آشنایی با انواع عایق، برای افزایش کارایی صنایع مختلف
انواع عایق در تاسیسات گرمایشی ساختمان، برای کاهش تلفات حرارتی و افزایش کارایی سیستم استفاده می‌شود. عایق‌ها می‌توانند مانع انتقال حرارت، رطوبت، صدا و خوردگی فلزات شوند و برای جلوگیری از از دست دادن حرارت از منابع گرما مانند لوله‌ها، کانال‌ها و مخازن، استفاده از عایق بهترین انتخاب است. عایق به صورت لایه‌ای روی سطوح قرار می‌گیرند تا انتقال حرارت از آن سطوح به محیط اطراف کاهش یابد. انواع عایق می‌تواند به جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل سیستم کمک کند. همچنین، باعث کاهش انتقال صوت و صدا از یک منطقه به منطقه دیگر می‌شوند، که در ساختمان‌ها و فضاهایی که نیاز به عدم انتشار صدا دارند، اهمیت زیادی دارد.
انواع عایق از خوردگی فلزات جلوگیری می‌کنند، زیرا با قرار گرفتن بین فلز و محیط خورنده مانند رطوبت و هوا، اکسیداسیون و فرآیند خوردگی را کاهش می‌دهند. به طور کلی، کاربرد عایق در تاسیسات گرمایشی ساختمان به عنوان یک عنصر کلیدی به منظور بهبود کارایی سیستم، کاهش تلفات و حفاظت از تجهیزات و ساختارها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
انواع عایق و کاربرد گسترده آن
انواع عایق بسته به نوع مواد، کاربردها و ویژگی‌های خاصی که دارند، متفاوت هستند. در زیر به برخی از انواع عایق‌ها اشاره می‌کنیم.
1. عایق رطوبتی
از عایق رطوبتی برای جلوگیری از نفوذ رطوبت از یک جدار به جداره دیگر استفاده می شود. عایق‌های آب‌بر مانند ممبران‌ها و کاغذهای آب‌بر برای جلوگیری از نفوذ رطوبت به ساختمان‌ها و سیستم‌های آبیاری استفاده می‌شوند به همین علت عایق رطوبتی در تاسیسات ساختمان استفاده زیادی دارد.
2. عایق حرارتی
یکی دیگر از انواع عایق، عایق حرارتی است که برای جلوگیری از انتقال حرارت از آن استفاده می‌شود. در این روش از فوم‌های پلی‌یورتان و پلی‌استایرن به صورت پنل‌ها یا فوم‌های رشدی به کار می‌روند و برای عایق‌بندی در سیستم‌های گرمایش و سرمایش ساختمان‌ها استفاده می‌شوند. همچنین ممکن است از الیاف معدنی مختلف مانند شیشه‌ای و سنگ‌وات استفاده شود که به صورت رول به کار می‌روند و می‌توانند در محیط‌های با دماهای بالا نیز مورد استفاده قرار بگیرند.
انواع عایق حرارتی را در زیر برای شما توضیح داده‌ایم.
عایق هدایت حرارتی
عایق هدایت حرارتی وظیفه ممانعت از انتقال حرارت به روش هدایتی را بر عهده دارد و از : پشم شیشه، پشم سنگ، پشم معدنی، عایق قالبی و غیره در آن استفاده می‌شود.
مثلا پشم شیشه که یک نوع عایق حرارتی است با روکش کاغذی، قیراندوزی و آلومینیومی ساخته می‌شود.
عایق همرفتی حرارتی
عایق همرفتی هدایتی با کاهش حرارت و استفاده از روش همرفت از انتقال حرارت از یک نقط به نقطه دیگر جلوگیری می‌کند. مواد مختلفی می‌تواند به عنوان عایق همرفتی حرارتی استفاده شوند، که اغلب شامل پوشش‌ها، لایه‌های فومی، یا مواد معدنی با ساختارهای مختلف می‌باشد.
عایق تشعشعی حرارتی
عایق تشعشعی حرارتی از جذب اشعه جلوگیری می‌کند و آن را منعکس می‌کند. برای اینکار، می توان از عایق پشم شیشه، پشم سنگ و پشم معدنی که بر روی خود روکش آلومینیومی دارند، استفاده نمود.
عایق کاری حرارتی
استفاده از عایق کاری حرارتی باعث کاهش مصرف انرژی و اتلاف انرژی در لوله‌ها می‌شود و می‌تواند دمای اب را 2 الی 4 درجه گرم‌تر کرده و دما را حفظ کند پس باید به عایق کاری مناسبی مجهز شود. لازم به ذکر است استفاده از از عایق کاری روی سیستم لوله کشی آب داغ می‌تواند از ورود سرما به داخل لوله‌ها جلوگیری کرده و سرمای کمتری روی دمای آب داخل لوله تأثیر می‌گذارد. معمولاً لوله‌هایی که در دماهای بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد، گرمای بیشتری را هدر داده و از همین رو باید از عایق کاری با ضخامت بالاتری برای این لوله کشی‌ها استفاده نمود.
3. عایق الکتریکی
عایق الکتریکی از انواع عایق هستند که دارای یک نوع ماده یا ساختار است که قادر به جلوگیری از جریان یافتن جریان الکتریکی است. به عبارت دیگر، عایق الکتریکی اجازه نمی‌دهد بارهای الکتریکی از یک نقطه به نقطه دیگر جریان پیدا کنند. مهم‌ترین کاربرد عایق الکتریکی و ویژگی آن داشتن مقاومت الکتریکی بالا است. عایق الکتریکی می‌تواند از مواد مختلفی مانند پلاستیک‌ها، پلیمرها، کاغذ مخصوص الکتریکی، سرامیک‌ها و غیره تهیه شوند و بسته به نیازهای کاربردی و خواص مورد انتظار، انتخاب می‌شوند.
4. عایق صوتی
یکی دیگر از انواع عایق، عایق صوتی است که دارای یک نوع ماده یا ساختار است که به منظور کاهش انتشار و انتقال صدا و صوت از یک منطقه به منطقه دیگر استفاده می‌شود. هدف اصلی عایق صوتی ایجاد موانعی است که جریان انرژی صوتی را از طریق انتقال ارتعاش‌های هوا یا جامد به حداقل برساند و برای کاهش فشار صوتی با توجه به صدای منبع و گیرنده استفاده می‌شود. کاربرد عایق صوتی معمولا در شهرهای پرجمعیت و ساختمان‌های مسکونی است که آلودگی صوتی زیادی در آن وجود دارد، این کار با افزایش جذب، انعکاس و پراکنش صدا انجام می‌شود.
5. عایق ضد خوردگی
عایق ضد خوردگی از دیگر انواع عایق هستند که با توجه به موادی که دارند بر روی سطوح فلزی قرار داده می‌شوند تا از تماس با عوامل خورنده مانند رطوبت، هوا، مواد شیمیایی و... جلوگیری کنند. هدف اصلی این عایق‌ها حفاظت از فلزات در برابر اکسیداسیون، خوردگی و تخریب است.
کاربرد عایق و استفاده از آن در صنایع مختلف
کاربرد عایق در صنایع مختلف به دلیل ویژگی‌های مختلفی مانند خودروسازی، صنایع شیمیایی، پتروشیمی، فضا، معدن و... مورد استفاده قرار می‌گیرد. در زیر تعدادی از کاربردهای مهم عایق‌ها ذکر شده است.
- در سیستم‌های آبیاری و تاسیسات آب و فاضلاب برای جلوگیری از نفوذ رطوبت به داخل سیستم‌ها استفاده می‌شوند.
- در ساختمان‌ها برای جلوگیری از نفوذ آب به سطوح دیوارها و کف‌ها به کار می‌روند.
- کاربرد عایق حرارتی در تاسیسات گرمایشی و سرمایشی برای کاهش تلفات حرارتی از لوله‌ها، دیگ‌ها و تجهیزات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- در صنایع نفت و گاز برای جلوگیری از از دست دادن حرارت در فرآیندهای حرارتی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
- در ساختمان‌ها برای عایق‌بندی دیوارها، سقف‌ها و کف‌ها از تلفات حرارتی و تاثیرات دمایی جلوگیری می‌کنند.
- در صنعت الکترونیک برای جدا سازی قطعات الکتریکی و جلوگیری از اتصالات ناخواسته استفاده می‌شوند.
- در سیستم‌های توزیع برق برای جلوگیری از تماس بین اجزای فلزی و کاهش خطرات الکتریکی به کار می‌رود که از کاربرد عایق به شمار می‌رود.
- در استودیوها، سالن‌های کنفرانس، اتاق‌های ضبط و... برای کاهش انتشار صدا و ایجاد کیفیت صوت به کار می‌روند.
- در خودروها برای کاهش نویز خارجی و داخلی به کار می‌رود که از کاربرد عایق صوتی است.
- در صنایع معدنی و پتروشیمی بر روی سطوح فلزی به منظور حفاظت از آنها در برابر خوردگی به کار می‌رود.
- در صنایع دریایی برای حفاظت از سطوح فلزی در معرض تماس با آب و محیط شور استفاده می‌شود و از مهم‌ترین کاربرد عایق خوردگی است.
- در ساختمان‌ها و اماکن عمومی برای جلوگیری از گسترش آتش و ایجاد زمان بیشتری برای اجلاء افراد به کار می‌رود.
خوردگی در فلزات و انواع عایق مربوط به آن
متاسفانه خوردگی در فلزات و فعل و انفعالات بین فلز و محیطی که در آن قرار دارد مسئول واکنش‌های الکتروشیمیایی است که منجر به خوردگی می شود. پدیده خوردگی نه تنها در فلزات بلکه در بسیاری از ترکیبات دیگر نیز اتفاق می‌افتد. این ترکیبات شامل مواد غیرفلزی مانند سرامیک‌ها، پلیمرها، کامپوزیت‌ها و محصولات سیمانی هستند. اگرچه اثرات خوردگی در این مواد غیرفلزی ممکن است به نسبت به فلزات شدیدتر نباشد، اما در هر صورت اثرات مخرب خوردگی بر روی این ترکیبات نیز مشاهده می‌شود. به همین علت برای جلوگیری از تخریب فلز از انواع عایق مربوط به آن استفاده می‌شود تا از خوردگی محافظت گردد.
برای کاربرد عایق فلزات از انواع عایق مثل اکسیدهای آندی ، پوشش‌های سرامیکی و نوارهای عایق لوله‌های فلزی به عنوان عایق‌های ضدخوردگی در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرد.
نحوه عملکرد انواع عایق برای پوشش‌های مهارکننده به چند دسته تقسیم می‌شود که در زیر به برخی از آنها می‌پردازیم.
- ایجاد مانع فلز و محیط اطراف آن
- جلوگیری از فرسایش
- مانع آسیب به فلز از طریق تبدیل شدن به ماده قربانی
انواع عایق و پوشش‌های فلزی بر روی اجزای فلزی برای محافظت در برابر تخریب ناشی از عوامل مختلف محیطی و صنعتی از جمله رطوبت، نمک، اکسیداسیون و مواد شیمیایی به طیف وسیعی از صنایع استفاده می‌شوند. این عایق‌ها و پوشش‌ها به عنوان لایه‌های محافظتی بر روی سطوح فلزی عمل می‌کنند. علاوه بر جلوگیری از خوردگی ، بسیاری از پوشش‌های ذکر شده در برابر سایش مقاوم بوده و محافظت شیمیایی را نیز فراهم می‌کنند. در زیر به انواع عایق فلزی اشاره خواهیم کرد، لازم به ذکر است تمامی راهکارها و ایده های ارائه شده به منظور جلوگیری ازخوردگی لوله ها، هر کدام هزینه و کارایی خاص خود را دارا می باشند و انتخاب بهترین روش به خود شما بستگی دارد.
1. نوار عایق ضدخوردگی
نوار عایق ضدخوردگی به منظور پوشش فلزی برای جلوگیری از خوردگی در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
2. نوار پرایمر
کاربرد عایق نوار پرایمر برای لوله‌های مدفون در خاک و ساختارهای لوله کشی مطلوب‌ترین نتیجه را در بین سایر روش‌ها فراهم آورده است.
انواع عایق کاری لوله‌های فلزی
همان‌طور که ذکر شد، ضرورت عایق‌کاری لوله‌های فلزی یکی از نکات اساسی در حفاظت از این سازه‌هاست. این عملیات عایق‌کاری با استفاده از مواد مختلفی انجام می‌شود، که انتخاب آنها به وابستگی به نوع لوله و هدف اصلی استفاده آن متغیر است. در زیر به انواع عایق‌کاری اشاره خواهیم کرد.
1. عایق لوله‌کشی روکار
در عایق لوله‌کشی توکار از مواد متفاوتی برای عایق‌کاری استفاده می‌شود. عموماً برای عایق‌کاری لوله‌های روکار از رنگ‌های ضدزنگ و مواد پاک‌کننده بهره می‌برند. این رنگ‌ها و مواد پاک‌کننده با هدف حفاظت از لوله‌ها در برابر زنگ زدگی و تاثیرات محیطی استفاده می‌شوند. انتخاب این نوع مواد به منظور افزایش عمر مفید و کارایی لوله‌ها از اهمیت بالایی برخوردار است. همچنین به‌تازگی برای عایق‌کاری لوله‌های گاز روکار از مواد نانو نیز استفاده می‌شود.
2. عایق لوله‌کشی توکار
در سیستم‌های لوله‌کشی توکار، لوله‌ها به‌طور پنهان در داخل ساختار یا سطح نصب مخفی می‌شوند و به‌راحتی از نظر ظاهری تشخیص داده نمی‌شوند. اگر لوله‌ای در این سیستم‌ها سوراخ شود یا خراب شود، تشخیص آن معمولاً دشوار است و نیاز به تخریب قسمت‌های اطراف نصب شده دارد تا مشکل شناسایی شود. این ویژگی باعث می‌شود که تعمیر و تخریب لوله‌ها در این نوع سیستم‌ها به‌مراتب پیچیده‌تر و زمان‌برتر باشد. به همین علت از انواع عایق که دو روش نیز دارد استفاده می‌شود که در زیر توضیح داده شده است.
عایق‌کاری به روش سرد
در عایق‌کاری به روش سرد از چسب نواری رویین ، زیرین و پرایمر استفاده می‌شود. در این روش با پیچیدن نوارچسب به دور لوله فلزی، لوله عایق می‌شود. به عایق‌کاری سرد نوارپیچی نیز می‌گویند.
در این روش ابتدا بعد از این‌که لوله رنگ‌زدایی شد و از ناخالصی‌ها پاک گردید، پرایمرزنی انجام می‌شود. پرایمرزنی با قلم‌مو، غلطک و گاه اسپری انجام می‌شود. برای نوارپیچی ابتدا باید از خشک بودن آن اطمینان حاصل کرد و پرایمر نباید به دست بچسبد.
عایق‌کاری به روش گرم
در عایق‌کاری به روش گرم برای حفاظت از سطوح مختلف از جمله لوله‌های فلزی، از موادی مانند پرایمر، نوار پشم شیشه و قیر استفاده می‌شود. همچنین، در این روش می‌توان از رنگ‌های ضدزنگ نیز برای عملیات عایق‌کاری بهره برد. برای عایق‌بندی لوله‌های فلزی، فرآیندی انجام می‌شود که در آن مواد به وسیله حرارت تغییر شکل می‌دهد و عملیات ایزولاسیون را انجام می‌دهد. در این روش، قیر جامد توسط افزایش حرارت به حالت مذاب تبدیل می‌شود و سپس به سطح لوله می‌پیوندد. این فرآیند به عنوان یک روش گرم عایق‌کاری شناخته می‌شود و به علت توانایی ایجاد عایق محافظتی محکم و مقاوم در برابر شرایط مختلف محیطی، در صنایع مختلف از جمله صنعت نفت و گاز، ساختمان‌سازی و... به کار می‌رود.