Når du graver opp et isolasjonsrør som har vært i drift i fem eller seks år, kan du noen ganger se scener som dette: polyuretanskummet blir svertet, smuldrer lett når det klemmes, og til og med lekker vann. Mange menneskers første reaksjon er "vanninntrengning" eller "aldring", men ved nærmere undersøkelse ligger ofte roten til problemet i en upåfallende indikator-det lukkede-celleforholdet.
Det lukkede-celleforholdet er en av kjerneparametrene for å måle kvaliteten på stivt polyuretanskum. Ideelt sett bør polyuretanskum ha et stort antall uavhengige, lukkede-celleluftbobler, hver fylt med skummende gass med lav varmeledningsevne, og disse boblene er ikke sammenkoblet. Denne strukturen blokkerer effektivt varmeledning og fungerer som en tett barriere for å hindre fuktinntrengning. I henhold til GB/T 29047 skal det lukkede-celleforholdet for polyuretanskum som brukes til direkte-nedgravde isolasjonsrør ikke være mindre enn 88 %. Hvis denne verdien ikke oppfylles, er konsekvensene mange.
For det første er isolasjonseffekten kompromittert. I skum med lavt lukket-celleforhold er et stort antall celler i en tilkoblet tilstand, noe som gjør at den skummende gassen inni lett kan unnslippe, mens utvendig luft kan komme inn og ut fritt. Varmekonveksjon og stråling øker, noe som fører til en betydelig økning i termisk ledningsevne. For samme rørdiameter og isolasjonstykkelse opplever rør med utilstrekkelig lukket-celleforhold betydelig høyere varmetap sammenlignet med de med tilstrekkelig isolasjon. Varme går tapt under transport, noe som tvinger varmeselskaper til å brenne mer drivstoff for å kompensere, en kostnad som tas med i daglige driftskostnader.
Enda mer problematisk enn varmetap er vannabsorpsjon. Nedgravde rørledninger er konstant utsatt for fuktig jord. Selv uten åpenbare skader på det ytre dekselet, kan fukt sive inn i isolasjonslaget gjennom bittesmå hull. Mens skum med tilstrekkelige lukkede-celleforhold effektivt forhindrer fuktinntrengning, absorberes vann inn i skummet som en svamp når porene er koblet sammen. Vannets varmeledningsevne er mer enn tjue ganger høyere enn for stillestående luft, noe som forårsaker et kraftig fall i skummets isolasjonsevne etter fuktighetsabsorpsjon. Mer alvorlig, akkumulert vann kan hydrolysere polyuretanet, noe som får skummet til å myke, surgjøre og til slutt pulverisere, og til slutt miste sin strukturelle styrke. På dette stadiet må hele rørledningen graves ut og erstattes, med reparasjonskostnader som langt overstiger de opprinnelige materialbesparelsene.
En annen lett oversett konsekvens er akselerert aldring. Skum med lavt lukkede-celleforhold har betydelig redusert motstand mot varmealdring. Under lang-høy-drift av varmerørledninger er polymerkjedene i skummet mer utsatt for brudd, noe som fører til at fargen endres fra gul til svart, og at trykkstyrken faller raskt. Rørledninger som opprinnelig er designet for en 30-års levetid kan oppleve at isolasjonslaget kollapser og blottlagte stålrør på mindre enn ti år.
Derfor er forholdet mellom lukkede-celler en avgjørende faktor å vurdere når du kjøper isolasjonsrør. En forskjell på bare noen få prosentpoeng i en formell tredjeparts testrapport avgjør ofte om rørledningen vil fungere stabilt etter fem år eller krever større reparasjoner og utskifting.