Bij het opgraven van een isolatieleiding die al vijf of zes jaar in gebruik is, kun je soms dit soort taferelen tegenkomen: het polyurethaanschuim wordt zwart, brokkelt gemakkelijk af als je erin knijpt en lekt zelfs water. De eerste reactie van veel mensen is 'binnendringend water' of 'veroudering', maar bij nader inzien ligt de oorzaak van het probleem vaak in een onopvallende indicator-de gesloten-celverhouding.
De gesloten-celverhouding is een van de kernparameters voor het meten van de kwaliteit van hard polyurethaanschuim. Idealiter zou polyurethaanschuim een groot aantal onafhankelijke, gesloten-cellige luchtbellen moeten hebben, elk gevuld met schuimgas met een lage thermische geleidbaarheid, en deze bellen zijn niet met elkaar verbonden. Deze structuur blokkeert effectief de warmtegeleiding en fungeert als een stevige barrière om het binnendringen van vocht te voorkomen. Volgens GB/T 29047 mag de gesloten-celverhouding van polyurethaanschuim dat wordt gebruikt voor direct-ingegraven isolatiebuizen niet minder zijn dan 88%. Als deze waarde niet wordt gehaald, zijn de gevolgen talrijk.
Ten eerste wordt het isolatie-effect aangetast. Bij schuim met een lage gesloten-celverhouding bevindt een groot aantal cellen zich in een verbonden toestand, waardoor het schuimende gas binnenin gemakkelijk kan ontsnappen, terwijl de buitenlucht vrijelijk naar binnen en naar buiten kan gaan. De warmteconvectie en straling nemen toe, wat leidt tot een aanzienlijke stijging van de thermische geleidbaarheid. Bij dezelfde buisdiameter en isolatiedikte ervaren buizen met een onvoldoende gesloten-celverhouding een aanzienlijk hoger warmteverlies dan buizen met voldoende isolatie. Tijdens het transport gaat warmte verloren, waardoor verwarmingsbedrijven gedwongen worden meer brandstof te verbranden ter compensatie, kosten die in de dagelijkse bedrijfskosten zijn verdisconteerd.
Nog problematischer dan warmteverlies is de wateropname. Ingegraven pijpleidingen worden voortdurend blootgesteld aan vochtige grond. Zelfs zonder duidelijke schade aan de buitenmantel kan vocht via kleine openingen in de isolatielaag sijpelen. Terwijl schuim met voldoende gesloten-celverhoudingen effectief het binnendringen van vocht voorkomt, wordt water, zodra de poriën met elkaar verbonden zijn, als een spons in het schuim geabsorbeerd. De thermische geleidbaarheid van water is meer dan twintig keer hoger dan die van stilstaande lucht, waardoor de isolatieprestaties van het schuim na vochtopname sterk afnemen. Erger nog: opgehoopt water kan het polyurethaan hydrolyseren, waardoor het schuim zachter wordt, verzuurt en uiteindelijk verpoedert, waardoor uiteindelijk zijn structurele sterkte verloren gaat. In dit stadium moet de gehele pijpleiding worden uitgegraven en vervangen, waarbij de reparatiekosten de aanvankelijke materiaalbesparingen ruimschoots overschrijden.
Een ander gemakkelijk over het hoofd gezien gevolg is versnelde veroudering. Schuim met een lage gesloten-celverhouding heeft de weerstand tegen veroudering door hitte aanzienlijk verminderd. Bij langdurige werking op -hoge- temperatuur van verwarmingspijpleidingen zijn de polymeerketens in het schuim gevoeliger voor breuk, waardoor de kleur verandert van geel in zwart en de druksterkte snel afneemt. Bij pijpleidingen die oorspronkelijk zijn ontworpen voor een levensduur van 30 jaar, kan de isolatielaag in minder dan tien jaar instorten en stalen buizen bloot komen te liggen.
Daarom is de gesloten-celverhouding een cruciale factor waarmee u rekening moet houden bij de aanschaf van isolatiebuizen. Een verschil van slechts een paar procentpunten in een formeel testrapport van een derde-partij bepaalt vaak of de pijpleiding na vijf jaar stabiel zal functioneren of grote reparaties en vervanging vereist.