1. Fizyka rozszerzalności cieplnej
Wszystkie materiały stałe rozszerzają się pod wpływem ogrzewania i kurczą się po ochłodzeniu. Mosiądz nie jest wyjątkiem od tej reguły. Jego atomy wibrują intensywniej wraz ze wzrostem temperatury. Ten wzmożony ruch odpycha atomy nieco od siebie. Okucie fizycznie rośnie we wszystkich wymiarach. Kiedy temperatura spada, proces ulega odwróceniu.
2. Współczynnik rozszerzalności mosiądzu
Szybkość rozszerzania jest określona przez stałą materiałową. Mosiądz ma liniowy współczynnik rozszerzalności cieplnej wynoszący około 19 x 10⁻⁶ na stopień Celsjusza. Oznacza to długość 1 metramosiężna złączka rurowazwiększy się o około 0,019 mm na każdy 1 stopień. W przypadku wahań temperatury o 50 stopni odpowiada to w przybliżeniu zmianie wymiarów o 1 mm.
3. Porównanie z innymi popularnymi materiałami
Różne materiały rozszerzają się z różną szybkością. Stal węglowa rozszerza się z szybkością około 11-12 x 10⁻⁶/stopień. Miedź rozszerza się w przybliżeniu 17 x 10⁻⁶/stopień. Stal nierdzewna (304/316) ma współczynnik 16-17 x 10⁻⁶/stopień. Tworzywa sztuczne rozszerzają się znacznie szybciej, w przypadku PVC w temperaturze 54 i CPVC w temperaturze 63 x 10⁻⁶/stopień.
4. Naprężenia w interfejsie-łącznika rury
Łącznik i rura są często wykonane z różnych metali. Powoduje to zróżnicowaną rozszerzalność cieplną na złączu. Amosiężna złączka rurowarozszerza się w nieco innym tempie niż rura miedziana. Ta różnica powoduje naprężenie ścinające w punkcie połączenia. Powtarzające się cykle ogrzewania powodują kumulację tego naprężenia.
5. Wpływ na połączenia gwintowe
Połączenia gwintowe są najbardziej podatne na zmiany temperatury. Gwinty żeńskie rozszerzają się nieco bardziej niż gwinty męskie podczas nagrzewania, potencjalnie rozluźniając chwyt. Podczas wielu cykli cieplnych nici mogą „chodzić” lub ulegać zmęczeniu, co prowadzi do poluzowania i ostatecznie nieszczelności.
6. Zmęczenie termiczne i mikro-pękanie
Prawdziwe niebezpieczeństwo leży w powtarzających się cyklach temperatur. Każdy cykl wprowadza mikroskopijne naprężenia w najbardziej wrażliwych punktach złączki. Z biegiem czasu naprężenia te kumulują się, tworząc mikro-pęknięcia. Pęknięcia rosną z każdym kolejnym cyklem. Proces ten nazywany jest zmęczeniem cieplnym.
7. Wpływ na uszczelki i złącza elastomerowe
Wahania temperatury bezpośrednio degradują niemetalowe elementy uszczelniające. Gumowe pierścienie uszczelniające i uszczelki mogą z czasem się ściskać, twardnieć lub tracić elastyczność. Na taśmę PTFE mogą również wpływać cykle termiczne. jakomosiężna złączka rurowarozszerza się i kurczy, materiały te mogą nie utrzymać odpowiedniego ciśnienia uszczelniającego.
8. Oddziaływanie ciepła i ciśnienia
Wraz ze wzrostem temperatury rośnie również ciśnienie wewnętrzne w układzie zamkniętym. Woda znacznie się rozszerza po podgrzaniu. Wyższe temperatury zmniejszają wytrzymałość mosiądzu, jednocześnie zwiększając ciśnienie w układzie. Amosiężna złączka rurowaprzystosowane do ciśnienia 150 psi w temperaturze pokojowej, mogą wytrzymać tylko 100 psi w temperaturze 200 stopni F.
9. Zasada obniżania ciśnienia o 150 stopni F
Normy przemysłowe określają określone limity temperatur. W przypadku złączek mosiężnych o masie 125 funtów, ciśnienie cieczy 200 psi ma zastosowanie tylko wtedy, gdy temperatura nie przekracza 150 stopni F. W przypadku złączek o masie 250 funtów wartość znamionowa 400 psi również wymaga utrzymywania temperatury poniżej 150 stopni F. Przekroczenie tej temperatury wymaga obniżenia ciśnienia.
10. Problemy z działaniem w niskich-temperaturach
Niskie temperatury stwarzają różne wyzwania. Mosiądz może stać się kruchy, gdy jest bardzo zimny. Niektóremosiężne złączki rurowemieć minimalną temperaturę roboczą -65 stopni F (-54 stopnie). Inne projekty mają temperaturę do -50 stopni. Poniżej tych progów odporność na uderzenia znacznie spada.
11. Rozbudowa różniczkowa w układach mieszanych
Mieszane-systemy materiałowe są narażone na dodatkowe obciążenia. Amosiężna złączka rurowapodłączony do plastikowej rury powoduje duże niedopasowanie rozszerzalności. Plastik rozszerza się prawie trzy razy bardziej niż mosiądz. Ten mechanizm różnicowy ciągnie i popycha połączenie. Bez pętli dylatacyjnych lub elastycznych złączy prawdopodobna jest awaria złącza.
12. Zarządzanie efektami cieplnymi w projektowaniu systemów
Właściwy projekt systemu uwzględnia ruchy-wywołane temperaturą. Zainstaluj pętle dylatacyjne lub kolanka-w kształcie U na długich odcinkach rur. W razie potrzeby użyj elastycznych złączy. Pozwól na ruch w wspornikach rur. Wybierz wysokiej-kucie kutemosiężne złączki ruroweZłączki odlewane dla lepszej odporności na zmęczenie. Unikaj nadmiernego-dokręcania połączeń gwintowych. Nałożyć odpowiedni uszczelniacz do gwintów przystosowany do cykli termicznych. Po prawidłowym zainstalowaniu mosiężne złączki zachowują wysoką niezawodność w całym zakresie temperatur znamionowych.
