الأنابيب العازلة للحرارة هي أنابيب عازلة تُستخدم لنقل السوائل والغازات وغيرها من الوسائط، وتتمثل مهمتها الأساسية في تقليل فقدان الحرارة أثناء النقل، وفي الوقت نفسه منع امتصاص الوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة للحرارة وتجنب تسرب الحرارة من الوسائط ذات درجات الحرارة المرتفعة إلى الخارج. وتُستخدم على نطاق واسع في مجالات التدفئة المركزية، والبتروكيماويات، والتكييف المركزي، وغيرها.

التصنيف السائد والخصائص الهيكلية

أنابيب العزل الحراري من البولي يوريثين ‌

البنية: تتكون من ثلاث طبقات، وهي أنبوب فولاذي داخلي للعمل، وطبقة عازلة للحرارة مصنوعة من رغوة البولي يوريثان، وأنبوب خارجي من البولي إيثيلين عالي الكثافة.

درجة الحرارة المناسبة: -70 درجة مئوية حوالي 120 ℃، يُستخدم غالبًا في الشبكات الثانوية للتدفئة المركزية في المدن وخطوط تهوية أنظمة التكييف المركزي.

الميزة الأساسية: معامل التوصيل الحراري منخفض حتى 0.016W/m.k ، تبلغ خسارة الحرارة فقط ما يعادل نصف خسارة الحرارة في الأنابيب التقليدية 25% ، يمكن خفض التكلفة الإجمالية 10%-25% ، يمكن أن يصل عمر الخدمة إلى 30-50 سنة.

أنابيب عازلة مركبة من الفولاذ والبولي يوريثان ‌

البنية: الطبقة الداخلية والطبقة الخارجية كلاهما من أنابيب الفولاذ، ويُملأ الوسط بمواد عازلة للحرارة عالية التحمل مثل سيليكات الألمنيوم وصوف الزجاج، وتتوفر بنوعين من البنية: الانزلاق الداخلي والانزلاق الخارجي.

درجة الحرارة المناسبة: يمكن تحمل الحد الأقصى 350 بخار عالي الحرارة، يُستخدم غالبًا في الشبكات الرئيسية للبخار عالي الحرارة في محطات توليد الطاقة والمجمعات الكيميائية.

الميزة الأساسية: قدرة عالية على تحمل الضغط، كما أن الهيكل الخارجي المنزلق يلائم المناطق ذات منسوب المياه المرتفع والأمطار الغزيرة، ويمكن تركيبه مباشرةً في الأرض دون الحاجة إلى إنشاءات خرسانية.

مواد العزل الحراري الشائعة الاستخدام

رغوة البولي يوريثان: نسبة الخلايا المغلقة ≥ 97% ، يتميز بمعدل امتصاص منخفض للغاية، وهو المادة العازلة السائدة في أنابيب التدفئة التقليدية.

الصوف الصخري / الصوف الزجاجي: أعلى مقاومة للحرارة 600 درجة مئوية، عازل صوتي غير قابل للاشتعال، مناسب لتطبيقات الأنابيب الصناعية ذات درجات الحرارة العالية.

حشوة عازلة من الهلام الهوائي: مادة عازلة جديدة عالية الكفاءة، ذات معامل توصيل حراري يقل بكثير عن المواد التقليدية، ومناسبة لتطبيقات العزل الحراري الراقية في قطاعات الطاقة الجديدة والبتروكيماويات وغيرها.

الإسفنج المطاطي البلاستيكي: بنية مغلقة المسام ذات مرونة عالية، مقاوم للرطوبة ومقاوم للهب، يُستخدم غالبًا في عزل أنظمة التبريد وأنابيب التبريد عند درجات حرارة منخفضة.

يتطلب اختيار الأنابيب العازلة في درجات حرارة مختلفة الاعتماد بشكل أساسي على درجة حرارة الوسط الناقل، مع مراعاة معايير إضافية مثل الضغط وظروف التمديد. وفيما يلي خطة دقيقة للاختيار حسب نطاقات درجات الحرارة:

ظروف التشغيل عند درجات حرارة منخفضة للغاية ( -196 درجة مئوية ~-40 درجة مئوية) ‌

نوع الأنبوب المُلائم: أنبوب عازل للبرودة من البولي يوريثان، غاز طبيعي مسال أنبوب عازل حراري من اللباد المرن مخصص.

مواد العزل المُلائمة: رغوة البولي يوريثان، ومواد مطاطية بلاستيكية خاصة مقاومة لدرجات الحرارة المنخفضة.

الحالات المناسبة: نقل الغاز الطبيعي المسال، خطوط أنابيب وسائط التبريد العميق، وأنابيب العزل الحراري لغرف التبريد

نقاط اختيار النوع: يجب اعتماد نسبة مسامات مغلقة ≥ 98% الهيكل المقاوم للرطوبة يمنع تغلغل بخار الماء الذي قد يؤدي إلى فقدان كفاءة العزل الحراري، ويجب حساب سماكة طبقة العزل وفق متطلبات منع التكثف.

ظروف التشغيل ذات درجات الحرارة المتوسطة والمنخفضة ( -40 درجة مئوية حوالي 120 درجة مئوية) ‌

أنواع الأنابيب المتوافقة: أنابيب العزل بالبولي يوريثان المسبقة الصنع والمدفونة مباشرة، وأنابيب العزل ذات الغلاف الأسود، بّي بّي آر أنبوب عازل مركب

المواد العازلة المُتوافقة: رغوة البولي يوريثان، الإسفنج المطاطي، الصوف الزجاجي.

الحالات المناسبة: شبكات التدفئة المركزية في المجمعات السكنية، أنابيب المياه الساخنة والباردة للمكيفات المركزية، ونقل مياه الشرب الساخنة العادية.

نقاط اختيار النموذج: ضغط التشغيل ≤ 2.5MPa يُفضَّل في الوقت الحالي اختيار أنابيب العزل الحراري المصنوعة من البولي يوريثان، إذ تبلغ خسائر الحرارة فيها فقط ما يعادل… من الأنابيب التقليدية. 25% ، يمكن أن تصل مدة الخدمة التصميمية إلى 30~50 سنة.

ظروف التشغيل متوسطة وعالية الحرارة ( 120 درجة مئوية حوالي 350 درجة مئوية) ‌

أنواع الأنابيب المُتوافقة: أنبوب عازل للبخار من نوع «الستيل داخل الستيل»، وأنبوب فولاذي عازل معلق.

المواد العازلة المُلائمة: الصوف الصخري، الصوف الزجاجي، ألياف سيليكات الألومنيوم

الحالات التطبيقية: نقل البخار في محطات الطاقة، وخطوط الأنابيب ذات درجات الحرارة العالية في المجمعات الكيميائية، وشبكة التدفئة المركزية الأولية.

نقاط اختيار النوع: يُفضَّل اختيار الهيكل الفولاذي ذو الغلاف الخارجي المنزلق، وهو مناسب لمناطق ارتفاع منسوب المياه، ويمكنه مواجهة تشوهات التمدد والانكماش الحراري للأنابيب، كما يُستخدم أنبوب الفولاذ الواقي الخارجي لـ… 3PE معالجة مقاومة التآكل.

ظروف التشغيل فائقة الحرارة ( 350 درجة مئوية حوالي 600 (℃ فما فوق) ‌

نوع الأنبوب المُتوافق: أنبوب فولاذي عازل للحرارة بدرجة عالية مصنوع من ألياف سيليكات الألومنيوم، وغلاف عازل قابل للتفكيك.

مواد العزل المُلائمة: ألياف سيليكات الألومنيوم، وحصائر العزل الحراري الهوائية

الحالات التطبيقية: خطوط الأنابيب في الأفران الصناعية، أنابيب البخار الرئيسية للمراجل، وخطوط نقل غازات الدخان ذات درجات الحرارة العالية

نقاط اختيار النوع: يعتمد هيكل عزل حراري مركب متعدد الطبقات، مع طبقة واقية من الفولاذ المقاوم للصدأ في الطبقة الخارجية، لتفادي تفتت المواد وتساقطها عند درجات الحرارة العالية.

معايير الجودة

-  الاطلاع على المعايير: تُطبَّق أنابيب البولي يوريثان المدفونة مباشرةً بشكل رئيسي GB/T 29047-2021 «أنابيب العزل الحراري المسبقة الصنع ذات الأنبوب الخارجي من البولي إيثيلين عالي الكثافة ورغوة البولي يوريثان الصلبة، بالإضافة إلى تجهيزات الأنابيب»، تنفيذ أنابيب البخار ذات الغلاف الفولاذي. CJ/T200 — 2004 معايير الانتظار.

-  النظر إلى مؤشرات طبقة العزل الحراري: كثافة البولي يوريثان ≥ 60kg/m ³، نسبة مسامات مغلقة ≥ 88%-97% ، معامل التوصيل الحراري ≤ 0.033 واط/متر · ك) ، معدل امتصاص الماء ≤ 0.2kg/m ².

-  فحص الغلاف الخارجي: كثافة غلاف البولي إيثيلين عالي الكثافة ≥ 950kg/m ³ (20 درجة مئوية ) يجب أن يكون سمك الجدار كافيًا، وأن تكون السطح خاليًا من الخدوش الواضحة والتشققات والفقاعات.

-  أنبوب التحكم في العمل: يجب معالجة السطح بالتفجير لإزالة الصدأ، بحيث يبلغ مستوى إزالة الصدأ Sa2 الدرجة، خشونة السطح R=12.5 بضع ميكرومترات تقريبًا.

-  التشخيص البسيط في الموقع: اضغط على طرف الأنبوب لتفحص الرغوة وتحقق من كثافتها وخلوها من أي مظهر للرخاوة، ولاحظ ما إذا كانت خلايا الرغوة متساوية ودقيقة. عادةً لا يقل الطول المُخصص عند طرف الأنبوب عن 150mm。

سيناريوهات الاستخدام

-  التدفئة المركزية البلدية: تُشكّل أنابيب العزل الحراري المدفونة مباشرةً والمصنوعة من البولي يوريثان النسبة الأكبر، مع طلب قوي على مشاريع تحديث شبكات التدفئة في المناطق الشمالية.

-  البتروكيماويات: أنابيب نقل النفط والغاز، غاز طبيعي مسال يشهد قطاع أنابيب النقل نموًا ملحوظًا في الطلب.

-  أنابيب البخار ذات درجات الحرارة العالية: تُستخدم أنابيب العزل المصنوعة من الفولاذ المغطى بالفولاذ في نقل البخار وشبكات أنابيب البخار داخل مصانع الصناعات الكيميائية.

-  أعمال العزل الحراري: ثلاجات التبريد، تبريد المناطق، نقل الوسائط ذات درجات الحرارة المنخفضة، وبعضها يتحمل -90 درجة مئوية.

-  مجالات أخرى: تُستخدم أيضًا في أنظمة التهوية للمكيفات المركزية، وقطاعات مناجم الفحم، والطاقة الكهربائية، وبناء السفن، والصناعات المعدنية، وغيرها.