Скорость обратимого изменения размеров – коэффициент теплового расширения/сжатия – при изменении температуры теплоизоляционного материала чаще всего связана с его химическим составом. Как правило, органические материалы имеют более высокий коэффициент теплового расширения, чем неорганические.
У органических материалов, таких как пенопласты, этот коэффициент в 5–10 раз выше, чем у металлических материалов. В результате усадки могут образовываться открытые стыки, в которых возникают мостики холода, обеспечивающие конвекцию и значительный приток тепла, что снижает общую тепловую эффективность. При этом может нарушиться герметичность стыков, и влага проникнет в систему.
Для противодействия такому перемещению тепла, возникающему при использовании органических пенопластов, необходимо предусмотреть компенсационные и усадочные швы, контролирующие сдвиг теплоизоляционных элементов при тепловом сжатии и расширении и предотвращающие образование открытых тепловых зазоров.
Теплоизоляция из пеностекла демонстрирует предсказуемый, минимальный, обратимый коэффициент термического сжатия, близкий к коэффициенту углеродистой или нержавеющей стали и бетона. Поэтому при циклических температурах относительные перемещения в стыках теплоизоляции незначительны.
Деформационные швы для компенсации таких подвижек требуют больших материальных, трудовых и временных затрат. Учитывая небольшое относительное смещение между трубопроводом и теплоизоляционным материалом из пеностекла, при проектировании и монтаже системы можно использоваться меньшее количество деформационных швов.
При повышенных температурах проблема приобретает обратный характер: высокий коэффициент теплового расширения органических пенопластов может привести к деформации и изгибу, создавая серьезную нагрузку на гидроизоляцию и пароизоляцию. Это приводит к нарушению целостности теплоизоляционной системы и отрицательно сказывается на теплотехнических характеристиках при эксплуатации.
Все виды пенопластов при нагревании могут демонстрировать колоссальные изменение размеров. В отличие от этого теплоизоляция из пеностекла сохраняет стабильность размеров, так как схожа по коэффициенту расширения со стандартными стальными трубопроводами и оборудованием.
При высоких температурах необходимо использовать неорганическую теплоизоляцию. Однако при повышении температуры и расширении металлических труб и емкостей некоторые теплоизоляционные материалы сжимаются. Такие теплоизоляционные материалы, как перлит и силикат кальция, могут давать усадку до 2% под воздействием максимальной температуры их использования.
Сочетание усадки теплоизоляции и расширения трубопроводов и оборудования может привести к нарушению герметичности швов и появлению трещин, что может стать причиной теплового растрескивания и серьезного повреждения защитных покрытий или оболочек.
Теплоизоляция из пеностекла обладает обратимым коэффициентом расширения, аналогичным металлам. Это снижает вероятность возникновения проблем, вызванных дифференциальной усадкой или расширением.
Постоянные изменения размеров могут быть вызваны многими причинами, в том числе и старением теплоизоляционного материала. Под термином «старение» понимается ухудшение теплоизоляционных свойств и стабильности размеров жестких пенопластов с закрытыми порами из-за внешней диффузии пенообразователя с низкой проводимостью и внутренней диффузии составляющих воздуха с высокой проводимостью.
Это приводит к пост-производственной усадке пенопластов (особенно пенополиуретановых), возможному образованию пузырьков на пенополиуретане и выделению пенообразователя, что в конечном итоге может привести к усадке до 2%. В холодных системах внутриполостные газы полиуретана низкой плотности могут конденсироваться, разрушать стенки ячеек и приводить к разрушению теплоизоляции.
Влага может проникать в некоторые теплоизоляционные материалы во время хранения, транспортировки или монтажа и задерживаться пароизоляцией или пароизоляционным материалом. Кроме того, неисправные пароизоляционные материалы могут пропускать влагу до запуска объекта или во время эксплуатации.
В сочетании с изменениями температуры это может привести к значительной деформации теплоизоляции. Схожая проблема может возникнуть, когда в пенопласты, обладающие относительно высокой проницаемостью, попадает водяной пар в результате неисправности или неадекватности парозащитных барьеров, которые неправильно устанавливаются или иным образом подвергаются повреждению на месте.
Во всех этих случаях теплоизоляционный материал не только контактирует с высокой влажностью, но и подвержен изменениям температуры системы, в которой установлена теплоизоляция, и температуры наружного воздуха.
Помимо этого, солнечное излучение может повышать температуру теплоизоляции в зависимости от климатических и географических условий. Пенопласты могут значительно изменять свои размеры под совместным воздействием температуры и влажности. Это приводит к разбуханию, деформации или прогибу теплоизоляции. Полиуретан при температуре +70°C и относительной влажности 85% демонстрирует необратимое расширение на 3%. С другой стороны, пенопласты при аналогичных условиях могут сжиматься до 2%. Полиизоцианурат подвержен эффекту влажного старения. Его быстрая и необратимая деформация создает серьезную нагрузку на внешние паро- и гидроизоляцию.
Что касается теплоизоляции из пеностекла, эксплуатация и испытания еще раз доказали, что она сохраняет стабильность размеров в условиях экстремальной влажности.
Нагрузка на теплоизоляцию при повышенных температурах является потенциальным источником изменения размеров с возможными серьезными последствиями. По этой причине производители пенопласта публикуют рекомендации по нагрузке в зависимости от температуры. Обладая высокой термостойкостью, жесткостью и высокой прочностью при сжатии, теплоизоляция из пеностекла обеспечивает отличную стабильность размеров в широком диапазоне температур.
По сравнению с другими теплоизоляционными материалами, особенно с пенопластами, имеющими в 5–10 раз больший коэффициент температурного расширения или усадки, неоспоримым фактом является использование теплоизоляции НЕОПОРМ® в качестве отличного решения для систем теплоизоляции с переменной температурой.
Коэффициент термического расширения пеностекла, близкий по значению к коэффициенту расширения стали и бетона, практически исключает относительные сдвиги на стыках теплоизоляции при изменении температуры системы.
Ряд испытаний, а также многолетний практический опыт показывают, что при использовании теплоизоляции НЕОПОРМ® не происходит необратимых изменений размеров. Даже при температурах около +400°C теплоизоляция НЕОПОРМ® не подвержена усадке по сравнению с другими неорганическими теплоизоляционными материалами.
На нее не оказывает влияния и высокая влажность, поскольку испытания и практический опыт показали, что при контакте с влагой или водой теплоизоляция НЕОПОРМ® остается стабильной по размерам.
Во время испытаний пеностекла при температуре +20°C и относительной влажности 95% изменений его формы и свойств не наблюдалось, поэтому теплоизоляция НЕОПОРМ® является предпочтительным теплоизоляционным материалом даже при высокой влажности окружающей среды. Воздействие экстремальных температур в сочетании с высокими нагрузками не влияет на характеристики теплоизоляции НЕОПОРМ®, обеспечивая отличную стабильность размеров под нагрузкой в широком диапазоне температур.
Это также является одной из причин, по которой производители резервуаров во всем мире предпочитают использовать данный теплоизоляционный материал для теплоизоляции криогенных, холодных и высокотемпературных резервуаров.
2024 Неопорм® Все права защищены.