1. Vật lý giãn nở nhiệt
Mọi chất rắn đều nở ra khi nóng lên và co lại khi nguội đi. Đồng thau cũng không ngoại lệ với quy tắc này. Các nguyên tử của nó dao động mạnh hơn khi nhiệt độ tăng. Chuyển động tăng lên này đẩy các nguyên tử ra xa nhau một chút. Các khớp nối phát triển về mặt vật lý ở mọi chiều. Khi nhiệt độ giảm xuống, quá trình sẽ đảo ngược.
2. Hệ số giãn nở của đồng thau
Tốc độ giãn nở được xác định bởi hằng số vật liệu. Đồng thau có hệ số giãn nở nhiệt tuyến tính khoảng 19 x 10⁻⁶ mỗi độ C. Điều này có nghĩa là dài 1 métlắp ống đồngsẽ giãn ra khoảng 0,019 mm khi tăng 1 độ. Khi nhiệt độ dao động 50 độ, điều này tương đương với sự thay đổi kích thước khoảng 1 mm.
3. So sánh với các vật liệu thông thường khác
Các vật liệu khác nhau giãn nở với tốc độ khác nhau. Thép carbon giãn nở ở mức khoảng 11-12 x 10⁻⁶/độ. Đồng giãn nở ở mức khoảng 17 x 10⁻⁶/ độ. Thép không gỉ (304/316) có hệ số 16-17 x 10⁻⁶/độ. Nhựa giãn nở nhanh hơn nhiều, với PVC ở mức 54 và CPVC ở mức 63 x 10⁻⁶/độ.
4. Ứng suất tại giao diện lắp ống-
Các phụ kiện và đường ống thường là kim loại khác nhau. Điều này tạo ra sự giãn nở nhiệt khác nhau ở khớp. MỘTlắp ống đồnggiãn nở với tốc độ hơi khác so với ống đồng. Sự khác biệt này tạo ra ứng suất cắt tại điểm kết nối. Chu kỳ gia nhiệt lặp đi lặp lại khiến ứng suất này tích tụ.
5. Ảnh hưởng đến kết nối theo luồng
Các mối nối ren dễ bị tổn thương nhất trước sự thay đổi nhiệt độ. Các sợi ren cái nở ra nhiều hơn một chút so với các sợi đực trong quá trình làm nóng, có khả năng làm lỏng phần kẹp. Trải qua nhiều chu kỳ nhiệt, các sợi chỉ có thể "đi lại" hoặc bị mỏi, dẫn đến lỏng ra và cuối cùng là rò rỉ.
6. Độ mỏi nhiệt và nứt-vi mô
Mối nguy hiểm thực sự nằm ở chu kỳ nhiệt độ lặp đi lặp lại. Mỗi chu kỳ tạo ra ứng suất cực nhỏ tại các điểm dễ bị tổn thương nhất của khớp nối. Theo thời gian, những ứng suất này tích tụ thành các vết nứt-vi mô. Các vết nứt phát triển theo mỗi chu kỳ bổ sung. Quá trình này được gọi là mỏi nhiệt.
7. Tác động lên đệm và mối nối đàn hồi
Sự dao động nhiệt độ trực tiếp làm suy giảm các bộ phận bịt kín phi kim loại. Vòng đệm và vòng chữ O{2}}cao su có thể bị nén, cứng lại hoặc mất tính đàn hồi theo thời gian . Băng PTFE cũng có thể bị ảnh hưởng bởi chu kỳ nhiệt. Nhưlắp ống đồnggiãn nở và co lại, những vật liệu này có thể không duy trì được áp suất bịt kín thích hợp.
8. Tương tác giữa nhiệt và áp suất
Khi nhiệt độ tăng, áp suất bên trong trong một hệ kín cũng tăng. Nước nở ra đáng kể khi nóng lên. Nhiệt độ cao hơn làm giảm độ bền của đồng thau đồng thời làm tăng áp suất hệ thống. MỘTlắp ống đồngđịnh mức 150 psi ở nhiệt độ phòng có thể chỉ xử lý được 100 psi ở 200 độ F.
9. Quy tắc giảm áp suất 150 độ F
Tiêu chuẩn công nghiệp xác định giới hạn nhiệt độ cụ thể. Đối với các phụ kiện bằng đồng nặng 125 pound, định mức chất lỏng 200 psi chỉ áp dụng khi nhiệt độ không vượt quá 150 độ F. Đối với các phụ kiện nặng 250 pound, định mức 400 psi cũng yêu cầu duy trì ở mức dưới 150 độ F. Vượt quá nhiệt độ này đòi hỏi phải giảm áp suất.
10. Các vấn đề về hiệu suất ở nhiệt độ-thấp
Nhiệt độ lạnh đưa ra những thách thức khác nhau. Đồng thau có thể trở nên giòn khi rất lạnh. Một sốphụ kiện đường ống đồng thaucó nhiệt độ làm việc tối thiểu là -65 độ F (-54 độ). Các thiết kế khác được đánh giá xuống tới -50 độ. Dưới những ngưỡng này, khả năng chống va đập giảm đáng kể.
11. Mở rộng khác biệt trong hệ thống hỗn hợp
Các hệ thống vật liệu-hỗn hợp phải đối mặt với nhiều áp lực hơn. MỘTlắp ống đồngkết nối với ống nhựa tạo ra sự không khớp mở rộng lớn. Nhựa nở ra gần gấp ba lần so với đồng thau. Bộ vi sai này kéo và đẩy vào kết nối. Nếu không có vòng mở rộng hoặc đầu nối linh hoạt, có thể xảy ra lỗi khớp.
12. Quản lý hiệu ứng nhiệt trong thiết kế hệ thống
Thiết kế hệ thống phù hợp có thể điều chỉnh chuyển động do nhiệt độ- gây ra. Lắp đặt các vòng mở rộng hoặc các đoạn uốn chữ U{2}}trong các đường ống dài. Sử dụng các đầu nối linh hoạt khi thích hợp. Cho phép chuyển động trong các giá đỡ ống. Chọn đồ rèn chất lượng cao-phụ kiện đường ống đồng thaucác phụ kiện đúc để chống mỏi tốt hơn. Tránh siết quá{1}}các mối nối ren. Áp dụng chất bịt kín ren thích hợp được xếp hạng cho chu kỳ nhiệt. Khi được lắp đặt đúng cách, các phụ kiện bằng đồng vẫn có độ tin cậy cao trong phạm vi nhiệt độ định mức.
