1. فيزياء التمدد الحراري
جميع المواد الصلبة تتمدد عند تسخينها وتتقلص عندما تبرد. النحاس ليس استثناء لهذه القاعدة. تهتز ذراتها بقوة أكبر مع ارتفاع درجة الحرارة. هذه الحركة المتزايدة تدفع الذرات بعيدًا قليلاً. المناسب ينمو جسديا في جميع الأبعاد. وعندما تنخفض درجة الحرارة، تنعكس العملية.
2. معامل التمدد للنحاس
يتم تحديد معدل التوسع بواسطة ثابت مادي. يمتلك النحاس معامل تمدد حراري خطي يبلغ حوالي 19 × 10⁻⁶ لكل درجة مئوية. يعني طوله 1 مترتركيب الأنابيب النحاسيةسوف يتوسع بنحو 0.019 ملم لكل زيادة بمقدار درجة واحدة. على مدى 50 درجة من التأرجح في درجة الحرارة، فإن هذا يساوي تقريبًا 1 ملم من التغير في الأبعاد.
3. المقارنة بالمواد الشائعة الأخرى
تتوسع المواد المختلفة بمعدلات مختلفة. يتمدد الفولاذ الكربوني بحوالي 11-12 × 10⁻⁶/ درجة. يتمدد النحاس بمعدل 17 × 10 درجة مئوية تقريبًا. الفولاذ المقاوم للصدأ (304/316) لديه معامل 16-17 × 10⁻⁶/ درجة . يتمدد البلاستيك بشكل أسرع بكثير، مع PVC عند 54 وCPVC عند 63 × 10⁻⁶/ درجة.
4. الضغط على واجهة تركيب الأنابيب-.
غالبًا ما يكون التركيب والأنابيب من معادن مختلفة. يؤدي هذا إلى إنشاء تمدد حراري تفاضلي عند المفصل. أتركيب الأنابيب النحاسيةيتوسع بمعدل مختلف قليلا عن الأنابيب النحاسية. هذا الاختلاف يولد إجهاد القص عند نقطة الاتصال. تؤدي دورات التسخين المتكررة إلى تراكم هذا الضغط.
5. التأثيرات على الاتصالات المترابطة
المفاصل الملولبة هي الأكثر عرضة للتغيرات في درجات الحرارة. تتمدد الخيوط الأنثوية أكثر قليلًا من الخيوط الذكورية أثناء التسخين، مما قد يؤدي إلى إرخاء القبضة. على مدار العديد من دورات الحرارة، يمكن أن "تمشي" الخيوط أو تصاب بالتعب، مما يؤدي إلى ارتخائها والتسرب في النهاية.
6. الإرهاق الحراري والتكسير الجزئي
ويكمن الخطر الحقيقي في دورات الحرارة المتكررة. تقدم كل دورة ضغطًا مجهريًا على النقاط الأكثر ضعفًا في التركيب. وبمرور الوقت، تتراكم هذه الضغوط إلى شقوق - دقيقة. تنمو الشقوق مع كل دورة إضافية. وتسمى هذه العملية بالتعب الحراري.
7. التأثير على الأختام والمفاصل المرنة
تؤدي تقلبات درجات الحرارة إلى تحلل مكونات الختم غير المعدنية بشكل مباشر. قد تنضغط الحلقات والحشيات المطاطية- أو تتصلب أو تفقد مرونتها بمرور الوقت. يمكن أيضًا أن يتأثر شريط PTFE بالتدوير الحراري. كماتركيب الأنابيب النحاسيةتتوسع وتتقلص، فقد تفشل هذه المواد في الحفاظ على ضغط مانع للتسرب مناسب.
8. تفاعل الحرارة والضغط
مع ارتفاع درجة الحرارة، يرتفع الضغط الداخلي في النظام المغلق. يتوسع الماء بشكل ملحوظ عند تسخينه. تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى تقليل قوة النحاس بينما تعمل في الوقت نفسه على زيادة ضغط النظام. أتركيب الأنابيب النحاسيةتم تصنيفها بـ 150 رطل لكل بوصة مربعة في درجة حرارة الغرفة وقد تتعامل مع 100 رطل لكل بوصة مربعة فقط عند 200 درجة فهرنهايت.
9. قاعدة تخفيف الضغط عند 150 درجة فهرنهايت
تحدد المعايير الصناعية حدود درجات الحرارة المحددة. بالنسبة للتركيبات النحاسية التي يبلغ وزنها 125 رطلاً، ينطبق تصنيف السائل 200 رطل لكل بوصة مربعة فقط عندما لا تتجاوز درجات الحرارة 150 درجة فهرنهايت. بالنسبة للتركيبات التي يبلغ وزنها 250 رطلاً، يتطلب تصنيف 400 رطل لكل بوصة مربعة أيضًا البقاء أقل من 150 درجة فهرنهايت. تجاوز درجة الحرارة هذه يتطلب تخفيض الضغط.
10. مشكلات أداء درجة الحرارة المنخفضة-
تمثل درجات الحرارة الباردة تحديات مختلفة. يمكن أن يصبح النحاس هشًا عندما يكون باردًا جدًا. بعضتجهيزات الأنابيب النحاسيةالحد الأدنى لدرجة حرارة العمل -65 درجة فهرنهايت (-54 درجة). تم تصنيف التصميمات الأخرى حتى -50 درجة. تحت هذه العتبات، تنخفض مقاومة التأثير بشكل ملحوظ.
11. التوسع التفاضلي في الأنظمة المختلطة
تواجه أنظمة المواد-المختلطة ضغطًا إضافيًا. أتركيب الأنابيب النحاسيةيؤدي توصيل الأنابيب البلاستيكية إلى حدوث عدم تطابق كبير في التوسع. يتمدد البلاستيك ثلاث مرات تقريبًا أكثر من النحاس. هذا التفاضل يسحب ويدفع الاتصال. بدون حلقات التوسيع أو الموصلات المرنة، من المحتمل أن يفشل المفصل.
12. إدارة التأثيرات الحرارية في تصميم النظام
يتناسب التصميم المناسب للنظام مع الحركة الناتجة عن درجة الحرارة-. قم بتركيب حلقات التوسيع أو الانحناءات على شكل U- في الأنابيب الطويلة. استخدم موصلات مرنة عند الاقتضاء. السماح بالحركة في دعامات الأنابيب. اختر -جودة عالية مزورةتجهيزات الأنابيب النحاسيةتركيبات مصبوبة لمقاومة التعب بشكل أفضل. تجنب الإفراط في-ربط الوصلات الملولبة. قم بتطبيق مادة مانعة للتسرب مناسبة للتدوير الحراري. عند تركيبها بشكل صحيح، تظل التركيبات النحاسية موثوقة للغاية عبر نطاق درجات الحرارة المقدرة.
