1. Физика теплового расширения.
Все твердые материалы расширяются при нагревании и сжимаются при охлаждении. Латунь не является исключением из этого правила. Его атомы вибрируют более энергично при повышении температуры. Это усиленное движение слегка раздвигает атомы. Фитинг физически увеличивается во всех измерениях. При понижении температуры процесс обратный.
2. Коэффициент расширения латуни.
Скорость расширения определяется постоянной материала. Латунь имеет коэффициент линейного теплового расширения примерно 19 x 10⁻⁶ на градус Цельсия. Это означает, что длина 1 метр.латунный фитинг для труббудет расширяться примерно на 0,019 мм на каждый градус увеличения. При изменении температуры на 50 градусов это соответствует изменению размеров примерно на 1 мм.
3. Сравнение с другими распространенными материалами
Разные материалы расширяются с разной скоростью. Углеродистая сталь расширяется примерно на 11-12 x 10⁻⁶/градус. Медь расширяется примерно на 17 x 10⁻⁶/градус. Нержавеющая сталь (304/316) имеет коэффициент 16-17 x 10⁻⁶/градус. Пластмассы расширяются намного быстрее: ПВХ — 54, а ХПВХ — 63 x 10⁻⁶/градус.
4. Напряжение на поверхности соединения труб-фитингов.
Фитинг и труба часто изготавливаются из разных металлов. Это создает дифференциальное тепловое расширение в месте соединения. Алатунный фитинг для трубрасширяется с несколько иной скоростью, чем медная труба. Эта разница создает напряжение сдвига в точке соединения. Повторяющиеся циклы нагрева приводят к накоплению этого напряжения.
5. Влияние на резьбовые соединения
Резьбовые соединения наиболее уязвимы к перепадам температур. При нагревании внутренняя резьба расширяется немного больше, чем наружная, что может привести к ослаблению захвата. В течение многих тепловых циклов резьба может «гулять» или уставать, что приводит к ослаблению и, в конечном итоге, к утечкам.
6. Термическая усталость и микро-трещины.
Настоящая опасность заключается в повторяющихся температурных циклах. Каждый цикл создает микроскопическое напряжение в наиболее уязвимых точках фитинга. Со временем эти напряжения накапливаются в микро-трещины. Трещины растут с каждым дополнительным циклом. Этот процесс называется термической усталостью.
7. Воздействие на эластомерные уплотнения и соединения.
Колебания температуры напрямую разрушают не-металлические компоненты уплотнений. Резиновые уплотнительные-кольца и прокладки со временем могут сжиматься, затвердевать или терять эластичность. Лента из ПТФЭ также может подвергнуться воздействию термоциклирования. Каклатунный фитинг для трубрасширяется и сжимается, эти материалы могут не выдержать достаточного давления уплотнения.
8. Взаимодействие тепла и давления
С повышением температуры растет и внутреннее давление в закрытой системе. Вода значительно расширяется при нагревании. Более высокие температуры снижают прочность латуни и одновременно повышают давление в системе. Алатунный фитинг для трубрассчитанный на 150 фунтов на квадратный дюйм при комнатной температуре, может выдерживать только 100 фунтов на квадратный дюйм при 200 градусах по Фаренгейту.
9. Правило снижения давления при температуре 150 градусов по Фаренгейту.
Промышленные стандарты определяют конкретные температурные пределы. Для латунных фитингов весом 125 фунтов номинальное давление жидкости 200 фунтов на квадратный дюйм применяется только тогда, когда температура не превышает 150 градусов по Фаренгейту. Для фитингов весом 250 фунтов номинальное давление 400 фунтов на квадратный дюйм также требует поддержания температуры ниже 150 градусов по Фаренгейту. Превышение этой температуры требует снижения давления.
10. Проблемы с производительностью при низких-температурах
Холодные температуры создают различные проблемы. Латунь может стать хрупкой при сильном охлаждении. Некоторыйлатунные фитинги для трубимеют минимальную рабочую температуру -65 градусов F (-54 градусов). Другие конструкции рассчитаны на температуру до -50 градусов. Ниже этих порогов ударопрочность значительно падает.
11. Дифференциальное разложение в смешанных системах.
Системы из смешанных-материалов испытывают дополнительную нагрузку. Алатунный фитинг для трубпри соединении с пластиковой трубой возникает серьезное несоответствие расширения. Пластик расширяется почти в три раза больше, чем латунь. Этот дифференциал тянет и толкает соединение. Без компенсационных петель или гибких соединителей возможен выход из строя соединения.
12. Управление тепловыми эффектами при проектировании систем
Правильная конструкция системы учитывает перемещения,-вызываемые температурой. Установите компенсационные петли или U-отводы на длинных участках труб. При необходимости используйте гибкие соединители. Обеспечьте возможность перемещения опор труб. Выбирайте высококачественную кованую-ковануюлатунные фитинги для трублитые фитинги для лучшей усталостной прочности. Избегайте чрезмерной-затяжки резьбовых соединений. Нанесите соответствующий резьбовой герметик, рассчитанный на термоциклирование. При правильной установке латунные фитинги сохраняют высокую надежность во всем номинальном диапазоне температур.
