Линейное расширение труб: (PPR) , . — Vashdom.ru

Содержание

Тепловое расширение водопроводных труб

Водопроводные трубы, как и большинство материалов меняют свои размеры с изменением температуры. Свойство материала менять свой размер под воздействием изменения температуры характеризуется коэффициентом линейного расширения . У различных материалов коэффициенты линейного расширения могут отличаться на порядок, но в данном случае мы рассматриваем только материалы, из которых изготавливают водопроводные трубы- сталь, медь, полипропилен и металлопластик.

Материал трубы Коэффициент теплового расширения, мм/мК Тепловое расширение 1 метра трубы при изменении температуры на 50 градусов, мм
Полипропилен (не армированный) 0,1500 7,5
Армированный полипропилен 0,03-0,05 2,1-3,5
Металлопластик 0,0250 1,25
Медь 0,0166 0,83
Нержавеющая сталь 0,0165 0,825
Сталь 0,0120 0,6

Из таблицы следует, что наиболее опасно тепловое расширение для полипропиленовых труб — 8 мм на один погонный метр, что необходимо учитывать при замене труб в квартире.

Формула теплового расширения

Тепловое расширение материалов подчиняется линейной формуле

dL=k*L

где L- длина предмета, k -коэффициент теплового расширения, dL-изменение длины предмета

Меры компенсации теплового расширения труб

Для снятия внутренних напряжений от тепловой деформации трубы должны иметь возможность перемещаться на длину своего теплового расширения. Это обеспечивается:

  • отсутствием жестких креплений трубы (желательно применение обрезиненных креплений)
  • отсутствием ограничителей по торцам трубы (наличие зазоров от торца трубы до препятствия)
  • наличие компенсирующих петель

Компания — Компания «Винк» — дистрибуция инженерных пластиков

Одним из проявлений научно-технического прогресса и связанного с ним процесса технического перевооружения современных производств являются разработка и внедрение новых видов конструкционных материалов, главным образом – полимеров. Современные полимерные материалы обладают целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными конструкционными материалами, что позволяет увеличивать производительность и срок службы оборудования, следовательно, повышать рентабельность производства, создавать конкурентные преимущества. В некоторых случаях свойства полимеров настолько уникальны, что альтернативы их применению просто не существует, в особенности, если мы говорим о полимерах нового поколения, внедренных в широкую практику в последнее десятилетие.

Замещение традиционных материалов


Целью нашей компании является активизация внедрения инженерных пластиков в формах полуфабрикатов (листов, прутков и стержней из полипропилена и полиэтилена, профилей, труб, деталей и комплектующих) в различных отраслях современного производства. Основная задача, которую призван решить данный ресурс – помочь техническим специалистам производственных предприятий разобраться в огромном разнообразии современных полимерных материалов, получить информацию о передовом зарубежном опыте применения пластиковых полуфабрикатов для решения инженерных задач в указанных направлениях, найти оптимальное решение применительно к конкретной актуальной задаче.

Основные направления применения полимерных полуфабрикатов


С момента начала практического применения полимеров (приблизительно полвека назад) объем их потребления рос в геометрической прогрессии, и в дальнейшем эта тенденция сохраниться. В частности, в последнее время в отечественной практике широко применяются следующие виды полуфабрикатов инженерных пластиков:

  • Листовой полипропилен, ПВХ листы – для футеровки и изготовления ванн и других видов емкостей промышленного назначения;
  • Листовой полиэтилен – для изготовления емкостей хранения, емкостей смешения, реакторов и прочих видов емкостного оборудования, в том числе в пищевом производстве;
  • Полипропиленовые трубы и фитинги – для создания промышленных трубопроводов;
  • Плиты из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ, PE1000) – для изготовления деталей машин и механизмов, деталей скольжения, для облицовки технологического оборудования, футеровки поверхностей;
  • Листы PVDF, листы ПНД и других фторопластов – для изготовления емкостного оборудования для особо агрессивных сред;
  • ПВХ фитинги и трубы, трубы из ПВДФ и других фторолефинов (фторопластов) – для создания промышленных трубопроводов.

Более подробно о применении этих и других видов инженерных пластиков в различных отраслях можно узнать в разделе «Решения» нашего сайта.

Ekoplastik

8

Tel.

+420 326 983 111

FAX

+420 326 983 110

E-MAIL

10. Инструкция по монтажу

Общая информация

Отдельные рекомендации, приведенные в Инструкции по монтажу

EkoplastikPPR,действительныидлятрубFIBERBASALTPLUS.Повышенное

внимание следует уделять защите труб от внешних ударов, главным

образом, при низкой температуре окружающей среды.

Линейное расширение и сжатие труб

Разница температур при монтаже и при эксплуатации приводит к

возникновению линейного расширения или сжатия.

Δl = α . L . Δt [мм]

Δl линейное изменение [мм]

α коэффициент линейного теплового

расширения [мм/м °C], для труб

Ekoplastik FIBER BASALT PLUS α = 0,05

L расчетная длина (расстояние между двумя соседними

неподвижными креплениями по прямой линии) [м]

Δt разница температур при монтаже и эксплуатации [°C]

Ls = k . √(D . Δl) [мм]

Ls компенсационная длина [мм]

k константа материала k = 20

D наружный диаметр трубопровода [мм]

Δl линейное изменение [мм]

Для компенсации линейных изменений у полипропилена

используется гибкость самого материала. Кроме компенсации

на изгибах трубопроводной трассы применяются П-образные

компенсаторы. Значения линейного изменения Δl и компенсаци-

онной длины Ls можно также можно определить по графику.

L

k

= 2 . Δ

l

+ 150 [мм] прицем L

k

≥10.D

Если линейные изменения трубопровода должным образом не

компенсированы, то в стенках труб возникают дополнительные

напряжения растяжения и сжатия, сокращающие срок эксплуатации

трубопровода. У полипропилена для компенсации линейных

изменений используется гибкость самого материала. Прокладку

трубопроводов необходимо выполнять так, чтобы труба могла

свободно двигаться в пределах величины расчетного расширения.

Это достигается за счет компенсирующей способности элементов

трубопровода (на изгибе трубопровода) или установкой

компенсаторов линейных изменений.

Подходящим способом компенсации линейного расширения явля-

ется тот, при котором трубопровод отклоняется в перпендикулярном

направлении от своей оси, а на этом перпендикуляре оставляется

компенсационная длина Ls, которая обеспечит то, что при

температурном изменении длины трубопровода не возникнут

значительные дополнительные напряжения растяжения и сжатия.

Компенсационная длина Ls (длина компенсатора) зависит от

вычисленного линейного изменения длины участка трубопровода,

материала и диаметра трубопровода. Показатели линейного

изменения Δl и компенсационной длины Ls (длины компенсатора)

можно также определить по графикам.

П-образный

компенсатор

нк

нк

Пк

Пк

Пк

нк

нк

нк

Пк

Пк

(мин. 10.D)

НК – неподвижное крепление

ПК – подвижное крепление

L – расчетная длина

трубопровода

Ls – компенсационная длина

Δl – линейное изменение

Lk – ширина компенсатора

Длина

трубо-

провода

Разница температур ∆t

10 °C 20 °C 30 °C 40 °C 50 °C 60 °C 70 °C 80 °C

Линейное изменение Δl [мм]

1 м

1

1

2

2

3

3

4

4

2 м

1

2

3

4

5

6

7

8

3 м

2

3

5

6

8

9 11 12

4 м

2

4

6

8 10 12 14 16

5 м

3

5

8 10 13 15 18 20

6 м

3

6

9 12 15 18 21 24

7 м

4

7 11 14 18 21 25 28

8 м

4

8 12 16 20 24 28 32

9 м

5

9 14 18 23 27 32 36

10 м

5 10 15 20 25 30 35 40

15 м

8 15 23 30 38 45 53 60

Линейное удлинение трубопровода Ekoplastik Fiber BASALT PLUS

Задание: L = 10, Δt = 40 °C

Температура линейного удлинения

Тепловое расширение является важным эксплуатационным фактором в системах трубопроводов. Это обусловлено возбуждением движения  атомов, из которых состоит определенная субстанция в результате поставки в субстанцию тепловой энергии. Это приводит к увеличению длины материала. Неправильно подобранная компенсация этого параметра в эксплуатируемой установке может привести, в частности, к чрезмерному напряжению в трубе, трещинам, продольному изгибу и даже течи, что приводит к разрушению трубопровода. Чтобы этого избежать, следует предпринять следующие шаги:

  • построить трубопровод из материалов с низким коэффициентом теплового расширения

  • использовать систему компенсации линейного расширения

Принимая во внимание технологии производства системы TERMOTECH, следует обратить внимание на то, что проводная труба, предохранительная труба и заполняющая пространство между ними пенка образует единый комплекс труб, для которого тепловое удлинение для произведения расчета составляет:

  • α = 0,015 мм/мК = 15 x 10-6K-1 — для проводной трубы из стеклопластика — перекрестный ламинат с содержанием стекла 60%

  • α = 0,025 мм/мК = 25 x 10-6K-1 — для проводной трубы из стеклопластика — ламинат изготовленный вручную

Методология расчетов

Перед тем, как приступить к расчетам удлиняемости трубопроводов, следует задать себе очень важный вопрос, а именно: «При какой температуре будет установлен трубопровод?» Это температура является базовой, относительно которой мы будем рассчитывать ΔT для двух вариантов.

Вариант I

Трубопровод не используется, но, тем не менее, поддается влиянию внешних факторов окружающей среды ( следует рассматривать экстремальную температуру «+» и «-»).

Вариант II

Трубопровод эксплуатируется в нормальном режиме; следует учесть температуру фактора, который будет протекать внутри и потенциальное воздействие внешних факторов на всю «систему».

Удлинение «системы»

ΔL = L·ΔT · α

ΔL — изменение длины всей системы, мм

L — базовая длина системы, м

α — единичная удлиняемость системы

блока, мм/мК

ΔT — разница температур, К

Пример расчета

Zbadamy, jak bardzo zwiększy się długość rurociągu o długości 1000 metrów, wykonanego z różnych materiałów, dla przyrostu temperatury ΔT=50 K

Założenia:
L=1000 m ; ΔT=50 K
Исследуемыми материалами будут:
α = 15 x 10-6 K-1
α = 25 x 10-6 K-1
α = 12 x 10-6 K-1
Результаты:
ΔL = 0,75 m
ΔL = 1,25 m
ΔL = 0,65 m

 

Когда мы хотим иметь только лучшие показатели теплового расширения, стальной трубопровод является приемлемым решением. Тем не менее, из-за срока службы, коррозионной стойкости, химической стойкости и погодных условий, трубы из стеклопластика будут намного лучшим выбором, чем стальные трубы. Из диаграммы представленной выше, следует, что линейное удлинение труб из стеклопластика лишь немного больше, чем у стальной трубы.

Ламинатные тубы могут быть установлены в системе самокомпенсации, так как самая максимальная допустимая деформация для 1000 — метрового трубопровода не должна превышать 2,0 м, или 0,2%. Таким образом, при установке трубопроводов можно использовать существующие несущие конструкции.

Коэффициент линейного расширения труб — Энциклопедия по машиностроению XXL

Таблица 5-32 Коэффициент линейного расширения труб мм/м град) а

Коэффициент линейного расширения труб 480 Крепежные детали фланцевых соединений 452—456  [c.970]

Коэффициент линейного расширения труб из высоколегированных углеродистых сталей значительно больше.[c.312]

Если перепад температур неустраним по функциональному назначению детали (трубы теплообменных аппаратов), то выгодно применять материалы с благоприятным сочетанием прочности, теплопроводности и теплового расширения. Например, трубы из ситаллов с нулевым коэффициентом линейного расширения совершенно не подвержены термическим напряжениям.  [c.375]

Недостатком полиэтиленовых труб является большой коэффициент линейного расширения и малая сопротивляемость раздавливанию.  [c.141]

Пластмассовые трубы по сравнению со стальными обладают рядом преимуществ у них меньшая масса, небольшое гидравлическое сопротивление, большая коррозионная стойкость. Но при использовании таких труб необходимо учитывать их меньшую механическую прочность, особенно при повышении температуры, значительный коэффициент линейного расширения, большую стоимость, поэтому эти трубы не используют для ответственных сетей, в частности противопожарных.[c.385]

Повышенное сопротивление хромированных труб к циклическим термическим напряжениям можно объяснить несколькими причинами. Так, коэффициент линейного расширения железохромистых сплавов уменьшается примерно в 1,3 раза при увеличении количества хрома от О до 40 % [206], что должно при одинаковых перепадах температур в циклах резких охлаждений во столько же раз уменьшить термические напряжения на наружной поверхности трубы. Существенное влияние может иметь также находившийся под хромовым покрытием обезуглероженный слой, который является более пластичным по сравнению с основным металлом.  [c.254]

Конструкцию башни вытяжных вентиляционных труб рассчитывают на действие всех нормативных нагрузок с учетом массы защитных покрытий. При применении газоотводящих стволов из конструкционных полимерных материалов в конструкции башни необходимо предусматривать специальные узлы для подвески элементов ствола с учетом значительного различия коэффициентов линейного расширения стали и полимеров. Сопряжения отдельных эле.ментов ствола должны обеспечивать герметичность соединений.  [c.132]

Дули, обеспечивающие следующие расчеты теплофизических свойств воды и водяного пара теплофизических свойств греющего теплоносителя коэффициентов линейного расширения и теплопроводности конструкционных материалов коэффициентов теплообмена со стороны воды/пара коэффициентов теплообмена со стороны греющего теплоносителя термического сопротивления теплопередающих труб условий перехода к ухудшенному теплообмену со стороны воды/пара градиентов давления по трактам обоих теплоносителей местных сопротивлений.  [c.198]


Жаростойкий тонкий слой, укрепленный на трубах, следует за ними при их термическом расширении, а так как его температурный коэффициент линейного расширения меньше, чем труб, то он покрывается многочисленными трещинами. Эти трещины уплотняются последующими слоями многослойной изоляции и уплотнительной обмазкой по сетке, выполняемой снаружи ограждения.[c.131]

Полиэтиленовые трубы необходимо защищать от нефтепродуктов, масел и жиров. Имеют большой коэффициент линейного расширения (в Ш—20 раз больше, чем у стальных труб). Коэффициент линейного термического расширения полиэтилена = 0,00022.  [c.30]

Эксплуатация котла дополнительно усложняется при наличии в его пароперегревателе участков из аустенитной стали. Коэффициент линейного расширения этой стали на десятки процентов больше, чем у сталей перлитного класса, а коэффициент теплопроводности — примерно вдвое меньше. Из-за этого при быстром изменении температуры возникает гораздо большая разница между расширением (или сжатием) наружной и внутренней поверхностей труб, появляются более высокие напряжения в металле и легче могут образоваться трещины.  [c.116]

Результаты проведенных расчетов (см. гл. 2, табл. 2.6—2.8) показывают, что в исследованной области значения коэффициентов интенсивности напряжений Ki изменяются в весьма широких пределах (на один-два порядка). Для разработки инженерной методики определения K.L важно методически правильно выбрать безразмерный, независящий от характера нагружения параметр, с помощью которого можно определять К с приемлемой погрешностью по достаточно простому алгоритму. При определении значений Ki в трубе с внешней кольцевой трещиной и логарифмическим распределением температуры по толщине стенки трубы может быть использован безразмерный параметр F = = Kil TE y nl [70], где р, и АТ — соответственно коэффициент линейного расширения, модуль упругости и перепад температур по стенке трубы. В расчетах для полых валов с внешней или внутренней кольцевой трещиной при неизменных р, Я и АГ значения F изменялись при изменении параметра нагружения п более чем в 4 раза. В расчетах [70] распределение температуры оставалось неизменным, и значения параметра F изменялись незначительно (приблизительно на 25 %). В публикациях по механике разрушений, в том числе в РТМ по оценке хрупкой прочности крупногабаритных энергетических конструкций, используется параметр М, определяемый выражением  [c. 108]

Стали этой группы, имея более высокое содержание никеля, обладают высокой окалиностойкостью и несколько меньшим коэффициентом линейного расширения. Они применяются для изготовления жаровых труб камер сгорания и других деталей газотурбинных установок. Для повышения жаропрочных характеристик в эти сплавы добавляют небольшое количество легирующих  [c.388]

Для создания металлических КМ с еще более малой плотностью применяется магний. Композиционные материалы на основе магния на 30% легче, чем сплавы алюминия. У металлических КМ на основе магния хорошие удельные свойства, стабильный температурный коэффициент линейного расширения в широком диапазоне температур, что достигается за счет комбинаций свойств матрицы и волокна и может регулироваться в зависимости от конкретных условий использования. Такие материалы можно получать в форме отливок, включая плоские плиты, трубы, прутки и изделия специальной формы.  [c.874]

Неподвижное кольцо, запрессованное в металлическую обойму (рис. 9.9, з), чаще всего является вынужденным конструктивным решением, обусловленным требованием сохранения целостности уплотнительного кольца при его растрескивании и обеспечения таким образом надежности торцового уплотнения в экстремальных условиях. Недостаток конструкции — неизбежность силовых и температурных деформаций уплотнительного кольца и искажение плоскостности уплотнительной поверхности. Силовые деформации минимальны при применении тонкостенных обойм (толщиной около 1 мм) с длиной, равной уплотнительному кольцу. Температурные деформации, возникающие вследствие различного линейного расширения уплотнительного кольца и обоймы, снижают подбором материалов с близкими температурными коэффициентами линейного расширения. Рассчитать натяг и толщину бандажа можно, используя выражение для напряжений в стенках составной трубы. Натяг должен быть таким, чтобы при температурном расширении бандажа и кольца во время работы уплотнения он не уменьшался  [c.300]


Трубопроводы тепловых сетей могут прогреваться до расчетных температур теплоносителя и удлиняться на Д/у = а/уАкоэффициент линейного расширения, 1/°С (для углеродистой стали а=12 10 1/°С) Д/ = т-/д—разность между температурой стенок трубы в ее рабочий период и температурой их во время монтажа, °С /у—длина участка трубы, м.[c.455]

Коэффициент линейного расширения чугуна должен соответствовать коэффициенту линейного расширения стальных труб во избежание критических температурных напряжений и повреждений поверхности нагрева при эксплуатации.  [c.32]

Винипласт (трубы, стержни, профили) ТУ 4251-54, К, П, АК, ПР, ТР Применяется как заменитель цветных металлов для агрессивных сред Недостатки низкая теплостойкость и большой коэффициент линейного расширения То же  [c.772]

При невысоких температурах порядка 50° С, а также при близких коэффициентах линейного расширения трубо-  [c.60]

Каждое из вторичных зеркал отдельно или весь стакан, содержащий их, а также ф.танец первичного фокуса, должны иметь механизм фокусировки фокусировочную выдвижку ). Ее диапазон должен обеспечить компенсацию различия коэффициентов линейного расширения трубы тёлескопа и зеркал ). Это особенно существенно при изготовлении зеркал из таких материалов как ситалл или кварц, у которых коэффициент линейного расширения близок к Нулю. Если т и 3 есть соответственно коэффициенты линейного расширения трубы и зеркал, А — относитель-  [c.404]

При сварке методом автоонрессовки получение усиления достигается за счет пластической дефоришции нагретого металла в направ-чепип, перпендикулярном оси трубы, при многократном пагреве металла в мосте стыка. Этим способом можно сваривать трубы из металла с большим коэффициентом линейного расширения. Сварку первого слоя рекомендуется выполнять короткой  [c.61]

Газопламенную обработку кислородно-ацетиленовым пламенем применяют для удаления ржавчины и окалины. Способ осуществим благодаря различным коэффициентам линейного расширения окалины и металла. Однако запрессованую окалину этим способом удалить не удается. Обрабатываемые детали должны иметь толщину не менее 5 мм. Для очистки листовых металлов используют горелки прямой формы шириной 30—200 мм, для труб — кольцевые или сегментные горелки. Для таких горелок применяют системы нагнетания или впрыскивания. Обычно горелки снабжены направляющим роликом для выдерживания необходимого расстояния между факелом и поверхностью. Правильно отрегулированная горелка должна иметь острый факел. Горелку следует устанавливать так, чтобы вершина наиболее горячей зоны факела касалась металла, а угол между направлением пламени и поверхностью составлял 40°.  [c.65]

Язвенный вид пароводяной коррозии (рис. 7-2) характеризуется выеданием металла на сравнительно небольшой площади огневой части труб преимущественно переходной зоны прямоточных котлов, входных змеевиков пароперегревателей и других участков поверхностей нагрева, где наблюдаются большие колебания тепловых нагрузок [Л. 39]. Частые колебания температуры металла в пределах ТОТ и выше, в местах попеременного контакта металла с паром и водой способствуют разрушению защитных пленок вследст1вие различных коэффициентов линейного расширения материала пленок (Рбз04) и металла. При контакте пара с чистым металлом создаются условия беспрепятственного протекания реакций, отмеченных в 1-5.[c.251]

Haпjpяжeния со стороны перлитной части имеют ту же величину, но с противоположным знаком, и, следовательно, будут напряжениями сжатия. Таким образом, окружные напряжения в зоне стыка изменяются скачкообразно. Скачок напряжений объясняется скачкообразным изменением свойств материала (в данном случае — коэффициента линейного расширения) и может иметь место и в других аналогичных конструкциях. Заметим, что толщина стенки трубы не входит в формулу и поэтому не влияет на величину напряжений.  [c.69]

Поливинилхлорид является аморфным полимером с химической формулой (—СНг—СНС1—) . Пластмассы имеют хорошие электроизоляционные характеристики, стойки к химикатам, не поддерживают горение, атмосферостойки. Непластифицированный твердый поливинилхлорид называется винипластом. Винипласты имеют высокую прочность и упругость. Из винипласта изготовляют трубы, детали вентиляционных установок, теплообменников, защитные покрытия для металлических емкостей, строительные облицовочные плитки. Недостатками этого материала являются низкая длительная прочность и низкая рабочая те.мпература (не свыше 60—70 °С) под нагрузкой, большой коэффициент линейного расширения, хрупкость при низких температурах (4р = —10 °С).  [c.456]

Жаростойкие бетоны применяются при сооружении дымовых труб, фундаментов доменных печей, тепловых промьпыленных агрегатов и т.п. Бетоны на жидком стекле не применяют в условиях частого воздействия воды, бетоны на портландцементе — в условиях кислой агрессивной среды. Для бетонов, испытывающих тепловой удар, не используют магнезитовый заполнитель, имеющий высокий температурный коэффициент линейного расширения, а также ограничивают максимальный размер щебня (10…20 мм).  [c.308]

При сварке методом «автоопрессовки» получение выпуклости шва достигается за счет пластической деформации нафетого металла в направлении, перпендикулярном оси трубы, при многократном нагреве металла в месте стыка. Этим способом можно сваривать трубы из металла с большим коэффициентом линейного расширения. Сварку первого слоя рекомендуется выполнять короткой дугой длиной до 1,2 мм на максимально возможной скорости для получения узких швов с неполным проваром. Остальные три — пять проходов выполняют для получения выпуююсти шва.  [c.142]

Здесь I — электрический ток R,/Rq — относительное электрическое сопротивление трубы при температуре стенки t,. в расчетном сечении Rq Iq — ее сопротивление на единицу длины при комнатной температуре t(,, dQ — внутренний диаметр трубы при /q Р — средний коэффициент линейного расширения материала трубы в интервале температур между и Iq. Значения R IRg, RqIIа nd(j находят по результатам предварительной калибровки трубы.  [c.393]


Здесь snj, ij) — амплитудно-частотная характеристика кольцевых напряжений, обусловленных внутренним давлением перекачиваемого продукта, у = О, 1, 2,. .., У Яр — рабочее давление перекачиваемого продукта о 12(0 — линейная функция напряжений по длине трубопровода ц — коэффициент поперечной деформации материала элемента а — коэффициент линейного расширения материала трубы At — расчетный температурный перепад р] -радиус изгиба оси трубопровода при его укладке, пучении грунтового массива, криогенного растрескивания в горизонтальной плоскости Р2 — радиус изгиба оси трубопровода, вызванного укладкой, пучением, криогенным растрескиванием, в вертикальной плоскости р, = />(р,плотность распределения радиусов изгиба оси трубопровода по его длине в горизонтальной и вертикальной плоскости соответственно Е — модуль деформаций элемента — наружный радиус элемента ф — угол, определяющий  [c. 544]

Чугуны с высоким содержанием никеля (28—36%) имеют более низкие коэффициенты линейного расширения, чем чугуны с 13—18% Ni (см. рис. 269, б и в). Они более стойки при работе в условиях частых теплосмен (клапаны и седла, выхлопные трубы) при разогреве до повышенных температур. Например, чугун AUS-105 высокоустойчив при бесьма резких теплосменах при 20—430° С и достаточно стоек при 230—800° С.  [c.621]

ТЕРМОУПРУГОСТЬ — область мате-матич. теории упругости, в к-рой изучается возникповепио, распределение и величина температурных напряжений в телах, подчиняющихся закону Гука. При выводе основных уравнений Т. обыч1Ю предполагается независимость упругих и тепловых характеристик от темп-ры. Если темп-ра тела постоянна или представляет собой линейную функцию координат, то препятствий тепловому расширению нет и температурные напряжения (в однородном материале) не возникают. В др. случаях теория Т. показывает, что возникают термоупругие напряжения, тем большие, чем выше модуль Юнга, коэффициент линейного расширения и температурный градиент. Последний обычно растет с увеличением толщины сечения, что приводит к росту термоупругих напряжений. В зонах тела, подвергающихся быстрому нагреву, обычно возникают сжимающие, а быстрому охлаждению — растягивающие термоупругие напряжения. В теории Т. изучены напряжения в стержнях, фермах, пластинках, толстостенных трубах, кольцах, изгибаемых пластинках, оболочках вращения и др. При местной пластич. деформации уравнения Т. необходимо дополнять уравнениями термопластичности. Поэтому величины напряжений, согласно Т., оказываются завышенными по сравнению с действительными. Однако и в этих случаях теория Т, остается очень важной, с ее помощью определяют напряжения до начала пластич. деформации.  [c.319]

Винипластовый трубопровод, жестко закрепленный на опорах, был смонтирован при температуре 0°С. Определить величину напряжения и сжимающего усилия, возникающих в материале трубы в случае передачи по трубопроводу жидкости, имеющей температуру -j-30° . Коэффициент линейного расширения винипласта а=7-10 l/epad, модуль упругости =4- Ю Мн/м ( 40000 кГ/Ш ). Наружный диаметр трубы D = 76 мм и внутренний диаметр трубы d = 60 мм.  [c.55]

Если труба и стержень имеют различные коэффициенты линейного расширения, то, изменяя температуру, можно создать те же самые условия. Обратимся к рис. 29. Предположим, что при температуре 6j гайки завернуты так, что крышки как раз касаются (без давления) трубы. Затем температуру повысили до 6j. Если А могла бы свободно удлиняться, то ее конец испытал бы относительное удлинение kj (6а — 6i). — температурный коэффициент линейного расширения. Полное удлинение было бы /дАд(бг — i)- Полное удлинение В (если этот стержень мог бы свободно расши-раться) аналогично было бы — б,).  [c.106]

Для проверки указанной расчетной схемы была испытана модель цилиндра, представляющая собой трубу из стали 20 с приваренными фланцами из стали Х18Н9Т. Различие в коэффициентах линейного расширения этих материалов позволило, моделировать влияние различия средних температур стенки и  [c.120]


Температурный коэффициент линейного расширения стали: таблицы коэффициентов

03Х13Н8Д2ТМ от -196 до 27…от -253 до 27 10,2…8,5
03Х20Н16АГ6 -269…-253…-233…-173…27 0,01…0,06…0,6…8,3…16,1
04Х18Н10 -253…-223…-173…-73…27 3…8…10,8…15,4…15,5
07Х16Н16 200…300…400…500 11,7…12,1…12,5…12,9
07Х21Н5АГ7 от -253 до 27…от -196 до 27…от -100 до 27 9,3…11,5…14,6
07Х21Н5АГ7 100…200…300…400…500…600…700 15,7…16…16,8…17,3…18…18,4…18,5
08Х12Н16БС4 100…200…300…400…500…600…700…800…900 16,5…16,7…17,4…17,7…17,9…18,1…18,3…18,6…18,7
08Х15Н15М3 100…200…300…400…500…600…700…800…900 16,9…17,7…18,1…18,5…18,8…19,1…19,5…19,7…19,9
08Х15Н15М3Б 100…200…300…400…500…600…700…800…900 16,4…17,1…17,4…17,7…17,7…17,9…18,3…18,6…18,8
08Х15Н7М2Ю 100…200…300…400…500…600…700…800…900 9,9…10,8…11,1…11,5…11,7…11,4…10,3…11,2…11,9
08Х16Н13М2Б 400…500…600…700…800 17,1…17,4…17,8…18,2…18,6
08Х17Н13М2Т 100…200…300…400…500…600…700 15,7…16,1…16,7…17,2…17,6…17,9…18,2
08Х17Н4 100…200…300…400…500…600…700…800…900 9,7…10,2…10,6…10,9…11,2…11,3…9,6…9,6…10,2
08Х17Н4М2 100…200…300…400…500…600…700…800…900 10,6…11…11,4…11,6…11,9…11,7…11,1…11,7…12,3
08Х18Н12Б 100…200…300…400 16…18…18…19
08Х18Н15Р4 100…200…300…400…500…600…700…800…900 16,5…17,4…17,8…18,1…18,5…18,9…19,2…19,5…19,8
08Х18Н15Р7 100…200…300…400…500…600…700…800…900 16,8…17,4…17,7…18,1…18,2…18,6…19…19,4…19,8
08Х18Н7Ю1 100…200…300…400…500…600…700…800 15,6…16,5…17,3…17,9…18,1…18,4…18,5…18,7
08Х21Н6М2Т 100…200…300…400…500…600…700…800…900 9,5…13,8…16…16…16,3…16,7…17,1…17,1…17,4
09Х14Н16Б 100…200…300…400…500…600…700…800 15,2…16,5…17,1…17,6…18…18,4…18,9…20,6
09Х14Н19В2БР1 100…200…300…400…500…600…700…800 15,2…16,3…17,2…17,6…18…18,1…18,6…18,6
10Х13Н16Б 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 16…16,9…17,7…18,3…18,6…18,8…19…19,3…19,6…19,7
10Х13Н2С2 100…200…300…400…500…600…700 10,8…11,4…11,8…12,3…12,7…13,1…13,3
10Х14Н14В2М 100…200…300…400…500…600…700…800…900 17…17,8…18,3…18,8…19…19,2…19,4…19,9…20,1
10Х14Н14В2МТ 100…200…300…400…500…600…700…800 17,2…17,2…17,5…18…18,5…18,6…18,9…19,3
10Х14Н18В2Б 100…200…300…400…500…600…700…800…900 16,5…17,4…17,6…18…18,1…18,2…18,5…19…19
10Х15Н9С3Б1 100…200…300…400…500…600…700…800 17,4…18,7…19,7…20,2…20,5…21…21,6…21,8
10Х16Н16В3МБР 100…200…300…400…500…600…700…800…900 17,1…17,1…17,1…17,9…18,2…18,5…18,8…19,1…19,2
10Х18Н15М3В2БК13 300…400…500…600…700…800 16,7…16,7…16,8…17…17,3…17,4
10Х18Н18Ю4Д 100…200…300…400…500…600…700…800…900 15,5…16,5…17…17,4…17,7…18,2…18,4…18,8…18,6
10Х18Н9ВМ 300…400…500…600…700…800 16,7…17,2…17,5…17,8…18…18,2
12Х18Н9 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 16,5…17,2…17,7…18,1…18,3…18,6…18,9…19,3…19,7…20,2
12Х18Н9В 200…300…400…500…600…700…800…900…1000 16,5…17,1…17,6…18…18,4…18,8…19…19,2…19,4
12Х18Н9М 100…200…300…400…500…600…700 17,3…17,5…17,8…18…18,3…18,5…18,8
12Х18Н9М2С2 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 16,6…17…17,4…17,7…18…18,4…18,8…19,1…19,4…19,8
12Х18Н9С2 100…200…300…400…500…600…700 16,2…17,1…17,8…18,6…19,2…19,2…20,5
12Х18Н9Т -253…-223…-173…-73…27 0,8…3,3…8,4…14,3…16,7
12Х18Н9Т 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 16,6…17…17,6…18…18,3…18,6…18,9…19,3…19,5…20,1
12Х18Н9ТЛ 100…200…300…400…500…600…700 14,8…16…16,9…17,1…17,6…18…18,4
12Х18Н10Т 127…227…427…727…1027 17,6…18…19,4…21,1…22,3
12Х18Н12Т 100…200…300…400…500…600…700…800…900 16,6…17…17,2…17,5…17,9…18,2…18,6…18,9…19,3
12Х21Н5Т -173…-73…27 7,9…10,4…11
12Х21Н5Т 100…200…300…400…500…600…700…800…900 10,2…14,4…16,8…16,8…17,4…17,5…17,7…18…18,5
12Х25Н16Г17АР 100…200…300…400…500…600…700…800 16,6…16,2…16,8…17,4…18…18,5…18,7…18,9
13Х12НВ2МФ 100…200…300…400…500…600 11…11,3…11,6…12…12,3…12,5
14Х17Н2 100…200…300…400…500 10,3…10,4…10,7…11,1…11,8
20Х13Н2 100…200…300…400…500…600 10,5…10,6…10,6…10,8…11,1…11,3
20Х14Н14В2СТ 100…200…300…400…500…600 16,1…16,7…17,2…17,4…17,8…18,2
20Х17Н1 100…200…300…400…500…600 8,1…8,8…10,3…10…10,5…10,5
20Х17Н2 100…200…300…400…500…600 10,5…10,7…10,9…10,8…11,2…11,3
20Х20Н11 100…300…500…600 17,3…17,8…18,4…18,7
20Х20Н14С2 100…600…700…800…900…1000 16…18,1…18,3…18,5…18,8…19
20Х23Н18 100…200…300…400…500…600…700 14,9…15,7…16,6…17,3…17,5…17,9…17,9
30Х18Н9В2ФТ 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 15,4…15,6…15,9…16,3…16,6…17…17,4…17,8…18,4…19
31Х19Н9МВБТ 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 16,7…16,9…17,2…17,5…17,8…18,2…18,5…18,9…19,3…19,7
37Х12Н8Г8МФБ 100…200…300…400…500…600…700 16…16,9…17,7…18,5…19,5…19,9…20,2
45Х14Н14В2М 300…500…700…900 17…18…18…19
4Х15НГ7Ф2МС 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 17…17,7…18,4…19,1…20,5…20,8…22,8…22,8…23,3…24,6
Х13Н12М2В2Б1К10 100…200…300…400…500…600…700…800…1000 15,6…15,8…16,5…16,9…17,1…17,3…17,7…18…18,6
Х13Н13В2Б 100…200…300…400…500…600…700…800…900 16,8…17,3…17,9…18,3…18,7…18,9…19,1…19,3…19,6
Х13Н13В2М2Б3К10 100…200…300…400…500…600…700…800…900…1000 15,6…15,8…16,5…16,9…17,1…17,3…17,7…18…18,3…18,6
Х14Н14М2В2ФБТ 400…500…600…700…800 16,7…17,1…17,4…17,8…18,1
Х14Н14МВФБ 100…200…300…400…500…600…700 15,1…15,9…16,9…18…18,2…18,4…19
Х14Н18В2БР 100…200…300…400…500…600…700…800…900 15,9…16,5…17,2…17,6…18…18,3…18,6…18,7…19
Х15Н15М2К3ВТ 100…200…300…400…500…600 15,8…16,6…17,2…17,6…18,3…18,6
Х16Н14Б 100…300…500…800 16…18…18…19
Х16Н16В3МБ 100…200…300…400…500…600…700…800 15,8…16,8…17,3…17,6…17,8…17,9…18,1…18,2
Х16Н9М2 100…200…300…400…500…600…700 17…17,5…18…18,4…18,9…19,3…19,5
Х17Н5М2 100…200…300…400…500…600 12,1…13,7…14,3…14,6…14,8…14,8
Х18Н11Б 100…200…300…400…500…600…700…800…900 16,8…17,7…18,2…18,5…18,9…19…19,4…19,7…19,9
Х18Н12 100…200…300…400…500…600…700 16,8…17,2…17,6…17,8…18,2…18,5…18,8
Х18Н12М2Т 100…200…300…400…500…600…700 15,7…16,1…16,7…17,2…17,6…17,9…18,2
Х18Н12М3 100…300…500…600…1000 16…16,2…17,5…18,6…20
Х18Н12МФТР 100…200…300…400…500…600…700…800…900 15,9…16,9…17,6…17,8…17,9…18,4…18,8…19…19,2
Х18Н14М2Б1 400…500…600…700 17,6…17,8…18,2…18,7
Х18Н15М3БЮР2 100…200…300…400…500…600…700…800…900 15…16,1…16,8…17,1…17,5…17,8…18,2…18,4…18,3
Х18Н15М3БЮР4 100…200…300…400…500…600…700…800…900 15,1…15,8…16,4…17,2…17,4…17,6…17,9…18,1…18,5
Х19Н10М2Ф3БК47 100…200…300…400…500…600…700…800…900 14,8…15…15,1…15,2…15,3…15,9…16,4…16,8…17,2
Х19Н14Б2 100…200…300…400…500…600…700 17…17,2…17,4…17,6…17,9…18,6…18,8
Х22Н9 400…800 17,5…18,5
Х25Н13АТ, Х25Н13Т 500…900 17,1…18,1

Труба пнд характеристики | Статьи, Благовещенск, 8 800 234-37-99

Труба пнд характеристики

Полиэтиленовые трубы чаще всего используются для монтажа водопроводных систем. Трубы ПНД обладают большим количеством достоинств. Технические характеристики труб ПНД определяются свойствами материала, из которого они изготовлены.

Чтобы правильно подобрать подходящую марку труб покупателю следует обратить внимание на информацию, которую размещает на самой трубе и в сертификате производитель. Это – обязательное требование международного стандарта ISO/TC SC4 № 651 «Условное обозначение и маркировка труб и соединительных деталей» и ГОСТами.

Самое общее деление, заметное при первом взгляде на трубу – это нанесенная по всей ее длине маркировочная полоса. Если она синего цвета – труба предназначена для холодного водоснабжения. Если полоса желтая – значит, труба газовая.

Для других видов труб особая маркировка не предусмотрена. Но отсутствие полосы тоже не обязательно говорит о непригодности труб для тех или иных задач.

Наилучшими сферами применения для ПНД труб являются:

  • Наружный водопровод
  • Внутренний водопровод
  • Внутренняя канализация
  • Наружная напорная и безнапорная канализация
  • Газоснабжение

Свойства полиэтиленовых труб

Свойства труб ПНД следующие:

1. Эластичность. Полиэтиленовые трубы способны растягиваться до 7% и не рваться при этом. Особенно данное свойство труб ПНД важно в районах с холодным климатом, так как замерзшая в трубах вода не причинит им существенного вреда.

2. Длительный срок эксплуатации. Трубы ПНД способны не терять своих эксплуатационных характеристик на протяжении 50 лет. Даже более, с течением времени такие трубы становятся только лучше за счет увеличения гладкости внутренней поверхности.

3. Устойчивость к коррозии. Благодаря этому качеству не происходит сужения внутреннего диаметра трубы.

4. Небольшой вес. Трубы полиэтиленовые примерно в 2-4 раза по весу легче, чем стальные, что существенно снижает расходы на их транспортировку.

Технические характеристики полиэтиленовых труб

1. Степень шероховатости внутренней поверхности. Стенки полиэтиленовых труб гладкие и не оказывают какого-либо серьезного сопротивления току воды.

2. Температура, которую способны выдержать трубы – от -70 и до +80 градусов Цельсия.

3. Предел прочности при разрыве полиэтиленовых труб — 38 МПа.

4. Полиэтиленовая труба выдерживает давление от 6 и до 16 атмосфер.

5. Коэффициент линейного расширения ПНД труб равен 14 х 10-5 (0,00012) Мпа.

6. Трубы могут подвергаться вторичной переработке.

Какую пропускную способность имеют ПНД трубы

Пропускная способность полиэтиленовых труб довольно высокая. Со временем она даже увеличивается. Происходит это из-за того, что полиэтилен обладает ползучестью. В первые 10 лет пропускная способность трубы возрастает на 1,5%. В дальнейшем происходит увеличение пропускной способности еще на 3%. Также уменьшения пропускной способности полиэтиленовых труб не происходит, потому что внутренние стенки труб не склонны к зарастанию и сужению.

Маркировка

В соответствии с требованиями ISO каждый погонный метр трубы размечен для удобства применения и содержит следующую информацию, отражающую для ПНД трубы технические характеристики, выполненную методом тиснения на глубину, не снижающую прочность изделия:

  • Соответствие сертификату ISO 9001
  • Производитель
  • Использованный стандарт на продукцию
  • Использованный материал
  • Наружный диаметр
  • Минимальная толщина стенки
  • Номинальное рабочее давление
  • Рабочая среда
  • Максимально допустимое давление
  • Номер партии, дата выпуска

Факторы качества

Марка сырья

Многие свои технические характеристики труба ПНД наследует от исходного сырья. В настоящее время для изготовления труб используются четыре вида полиэтилена низкого давления: ПЭ (PE) 63, ПЭ 80. ПЭ 100 и ПЭ 100+, хотя изредка еще можно встретить и продукцию из ПЭ 33.

Понятно, что аббревиатура ПЭ означает полиэтилен, а цифровой индекс – это характеристики ПНД труб по стойкости стенки, индекс постоянного минимального давления транспортируемой жидкости или газа, которое труба в состоянии выдерживать в течение всего срока эксплуатации (обычно это – 50 лет). 63, 80 и 100 соответствуют 6,3, 8 и 10 МПа.

Типоразмеры труб

Так же, как и изделия из любого другого материала, диаметры ПНД труб регулируются международным стандартом ISO 161-1.1996 «Трубы из термопластов. Номинальные давления. Метрическая серия».

В соответствии с ним нормируется наружный диаметр трубы, и варьируется он в пределах от 10 до 1200 мм. Однако, помимо такого параметра, как диаметр труба ПНД еще имеет определенную толщину стенки.

Коэффициент SDR

Толщина стенки и диаметры ПНД трубы выбираются производителем не произвольно, а при помощи специальной системы коэффициентов – SDR (Standard Dimension Ratio). Она определяет допустимые соотношения этих параметров и выглядит следующим образом:

Значения SDR в соответствии со стандартом

Большое значение, когда подбираются нужные диаметры труб ПНД и подходящая толщина стенки, имеет способ прокладки линии. Ведь от значения SDR будет зависеть не только допустимое внутреннее давление, но и кольцевая прочность.

И если при открытой прокладке это некритично, то при укладке в землю труба должна выдерживать еще и давление грунта, либо потребуется защита ее от этого давления. Соответственно, если не использовать предохранительные короба и т.п., должна иметь труба ПНД диаметры большего размера (чтобы обеспечить достаточный внутренний проход) и более толстые стенки.

Наружный диаметр и толщина стенки

Чем больший имеет труба ПНД диаметр, и чем большая нагрузка на нее планируется – тем больше следует внимания уделять правильному выбору подходящего SDR. При слишком малом значении потребитель будет недополучать плановый объем жидкости, при слишком большом – тонкая стенка может не выдержать внутреннего или внешнего давления.

Также, учитывая, что с ростом диаметра и толщины материала растет и вес ПНД трубы, который производитель обязательно указывает в документации, это следует учитывать при расчете опорных поверхностей и конструкций.

 7056 просмотров

Что нужно знать о термическом расширении и сжатии трубопроводов

Все материалы трубопроводов расширяются и сжимаются в результате изменения температуры. При повышении температуры трубы расширяются. При понижении температуры трубы сжимаются. Если не учитывать тепловое расширение при проектировании системы противопожарной защиты, это может привести к преждевременному выходу системы из строя, что приведет к ненужному ремонту и проблемам с надежностью.

Например, если труба в системе противопожарной защиты ограничена с обоих концов, напряжение начнет нарастать по мере расширения трубы.Если напряжение станет слишком большим, то труба порвется, и система может не подавать воду, необходимую для тушения пожара.

К счастью, разрушительные последствия теплового расширения и сжатия можно легко предотвратить, если понять, как изменение температуры влияет на трубопровод и как отклонить нагрузку на трубопроводную систему.

 

Как определить тепловое расширение или сжатие

Чтобы определить, насколько труба будет расширяться или сжиматься, рассмотрите следующие три переменные:

  • Коэффициент теплового расширения (дюймы)/in.°F) : Каждый материал имеет коэффициент линейного теплового расширения. Он показывает, как каждый градус изменения температуры приводит к определенному линейному расширению.
  • Длина участка трубы (дюймы) : Чем длиннее труба, тем больше она будет расширяться или сужаться.
  • Изменение температуры : Это разница между максимальной и минимальной температурой, которой будет подвергаться труба (°F), с момента установки до срока службы. Чтобы определить изменение температуры вашей трубы, рассмотрите температуру внутренней жидкости, а также внешнюю температуру, воздействию которой подвергается труба.

Подставьте указанные выше переменные в следующее уравнение, чтобы определить расширение или сжатие трубы.

Уравнение: ∆L = Lp C ∆T

  • ∆L = Изменение длины из-за изменения температуры (дюймы)
  • Lp = длина участка трубы (дюймы)
  • C= Коэффициент теплового расширения (дюймы/дюймы °F)
  • ∆T = Изменение температуры ( ° F)

 

Факторы материала для обработки стресса

Длина трубы, на которую она будет расширяться и сжиматься, — не единственный важный аспект при проектировании с учетом повреждений, вызванных расширением и сжатием.Вы также должны понимать еще несколько качеств системы и материала.

  • Рабочее напряжение : Максимальное напряжение, которое материал может выдержать при использовании
  • Модуль упругости : Мера жесткости трубы
  • Наружный диаметр трубы : Внешний диаметр трубы, влияющий на способность трубы выдерживать напряжение

Термопласты расширяются и сжимаются больше, чем металлы. Но именно вышеупомянутые качества позволяют термопластам отражать напряжение лучше, чем металлы.

 

Для более подробного ознакомления с установкой ХПВХ и очевидными преимуществами ХПВХ BlazeMaster® по сравнению со сталью загрузите документ

 

Как спроектировать систему расширения и сжатия

Для большинства условий эксплуатации и монтажа систем противопожарной защиты расширение и сжатие можно компенсировать путем изменения направления трубопровода. Однако в некоторых случаях могут потребоваться компенсационные петли или смещения при установке длинных прямых участков трубы.

 

Изменение направления

В конце участка трубы угловой отвод и прилегающая к нему труба могут допускать некоторое перемещение. Если примыкающая труба достаточно длинная, тепловое расширение и сжатие можно учесть, поместив подвеску или направляющую на определенном расстоянии от колена.

 

Петля расширения

Компенсационные петли устанавливаются посередине участка трубы. Труба выполнена в форме буквы «U», а ее центр закреплен скобой.Каждая сторона участка трубы, входящего в U, подвешена с помощью подвески или направляющей, что позволяет трубе двигаться вперед и назад. Для расширения отверстие U сужается. При сокращении U-образное отверстие расширяется.

 

Смещение расширения

Этот отклоняющий механизм используется, когда трубе необходимо обойти неподвижные конструкции.

Смещения расширения размещаются в центре участка трубы. Каждое колено, а также вертикальная длина трубы допускают некоторую степень отклонения.Подвески или направляющие используются для установки каждого участка трубы. По мере расширения трубы верхние и нижние колена будут вдавливаться внутрь, в результате чего вертикальная длина отклоняется вправо. При сжатии вертикальная труба наклоняется влево.

 

Расчет длины цикла

Расчет указанных выше отклоняющих механизмов зависит от длины трубы, рабочего напряжения, модуля упругости и наружного диаметра трубы. Чтобы рассчитать длину цикла, используйте переменные в уравнении.

Уравнение: L = (3 ED ( Δ L))/2S

  • L = Длина петли (дюйм.или см)
  • E = Модуль упругости при максимальной температуре (psi или кПа)
  • D = Внешний диаметр трубы (дюймы или см)
  • ΔL = Изменение длины из-за изменения температуры (дюймы или см)
  • S = Рабочее напряжение при максимальной температуре (psi или кПа)

 

Передовой опыт проектирования с учетом теплового расширения и сжатия

После определения длины петли убедитесь, что при проектировании и установке соблюдаются следующие передовые методы:

  • Всегда оставляйте достаточное расстояние (длина петли) между коленями и вешалками/ограничителями.
  • Компенсационные петли должны состоять из прямой трубы и колен 90°, склеенных вместе растворителем.
  • Избегайте ограничения естественного движения трубы в направлении расширения и сжатия.
  • Всегда руководствуйтесь местными нормами и инструкциями производителя при проектировании с учетом теплового расширения.

 

Узнайте о преимуществах системы противопожарной защиты BlazeMaster® из ХПВХ

Узнайте о том, как ХПВХ может сэкономить ваше время и деньги, где его использовать, а также об истории ХПВХ из руководства по пожарным спринклерным системам из ХПВХ или загрузите калькулятор теплового расширения :

 

 

Что делать с расширением и сужением тепловых труб

Что такое тепловое расширение труб?

Для материалов естественно расширяться при нагревании и сжиматься при холоде, и трубы не застрахованы от законов природы.Тепловое расширение и сжатие трубопровода является одной из самых больших динамических сил, действующих на трубопроводы.

Поскольку по трубопроводным системам часто передаются горячие жидкости, необходимо тщательно учитывать тепловое расширение и связанные с этим напряжения, чтобы избежать проблем. Силы, создаваемые тепловым расширением, могут быть достаточно большими, чтобы вызвать изгиб и коробление трубы, повреждение насосов, клапанов, трубных хомутов и креплений и даже разрыв трубы или повреждение стальной или бетонной конструкции здания.

В этом блоге мы рассмотрим некоторые факторы, которые необходимо учитывать при работе с тепловым расширением труб, а также рассмотрим основы того, как рассчитать скорость теплового расширения в трубопроводных системах, что имеет решающее значение для разработки какие продукты необходимы для решения проблемы.

Но сначала вот видео, которое иллюстрирует, насколько значительным может быть тепловое расширение, а также некоторые способы борьбы с ним.

Что вызывает тепловое расширение?

Изменения температуры заставляют объект или вещество изменять форму, площадь или объем.Трубы обычно расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Это вызвано расширением молекулярной структуры из-за увеличения кинетической энергии при более высокой температуре, что заставляет молекулы больше двигаться.

Скорость теплового расширения обычно зависит от трех ключевых факторов:

  1. Материал трубы – разные материалы расширяются с разной скоростью. Таким образом, различные типы пластиковых труб (например, ПП, ПВХ, ПЭ и т. д.) и различные типы металлических труб (например,грамм. сталь, медь, железо) будут иметь разные коэффициенты расширения. Поэтому важно рассчитать скорость расширения для каждого отдельного типа устанавливаемой трубы.
  2. Длина трубы – чем длиннее длина трубы, тем больше она будет расширяться и сужаться.
  3. Минимальная и максимальная температура – диапазон температур, которым будет подвергаться труба, или, другими словами, разница между самой низкой и самой высокой температурой, которой будет подвергаться труба.

В приведенной ниже таблице приведен пример скорости расширения для 50-метровых труб при перепаде температур +50°. Как видите, пластиковые трубы обычно расширяются значительно больше, чем металлические. Например, полиэтиленовая труба длиной 50 м при перепаде температур +50° расширится на 500 мм.

Проектирование систем трубопроводов с учетом теплового расширения

Крайне важно, чтобы расширение и сжатие трубопроводов рассматривались на этапе проектирования проекта, чтобы избежать возникновения серьезных проблем.

Такие проблемы, как извилистые трубы или нагрузка на соединения труб, могут в конечном итоге привести к утечкам или разрыву труб и всем связанным с этим повреждениям, которые может вызвать отказ.

Итак, каковы решения проблемы теплового расширения труб?

Расширение и сжатие трубы обычно можно компенсировать двумя способами:

  • Естественным способом с использованием существующих изгибов или компенсационных петель
  • Конструктивно, например, с помощью компенсаторов

Использование изгибов и расширительных петель

Часто предпочтительнее компенсировать расширение естественным образом с помощью компенсационных петель, так как компенсационные швы создают значительные нагрузки на трубопроводную систему.Компенсационные петли компенсируют тепловые перемещения за счет установки секций трубопровода, которые проходят перпендикулярно системе трубопроводов. Хотя эти петли являются полужесткими, они допускают некоторое перемещение, тем самым снижая стрессовые нагрузки на анкерные точки в системе трубопроводов. Точка фиксации используется для обеспечения того, чтобы расширение было направлено на петлю расширения, где сила и движение контролируются.

Крепления для труб или «направляющие» между точкой крепления и компенсационным контуром только направляют трубу в правильном направлении.При использовании компенсационной петли важно расстояние между первым направляющим зажимом и петлей. Чем меньше расстояние, тем больше будет сила изгиба трубы. Эта сила передается на точку крепления.

Компенсационные петли могут занимать много места в системе трубопроводов, поэтому чаще всего используются в наружных системах. В более ограниченных пространствах можно сделать гибкие петли, в которых для каждой ветви петли используются гофрированные металлические шланги. Эти гибкие петли более компактны, чем петли для труб, но требуют структурных опор для предотвращения провисания.Такие петли обычно используются там, где требуется сейсмическая защита.

Использование компенсаторов для борьбы с тепловыми деформациями

Если нет места для компенсационной петли, следует использовать компенсатор, способный к осевому перемещению. Примером такого продукта могут быть компенсаторы.

При использовании компенсатора необходимо учитывать давление в трубе. Например, стандартная труба 200НБ с осевым сильфоном создает более 2.5 тонн силы. Труба остается выровненной, но в других местах действуют огромные силы.

В результате создаваемых огромных сил хорошая точка крепления необходима для эффективной работы сильфонной системы. При неправильной поддержке и установке вдоль всей системы трубопроводов сильфонная система все равно может выйти из строя.

Соблюдение простых правил обеспечивает эффективную установку сильфонной системы с использованием первичных направляющих и анкеров.

Точки крепления:

Иногда конструкции могут быть перепроектированы и по-прежнему не будут работать, если не будут применены фундаментальные принципы.Дизайн должен быть простым и соответствовать основным правилам дизайна, упомянутым выше. Приведенный ниже дизайн представляет собой простое и эффективное решение.

Как Walraven может способствовать тепловому расширению трубопроводных систем?

Во-первых, и это самое главное, вы должны быть в состоянии рассчитать коэффициент теплового расширения для вашей системы трубопроводов, чтобы иметь возможность определить наилучшее решение для ваших нужд. Мы создали файл для загрузки, чтобы вы могли рассчитать скорость расширения вашей трубы.Он включает в себя метод расчета и некоторые примеры.

Загрузить информацию о расчете теплового расширения

Наша группа технической поддержки может помочь вам с расчетами, если это необходимо, и может разработать подходящую систему поддержки для установки.

У нас есть продукты, которые помогут вам в установке расширительных контуров и сильфонов, в том числе:

  • Анкерные точки
  • Комплекты точек крепления
  • Консоли Fixpoint
  • Направляющие опоры для направления бокового движения
  • Пружинные подвески для любого вертикального перемещения
  • Поворотные подвески
  • Скользящие стремена
  • Кронштейны для роликов

Вы можете обратиться за консультацией к нашей технической команде по электронной почте: [email protected] или по телефону 01295 753400.

В качестве одного из примеров того, как наша техническая команда спроектировала установку, в которой тепловое расширение труб было ключевым фактором, ознакомьтесь с нашим практическим примером установки мостового трубопровода.

Гибкость трубопровода — достаточная гибкость для компенсации теплового расширения трубы


Аннотация

Одним из основных требований к конструкции трубопровода является обеспечение достаточной гибкости для компенсации теплового расширения трубы. Однако из-за отсутствия быстрого метода проверки трубопроводы часто прокладываются либо слишком жесткими, либо слишком гибкими.В любом случае драгоценное время и материалы будут потрачены впустую.

В этой статье представлены некоторые быстрые методы проверки гибкости трубопровода. Эти методы включают визуальный, ручной расчет и микрокомпьютерный подход. Все они быстро и легко используются дизайнерами при планировании макетов. Как только проектировщики позаботятся о проблеме гибкости, итеративная процедура между инженерами по стрессу и проектировщиками станет проще. График проекта также может быть улучшен.


Гибкость трубопровода

При изменении температуры трубы от условий установки до условий эксплуатации она расширяется или сжимается.В общем случае как расширение, так и сжатие называются тепловым расширением. Когда труба расширяется, она может создавать огромную силу и напряжение в системе. Однако, если трубопровод достаточно гибкий, расширение может компенсироваться без создания чрезмерных усилий или напряжений. Обеспечение надлежащей гибкости является одной из основных задач при проектировании трубопроводной системы.

Трубопровод используется для транспортировки определенного количества жидкости из одной точки в другую. Очевидно, что чем короче используется труба, тем меньше требуется капитальных затрат.Длинная труба также может создавать чрезмерный перепад давления, что делает ее непригодной для надлежащей работы. Однако прямая кратчайшая компоновка, как правило, неприемлема для компенсации теплового расширения.

На рис. 1 показано, что произойдет, если прямая труба будет напрямую соединена из одной точки в другую. Во-первых, учтите, что подключен только один конец, а другой конец свободен. Свободный конец расширится на сумму, равную  Δ = e L 

Однако, поскольку другой конец не ослаблен, это расширение должно компенсироваться трубопроводом.Это эквивалентно сжатию трубы, чтобы отодвинуть конец назад на ~ расстояние. Это количество сжатия создает напряжение величиной  S = E (Δ/L) = E e 


Рисунок 1

Где,
Δ = тепловое расширение, дюймы
L e = скорость расширения, дюймы/дюймы
L = длина трубы, дюймы
с = осевое напряжение, фунты на кв. дюйм
FE = модуль упругости, фунты на квадратный дюйм
A = площадь поперечного сечения трубы, inZ
F = осевое усилие, фунты

Сила, необходимая для сжатия этого количества, равна  F = A S = A E e 

Возьмем, к примеру, 6-дюймовую трубу из углеродистой стали со стандартной стенкой. Повышение температуры с 70°F окружающей среды до 300°F при эксплуатации создает осевое напряжение в 42300 фунтов на квадратный дюйм и осевое усилие в 236000 фунтов в трубе.Это чрезмерно, даже если температура составляет всего 300F. Понятно, что прямолинейная прямая разводка неприемлема для большинства трубопроводов, должна быть обеспечена гибкость.


Расширительный контур
Гибкость трубопроводов

обеспечивается различными способами. Повороты и смещения, необходимые для прокладки трубы из одной точки в другую, сами по себе обеспечивают некоторую гибкость. Эта присущая гибкость может быть или не быть достаточной в зависимости от индивидуальных случаев.

Дополнительную гибкость можно обеспечить, добавив компенсационные петли или компенсационные швы.В рассмотренном выше примере с прямой линией напряжение может быть уменьшено с помощью петель, установленных, как показано ниже. Идея состоит в том, чтобы обеспечить некоторую трубу, перпендикулярную направлению расширения. Таким образом, когда труба расширяется, она сначала изгибает петлю, прежде чем передать какую-либо нагрузку на анкер. Чем длиннее петля, тем меньше усилие будет создаваться.


Создаваемая сила обратно пропорциональна кубу длины петли, а возникающее напряжение приблизительно обратно пропорционально квадрату длины петли.Петля иногда может занимать значительно больше места и трубопроводов, чем это доступно или экономически оправдано. Это особенно актуально для больших высокотемпературных трубопроводов низкого давления.

В этом случае лучше использовать компенсатор. Компенсационные швы более сложны, чем петли труб, которые представляют собой просто дополнительные отрезки одного и того же трубопровода. По этой и другим причинам инженеры склонны отдавать предпочтение трубным петлям, а не компенсаторам.

Тем не менее, компенсаторы могут эффективно использоваться во многих областях, если они правильно спроектированы.Одним из основных требований при проектировании системы компенсаторов является установка достаточных ограничений для поддержания устойчивости. В этой статье рассматривается в основном петлевой подход.


Критический путь

При проектировании установки трубопроводы обычно прокладываются проектировщиками трубопроводов, а затем проверяются инженерами по напряжению.

Существует заметная разница в макетах, выполненных опытными и неопытными дизайнерами. Опытные дизайнеры знают важность гибкости.Однако они, как правило, обеспечивают слишком большую гибкость в отличие от неопытных, которые, как правило, обеспечивают небольшую гибкость. В любом случае результатом является проект с завышенной ценой.

Макет, выполненный неопытным дизайнером, обычно слишком жесткий, потому что дизайнер не знает, как или слишком робко добавлять петли или смещения. Если трубопроводная система слишком жесткая, инженер по напряжению почти наверняка обнаружит это.

Инженер по стрессу отправит проект с рекомендованными петлями обратно проектировщику на доработку.В это время дизайнер сделал еще несколько макетов в той же области, что очень затруднило доработку. С другой стороны, макет, сделанный опытным дизайнером, часто содержит лишние или ненужные циклы.

Излишние циклы обычно сохраняются без изменений, потому что общепринятой практикой является не изменять что-то, что работает. Опытный мог бы сэкономить человеко-час, необходимый для доработки. Стоимость чрезмерных циклов может быть непомерно высокой.

Стоимость проекта может быть существенно снижена, если обеспечить необходимую гибкость трубопровода на начальной стадии компоновки.Это требует некоторых быстрых методов, которые могут быть использованы проектировщиками для проверки гибкости трубопровода.

Ссылка(и) .. L.C. Пэн, Пэн Инжиниринг, Хьюстон, Техас


Расчет

Первым шагом в учете температурных перемещений является расчет точного изменения линейной длины трубопроводной системы на интересующем расстоянии вместе с подходящим коэффициентом безопасности.

Фактическое расширение 100-футовых труб было рассчитано при различных температурах для наиболее распространенных материалов труб (углеродистая сталь, нержавеющая сталь и медные трубы) и показано в таблице ниже.Эти значения не следует применять к трубам из альтернативных материалов, поскольку они будут различаться. Коэффициенты расширения могут отличаться на 5% и более при получении из разных источников и должны учитываться.


Тепловое расширение трубы
Дюймы на 100 футов
мм на 100 метров
Темп.
Ф/К
Углерод
Сталь
Медь Нержавеющая сталь
Сталь
-40
-40
-0.288
-24,0
-0,421
-35,1
-0,461
-38,4
-20
-28
-0,145
-12,1
-0,210
-17,4
-0,230
-19,0 ​​
0
-17
0
0
0
0
0
0
20
-6
0,148
12,5
0,238
19,7
0,230
19,0
32
0
0.230
19,0
0,366
30,5
0,369
30,8
40
4
0,300
24,9
0,451
37,7
0,461
38,4
60
15
0,448
37,4
0,684
57,1
0,691
57,7
80
26
0,580
48,2
0,896
74,8
0,922
76,8
100
37
0.753
62,7
1,134
94,5
1,152
96,1
120
48
0,910
75,8
1,366
113,9
1,382
115,2
140
60
1,064
88,6
1,590
132,6
1,613
134,5
160
71
1,200
100,1
1,804
150,3
1,843
153,6
180
82
1.360
113,2
2,051
170,9
2,074
172,9
200
93
1,520
126,6
2,296
191,3
2,304
191,9
212
100
1,610
134,2
2,428
202,4
2,442
203,4
220
104
1,680
140,1
2,516
209,7
2,534
211,3
230
110
1.760
146,7
2,636
219,8
2,650
220,8
260
126
2,020
168,3


280
137
2,180
181,8


300
148
2,350
195,9


320
160
2.530
211,0


340
171
2,700
225,1


350
176
2,790
232,6


Далее следует пример, иллюстрирующий использование приведенной выше таблицы.

  • Дано.. Труба из углеродистой стали длиной 240 футов
  • Максимальная рабочая температура = 220°F (104°C)
  • Минимальная рабочая температура = 40°F (4°C)
  • Температура во время установки = 80°F (26°C)

Расчет по таблице выше, расширение трубы из углеродистой стали

  • 220°F (104°C) 1.680 дюймов на 100 футов трубы из углеродистой стали
  • 40°F (4°C) 0,300 дюйма на 100 футов трубы из углеродистой стали
  • Разница.. 1,380 дюйма на 100 футов трубы из углеродистой стали для температур от 40°F до 220°F
  • Следовательно, 240 футов трубы = 240/100 (1,380) = 3,312 дюйма

Для этого перемещения на 3,312 дюйма должен быть применен соответствующий коэффициент безопасности, который варьируется в зависимости от определения разработчика системы для учета любых ошибок в прогнозировании экстремальных рабочих параметров и т. д. Эти примеры были рассчитаны без применения коэффициента безопасности.

Для определения положения компенсатора во время установки.

Установка в холодном состоянии (от 80°F до 40°F)

  • 80°F (26°C) 0,580 дюйма на 100 футов
  • 40°F (4°C) 0,300 дюйма на 100 футов
  • Разница.. 0,280 дюйма на 100 футов или 0,672 дюйма на 240 футов

Установка в горячем состоянии (от 80°F до 220°F)

  • 220°F (104°C) 1,680 дюйма на 100 футов
  • 80°F(26°C) 0,580 дюйма на 100 футов
  • Разница.. 1,100 дюйма на 100 футов или 2,640 дюйма на 240 футов

Таким образом, компенсатор должен быть установлен с возможностью сужения трубы не менее чем на 0,672 дюйма и расширения трубы не менее чем на 2,640 дюйма при установке при температуре 80°F (26°C).


Фотография — Kodak Australasia Pty Ltd,
Расширительный контур в паровой трубе низкого давления,
Завод Kodak, Кобург, 1964 г.

Как учитывать расширение трубы в водопроводной системе

Тепловое расширение и сжатие являются свойством всех материалов трубопровода.По мере повышения или понижения температуры воды и окружающей среды длина трубы будет колебаться. Чем дольше пробег, тем значительнее изменение.

В водопроводных системах, если это расширение и сжатие не учтено при проектировании системы, это может привести к сжимающим нагрузкам на трубы и фитинги. Со временем это напряжение может ослабить трубу, что приведет к утечкам и преждевременному ремонту трубы.

К счастью, тепловое расширение и сжатие можно легко предотвратить с помощью отклоняющих механизмов.

 

Почему работают механизмы отклонения

Трубопровод

из ХПВХ является гибким, что означает, что до определенного момента он может безопасно изгибаться без каких-либо повреждений. Механизмы отклонения используют преимущества этой гибкости и позволяют трубе двигаться внутри системы, ограничивая нагрузку на материал.

 

Как отклонить тепловое расширение

Перепад температур — это диапазон, которому будет подвергаться труба. Другими словами, разница между самой холодной и самой горячей трубой будет от времени установки до срока ее службы.Если изменение температуры составляет более -1°C, водопроводная система должна иметь отклоняющие конфигурации.

В зависимости от пространства вокруг трубопроводной системы существует четыре механизма отклонения напряжения расширения:

  1. Расширительные петли
  2. Расширение смещения
  3. Изменения направления
  4. Компенсаторы

 

Петли расширения

Компенсационные петли для трубопроводов являются предпочтительным выбором для большинства сантехников.

  • U-образная форма устанавливается посередине трубы, и ее центр фиксируется скобой.
  • Каждая сторона участка трубы, входящего в «U», подвешивается с помощью подвески или направляющей, которая позволяет трубе двигаться вперед и назад.

 

При изменении длины входящей трубы отверстие «U» сужается или расширяется по мере необходимости. Две стороны буквы «U» достаточно гибкие, чтобы обеспечить это движение. Длина сторон определяется длиной участка трубы.

В приведенной выше анимации L представляет собой общую длину петли, где 2/5L представляет каждую вертикальную часть, а 1/5L представляет собой горизонтальное поперечное сечение, в котором размещено ограничение.

 

Расширение смещения

Смещения расширения используются, когда труба должна проходить мимо стационарных конструкций. По мере расширения трубы верхние и нижние колена будут вдавливаться внутрь, в результате чего вертикальная длина отклоняется вправо. При сокращении вертикальная труба наклоняется влево.

 

На изображении выше L представляет собой общую длину смещения от подвески или направляющей на одном конце до противоположного. 1/4L означает расстояние от подвески или направляющей до ближайшего колена.1/2L представляет собой перпендикулярное сечение трубы.

 

Изменение направления

Все трубопроводные системы, естественно, предусматривают изменение направления, что также можно использовать в качестве механизмов отклонения. В конце длинного участка трубы угловой отвод и прилегающая к нему труба допускают некоторое перемещение.

 

На изображении выше L представляет собой расстояние от колена до подвески или направляющей.

 

Компенсатор

Этот механизм часто используется в узких, закрытых помещениях, где трудно включить компенсационную петлю или смещение.Действуя как амортизатор, компенсаторы позволяют трубе свободно перемещаться внутри другой трубы, сохраняя при этом необходимое уплотнение. Однако это более дорогой вариант и часто используется в крайнем случае.

 

Рекомендации по конфигурации отклонения

При учете теплового расширения и сжатия важно следовать рекомендациям, в том числе:

  • Компенсационные петли должны состоять из прямой трубы и колен 90°, склеенных вместе растворителем.
  • Избегайте ограничения естественного движения трубы в направлении расширения и сжатия.
  • Всегда оставляйте достаточное расстояние между коленями и вешалками/ограничителями.
  • Всегда руководствуйтесь местными нормами и инструкциями производителя.

 

Расчет размеров расширительного контура для вашей системы трубопроводов

Калькулятор расширения трубы Flowguard из ХПВХ — это бесплатный инструмент, помогающий сантехникам рассчитать линейное расширение трубы и получить необходимые размеры для компенсационного контура.Нажмите ниже, чтобы получить доступ к калькулятору.

 

 

Если у вас есть вопросы или вы хотите узнать больше о трубах и фитингах FlowGuard, свяжитесь с одним из наших консультантов по трубопроводным системам.

Термическое расширение металлов, обычно используемых для изготовления труб и компенсаторов


Табличные значения были рассчитаны на основе изменения температуры от 70°F до указанного значения, измеренного в дюймах/100 футов.Эти значения предназначены только для оценки теплового расширения. Они не являются показателем того, что материал пригоден для эксплуатации при указанной температуре.

Температура (°F) Сталь Высокий Cr. Сталь
5Cr-9Cr
Нержавеющая сталь Сталь
18Cr-8Ni
Нержавеющая сталь Сталь
25Cr-20Ni
Сплав 400 Медь Никель Медь Никель 200 Сплав 800
825
Сплав 600
625
Алюминий
-325 -2.37 -2,22 -3,85 -2,62 -3,15 -4,68
-300 -2,24 -2.10 -3,63 -2.50 -2,87 -2,44 -4,46
-250 -1,98 -1,86 -3,19 -2,26 -2,53 -2,25 -2.30 -3,97
-200 -1,71 -1,62 -2,73 -2,02 -2,19 -2.01 -2,04 -3,44
-150 -1.45 -1,37 -2,27 -1,79 -1,95 -1,65 -1,70 -2,88
-100 -1,15 -1,08 -1,75 -1.38 -1,53 -1,83 -1,29 -1,37 -2,27
-50 -0,84 -0,79 -1,24 -0,98 -1,13 -1,31 -0.93 -0,97 -1,67
0 -0,49 -0,46 -0,72 -0,57 -0,66 -0,79 -0,56 -0,56 -0,97
50 -0.14 -0,13 -0,21 -0,20 -0,19 -0,22 -0,16 -0,16 -0,28
70 0,00 0,00 0,00 0,00 0.00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
100 0,23 0,22 0,34 0,32 0,28 0,31 0,34 0,25 0.28 0,26 0,46
150 0,61 0,58 0,90 0,84 0,75 0,82 0,90 0,69 0,76 0,70 1,23
200 0.99 0,94 1,46 1,37 1,22 1,33 1,48 1,15 1,23 1,15 2,00
250 1,40 1,33 2,03 1,91 1.71 1,86 2,05 1,61 1,76 1,61 2,83
300 1,82 1,71 2,61 2,45 2,21 2,40 2,62 2,08 2.30 2,09 3,67
350 2,26 2.10 3,20 2,99 2,68 2,96 3,19 2,56 2,88 2,56 4,52
400 2.70 2,50 3,80 3,53 3,25 3,52 3,88 3,05 3,48 3,05 5,39
450 3,16 2,93 4,41 4,07 3.79 4,47 3,55 4,04 3,53 6,28
500 3,62 3,35 5.01 4,61 4,33 5,06 4,05 4.59 4,02 7,17
550 4.11 3,80 5,62 5,15 4,90 5,64 4,56 5,16 4,52 8.10
600 4.60 4,24 6,24 5,69 5,46 5,09 5,72 5,02 9.03
650 5.11 4,69 6,87 6,23 6.05 5,62 6,30 5,53
700 5,63 5,14 7,50 6,77 6,64 6,16 6.88 6,05
750 6,16 5,62 8,15 7,31 7,25 6,71 7,47 6,57
800 6.70 6.10 8,80 7,85 7,85 7,27 8.06 7.10
850 7,25 6,59 9,46 8,45 8.48 7,82 8,66 7,67
900 7,81 7,07 10.12 9,05 9.12 8,37 9.26 8,23
950 8,35 7,56 10,80 9,65 9,77 8,92 9,87 8,80
1000 8.89 8.06 11,48 10,25 10,42 9,49 10,49 9,37
1050 9,46 8,55 12.16 10,85 11.09 10.05 11.11 9,94
1100 10.04 9,05 12,84 11,45 11,77 10,63 11.74 10,51
1150 10,57 9,52 13,52 12.11 12,47 11.21 12,38 11.09
1200 11.10 10.00 14.20 12,77 13,15 11,80 13.02 11,66
1250 11,66 10,53 14,88 13.43 13,86 12,39 13,71 12,29
1300 12.22 11.06 15,56 14.09 14,58 12.99 14,39 12,93
1350 12,78 11,55 16,24 14,69 15.30 13,59 15.10 13,56
1400 13.34 12.05 16,92 15,29 16.02 14.20 15,80 14.20
1450 17,69 14.82 16,53 14,83
1500 18,47 15,44 17,25 15,45
1550 16.07 17,98 16.08
1600 16,71 18,73 16,71
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12


Примечание:
(1) Колонка 2 относится к углеродистой стали и легированной стали с содержанием хрома до 3 % – толстолистовому прокату и трубам, таким как ASTM/ASME
A-36, A-516, A-53 и A-106.
(2) Колонка 4 относится к пластинам и трубам из хромоникелевой нержавеющей стали, таким как аустенитные нержавеющие стали типа 304, 316, 321 и 347
(включая марки «L» и «H»).
(3) Колонка 5 относится к сплавам нержавеющей стали с высоким содержанием никеля, таким как нержавеющая сталь типа 309 и 310.
(4) Сплав 400, указанный в колонке 6, обычно называют монель 400.

Линейное тепловое расширение

Тепловое расширение является важным рабочим параметром трубопроводных систем.Он обусловлен возбуждением движений атомов, составляющих данное вещество, в результате подвода тепловой энергии. Это приводит к линейному расширению материала. Неправильно принятая компенсация этих параметров в эксплуатируемой системе может привести, среди прочего, к чрезмерным напряжениям в трубе, трещинам, перекосам и даже протечкам, ведущим к повреждениям трубопровода. Для предотвращения этого явления могут быть предприняты следующие шаги:

Рассматривая процесс производства системы ТЕРМОТЕХ, следует отметить, что труба-труба, труба-муфта и пена, заполняющая пространство между этими трубами, образуют единую трубопроводную систему, для которой тепловое расширение для расчетных расчетов составляет:

  • α = 0.015 мм/мК = 15 x 10 -6 K -1  — для стеклопластикового трубопровода — поперечный ламинат с содержанием стекла 60%

  • α = 0,025 мм/мK = 25 x 10 -6 K -1  — для трубопровода из стеклопластика — ламинат, подготовленный вручную

Методы расчета

Перед тем, как приступить к расчету теплового расширения трубопровода, необходимо задать очень важный вопрос: «При какой температуре будет монтироваться трубопровод?» Эта температура является базовой температурой, относительно которой рассчитывается ΔT для двух вариантов.

Вариант I

Трубопровод не эксплуатируется, но подвержен воздействию внешних факторов (следует учитывать возможные экстремально высокие и низкие температуры).

Вариант II

Трубопровод находится в штатном режиме; температуру среды, протекающей по этому трубопроводу, следует рассматривать вместе с влиянием внешних факторов на всю «систему».

«Система» теплового расширения.

ΔL = L·ΔT · α

ΔL — изменение длины всей системы, мм

L — длина базовой системы, м

α — удельная скорость расширения системы, мм/мК

ΔT — разница температур, К

Пример расчета

Исследуем скорость линейного расширения 1000-метрового трубопровода из различных материалов при повышении температуры ΔT=50 K

Залог:
L=1000 м; ΔТ=50 К
Материалы для тестирования:
α = 15 х 10 -6 К -1
α = 25 х 10 -6 К -1
α = 12 х 10 -6 К -1
Результаты:
ΔL = 0,75 м
ΔL = 1,25 м
ΔL = 0,65 м

 

Если нашей целью является получение хороших показателей теплового расширения, стальной трубопровод является приемлемым решением.Однако по долговечности, устойчивости к коррозии, устойчивости к химическим веществам и атмосферным воздействиям трубы из стеклопластика значительно превосходят стальные трубы. Из приведенной диаграммы ясно следует, что линейное расширение стеклопластиковых труб лишь немного выше, чем у стальных.

 

Трубы из ламината

можно устанавливать в систему самокомпенсации , так как наибольшая допустимая деформация для трубопровода длиной 1000 м не может превышать 2,0 м, т.е. 0,2%. В связи с вышеизложенным, при реконструкции трубопроводов могут быть использованы существующие несущие конструкции.

Тепловое расширение металлической трубы

Связанные ресурсы: передача тепла

Тепловое расширение металлической трубы

Разработка и проектирование жидкостей
Теплопередача

Тепловое расширение металлической трубы

Изменения температуры вызывают изменение размеров всех материалов. В таблице 1.0 показаны коэффициенты расширения для металлических трубопроводов. материалы. Для систем, работающих на высоких температур, таких как пар и горячая вода, скорость расширения высокие, и значительные перемещения могут происходить на коротких участках трубопровода.Несмотря на то, что темпы расширения могут быть низкими для систем, работающих в диапазоне от 40 до 100°F, таких как охлажденная и конденсаторная вода, они могут вызвать большие перемещения в длинных участках трубопровода, что является обычным явлением. в распределительных сетях и высотных зданиях. Следовательно, в дополнение к проектным требованиям по давлению, весу и другим нагрузки, системы трубопроводов должны выдерживать тепловые и другие перемещения чтобы предотвратить следующее:

  • Разрушение труб и опор от перенапряжения и усталости
  • Негерметичность соединений
  • Вредные силы и напряжения в подключенном оборудовании

Незакрепленная труба работает при самом низком уровне общего напряжения.Анкеры и ограничители необходимы для поддержки веса трубы и защиты соединения оборудования. Силы анкеровки и изгиб трубы, закрепленной на обоих концах, как правило, слишком велики, чтобы быть приемлемыми, поэтому общая практика заключается в том, чтобы никогда не закреплять прямой участок стальной трубы в оба конца. Трубопровод должен иметь возможность расширяться или сужаться через термические изменения. Достаточная гибкость может быть достигнута путем проектирования изгибы и петли труб или путем включения дополнительных устройств, таких как компенсационные швы.

Термическое расширение трубы формула:

ΔL = а · L · ΔT

Где:

ΔL = изменение длины
а = Коэффициент линейного расширения материала.
L = длина трубы
ΔT = изменение температуры (t i — t o )
t i = начальная температура
t o = конечная температура

Концевые реакции, передающиеся на вращающееся оборудование, такое как насосы или турбины, может деформировать корпус оборудования и привести к смещению подшипников. что в конечном итоге может привести к отказу компонента.Как следствие, рекомендации производителей по допустимым усилиям и движения, которые могут быть размещены на их оборудовании, должны быть соблюдены.

Таблица 1.0 Линейная труба теплового расширения

Насыщенный пар
Давление, psig

Температура,
°F

Линейное тепловое расширение, дюйм/100 футов

Углерод
Сталь

Тип 304
Нержавеющая сталь

Медь

–30

–0.19

–0,30

–0,32

–20

–0,12

–0,20

–0,21

–10

–0,06

–0,10

–0.11

0

0,00

0,00

0,00

10

0,08

0,11

0,12

20

0.15

0,22

0,24

–14,6

32

0,24

0,36

0,37

–14,6

40

0,30

0,45

0.45

–14,5

50

0,38

0,56

0,57

–14,4

60

0,46

0,67

0,68

–14.3

70

0,53

0,78

0,79

–14,2

80

0,61

0,90

0,90

–14,0

90

0.68

1,01

1,02

–13,7

100

0,76

1.12

1,13

–13,0

120

0,91

1,35

1.37

–11,8

140

1,06

1,57

1,59

–10,0

160

1,22

1,79

1,80

–7.2

180

1,37

2,02

2,05

–3,2

200

1,52

2,24

2,30

0

212

1.62

2,38

2,43

2,5

220

1,69

2,48

2,52

10,3

240

1,85

2,71

2.76

20,7

260

2,02

2,94

2,99

34,6

280

2.18

3.17

3,22

52.3

300

2,35

3,40

3,46

75,0

320

2,53

3,64

3,70

103,3

340

2.70

3,88

3,94

138,3

360

2,88

4.11

4.18

181.1

380

3,05

4,35

4.42

232,6

400

3,23

4,59

4,87

666.1

500

4,15

5,80

5,91

1528

600

5.13

7.03

7.18

3079

700

6.16

8,29

8,47

800

7,23

9,59

9.79

900

8,34

10,91

11.16

1000

9,42

12.27

12,54

Родственный:

Артикул:

  • Фундаментальный справочник ASHRAE, 2019 г.

Leave Comment

Ваш адрес email не будет опубликован.