Soğuk İzolasyon ve Cryogenic (Kriyojenik) İzolasyon

Soğuk İzolasyon ve Cryogenic İzolasyon Çözümleri

Termal izolasyonda olduğu gibi, soğuk muhafaza izolasyonu da tesis verimliliği, enerji tüketiminin önemli ölçüde azaltılması ve personel güvenliğinin sağlanması açısından kritik bir önem taşır. Endüstriyel tesislerde düşük sıcaklıkların korunması, ısı üretmekten çok daha yüksek maliyetlidir. Bu nedenle proses soğutma ve kriyojenik izolasyon, malzeme seçiminden uygulama detaylarına kadar titizlik ve uzmanlık gerektiren bir mühendislik alanıdır.

Soğuk izolasyonda, projenin ihtiyaçlarına ve işletme sıcaklık aralıklarına göre PUR (Poliüretan), PIR (Poliizosiyanurat), Aerogel, Cellular Glass ve elastomerik malzemeler gibi farklı izolasyon çözümleri kullanılmaktadır. Bu malzemeler; düşük ısı iletkenlikleri, yüksek nem bariyerleri ve uzun ömürlü performansları sebebiyle endüstriyel tesislerde yaygın olarak tercih edilmektedir. Özellikle Aerogel, üstün ısı performansı ve minimum kalınlık avantajıyla ileri teknoloji uygulamalarında öne çıkmaktadır.

Yanlış bir malzeme seçimi ya da hatalı uygulama; enerji kayıplarını artırmanın ötesinde yoğunlaşma (kondenzasyon), donma, korozyon, ekipman hasarı ve personelde soğuk yanığı gibi ciddi operasyonel risklere yol açabilir. Bu nedenle kriyojenik izolasyon projeleri, mühendislik hesaplamaları ve uygulama teknikleri açısından profesyonel bir yaklaşım gerektirir.

ERATHERM olarak, soğuk ve kriyojenik izolasyon alanında güvenilir çözüm ortağınız olarak; tasarım, malzeme seçimi, hesaplama ve sahada uygulamaya kadar uçtan uca profesyonel hizmet sunmaktayız.

Soğuk İzolasyon ve Cryogenic İzolasyonun Endüstriyel Önemi

Endüstriyel tesislerde soğuk muhafaza izolasyonu, proses güvenliği, enerji verimliliği ve ekipmanların uzun ömürlü çalışması açısından kritik rol oynar. Termal izolasyonun amacı sıcaklığı korumak iken; soğuk ve cryogenic izolasyon, ısı kazancını engellemek, yoğunlaşmayı önlemek ve sistemin güvenli şekilde çalışmasını sağlamak için uygulanır. Özellikle -196°C’ye kadar inebilen kriyojenik proseslerde en küçük bir izolasyon hatası bile kondenzasyon, buzlanma, donma, korozyon ve ekipman arızası gibi büyük risklere yol açabilir.

Tesislerde soğuk ortamların korunması, sıcak ortam üretmekten çok daha maliyetlidir. Bir proses hattı -160°C’de çalışırken yüzeyde ısı kazancı oluşması, LNG (Sıvılaştırılmış Doğal Gaz) gibi yüksek maliyetli ve hassas proseslerde binlerce dolarlık kayıplara neden olabilir. Bu nedenle kriyojenik hatlar, tanklar, vanalar, pompalar ve basınçlı kaplar için izolasyon, yalnızca bir kaplama değil; yüksek hassasiyet gerektiren bir mühendislik disiplinidir.

ERATHERM olarak soğuk ve cryogenic izolasyonda yalnızca malzeme uygulaması değil; mühendislik hesaplamaları, malzeme tasarımı, optimizasyon, risk analizi ve uygulama metodolojisi dâhil olmak üzere uçtan uca çözüm sunmaktayız.

 
⭐ Soğuk İzolasyonda Kullanılan Malzemeler ve Avantajları

Endüstride kullanılan soğuk izolasyon malzemeleri, sıcak izolasyon malzemelerine göre çok daha düşük ısı iletkenliğine, yüksek buhar difüzyon direncine ve nem bariyeri özelliklerine sahip olmak zorundadır. En yaygın kullanılan malzemeler:

 
1. PUR (Poliüretan) İzolasyon
Yoğunluk: 35–200 kg/m³
Isı iletkenlik katsayısı: 0,022–0,028 W/mK
Uygulama alanları: -30°C ila -80°C prosesler
Avantaj: Ekonomik, yüksek kapatma performansı, çift ciltli panel üretimine uygun
 
2. PIR (Poliizosiyanurat) İzolasyon
PUR’a göre daha yüksek yangın dayanımı
-60°C ila -100°C aralığında ideal
LNG hatlarında destekleyici tabaka olarak tercih edilir
UV ve kimyasal etkilere karşı daha dirençlidir
 
3. Cellular Glass – Foamglas
Isı iletkenliği: 0,038–0,043 W/mK
%100 kapalı hücre yapısı
Su emme: %0
Yangına dayanım: A1 sınıfı
LNG, LPG, LOX, LIN, LAR gibi cryogenic sistemlerde en güvenilir malzemedir
 
4. Aerogel Cryogel XT / Cryogel Z
En gelişmiş izolasyon malzemelerinden biridir
Ultra ince kalınlıklarda çok yüksek performans sağlar
LNG gemileri, petrokimya tesisleri ve offshore platformlarda yaygın kullanım
Esnektir, darbelere karşı dayanıklıdır
Kuru kalabildiği için CUI riskini minimize eder
 
5. Elastomerik Kauçuk (EPDM / NBR)
-50°C ila +120°C aralığında kullanılır
Yüksek difüzyon direnci
Paketleme, chiller hatları ve düşük sıcaklıklı borular için uygundur
 

⭐ Kriyojenik İzolasyonun Zorlukları ve Mühendislik Gerekçeleri

Cryogenic izolasyon uygulamaları, özellikle -100°C ile -196°C aralığında çalışan proseslerde çok daha yüksek hassasiyet gerektirir. Soğuk izolasyonun en büyük riskleri:

• Kondenzasyon (yoğunlaşma)
Yüzeyde buharlaşma ve buzlanma, proses hattının çalışmasını bozabilir.

• Donma Hasarı
Basınçlı hatlarda donma nedeniyle patlama riski vardır.

• CUI – Corrosion Under Insulation
Dünya genelinde tesislerde en büyük bakım maliyetini CUI oluşturur.

• Termal Şok
Hatalı izolasyon tasarımı, metal ekipmanlarda ani yüzey gerilmelerine yol açar.

• Enerji Kaybı
Isı kazancı arttıkça kompresör, chiller ve LNG sistemleri daha fazla enerji harcar.

ERATHERM tüm bu riskleri ortadan kaldırmak için:

ASHRAE 90.1
ASTM C1729
ISO 12241
EIGA cryogenic design guidelines
LNG terminal engineering practices
gibi uluslararası standartlara göre tasarım yapmaktadır.

 
⭐ ERATHERM Cryogenic İzolasyon Uygulama Alanları

 
LNG & LPG Tesisleri
LNG depolama tankları
LNG vaporizasyon hatları
LNG export ve import terminalleri
LPG dolum sahaları
LNG power plant hatları
Petrol & Gaz Endüstrisi
Sıvılaştırılmış oksijen (LOX), azot (LIN), argon (LAR)
Ammonia soğutma sistemleri
Hidrojen (LH2) cryogenic hatları
Butilen, propan ve diğer düşük sıcaklık prosesleri
Enerji Tesisleri
Combined cycle (CCPP) chiller sistemleri
Hidrojen soğutmalı jeneratör hatları
Türbin inlet chiller sistemleri
Soğutma bataryaları ve coil üniteleri
Kimya ve Petrokimya Endüstrisi
Etilen, propilen, butadien hatları
Kriyojenik pompalar
Reaktör ceketleri
Çevrimsel düşük sıcaklık prosesleri
Endüstriyel Soğuk Depolama Tesisleri
-40°C ile -80°C hatlar
Endüstriyel freezer sistemleri
Ammonia evaporatör sistemleri
Şok dondurma prosesleri

 
⭐ Soğuk & Kriyojenik İzolasyon Nasıl Yapılır? 

1. Proses Analizi ve Keşif
Sıcaklık aralıkları belirlenir
Boru, tank ve ekipman yüzey yapısı incelenir
CUI risk analizi yapılır
Yoğuşma noktası hesaplanır

2. Malzeme Seçimi ve Mühendislik Hesaplamaları
ASHRAE – ISO – ASTM tablolarına göre λ (ısı iletkenlik) analizi
Kalınlık optimizasyonu
Yüzey sıcaklığı – dew point dengesi
Çok katmanlı sistem tasarımı
Buhar bariyeri ve dış kaplama tasarımı

3. Uygulama ve Montaj
PUR/PIR blok veya preformed boru montajı
Foamglas cold adhesive bonding
Aerogel batt uygulaması
Dikişsiz buhar bariyeri kaplaması
Alüminyum, paslanmaz veya Alu-Zinc dış kaplama

4. Termal Test ve Kalite Kontrol
Termal kamera ile yüzey ölçümü
Nem – buhar difüzyon testi
Kaplama sızdırmazlık testi
Ceket sistemlerinde fit-up kontrolü

5. Bakım, Operasyon ve Revizyon
Yıllık kontrol
Nem bariyeri zayıflamalarının onarımı
Kaplama yenileme
Aerogel patch uygulamaları
LNG tesislerinde shutdown revizyonları
 
⭐ Uluslararası Standartlar & Referans Yayınlar

ASHRAE 90.1 – Energy Standard for Buildings
Soğuk ve kriyojenik hatlarda minimum izolasyon kalınlığı gerekliliklerini tanımlar.

ISO 12241 – Thermal Insulation for Building Equipment
Boru ve ekipman izolasyonu için hesaplama metodolojisi sunar.

ASTM C552 – Cellular Glass Thermal Insulation
Foamglas / Cellular Glass uygulama kriterlerini belirler.

EIGA Guidelines – Cryogenic Systems
LNG, LOX, LIN ve LAR sistemlerinde güvenlik gerekliliklerini tanımlar.

API 2510 – LPG Design and Construction
LPG tankları ve cryogenic borulama kurallarını içerir.

ERATHERM tüm projelerinde bu standartları baz almaktadır.

 
⭐ Cryogenic İzolasyon ile İlgili 5 Sık Sorulan Soru (FAQ)

1. Cryogenic izolasyon hangi sıcaklık aralıklarında uygulanır?
Genellikle -80°C ile -196°C aralığındaki LNG, LPG, LOX, LIN, LAR ve hidrojen sistemlerinde uygulanır.

2. En güvenilir cryogenic izolasyon malzemesi nedir?
Foamglas / Cellular Glass %0 su emme özelliği ve kapalı hücre yapısı sayesinde cryogenic uygulamalar için en güvenilir malzemedir.

3. Aerogel hangi uygulamalarda kullanılır?
Ultra ince ve yüksek performanslı yapısı sayesinde LNG terminalleri, gemiler ve petrokimya proseslerinde tercih edilir.

4. Cryogenic sistemlerde CUI nasıl önlenir?
Buhar bariyeri doğru tasarlanır, dikişsiz kaplama yapılır ve yüzey nem testi uygulanır.

5. Cryogenic izolasyon bakım gerektirir mi?
Evet. Yılda en az 1 kez kaplama ve nem bariyeri kontrolü yapılmalıdır.