هر خط لوله فولادی با گرم شدن منبسط می شود. یک خط فولاد کربن 100 متری که از 20 درجه سانتیگراد به 150 درجه سانتیگراد افزایش یافته است تقریباً 156 میلی متر رشد می کند - و اگر این رشد جایی برای رفتن نداشته باشد، لوله کمانش می کند، فلنج ها بیش از حد تحت فشار قرار می گیرند یا نازل های تجهیزات از موقعیت خود خارج می شوند. انبساط حرارتی دلیل بی سر و صدایی است که سیستم های لوله کشی دارای حلقه، اتصالات انبساط و تکیه گاه لوله هستند و این یکی از معدود محاسباتی است که خریدار لوله کشی می تواند و باید قبل از سفارش روی کاغذ انجام دهد.
فرم های محصول
نوار و میله
بشقاب و ورق
کویل و نوار
لوله و لوله
اتصالات: فلنج، سه راهی، آرنج، کاهش دهنده و غیره
آهنگری: حلقه، شفت، دایره، بلوک و غیره
فرمول گسترش
انبساط حرارتی خطی یک لوله به صورت زیر محاسبه می شود:
انبساط (mm)=L x alpha x delta-T
که در آن L طول اصلی بر حسب متر است، آلفا ضریب انبساط حرارتی ماده (میلی‌متر بر متر بر درجه سانتیگراد)، و دلتا{0}}T تغییر دما بر حسب درجه سانتیگراد است. ضریب خاصیت ماده است که با درجه تغییر می‌کند: فولادهای زنگ نزن آستنیتی حدود 50 درصد بیشتر از فولاد کربنی منبسط می‌شوند، دقیقاً به همین دلیل است که یک خط انبساط ضد زنگ در دمای یکسان نیاز به یک خط انبساط ضد زنگ خودرو دارد.
ضرایب انبساط معمولی
| مواد | میانگین آلفا 20-100 C (x10-6 / C) | انبساط در هر 100 متر در 100 درجه سانتیگراد |
| فولاد کربن | ~11.7 | 117 میلی متر |
| نوع 304 / 316 ضد زنگ | ~16.5 - 17.3 | ~{0}} میلی متر |
| دوبلکس 2205 | ~13.5 | ~ 135 میلی متر |
| اینکونل 625 | ~12.8 | ~ 128 میلی متر |
مقدار ضد زنگ آستنیتی چیزی است که باید به خاطر بسپارید: تقریباً 17 x 10-6 در درجه سانتیگراد، در مقابل حدود 12 برای فولاد کربنی. به همین دلیل است که یک خط 100 متری ضد زنگ در ارتفاع 100 درجه، حدود 50 میلی متر بیشتر از یک خط کربن با همان طول رشد می کند - تفاوتی که به اندازه ای بزرگ است که در طراحی حلقه انبساط اهمیت داشته باشد.
مثال کار شده: یک خط فرآیند ضد زنگ
یک خط 316 لیتری، به طول 60 متر، نصب شده در دمای 20 درجه سانتیگراد و کارکرد در دمای 120 درجه سانتیگراد را انتخاب کنید. تغییر دما 100 درجه سانتیگراد است. با استفاده از آلفا=16.5 x 10-6 / C:
گسترش=60 mx 16.5 x 10-6 / C x 100 C=0.099 m=99 mm.
این 99 میلی متر باید توسط آرایش لوله کشی - یک حلقه، یک دم، یا یک خم طبیعی جذب شود. اگر خط به طور صلب در هر دو انتها لنگر انداخته شود، بار حرارتی تنش هایی ایجاد می کند که در یک خط سفت 316 لیتری، می تواند از مقاومت تسلیم فراتر رود. عدد بسط نقطه شروع هر تصمیم در طرح است.
چرا ضد زنگ آستنیتی بیشتر رشد می کند؟
شبکه-مکعب وسط (FCC) فولاد ضد زنگ آستنیتی بازتر از شبکه-مکعب وسط (BCC) فولاد کربنی است و با افزایش دما اتم‌ها از هم دورتر می‌شوند. این یک ثابت متالورژیکی است - شما نمی توانید آن را با عملیات حرارتی تغییر دهید.
این بدان معناست که هر خط آلیاژی{0} زنگ نزن یا نیکل با یک دلتای بزرگ-T نسبتاً به فضای بیشتری برای حرکت نیاز دارد. ضریب نیز کمی با دما تغییر می کند. برای مهندسان کار دقیق، ضریب میانگین را در محدوده عملیاتی واقعی از برگه داده مواد به جای مقدار دمای اتاق{3}} استفاده می کنند.
گزینه های طراحی چیست؟
- حلقه های انبساط: خم{0}} U شکل کلاسیک در خط، اندازه آن طوری است که انعطاف طبیعی رشد را جذب کند.
- اتصالات انبساطی (دم): دم‌های فلزی انعطاف‌پذیر در جایی نصب می‌شوند که فضا برای حلقه تنگ باشد.
- خم شدن لوله ها و مسیریابی: استفاده از انعطاف پذیری طبیعی خم ها در طرح برای جذب حرکت.
- لنگرها و راهنماها: نقاط لنگر خط را در مکان های مشخص ثابت می کنند تا انبساط به نقاط انعطاف پذیر هدایت شود، نه به نازل های تجهیزات.
- پیش{0}}استرس / فنر سرد: نصب خط کمی کوتاه است تا در برابر گسترش آینده از قبل بارگذاری شود.
اشتباهاتی که در سایت ظاهر می شوند
- برخورد با یک خط ضد زنگ مانند یک خط کربن: با استفاده از ضریب انبساط فولاد کربنی در محاسبه زیر، حلقه را حدود 50 میلی‌متر در هر 100 متر در 100 درجه سانتیگراد اندازه‌گیری می‌کند.
- لنگر انداختن هر دو انتهای یک خط داغ بدون نقطه خمش، سپس نشت فلنج‌ها در اولین گرم شدن-.
- با استفاده از دلتا{0}}T بر اساس دمای عملیاتی منهای محیط، اما فراموش کردن خط نصب شده در زمستان - افزایش واقعی می‌تواند بزرگتر باشد.
- قرار دادن یک اتصال انبساط در یک خط با راهنماهای ضعیف، به طوری که دم به جای حرکت محوری خالص، برش را می بیند.
نحوه استفاده از شماره در سفارش
هنگامی که لوله را برای سرویس گرم سفارش می دهید، محاسبه انبساط خود لوله را تغییر نمی دهد - درجه و دیوار بر اساس فشار و خوردگی - تعیین می شود، اما طرح، پشتیبانی و سخت افزار انبساط را تعیین می کند.
خریداری که دلتا-T و آلفا را می‌داند، می‌تواند حلقه را اندازه کند یا اتصال انبساط مناسب را با حرکت محوری صحیح در یک مرحله سفارش دهد، به‌جای اینکه در محل متوجه شود که دم نیمی از مسیر مورد نیاز خط را دارد. دمای عملیات و نصب را در درخواست مشخص کنید و تامین کننده ضریب مواد را از برگه داده استاندارد تأیید می کند.
