Em qualquer processo industrial ou fábrica, os proprietários e operadores querem garantir que seu investimento forneça funcionalidade, eficiência e, claro, lucro. Uma simples maneira de aumentar a eficiência e o desempenho de um processo é garantir que ele seja adequadamente isolado. O consumo mínimo de energia e a vida útil máxima de uma usina são benefícios altamente valiosos os quais podem ser alcançados em um processo bem isolado. Entenda a importância do isolamento térmico de máquinas e os benefícios para as industrias e meio ambiente.
Em um mundo mais ambientalmente consciente, os benefícios da solução de isolamento correta não podem ser exagerados. Ao consumir menos energia, a usina contribui para reduzir as emissões de gases de efeito estufa decorrentes do processo de geração de energia, além de reduzir as emissões de seus próprios processos. Uma planta que opera de maneira ambientalmente consciente tem mais probabilidade de obter aprovação de planejamento e acompanhará mais facilmente as regulamentações ambientais cada vez mais rígidas.
As isolações térmicas são materiais ou combinações de materiais que retardam o fluxo de energia térmica executando uma ou mais das seguintes funções:
- Conservar da energia reduzindo a perda ou manutenção do calor;
- Controlar da temperatura da superfície para proteção pessoal e conforto;
- Facilitar o controle de temperatura do processo;
- Evitar o fluxo de vapor e condensação de água em superfícies frias;
- Aumentar a eficiência operacional dos sistemas de aquecimento / ventilação / resfriamento e encanamento encontrados em instalações comerciais e industriais;
- Evitar ou reduzir os danos de equipamentos contra a exposição ao fogo ou a atmosferas corrosivas;
- Auxiliar os sistemas mecânicos no atendimento de critérios em plantas alimentícias e cosméticas;
- Reduzir as emissões de poluentes para a atmosfera.
Tipos de isolamento térmico
Dentre os tipos de isolamentos térmicos citam-se:
- Isolamento fibroso: Composto de fibras de pequeno diâmetro que ao se aglomerarem dividem o espaço aéreo. As fibras podem ser perpendiculares ou paralelas à superfície a ser isolada, e podem ou não estar ligadas entre si. Sílica, lã de rocha, lã de escória e fibras de sílica são alguns exemplos, sendo fibra de vidro e lã mineral os mais utilizados. Produtos de fibra de vidro e lã mineral geralmente têm suas fibras ligadas juntamente com ligantes orgânicos que fornecem a integridade estrutural limitada desses produtos.
- Isolamento celular: Composto por pequenas células individuais separadas umas das outras. O material celular pode ser de vidro ou de espuma, tal como poliestireno, poliisocianurato e poliuretano.
- Isolamento granular: Composto por pequenos nódulos que podem conter espaços vazios ou ocos. Não é considerado um material celular, já que o gás pode ser transferido entre os espaços individuais. Este tipo pode ser produzido como um material solto ou derramável, ou combinado com um aglutinante e fibras ou sofrer uma reação química para fazer um isolamento rígido. Exemplos destes isolamentos são silicato de cálcio, vermiculite expandida, perlite, celulose, terra de diatomáceas e poliestireno expandido.
Formas
As isolações são produzidas em uma variedade de formas adequadas para funções e aplicações específicas. A forma combinada e o tipo de isolamento determinam seu método apropriado de instalação. As formas mais utilizadas são:
- Estruturas rígidas: Placas rígidas, blocos, folhas e formas pré-formadas, como isolamento de tubos, segmentos curvos, revestimento etc;
- Estruturas flexíveis: Folhas flexíveis e formas pré-formadas;
- Composição material: Produzidos a partir de isolamentos fibrosos e granulares utilizados na composição do equipamento;
- Espumas: Espuma derramada ou espuma usada para preencher áreas irregulares e vazios.
Propriedades dos revestimentos protetores
As propriedades dos materiais de revestimento que devem ser consideradas para atender às funções acima mencionadas são:
- Compatibilidade química: A composição química das coberturas deve ser compatível com o material de isolamento sobre o qual são aplicadas, bem como resistente a elementos do ambiente, como produtos químicos industriais, sal, ar e luz ultravioleta ou infravermelha.
- Resistência ao movimento interno e externo: Esta propriedade é significativa se a cobertura deve absorver ou compensar a expansão e contração térmica do isolamento que cobre (isto é, o encolhimento do isolamento a alta temperatura) ou se a vibração do sistema deve ser considerada.
- Faixa de temperatura do revestimento ou cobertura: A faixa de temperatura deve ser compatível com a temperatura da superfície da superfície de isolamento.
- Permeabilidade ao vapor: A permeabilidade deve ser considerada para sistemas abaixo da temperatura ambiente ou dupla. A cobertura deve reduzir significativamente a passagem de umidade através do isolamento.
- Preservação contra incêndios: A baixa capacidade de propagação de chamas e os índices de desenvolvimento de fumaça são de importância vital.
Seleção de materiais de isolamento e aplicação nas faixas gerais de temperatura
As escolhas dos materiais disponíveis dentro de cada faixa de temperatura são baseadas nas condições de projeto (outras que não térmicas) da instalação:
- Faixa de baixa temperatura (15 °C a -75 °C)
Os principais problemas de projeto em instalações de baixa temperatura são a penetração de umidade e a eficiência operacional. Para aplicações abaixo da temperatura ambiente, o isolamento deve ter baixa absorção de umidade.
Os retardadores de vapor são amplamente utilizados, mas, na prática, é difícil obter o retardador perfeito em aplicações extremas. A pressão do fluxo de vapor da superfície externa quente para a superfície interna mais fria é tal que, mesmo com isolamento à prova d’água, o vapor pode se difundir através do material, entrar através de juntas ou rachaduras não vedadas e condensar, congelar e causar danos.
Como o custo de refrigeração é mais alto do que o custo de aquecimento, maior quantidade de material isolante é frequentemente justificado em aplicações de baixa temperatura. Espessuras extras de isolamento, mesmo além do que seria economicamente determinado para aplicações em linhas frias, são algumas vezes empregadas para manter a temperatura da superfície quente acima do ponto de orvalho, evitando a formação de condensação.
Os isolamentos geralmente usados nesta faixa de temperatura são:
- Vidro celular
- Plástico espumado elastomérico
- Fibra de vidro
- Fenólico
- Polietileno
- Poliisocianurato
- Poliuretano
- Poliestireno
- Faixa de temperatura intermediária (15 ° C a 315 ° C)
Esta faixa de temperatura inclui as condições encontradas na maioria dos processos industriais e os sistemas de água quente e vapor necessários em instalações comerciais. Além da capacidade de isolamento térmico, a seleção dos materiais se baseia em outros fatores, como propriedades mecânicas e químicas, tempo de instalação e custos de aquisição. Os materiais geralmente usados na faixa intermediária são:
- Silicato de cálcio
- Vidro celular
- Plástico espumado elastomérico
- Sílica expandida ou perlita
- Fibra de vidro
- Fibra Mineral
- Fenólico
- Faixa de alta temperatura (315 ° C a 815 ° C)
À medida que a faixa refratária de isolamento é aproximada, menos materiais e métodos de aplicação estão disponíveis. Materiais de alta temperatura são muitas vezes uma combinação de outros materiais ou materiais similares fabricados com ligantes especiais. As tubulações e equipamentos industriais de energia e processo, caldeiras, culatras, escapamentos e incineradores estão dentro desta faixa de aplicação. Os materiais geralmente utilizados são:
- Silicato de cálcio
- Vidro celular
- Cimentos
- Fibras Cerâmicas
- Fibras de Vidro
- Fibra mineral
- Perlita
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