1. Fizika toplinskog širenja
Svi kruti materijali se šire kada se zagrijavaju i skupljaju kada se hlade. Mesing nije iznimka od ovog pravila. Njegovi atomi vibriraju jače kako temperatura raste. Ovo pojačano gibanje gura atome malo jedan od drugog. Okov fizički raste u svim dimenzijama. Kada temperatura padne, proces se obrće.
2. Koeficijent širenja mesinga
Brzina širenja definirana je konstantom materijala. Mjed ima koeficijent linearnog toplinskog širenja od približno 19 x 10⁻⁶ po stupnju Celzijusa. To znači duljinu od 1 metraspoj za cijevi od mesingaproširit će se za oko 0,019 mm za svaki porast od 1 stupnja. Preko promjene temperature od 50 stupnjeva, to je otprilike jednako 1 mm promjene dimenzija.
3. Usporedba s drugim uobičajenim materijalima
Različiti materijali šire se različitim brzinama. Ugljični čelik širi se na oko 11-12 x 10⁻⁶/ stupanj. Bakar se širi pri otprilike 17 x 10⁻⁶/stupnju. Nehrđajući čelik (304/316) ima koeficijent od 16-17 x 10⁻⁶/ stupanj. Plastika se širi mnogo brže, s PVC-om na 54 i CPVC-om na 63 x 10⁻⁶/ stupanj.
4. Naprezanje na spoju-cijevne spojnice
Spojnica i cijev često su različiti metali. To stvara različito toplinsko širenje na spoju. Aspoj za cijevi od mesingaširi se nešto drugačijom brzinom od bakrene cijevi. Ova razlika stvara smično naprezanje na spojnoj točki. Ponovljeni ciklusi zagrijavanja uzrokuju nakupljanje ovog stresa.
5. Učinci na navojne veze
Navojni spojevi su najosjetljiviji na promjene temperature. Ženski navoji se šire malo više od muških navoja tijekom zagrijavanja, što potencijalno olabavi stisak. Tijekom mnogih ciklusa zagrijavanja, niti mogu "hodati" ili se zamoriti, što dovodi do labavljenja i eventualnog curenja.
6. Toplinski zamor i mikro-pukotine
Prava opasnost leži u ponavljanim temperaturnim ciklusima. Svaki ciklus dovodi do mikroskopskog naprezanja na najosjetljivijim točkama priključka. S vremenom se ta naprezanja akumuliraju u mikro-pukotine. Pukotine rastu sa svakim dodatnim ciklusom. Taj se proces naziva toplinski zamor.
7. Utjecaj na elastomerne brtve i spojeve
Fluktuacije temperature izravno degradiraju ne-metalne komponente za brtvljenje. Gumeni O-prstenovi i brtve mogu se s vremenom stisnuti, stvrdnuti ili izgubiti elastičnost. PTFE traka također može biti pod utjecajem termičkog ciklusa. Kaospoj za cijevi od mesingaširi i skuplja, ovi materijali možda neće uspjeti održati odgovarajući pritisak brtvljenja.
8. Međudjelovanje topline i tlaka
S porastom temperature raste i unutarnji tlak u zatvorenom sustavu. Voda se značajno širi kada se zagrije. Više temperature smanjuju čvrstoću mesinga dok istovremeno povećavaju tlak u sustavu. Aspoj za cijevi od mesingaocijenjeno za 150 psi na sobnoj temperaturi može podnijeti samo 100 psi na 200 stupnjeva F.
9. Pravilo smanjenja tlaka od 150 stupnjeva F
Industrijski standardi definiraju specifične temperaturne granice. Za mjedene armature od 125 funti, ocjena tekućine od 200 psi primjenjuje se samo kada temperature ne prelaze 150 stupnjeva F. Za armature od 250 funti, ocjena od 400 psi također zahtijeva boravak ispod 150 stupnjeva F. Prekoračenje ove temperature zahtijeva smanjenje tlaka.
10. Problemi s izvedbom pri niskim-temperaturama
Niske temperature predstavljaju različite izazove. Mjed može postati krhka kada je vrlo hladna. Nekipriključci za cijevi od mesingaimaju minimalnu radnu temperaturu od -65 stupnjeva F (-54 stupnja). Ostali dizajni ocijenjeni su do -50 stupnjeva. Ispod tih pragova otpornost na udarce značajno opada.
11. Diferencijalno širenje u mješovitim sustavima
Sustavi mješovitih-materijala suočavaju se s dodatnim stresom. Aspoj za cijevi od mesingaspojen na plastičnu cijev stvara veliku neusklađenost ekspanzije. Plastika se širi gotovo tri puta više od mesinga. Ovaj diferencijal vuče i gura vezu. Bez dilatacijskih petlji ili fleksibilnih konektora vjerojatan je kvar spojeva.
12. Upravljanje toplinskim efektima u projektiranju sustava
Odgovarajući dizajn sustava prilagođava temperaturno-pokretanje. Instalirajte ekspanzijske petlje ili U-koljena u dugim cjevovodima. Koristite fleksibilne spojnice gdje je to prikladno. Omogućite kretanje u nosačima cijevi. Odaberite visoko-kvalitetno kovanjepriključci za cijevi od mesingalijevani okovi za bolju otpornost na zamor. Izbjegavajte pre-zatezanje navojnih spojeva. Nanesite odgovarajuće brtvilo za navoje ocijenjeno za toplinske cikluse. Kada su ispravno instalirani, mjedeni spojevi ostaju vrlo pouzdani u svom nazivnom temperaturnom rasponu.
