Cryogene isolatie en het belang van zorgvuldige inspectie

Installaties met een bedrijfstemperatuur lager dan -100°C vereisen cryogene isolatie. Zulke extreem lage bedrijfstemperaturen kennen we onder andere van Liquefied Natural Gas (LNG), ofwel vloeibaar aardgas. Dit is de fossiele brandstof die we gebruiken om te koken en te verwarmen. LNG wordt ook al jaren ingezet voor elektriciteitsopwekking en als brandstof in de vervoersector. Naast toepassing in energieproductie en krachtinstallaties is cryogene isolatie ook noodzakelijk bij productie en behandeling van chemicaliën en medische producten, zoals helium en argon.

Zodra de temperatuur van een installatie sterk zakt vanwege een extreem koud product, zakt ook de temperatuur en daarmee de luchtdruk in het aangebrachte isolatiesysteem aanzienlijk. Om te voorkomen dat door onderdruk in de isolatie vochtige buitenlucht naar binnen wordt gezogen, is geslotencelig isolatiemateriaal vereist, zoals polyurethaan (PUR) en polyisocyanuraat (PIR). Daarnaast is geschuimd glas zeer geschikt, ook wel cellulair glas genoemd. Cellulair glas is een hardschuim isolatiemateriaal dat volledig dampdicht is. Aan de buitenkant wordt een dergelijk isolatiesysteem afgewerkt met een dampremmende laag, die voorkomt dat lucht en waterdamp binnendringt.

Zorgvuldige inspectie vereist
Het belang van zorgvuldige inspectie bij cryogene isolatie is groot. Omdat de isolatie laag voor laag wordt opgebouwd, is het na de installatie onmogelijk te controleren of één van de onderliggende lagen beschadigd is. Zorgvuldige inspectie tijdens het aanbrengen van de isolatie is dan ook essentieel, waarbij ook wordt bekeken of ieder onderdeel voldoet aan alle eisen. Is de isolatie beschadigd, dan kan vocht binnendringen en bevriezen. Hier ontstaat ijsformatie. De ijskristallen groeien als bloemkool en drukken het isolatiesysteem kapot, met alle gevolgen van dien. Daarnaast is bij wisselende bedrijfstemperaturen de kans op corrosie onder isolatie groot, met kans op lekkage. Grote angst van de industrie is dat als gevolg van lekkage gas of een ander product ontsnapt en tot een explosie leidt.
Idealiter lopen isolatie-inspecteurs vanaf de start van een project mee om de kwaliteit continu in de gaten te houden.

Tot op zekere hoogte dwingt wetgeving goede inspectie af. We zien echter wel internationaal sterk verschillende wetgeving. Het veilig aanbrengen van cryogene isolatie gaat dan ook meer over de kwaliteit van het materiaal en de kennis en know how van de isolatiespecialist dan over wetgeving. Grote internationale contractors zijn zich hiervan goed bewust en hebben ervaren inspecteurs in dienst. We zien ook situaties waarin isolatie-inspectie een ondergeschoven kindje is. Omdat isolatie pas tegen het eind van grote projecten wordt aangebracht, is de tijdsdruk vaak groot. Zeker als een project uit de planning loopt. Op dergelijke projecten werken soms wel honderden isolatiemonteurs en dat vraagt veel controle. Soms wordt dan beknibbeld op isolatie-inspectie. Vanuit de gedachte ‘grote stappen snel thuis’ voeren sommige opdrachtgevers ogenschijnlijk eenvoudige projecten uit, zonder of met onvoldoende gekwalificeerde isolatie-inspecteurs. Dat is vragen om problemen, die achteraf voor veel ongewenste kosten kunnen zorgen. Idealiter lopen inspecteurs vanaf de start van een project continu mee om de kwaliteit in de gaten te houden.

CINI brengt deskundigheid
Naast het ontbreken van gekwalificeerd personeel, zijn ook volledige specificaties van materialen en systemen niet altijd aanwezig. Ingenieursbureaus hebben vanwege bezuinigingen steeds minder ervaring met thermische isolatie en kiezen ervoor de expertise uit het CINI-Handboek te halen of in te huren. Ook de groep ervaren mensen bij aannemers wordt kleiner. CINI ziet het als haar taak de deskundigheid terug te brengen in de industrie en biedt cursussen, advies en inspecties.

Nieuwe ontwikkelingen
Inmiddels zien we diverse nieuwe ontwikkelingen op het gebied van cryogene isolatie. Nieuwe materialen zijn op de markt en de technische applicatie wordt aangepast. Een van de nieuwe materialen is veel dunner en bespaart dus veel ruimte en materiaalgebruik.

Drielaags PIR-systeem voor cryogene isolatie, met tussenliggende dampremmende lagen. Bij servicetemperaturen onder -50 °C worden de binnenste PIR-schalen overgedimensioneerd om expansieruimte te creëren. De uitzettingscoëfficiënt van PIR is groter dan die van de stalen leiding. De krimp bij afkoeling tot het cryogene bereikt is het grootst aan de binnenzijde, direct op de leiding. De expansieruimte, waarin fabrieksmatig vervaardigde schalen voorzien, zorgt ervoor dat het isolatiesysteem bij inbedrijfstelling strak sluit.