หน้าแรกHIGHLIGHTInsulation : พื้นฐานฉนวนความร้อนในอุตสาหกรรม

Insulation [EP.01] : พื้นฐานฉนวนความร้อนในอุตสาหกรรม

เพื่อนๆหลายๆคนคงจะเคยได้เห็น, ได้ยินหรืออาจจะเคยได้ใช้กันมาบ้างนะครับสิ่งที่เรียกกว่าฉนวน หรือที่ภาษาอังกฤษเรียกว่า “Insulation”  ฉนวนถือว่าเป็นส่วนประกอบที่สำคัญมากชิ้นส่วนหนึ่งในโรงงานครับ หรือแม้กระทั่งในชีวิตประจำวันของเราก็ต้องเคยเห็นหน้าเห็นตาของฉนวนกันมาบ้างนะครับ แต่ในวันนี้ทางเพจ นายช่างมาแชร์ จะขอมาเจาะลึกถึงรายละเอียดว่าฉนวนนั้นคืออะไรและมีหน้าที่อะไรกันครับ

ฉนวน (Insulation) คืออะไร? 

ฉนวนคือ สิ่งใดสิ่งหนึ่งที่นำมาปกคลุม, หุ้มหรือครอบสิ่งที่เราต้องการจะป้องกัน เพื่อไม่ให้สิ่งที่อยู่ภายในมีผลกระทบกับสภาพแวดล้อมภายนอก หรือในทางกลับกันคือป้องกันไม่ให้ปัจจัยภายนอกมามีผลกระทบกับสิ่งที่อยู่ภายใต้ฉนวน โดยมีข้อดีหลักๆคือป้องกันการสูญเสียความร้อน, ความเย็นของอุปกรณ์ที่หุ้มฉนวนหรือช่วยป้องกันไม่ให้คนที่ทำงานใกล้เคียงเผลอไปสัมผัสและได้รับอันตรายได้ครับ

แต่ฉนวนเองก็มีข้อเสียที่สำคัญมากข้อหนึ่งเลยก็คือ การหุ้มฉนวนอาจเป็นส่วนที่เร่งให้เกิดความเสียหายกับอุปกรณ์ของเราได้หรือทำให้เราไม่สามารถตรวจสอบความเสียหายได้ทันทีหากไม่ทำการรื้อฉนวนออก ความเสียหายในลักษณะนี้จะเรียกว่า CUI (Corrosion Under Insulation) ซึ่งถ้ามีโอกาสจะขอมาอธิบายเรื่องนี้กันอย่างลงลึกอีกเช่นกันครับ

ประเภทของฉนวนมีกี่ประเภท ?

หากเราจะจำแนกประเภทของฉนวนตามจุดประสงค์ของการใช้งานจะสามารถแบ่งออกได้ด้วยกันทั้งหมด 4 ประเภทดังนี้ครับ

  1. ฉนวนเพื่อรักษาอุณหภูมิ หรือที่เรียกในภาษาอังกฤษว่า “Thermal insulation” ซึ่งฉนวนชนิดนี้จะเป็นฉนวนที่เราสามารถพบเห็นได้มากที่สุดและฉนวนเกือบร้อยละ 90% จะเป็นฉนวนชนิดนี้ครับ โดยหน้าที่ของฉนวนชนิดนี้คือรักษาอุณหภูมิของสารในอุปกรณ์ที่เราหุ้มฉนวนนั้นให้มีความร้อนหรือเย็นสม่ำเสมอหรือสูญเสียอุณหภูมิไปกับสภาพอากาศภายนอกให้น้อยที่สุดครับ จะสามารถแบ่งออกได้เป็นอีก 2 ประเภทย่อยก็คือ Hot insulation และ Cold insulation ครับผม
  1. ฉนวนเพื่อป้องกันอันตรายของคน หรือที่เรียกว่า “Personal protective insulation” โดยฉนวนชนิดนี้ทำหน้าที่เดียวก็คือป้องกันอันตรายที่จะเกิดขึ้นหากคนเผลอหรือบังเอิญไปสัมผัสกับพื้นผิวที่ร้อนหรือเย็นเกินไปและจะก่อให้เกิดอันตรายได้นั่นเองครับ ซึ่งอุปกรณ์ที่จะเลือกใช้ฉนวนชนิดนี้ก็คืออุปกรณ์ที่ไม่ต้องการรักษาอุณหภูมิ และไม่มีความจำเป็นที่จะต้องหุ้มฉนวนตลอดทั้งแนวของท่อหรืออุปกรณ์แต่หุ้มเฉพาะตำแหน่งที่คนสามารถเข้าถึงและสัมผัสได้ก็เพียงพอครับ
CUI , Personal Protective Insulation
  1. ฉนวนเพื่อป้องกันเสียง หรือที่เรียกว่า “Acoustic insulation” ฉนวนนี้ชนิดนี้จะพบมากในห้องซ้อมดนตรี, โรงภาพยนตร์หรือบ้านพักอาศัยทั่วไปที่ต้องการให้มีการเก็บเสียงนั่นเองครับ แต่หากในโรงงานอุตสาหกรรมก็จะพบได้ในอุปกรณ์ที่มีเสียงดังเช่น Compressor หรือ Pump ต่างๆครับ
  2. ฉนวนเพื่อป้องกันไฟหรือ “Fire protection insulation” ฉนวนนี้ทำหน้าที่ป้องกันอุปกรณ์ในกรณีที่เกิดไฟไหม้ โดยมีหน้าที่ป้องกันความร้อนที่เกิดขึ้นจากไฟไหม้ไม่ให้ส่งผลกระทบกับอุปกรณ์เป็นระยะเวลาหนึ่งตามมาตรฐานสากลต่างๆเช่น NFPA ครับ ฉนวนชนิดนี้จะพบเห็นได้ตาม Tank farm ต่างๆที่ต้องมีมาตรฐานในกรณีที่เกิดเหตุเพลิงไหม้กับอุปกรณ์ครับ

หากเราจำแนกชนิดของฉนวนตามประเภทของวัสดุจะสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิดดังนี้ครับ

(1) ฉนวนแบบเส้นใย “Fibrous insulation” ฉนวนชนิดนื้ถือว่าเป็นฉนวนที่เป็นที่นิยมมากที่สุดและสามารถพบเห็นได้ทั่วไปครับ โดยจะผลิตจากเส้นใย Fiber และขึ้นรูปด้วยการผสานเข้ากับ Organic binder ชนิดต่างๆ ยกตัวอย่างฉนวนในชนิดนี้ก็เช่นฉนวนใยแก้ว (Fiberglass) และฉนวนใยหิน (Mineral wool)

(2) ฉนวนแบบมีรูโพรง “Cellular insulation” ฉนวนชนิดนี้จะเป็นฉนวนที่มีโพรงอากาศอยู่ภายใน มีน้ำหนักเบา ยกตัวอย่างเช่น Cellular glass นั่นเองครับ

(3) ฉนวนแบบก้อนหยาบขึ้นรูป “Granular insulation” ฉนวนชนิดนี้จะมีลักษณะคล้ายกับ Cellular insulation คือมีโพรงอากาศภายใน แต่ขึ้นรูปด้วยการใช้วัสดุฉนวนชนิดที่เป็นเม็ดหยาบนี้มาขึ้นรูปด้วยการผสานกับ Binder ต่างๆ ยกตัวอย่างเช่น Calcium silicate ครับ

ปัจจัยต่างๆที่ต้องพิจารณาในการเลือกใช้ Insulation

  1. ค่าอุณหภูมิที่จะเลือกใช้ฉนวนชนิดต่างๆ
  • Cold insulation เลือกใช้ในกรณีที่ Operating temperature น้อยกว่า Ambient temperature เพื่อป้องกันการเกิดการควบแน่นที่พื้นผิวครับ (Condensation)
  • Hot insulation เลือกใช้ในกรณีที่ Operating temperature มากกว่า 60 – 70 °C และต้องการ Heat conservation เพื่อไม่ให้เกิดการสูญเสียความร้อน
  • Personal protective insulation เลือกใช้ในกรณีที่ Operating temperature มากกว่า 60 – 70 °C แต่ไม่ต้องการในแง่ของ Heat conservation
  1. ค่า Thermal conductivity หรือค่าสัมประสิทธิ์การนำความร้อน (มีหน่วยเป็น W/m.K) ซึ่งจะแปลผันตามความหนา, ชนิดและอุณหภูมิที่นำไปใช้งาน โดยพารามิเตอร์ตัวนี้ก็จะเป็นตัวบ่งบอกถึงค่า Temperature limitation หรือค่าอุณหภูมิสูงที่สามารถนำไปใช้งานได้อีกด้วยครับ 
  2. ค่า Density หรือค่าความหนาแน่น (มีหน่วยเป็น kg/cm3) ซึ่งส่งผลกับน้ำหนักโดยรวมของอุปกรณ์หลังการหุ้มฉนวน
  3. ค่า pH ของฉนวนในสภาพที่เปียก เพื่อดูว่าจะไม่สร้างสภาพความเป็นกรด-ด่างให้กับฉนวนในกรณีที่ฉนวนเปียกและก่อให้เกิดความเสียหายกับอุปกรณ์ของเรา
  4. ค่า Cl หรือค่าความเข้มข้นของ Chloride (มีหน่วยเป็น mg/kg) ในฉนวนในกรณีที่ใช้หุ้มท่อ Stainless steel จะต้องมีค่า Cl ที่ต่ำเพื่อไม่ให้เกิดความเสียหายแบบ Cl-SCC (Chloride Stress Corrosion Cracking)

ส่วนประกอบของระบบฉนวน Insulation

ทีนี้ในเมื่อเราเข้าใจกันแล้วนะครับว่าฉนวนมีชนิดอะไรบ้าง มาถึงตรงนี้จะขออธิบายถึงระบบฉนวนกับนะครับว่าในการติดตั้งฉนวนนั้น จะประกอบไปด้วยส่วนประกอบทั้งหมดกี่ชนิดอะไรบ้าง เพื่อให้ง่ายต่อความเข้าใจจะขอยกตัวอย่างจากงานติดตั้งฉนวนกับระบบท่อนะครับ โดยจะไล่เรียงจากอุปกรณ์ชิ้นด้านในสุดสู่ด้านนอก ดังนี้ครับ

Insulation และส่วนประกอบ
  • Protective coating หรือสีที่ทาลงบนตัวท่อเพื่อป้องกันการกัดกร่อน ถือว่าเป็นสิ่งหนึ่งที่สำคัญมากในการปกป้องท่อของเรา เพราะเมื่อเราหุ้มฉนวนไปแล้วนั้น เราจะไม่สามารถเข้าถึงท่อเราได้อีก ยกเว้นเสียแต่การรื้อฉนวนออกมาเพื่อตรวจสอบครับ
  • Insulation หรือฉนวน ซึ่งก็คือวัสดุที่เราจะเลือกใช้ตามวัตุประสงค์ตามที่ได้บอกไปแล้วข้างต้นนั่นเองครับ โดยจะต้องเลือกให้เหมาะสมทั้งวัสดุและความหนาของฉนวน รวมถึงรูปแบบของฉนวนที่สามารถนำมาประกอบเข้ากับระบบท่อของเราได้นั่นเองครับ
  • Vapor barrier หรือก็คือวัสดุที่ใช้ป้องกันอากาศเข้ามาสัมผัสกับท่อและก่อให้เกิดการควบแน่น (Condensation) และเกิดเป็นคราบน้ำเกาะบนผนังท่อของเราได้และทำให้เกิดการกัดกร่อนต่อไป โดย Vapor barrier นี้จะใช้ปิดทับลงบนฉนวนอีกชั้นหนึ่ง หรือในกรณีที่เป็นฉนวนแบบ 2 Layer ก็อาจจะติดตั้ง Vapor barrier ไว้ระหว่างชั้นได้นั่นเองครับ
  • Spacer หรืออุปกรณ์ที่ติดตั้งไว้กับระบบท่อเพื่อให้เวลาติดตั้ง Insulation cladding แล้วและหากมีแรงไปกระทำกับฉนวน ฉนวนจะยังคงรูปแบบวงกลมอยู่ ไม่บู้บี้ครับผม
  • Sealant ชนิดต่างๆเพื่อใช้ปิดรอยต่อของ Insulation cladding ในกรณีที่เป็นข้อต่อ, ข้องอหรือวาล์วต่างๆที่จะมีรอยต่อของ Insulation cladding จำนวนมาก Sealant นี้ก็จะมาช่วยเพื่อไม่ให้มีน้ำหรือความชื้นเข้าไปครับผม
  • Insulation jacketing หรือ Insulation Cladding และ Fastening (Banding) ต่างๆ หรือก็คืออุปกรณ์หุ้มทับฉนวนกับ Vapor barrier อีกชั้นหนึ่งเพื่อให้ฉนวนที่ห่อหุ้มท่อของเรานั้นยึดติดแน่นหนาและถือว่าเป็นการ์ดอีกชั้นหนึ่งในกรณีที่มีแรงกระทำกับฉนวน จะไม่ทำให้ฉนวนเกิดความเสียหายครับ ชิ้นส่วนนี้ถือว่าเป็นชิ้นส่วนที่สำคัญมากชิ้นหนึ่งเลยนะครับ เพราะนอกจากจะป้องกันแรงกระแทกต่างๆที่เกิดขึ้นแล้ว ยังช่วยสามารถลดการสัมผัสกับปัจจัยภายนอกที่อาจจะส่งผลให้ฉนวนของเราเกิดการเสื่อมสภาพได้อีกด้วยครับผม

นอกจากฉนวนที่เราจะต้องเลือกใช้ให้เหมาะสมกับอุปกรณ์ของเราแล้ว วัสดุห่อหุ้มฉนวนหรือที่เราเรียกกันว่า Insulation jacketing ก็ถือว่าเป็นอีกชิ้นส่วนหนึ่งที่ต้องให้ความสำคัญเช่นเดียวกันครับ วันนี้เราจะมาดูกันว่า Insulation jacketing นั้นมีกี่ประเภทที่นิยมใช้กันโรงงานอุตสาหกรรม และแต่ละประเภทมีข้อดีข้อเสียกันอย่างไรครับ

ประเภทของวัสดุห่อหุ้มฉนวนหรือ Insulation jacketing

(1) Aluminium sheet หรือแผ่นอะลูมิเนียม เป็นวัสดุที่นิยมใช้มากที่สุดชนิดหนึ่งเพราะมีข้อดีคือน้ำหนักเบา และมีความทดทานต่อการกัดกร่อนสูง ส่วนข้อเสียคือไม่ทดทานต่อแรงกระแทก ทำให้เราจะเห็น Jacket ขนิดนี้บิดผิดรูปให้เห็นในโรงงานบ่อยๆครับ

(2) Stainless steel sheet หรือแผ่นเหล็กกล้าไร้สนิม นิยมใช้กับท่อที่บรรจุสารที่มีอัตราการกัดกร่อนสูงหรือติดตั้งที่บริเวณที่มีไอที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงนั่นเองครับ ข้อดีเด่นๆคือวัสดุชนิดนี้มีจุดหลอมเหลวที่สูง ทำให้เหมาะแก่การนำไปใช้ที่ที่มีโอกาสในการเกิดไฟไหม้ได้ครับ

(3) Zinc galvanized steel หรือแผ่นเหล็กชุบสังกะสี จะนิยมใช้ในลักษณะเดียวกันกับ Stainless steel sheet เพียงแต่สังกะสีที่ชุบนั้นจะมีจุดหลอมเหลวที่ต่ำกว่า Stainless steel ซึ่งหากไปสัมผัสกับวัสดุอื่น อาจจะทำให้เกิด Liquid metal embrittlement ในวัสดุบางประเภทได้ครับ

(4) PVC หรือวัสดุแบบเดียวกับท่อที่ใช้กันตามบ้านเรือน แต่นำมาใช้หุ้มฉนวนครับ เป็นที่นิยมใช้ในอุปกรณ์ที่อยู่ในร่ม หรือไม่โดนรังสี UV เพราะมีความแข็งแรง, น้ำหนักเบาและทนต่อการกัดกร่อนได้ดี ข้อเสียคือไม่สามารถใช้กลางแจ้งได้ครับ

(5) Fabric หรือคือผ้าใบครับ ข้อดีคือ สามารถติดตั้งได้กับอุปกรณ์ที่มีโครงสร้างที่ซับซ้อน เช่น วาล์ว หรืออุปกรณ์ Instrument ต่างๆ, สามารถถอดออกได้ง่ายและสามารถนำกลับมาใช้ได้ ข้อเสียคือ ความแข็งแรงทนทานต่อการกระแทกน้อยกว่าวัสดุห่อหุ้มชนิดอื่นๆ

(6) วัสดุชนิดพิเศษที่นำข้อดีของ Insulation jacketing ชนิดต่างๆมาผนวกรวมกันเข้ามา ซึ่งจะทำให้มีคุณสมบัติมีความแข็งแรง, ทนต่อ UV, สามารถนำมาติดตั้งใหม่ได้เมื่อถอดออกมาเพื่อทำงานซ่อมบำรุงรักษา, ทนต่อการกัดกร่อนและสามารถติดตั้งในอุปกรณ์ที่ซับซ้อนได้ เพราะมี Packaging ในรูปแบบที่สามารถตัด, ต่อและติดตั้งได้ง่ายครับ โดยจะเป็นการผสมกันระหว่าง PVC, Aluminium และสารเคลือบเพื่อป้องกันรังสี UV ครับ

ซึ่ง Insulation jacketing ถือว่าเป็นปราการด่านสุดท้ายในการปกป้องอุปกรณ์และฉนวนที่เราเลือกใช้ ดังนั้นหากเราต้องการจะเลือกใช้วัสดุที่ดีที่สุด

เราขอแนะนำ Lenzing Jacketing jacket หุ้มฉนวนนวัตกรรมใหม่จากยุโรป ที่มีอายุการใช้งานยาวนานถึง15ปี ไม่บุบ ไม่ยุบ ไม่แตก ช่วยประหยัดในระยะยาว และช่วยประหยัดพลังงาน ติดตั้งง่าย ใช้ได้ทั้ง indoor และ outdoor ตอบโจทย์ทุกประเภทโรงงาน

สนใจสามารถติดต่อ : บริษัท ทรูซีล แปซิฟิค จำกัด


คุณณัฐนิช โทร. 083-007-9888 email: [email protected]
คุณอธิวัฒน์ โทร. 089-999-5161 email: [email protected]
หรือติดต่อสำนักงาน 02-932-5661 email: [email protected]

ก็จบไปแล้วนะครับสำหรับเรื่องฉนวนหรือ Insulation หวังว่าจะได้ความรู้ไปกันพอสมควรนะครับ แล้วพบกันใหม่ในบทความหน้าครับ ขอบคุณคร้าบบ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit : https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g

#นายช่างมาแชร์

naichangmashare
Digital Media ที่นำเสนอความรู้ข่าวสารด้านงานวิศวกรรม เทคโนโลยีการผลิต ระบบออโตเมชัน โรบอต 3D การเพิ่มผลการผลิต สมาร์ทโลจิสติกส์ รีวิวสินค้าอุตสาหกรรม

ทิ้งคำตอบไว้

Please enter your comment!
Please enter your name here