5, 6년 동안 운영한 단열파이프를 파내다 보면 폴리우레탄 폼이 검게 변하고, 누르면 쉽게 부서지고, 심지어 물이 새는 광경을 볼 수 있습니다. 많은 사람들의 첫 번째 반응은 "물 유입" 또는 "노화"이지만 자세히 살펴보면 문제의 근본 원인은 눈에 띄지 않는 지표인 -폐쇄-셀 비율에 있는 경우가 많습니다.
폐쇄-기포 비율은 경질 폴리우레탄 폼의 품질을 측정하는 핵심 매개변수 중 하나입니다. 이상적으로, 폴리우레탄 폼은 독립된 폐쇄-기포 기포가 많이 있어야 하며, 각 기포는 열전도율이 낮은 발포 가스로 채워져 있으며 이러한 기포는 서로 연결되어 있지 않습니다. 이 구조는 열전도를 효과적으로 차단하고 수분 침투를 방지하는 견고한 장벽 역할을 합니다. GB/T 29047에 따르면 직접 매립 단열 파이프에 사용되는 폴리우레탄 폼의 폐쇄-기포 비율은 88% 이상이어야 합니다. 이 값이 충족되지 않으면 결과가 다양해집니다.
첫째, 단열 효과가 손상됩니다. 폐쇄-셀 비율이 낮은 폼에서는 다수의 셀이 연결된 상태로 되어 있어 내부의 발포가스가 쉽게 빠져나오며, 외부 공기는 자유롭게 들어오고 나갈 수 있습니다. 열 대류와 복사가 증가하여 열전도율이 크게 증가합니다. 동일한 파이프 직경과 단열재 두께에 대해 폐쇄-기포 비율이 충분하지 않은 파이프는 적절한 단열재를 사용한 파이프에 비해 열 손실이 상당히 높습니다. 운송 중에 열이 손실되므로 난방 회사는 이를 보상하기 위해 더 많은 연료를 소비해야 하며, 이는 일일 운영 비용에 포함됩니다.
열 손실보다 더 문제가 되는 것은 수분 흡수입니다. 매설된 파이프라인은 축축한 토양에 지속적으로 노출됩니다. 외부 케이싱에 뚜렷한 손상이 없더라도 작은 틈을 통해 습기가 절연층으로 스며들 수 있습니다. 적절한 폐쇄-기포 비율을 지닌 폼은 수분 침투를 효과적으로 방지하지만, 모공이 서로 연결되면 물이 스펀지처럼 폼에 흡수됩니다. 물의 열전도율은 정지 공기보다 20배 이상 높기 때문에 수분 흡수 후 폼의 단열 성능이 급격히 떨어집니다. 더 심각하게는 축적된 물이 폴리우레탄을 가수분해하여 폼이 부드러워지고 산성화되고 결국 가루가 되어 구조적 강도를 잃을 수 있습니다. 이 단계에서는 전체 파이프라인을 굴착하고 교체해야 하며 수리 비용은 초기 재료 절감액을 훨씬 초과합니다.
쉽게 간과되는 또 다른 결과는 노화가 가속화된다는 것입니다. 닫힌-기포 비율이 낮은 폼은 열 노화에 대한 저항력을 크게 감소시킵니다. 가열 파이프라인의 장기간-고온- 작동에서 폼의 폴리머 사슬은 파손되기 쉽고 색상이 노란색에서 검은색으로 변하고 압축 강도가 급격히 떨어집니다. 원래 30년 수명을 위해 설계된 파이프라인은 10년 이내에 단열층이 붕괴되고 강철 파이프가 노출될 수 있습니다.
따라서 폐쇄-기포율은 단열관 구매 시 고려해야 할 중요한 요소입니다. 공식적인 제3자 테스트 보고서에서 단 몇 퍼센트 포인트의 차이로 파이프라인이 5년 후에 안정적으로 작동할지 아니면 대대적인 수리 및 교체가 필요한지를 결정하는 경우가 많습니다.