هنگام انتخاب لوله های عایق، بسیاری از خریداران به یک شهود ساده تکیه می کنند: هر چه لایه عایق ضخیم تر باشد، عملکرد عایق حرارتی بهتر است-بنابراین آنها به سادگی از سازنده می خواهند چند سانتی متر اضافه کند. در حالی که این ایده منطقی به نظر می رسد، در عمل مهندسی واقعی، افزایش بیش از حد ضخامت عایق نه تنها باعث هدر رفتن هزینه ها می شود، بلکه حتی می تواند نتیجه معکوس داشته باشد و شکست خط لوله را تسریع کند.
بیایید با مشکلی که به راحتی نادیده گرفته می شود شروع کنیم: دمای بیش از حد هسته. وظیفه اصلی یک لایه عایق به حداقل رساندن اتلاف حرارت است. با این حال، به طور همزمان از تخلیه گرمای لوله کار داخلی به بیرون جلوگیری می کند. اگر لایه عایق بیش از حد ضخیم باشد، لوله کار فولادی برای مدت طولانی در معرض دماهای بسیار فراتر از حد طراحی خود باقی می ماند و در نتیجه باعث تسریع کربن شدن، خزش و خوردگی می شود. این امر به ویژه در شبکه های خط لوله آب گرم بسیار مهم است: هنگامی که دمای دیواره لوله برای مدت طولانی بالا بماند، اثربخشی حفاظت کاتدی کاهش می یابد و خطر خوردگی الکتروشیمیایی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. این دلیل اساسی است که چرا برخی از بخشهای لوله با عایق بیش از حد در واقع زودتر از آنهایی با ضخامت عایق استاندارد نشت میکنند.
ثانیاً کاهش اتلاف حرارت با ضخامت عایق نسبت مستقیمی ندارد. در حالی که مقاومت حرارتی یک لایه عایق به صورت تقریباً خطی با ضخامت آن افزایش مییابد، هنگامی که ضخامت به آستانه معینی میرسد، مزایای صرفهجویی انرژی حاصل از ضخیم شدن بیشتر به سرعت کاهش مییابد. هنگام مقایسه هزینه مواد افزودن یک سانتی متر اضافی عایق در برابر ارزش انرژی گرمایی ذخیره شده، هزینه اغلب از نقطه تعادل اقتصادی فراتر می رود. به عبارت دیگر، مخارج اضافی بازدهی متناسبی در صرفه جویی انرژی به همراه ندارد. در عوض، حجم بیشتری از فضای زیرزمینی یا مقطع گالری لوله-را اشغال میکند و در نتیجه عملیات ساخت و ساز و نگهداری را پیچیده میکند.
عامل سوم شامل محدودیت های اعمال شده توسط شرایط عملیاتی واقعی است. اجزای نامنظم-مانند شیرها، زانوها و درزهای انبساط{2}}را نمی توان به طور یکنواخت با عایق ضخیم به همان روشی که بخش های مستقیم لوله می تواند پیچیده شود. اگر عایق بر روی مقاطع مستقیم بیش از حد ضخیم شود، نابرابری در ضخامت عایق بین این بخش ها و "حلقه های ضعیف تر" (اجزای نامنظم) "پل های حرارتی" متمایز ایجاد می کند. سپس گرما به شدت از طریق این اتصالات پخش می شود و به طور قابل توجهی کاهش تلفات کلی-که عایق ضخیم شده در بخش های مستقیم برای دستیابی به آن بود را تضعیف می کند.
بنابراین، چگونه می توان ضخامت عایق مناسب را تعیین کرد؟ قابل اعتمادترین رویکرد، انجام {0}محاسبات تلفات حرارتی بر اساس پارامترهای خاص-از جمله دمای سیال، قطر لوله، شرایط محیطی، و عمر مفید پیشبینیشده{2}}بر اساس استانداردهای طراحی مربوطه (مانند GB/T 29047 یا CJJ 34) است. با انجام این کار، می توان "ضخامت اقتصادی بهینه" را شناسایی کرد که هزینه کل چرخه عمر سیستم خط لوله را به حداقل می رساند. به جای ایجاد دلخواه،-لحظه لحظه ای را برای "افزودن دو سانتی متر ضخامت" تحریک کنید.