‌شود تا لوله کمتر در معرض ضربه یا خوردگی قرار بگیرد. این عایق کاری بعضاً به هدف افزایش مقاومت لوله در برابر شرایط دمایی بالا هم انجام می‌شود. این روش در بیشتر مواقع به تخصص خاصی نیاز ندارد و خودتان با تهیه عایق می‌توانید فرایند عایق کاری را انجام دهید.
- عایق کاری سطح داخلی لوله های فولادی: در برخی شرایط ممکن است لوله‌های فولادی از داخل عایق شوند که به شرایط پروژه و همچنین سیالی که از لوله رد می‌شود، بستگی دارد. مثلاً در مواردی که مواد خورنده از طریق لوله منتقل می‌شود، سطح داخلی لوله را عایق کاری می‌کنند تا لوله فولادی در برابر خورندگی بیشترین مقاومت را داشته باشد و طول عمر آن بیشتر شود.
در بخش‌های بعدی بیشتر در مورد اهمیت و همچنین انواع عایق لوله فولادی صحبت می‌کنیم.
عایق کاری لوله های فولادی چه اهمیتی دارد؟
عایق کاری لوله های فولادی از جنبه‌های مختلفی اهمیت دارد و به‌صورت کلی به افزایش طول عمر لوله و کارایی آن کمک می‌کند. در ادامه مهم‌ترین مزیت‌های عایق کاری لوله های فولادی را بیان می‌کنیم.
1- جلوگیری از یخ‌زدگی لوله
در فصل‌های سرد سال یا مناطقی که آب‌وهوای سردی دارند، احتمال یخ‌زدگی سیال داخل لوله وجود دارد. این یخ‌زدگی می‌تواند سرعت انتقال مواد را کاهش دهد یا انتقال سیال را به‌صورت کامل متوقف کند که می‌تواند منجر به زیان‌های بزرگی شود. همچنین تکرارشدن این فرایند در طولانی‌مدت، به سطح داخلی لوله آسیب می‌رساند و باعث ایجاد درز و ترک در لوله می‌شود. به همین منظور برای جلوگیری از یخ‌زدگی لوله یا کاهش سرعت این فرایند، لوله های فولادی را عایق‌بندی می‌کنند. در واقع عایق‌بندی کمک می‌کند که لوله برای زمان بیشتری دمای خود را حفظ کند و احتمال آسیب در برابر یخ‌زدگی را به کمترین میزان خود می‌رساند.
2- صرفه‌جویی و بهینه‌سازی مصرف انرژی
درصورتی‌که می‌خواهید ماده یا سیالی را در دمایی مشخص منتقل کنید، حفظ دما در طول مسیر اهمیت زیادی پیدا می‌کند. در این حالت، دمای محیط اهمیت زیادی دارد چون لوله و محیط باید در تمام مسیر به تعادل گرمایی برسند. در واقع اگر دمای محیط و مواد داخل لوله با هم برابر نباشند، دمای مواد برای رسیدن به دمای تعادل تغییر می‌کند. این تغییر دما معمولاً با انتقال گرما از لوله به محیط یا بالعکس انجام می‌شود.
عایق‌بندی لوله‌های فولادی باعث می‌شود که دمای مواد داخل لوله حفظ شود و کمتر تحت‌تأثیر دمای محیط قرار بگیرد. پس عایق‌بندی لوله های فولادی تا حد زیادی می‌تواند جلوی انتقال گرما را بگیرد و در نهایت باعث صرفه‌جویی در مصرف انرژی شود.
3- افزایش مقاومت لوله در برابر آسیب‌های فیزیکی
یکی دیگر از مزایای عایق کاری لوله های فلزی، محافظت از لوله در برابر ضربه و آسیب‌های فیزیکی است. برای همین در محیط‌ها و صنایعی که احتمال آسیب‌دیدگی لوله وجود دارد، آن را برای محافظت بیشتر عایق کاری می‌کنند. عایق‌هایی که در این حالت استفاده می‌شوند، معمولاً ضخیم هستند و جنس مواد به‌کاررفته در آنها نسبتاً سخت است. در مواقعی که مقاومت لوله باید در برابر فشار و آسیب بالا باشد، معمولاً از لوله بدون درز یا مانیسمان استفاده می‌کنند که این لوله‌ها هم عایق‌کاری می‌شوند.
4- کاهش صدا
در برخی از شرایط، عبور سیال از لوله با صداهای اضافی همراه است؛ مخصوصاً اگر انتقال مواد با سرعت بالایی انجام شود. حذف این صداها در موارد زیادی ضروری نیست اما مثلاً در ساختمان‌ها لازم است این صداها حذف شوند. برای مثال حذف صداهای اضافی در ساختمان‌هایی مثل بیمارستان یا سینما اهمیت زیادی دارد. برای به‌حداقل‌رساندن چنین صداهایی هم از عایق‌ها استفاده می‌کنند.
5- جلوگیری از خوردگی لوله در مجاورت با رطوبت
درصورتی‌که یک سیال را با دمای بالا منتقل می‌کنید و دمای محیط کمتر از دمای سیال است، لوله مقداری رطوبت جذب می‌کند. دلیل هم این است که هوای اطراف همیشه مقداری بخار آب دارد و هر چه هوا گرم‌تر باشد، می‌تواند بخار آب بیشتری در خود نگه دارد. یعنی اگر هوا با سطحی داغ‌تر از خود برخورد کند، گرم‌تر می‌شود و ظرفیت آن برای نگه‌داشتن بخار آب افزایش می‌یابد. اگر مقدار بخار آب موجود در هوا بیش از ظرفیت جدید آن باشد، بخار اضافی به مایع تبدیل می‌شود به شکل قطرات ریز روی سطح لوله می‌نشیند.
این رطوبت در طول زمان باعث خوردگی و پوسیدگی لوله می‌شود و ممکن است باعث ایجاد درز یا ترک لوله فولادی هم شود. بهترین راهکار برای جلوگیری از خوردگی لوله، عایق‌کاری آن است تا لوله به‌صورت مستقیم با رطوبت و محیط بیرونی در تماس نباشد.
6- افزایش ایمنی کارگران در برخی صنایع
برخی از لوله‌های فولادی، سیالاتی با دمای بسیار زیاد را منتقل می‌کنند و سطح لوله آنها بسیار داغ است. در این شرایط، تماس مستقیم با لوله باعث سوختگی و آسیب‌دیدن افراد می‌شود. از طرف دیگر، لوله‌های فولادی در انتقال مواد شیمیایی خطرناک و گازهای سمی هم کاربرد دارند. در این حالت هم کوچک‌ترین درز یا ترک در لوله می‌تواند بسیار خطرناک باشد. برای اینکه این خطرات به حداقل برسد، سطح لوله را عایق کاری می‌کنند.
انواع عایق کاری لوله های فولادی
در بخش قبلی به مزایای عایق کاری لوله های فولادی اشاره کردیم و گفتم که عایق کاری با اهداف مختلفی انجام می‌شود. عایق‌ها را می‌توان به روش‌های مختلفی طبقه‌بندی کرد که دسته‌بندی بر اساس جنس، رایج‌تر است. البته قبل از معرفی انواع جنس عایق، بهتر است با انواع عایق بر اساس هدف نصب هم آشنا شوید:
- عایق حرارتی: این عایق‌ها وظیفه حفظ دمای مواد داخل لوله را دارند و از خروج گرما به محیط بیرون جلوگیری می‌کنند. در واقع این عایق‌ها دمای داخلی لوله را در شرایط مختلف آب‌وهوایی حفظ می‌کنند و باعث صرفه‌جویی در انرژی می‌شوند.
- عایق رطوبتی: این نوع از عایق‌ها که بیشتر در مناطق مرطوب استفاده می‌شوند، برای حذف رطوبت یا بخار آب از سطح لوله کاربرد دارند. عایق‌های رطوبتی معمولاً از جنس پلاستیک هستند و از پوسیدگی و خوردگی سطح خارجی لوله جلوگیری می‌کنند.
- عایق صوتی: عایق‌های صوتی صداهای اضافی که ناشی از حرکت مواد داخل لوله هستند را کاهش می‌دهند یا تماماً حذف می‌کنند. این عایق‌ها در ساختمان‌های مسکونی و عمومی بسیار کاربردی هستند.
- عایق تشعشعی: عایق‌های تشعشعی هم تقریباً مثل عایق‌های حرارتی عمل می‌کنند با این تفاوت که این عایق‌ها به کمک تشعشع از انتقال گرمای محیط به داخل لوله جلوگیری می‌کنند.
بررسی انواع عایق برای عایق کاری لوله های فولادی
بسته به شرایط و نیاز پروژه، از عایق‌های مختلفی برای عایق کاری لوله‌های فولادی استفاده می‌کنند. از مهم‌ترین عواملی که در انتخاب عایق تأثیرگذار هستند، می‌توان به دمای مواد داخل لوله و همچنین دما و میزان رطوبت محیط اشاره کرد. در ادامه برخی از پرکاربردترین عایق‌های لوله های فولادی و کاربرد هر کدام را بیان می‌کنیم.
1- عایق فایبرگلاس؛ انتخابی مطمئن برای حفظ حرارت و مقاومت در برابر آتش
عایق‌های فایبرگلاس یکی از رایج‌ترین عایق‌های لوله‌های فولادی هستند که از رشته‌های ریز شیشه‌ای ساخته می‌شوند. این عایق‌ها به‌خوبی می‌توانند دمای داخل لوله را ثابت نگه دارند و مانع از خروج حرارت شوند. برای همین عایق‌های فایبرگلاس می‌توانند گزینه بسیار خوبی برای لوله‌های انتقال آب گرم و سرد باشند. این عایق‌ها غیرقابل‌احتراق هستند و برای محیط‌های مستعد آتش‌سوزی، یکی از بهترین گزینه‌ها به شمار می‌روند. عایق‌های فایبرگلاس همچنین به‌خوبی می‌توانند از لوله‌ها در برابر رطوبت و خوردگی ناشی از آن محافظت کنند.
یکی از مشکلات اصلی عایق فایبرگلاس این است که آب را به‌آسانی جذب می‌کند که در نتیجه، خواص و ویژگی‌های خود را از دست می‌دهد. پس هنگام استفاده از این عایق باید سعی کنید که با آب تماس نداشته باشد و در محیط‌های مرطوب از آن استفاده نکنید. البته برای رفع این مشکل می‌توانید از روکش ضدآب هم استفاده کنید اما اگر به بالاترین میزان عملکرد نیاز دارید، بهتر است از تماس آن با آب و رطوبت جلوگیری کنید.
2- عایق‌های لاستیکی؛ مقاوم در برابر آب و رطوبت با رسانایی حرارتی پایین
این عایق‌ها از لاستیک‌های طبیعی یا مصنوعی ساخته می‌شوند و مثل عایق‌های فایبرگلاس، رسانایی حرارتی بسیار پایینی دارند. یعنی عایق‌های لاستیکی به‌خوبی می‌توانند دمای مواد را حفظ کنند و علاوه‌برآن، در برابر آب و رطوبت هم بسیار مقاوم هستند. پس با نصب این عایق‌ها دیگر نگران تماس رطوبت یا بخار آب با سطح لوله نخواهید بود. البته این عایق‌ها هم معایب خود را دارند و از اصلی‌ترین نقاط ضعف آن می‌توان به مقاومت پایین در برابر شرایط محیطی سخت اشاره کرد.
عایق‌های لاستیکی در برابر مواد شیمیایی و خورنده مقاوم نیستند و در آتش‌سوزی از بین می‌روند. برای همین برخی از عایق‌های لاستیکی یک روکش اضافی نسوز در لایه خارجی خود دارند یا خودتان می‌توانید یک لایه نسوز روی آن نصب کنید. از عایق‌های لاستیکی معمولاً در لوله‌های آب سرد، گرم، کانال‌های تهویه و غیره استفاده می‌شود.
3- عایق فوم؛ سبک، انعطاف‌پذیر و مناسب برای کاهش صدا
یکی دیگر از مواد پرکاربرد برای عایق کاری لوله‌های فولادی، استفاده از عایق فوم است. این عایق بسیار سبک وزن است، نصب آسانی دارد و رسانایی حرارتی پایینی هم دارد. انعطاف‌پذیری بالای این عایق باعث شده که از آن برای انواع لوله در شکل و اندازه‌های مختلف استفاده شود. علاوه‌برآن، عایق فوم در برابر رطوبت هم مقاومت خوبی دارد و اجازه نمی‌دهد که لوله در اثر تماس با رطوبت دچار خوردگی و زنگ‌زدگی شود.
این عایق‌ها برای کاهش صدای ناشی از جریان سیال هم کاربرد دارند و به‌عنوان عایق صوتی مناسبی شناخته می‌شوند. به این نکته هم توجه داشته باشید که عایق فوم قابل‌اشتعال است و در معرض آتش از بین می‌رود. همچنین عمر مفید آن زیاد نیست و در برابر مواد شیمیایی هم مقاومت زیادی ندارد. از عایق‌های فوم در خطوط لوله‌های صنعتی با دمای پایین تا متوسط، سردخانه‌ها، عایق‌کاری تأسیسات و همچنین لوله‌های حمل آب سرد و گرم استفاده می‌شود.
4- عایق فوم فنولیک؛ مقاوم‌ترین انتخاب برای دماهای بالا و شرایط سخت
عایق فوم فنولیک یکی از مقاوم‌ترین عایق‌ها برای لوله‌های فولادی است و نسبت به عایق‌های دیگر قیمت بالاتری دارد. برای مثال قیمت لوله مانیسمان رده 40 با عایق فوم فنولیک، بیشتر از قیمت نهایی همین لوله با عایق‌های دیگر است. این عایق‌ها رسانایی حرارتی خیلی پایینی دارند و در برابر آب و آتش بسیار مقاوم هستند و می‌توانند تا دمای 500 درجه سانتی‌گراد را تحمل کنند. علاوه‌برآن، عایق فوم فنولیک در برابر مواد شیمیایی هم بسیار مقاوم است و یک عایق صوتی بسیار خوش به شمار می‌رود.
این عایق در برابر ضربه و فشار هم عملکرد بسیار خوبی دارد اما یک عایق سنگین محسوب می‌شود و وزن آن بالا است. همچنین نصب دشواری دارد و در صورت آتش‌سوزی، یک گاز سمی تولید می‌کند که بسیار مضر است. از عایق‌های فوم فنولیک در خطوط لوله صنعتی با دمای بالا، دیگ‌های بخار، دودکش‌ها و صنایع نفت و گاز استفاده می‌شود.
5- عایق پلی‌اتیلن؛ سبک و انعطاف‌پذیر با مقاومت در برابر آب و رطوبت
عایق‌های پلی‌اتیلن بسیار سبک هستند و انعطاف‌پذیری بالایی دارند؛ بنابراین می‌توانید در شرایط مختلف از آنها استفاده کنید. این عایق‌ها خاصیت خنک‌کنندگی بالایی دارند و به‌صورت گسترده برای مصارف مسکونی و تجاری استفاده می‌شوند. همچنین مقاومت خوبی در برابر آب و رطوبت دارند و یک عایق صوتی خوب به شمار می‌روند. عایق پلی اتیلن از مقاومت شیمیایی خوبی هم برخوردار است و قیمت مقرون‌به‌صرفه‌ای دارد.
البته این عایق‌ها در برابر حرارت بالا مقاوم نیستند و در معرض نور خورشید هم به‌مرورزمان از بین می‌روند. همچنین ضریب حرارتی متوسطی دارد و برای عایق‌بندی حرارتی به‌اندازه عایق‌های فوم و فوم فنولیک کارایی ندارد. برای همین معمولاً در عایق‌کاری زیرزمینی یا محافظت از لوله‌ها در برابر ضربه و خوردگی در محیط‌های بسته کاربرد دارند.
استانداردهای عایق کاری لوله فولادی
جالب است بدانید که عایق‌های لوله های فولادی هم بر اساس استانداردهای مختلفی تولید می‌شوند. این استانداردها میزان مواد به‌کاررفته در ساخت عایق‌ها، ضخامت، کاربرد و همچنین میزان سختی آنها را مشخص می‌کنند. استاندارد عایق کاری لوله معمولاً توسط شرکت‌های سازنده و به‌صورت منطقه‌ای تعیین می‌شوند. اما برخی از مهم‌ترین استانداردهای عایق کاری لوله های فولادی که به‌صورت بین‌المللی استفاده می‌شوند، عبارت‌اند از:
- استاندارد ASTM: انجمن مهندسان تست مواد آمریکا
- استاندارد ASHRAE: انجمن مهندسین گرمایش و تهویه آمریکا
- استاندارد IECC®: کد بین‌المللی حفظ انرژی
علاوه‌برآن، استانداردهای دیگری هم مثل EN و DIN هم در اروپا و سایر نقاط دنیا استفاده می‌شوند. در ایران هم استاندارد ملی 13663 وجود دارد که مشخصات و روش‌های آزمایش انواع عایق‌ها را مشخص کرده و بر اساس استاندارد ISO 14068 است.
شما چه عایق دیگری برای عایق کاری لوله های فولادی می‌شناسید؟
در این مقاله به‌صورت کامل در مورد عایق کاری لوله‌های فولادی صحبت و انواع مختلف آن را معرفی کردیم. همچنین به بیان مزایای عایق‌کاری از جنبه‌های مختلف پرداختیم و استانداردهای لازم را هم بیان کردیم. امیدواریم که توانسته باشیم به سؤالات شما دراین‌رابطه پاسخ دهیم اما اگر همچنان سؤالی دارید، در بخش کامنت‌ها از ما بپرسید. همچنین دوست داریم بدانیم که تجربه شما از عایق کاری لوله های فولادی چه بوده و از چه عایق‌های دیگری استفاده کردید؟
