1. Fyzika tepelné expanze
Všechny pevné materiály se při zahřívání roztahují a při ochlazení smršťují. Mosaz není výjimkou z tohoto pravidla. Jeho atomy vibrují silněji, když teplota stoupá. Tento zvýšený pohyb tlačí atomy mírně od sebe. Kování fyzicky roste ve všech rozměrech. Když teplota klesne, proces se obrátí.
2. Koeficient expanze mosazi
Rychlost expanze je definována materiálovou konstantou. Mosaz má lineární koeficient tepelné roztažnosti přibližně 19 x 10⁻⁶ na stupeň Celsia. To znamená délku 1 metrmosazná potrubní armaturase roztáhne asi o 0,019 mm na každý nárůst o 1 stupeň. Změna teploty o 50 stupňů se rovná zhruba 1 mm rozměrové změny.
3. Srovnání s ostatními běžnými materiály
Různé materiály expandují různou rychlostí. Uhlíková ocel expanduje při asi 11-12 x 10⁻⁶/stupeň. Měď expanduje zhruba při 17 x 10⁻⁶/stupeň. Nerezová ocel (304/316) má koeficient 16-17 x 10⁻⁶/ stupeň . Plasty expandují mnohem rychleji, s PVC při 54 a CPVC při 63 x 10⁻⁶/stupeň.
4. Napětí v rozhraní-tvarovky potrubí
Tvarovka a trubka jsou často různé kovy. To vytváří rozdílnou tepelnou roztažnost ve spoji. Amosazná potrubní armaturaexpanduje mírně jinou rychlostí než měděná trubka. Tento rozdíl generuje smykové napětí v místě připojení. Opakované cykly ohřevu způsobují akumulaci tohoto napětí.
5. Účinky na závitová připojení
Nejzranitelnější vůči změnám teploty jsou závitové spoje. Vnitřní závity se během zahřívání roztahují o něco více než vnější závity, což potenciálně uvolňuje sevření. Během mnoha tepelných cyklů mohou nitě "chodit" nebo se u nich vyvinout únava, což vede k uvolnění a nakonec k netěsnostem.
6. Tepelná únava a mikro-praskání
Skutečné nebezpečí spočívá v opakovaných teplotních cyklech. Každý cyklus zavádí mikroskopické napětí na nejzranitelnějších místech tvarovky. Postupem času se tato napětí hromadí do mikro-trhlin. Trhliny rostou s každým dalším cyklem. Tento proces se nazývá tepelná únava.
7. Vliv na elastomerová těsnění a spoje
Kolísání teplot přímo znehodnocuje nekovové těsnicí součásti. Pryžové O-kroužky a těsnění se mohou časem stlačit, ztvrdnout nebo ztratit elasticitu. PTFE páska může být také ovlivněna tepelným cyklováním. Jakomosazná potrubní armaturaexpanduje a smršťuje, tyto materiály nemusí udržet dostatečný těsnící tlak.
8. Interakce tepla a tlaku
S rostoucí teplotou roste i vnitřní tlak v uzavřeném systému. Voda při zahřátí výrazně expanduje. Vyšší teploty snižují pevnost mosazi a současně zvyšují tlak v systému. Amosazná potrubní armaturadimenzovaný na 150 psi při pokojové teplotě zvládne pouze 100 psi při 200 stupních F.
9. Pravidlo snížení tlaku 150 stupňů F
Průmyslové normy definují specifické teplotní limity. Pro 125librové mosazné armatury platí jmenovitá hodnota 200 psi kapaliny pouze tehdy, když teploty nepřesahují 150 stupňů F . Pro armatury 250 liber vyžaduje hodnocení 400 psi také zůstat pod 150 ° F. Překročení této teploty vyžaduje snížení tlaku.
10. Problémy s výkonem při nízkých-teplotách
Nízké teploty představují různé výzvy. Mosaz může zkřehnout, když je velmi studená. Nějakýmosazné potrubní armaturymít minimální pracovní teplotu -65 stupňů F (-54 stupňů). Ostatní provedení jsou dimenzována až do -50 stupňů. Pod těmito prahy odolnost proti nárazu výrazně klesá.
11. Diferenciální expanze ve smíšených systémech
Smíšené-materiálové systémy čelí dalšímu stresu. Amosazná potrubní armaturapřipojené k plastové trubce vytváří velký roztažný nesoulad. Plast se roztahuje téměř třikrát více než mosaz. Tento diferenciál táhne a tlačí na spoj. Bez expanzních smyček nebo pružných konektorů je pravděpodobné selhání spoje.
12. Řízení tepelných efektů v návrhu systému
Správný návrh systému se přizpůsobí teplotním-pohybům. Nainstalujte expanzní smyčky nebo U-ohyby v dlouhých potrubích. V případě potřeby použijte flexibilní konektory. Umožněte pohyb v podpěrách potrubí. Vyberte si vysoce kvalitní-kovanémosazné potrubní armaturypřelité tvarovky pro lepší odolnost proti únavě . Vyhněte se nadměrnému-utahování závitových spojů. Použijte vhodný těsnicí tmel na závity určený pro tepelné cyklování. Při správné instalaci zůstávají mosazné armatury vysoce spolehlivé v celém jmenovitém teplotním rozsahu.
