A Balaton hullámait mintázó csőrendszerek, kiszakadt, eltört rögzítések

2022. március 15. kedd, 18:02

A csövek hosszirányú hőtágulása örökzöld téma. Vannak kollégák, akik nem foglalkoznak ezzel a kérdéssel, és később a csövek, vagy rögzítéseik törnek, kiszakadnak poziciójukból, illetve más csőtípusoknál a Balaton hullámait idézik a működésük kezdeténél. Más kollégák tisztában vannak a később felmerülő problémás helyzetekkel, ezért tartanak ettől, és szívesen fogadják a csőgyártó segítségét. Az osztrák csőgyártó például szívesen segít, áll a tervezők, kivitelezők, beruházók rendelkezésére a tökéletes végeredmény érdekében.

 

 

- Miért alakul ki a csövek hosszirányú hőtágulása?
Más a közeghőmérséklet és más a szerelési hőmérséklet. A cső a melegebb közeghőmérséklet miatt hosszirányba tágul. Különböző anyagok a hő hatására térfogat- és hossznövekedéssel reagálnak.

 

 

- Csak a műanyag csöveknél szükséges a hosszirányú hőtágulást kiszámolni?
A hosszirányú hőtágulás minden csőnél előfordul, és ezt kompenzálni szükséges. A fém csöveknél nagy  hőtágulási erővel kicsi a hőtágulási hossz, az ötrétegű alubetétes csöveknél a hőtágulási erő jóval kisebb, de a tágulási hossz nagyobb, mint az acél csöveknél. A PP-RCT (polipropilén) csöveknél jelentősen kisebb hótágulási erővel számolhatunk, de nagy hőtágulási hosszon.

 


Hőtágulási hossz és erők összehasonlítása különböző anyagú csövek esetén

 

 

- Milyen területen okoz problémát a műanyag csöveknél, és hol kisebb jelentőségű a hosszirányú hőtágulás kérdése?
A gyakori irányváltoztatásnál, a falba/betonaljzatba beépítésnél, a hidegvíz vezetékeknél a kérdés egyszerűen megoldható. A melegvíz vezetékeknél, a cirkulációs vezetékeknél és hosszú, egyenes csőszakaszoknál kell elsősorban megoldást találni.

 


- Miért ne kompenzátort használjunk?
A fémcsöveknél alkalmazott kompenzátorokat nem ajánljuk az ötrétegű aluminiumbetétes csövekhez és a PP-RCT csövekhez sem. Egy NÁ20 acél cső 50 m-es szakaszon, 40°C-os hőmérséklet-különbségnél (20°C-on szerelve, 60°C közeghőmérséklet) 2,4 cm-t tágul, 25.585N hőtágulási erővel. Kis tágulási távolság, nagy erővel - a kompenzátorok tipikus terepe. Egy ötrétegű NÁ20-as cső az előző adatokat figyelembe véve már 5 cm-t tágul hosszirányba, 750N hőtágulási erővel.  Egy PP-RCT NÁ20-as cső hasonló hosszban és azonos körülményeket figyelembe véve 30 cm-t tágul hosszban, de csak 426N hőtágulási erővel. A fém csövekhez alkalmazott, acéllemezből készült kompenzátort nem biztos, hogy az ötrétegű és polipropilén csövünknél fellépő hőtágulási erő össze tudja nyomni. Gumikompenzátor esetén ez sikerülhet, de mind a fémlemezből készült, mind a gumikompenzátor tengelyirányban viszonylag kis hosszt képes felvenni (1-3 cm), ami műanyag csövek esetén nem elegendő.

 


A kompenzátorok nem alkalmasak a műanyag csőrendszerek hosszirányú hőtágulásának kiegyenlítésére

 

- Hogyan kompenzáljuk a melegvíz csövek, cirkulációs vezetékek hosszú egyenes szakaszainak hosszirányú hőtágulását?
1.    Javasoljuk, hogy elsősorban csőcsatornát alkalmazzunk d50-es méretig, 1,8m-enként fixpont megfogással, amivel a fémcsövek mértékére szorítható vissza a hosszirányú hőtágulás.

 


Szabadon szerelés, hőtágulás kompenzálása csőcsatornával

 

2. d50 méret felett csőlírákat (U kompenzátorok) építsünk a kialakított szakaszokba.

 


Hőtágulási hurok (líra) a hosszirányú tágulás kiegyenlítésére, fixpontokkal és csúszómegfogásokkal

3. Egy harmadik megoldás lehet az alubetétes PP-RCT alkalmazása, kb.75%-kal kisebb hosszirányú hőtágulással, mint a normál PP-RCT csőtípus.

 


- Milyen alapadatok szükségesek, és hogyan számítsuk ki a hosszirányú hőtágulás mértékét?
Meg kell adni a közeghőmérsékletet, amit csövünk később vezetni fog, a szerelés hőmérsékletét és a a cső hőtágulási együtthatóját, amelyet a csőgyártó ad meg. Ez az α érték az osztrák PP-RCT csövünknél 0,15 mm/mK, az alubetétes PP-RCT csövünknél 0,035mm/mK, az ötrétegű alubetétes csövünknél  0,025mm/mK, egy acélcsőnél 0,012mm/mK. A hosszirányú hőtágulást az α értéknek, a két meghatározott hőmérséklet különbségének (Δt) és a szakasz hosszának szorzata adja. Most már tudjuk, hogy milyen értéket kell kompenzáljunk.

 

- Hogyan számítsuk ki a csőlírák (U kompenzátorok) méretét a PP-RCT, a PP-RCT alubetétes és az ötrétegű alubetétes csövek esetében?
A terven elsőként szakaszokra kell bontani a teljes vezetéket, így a kívánt irányba vezethető a kialakuló hőtágulási erő. A szakaszokat fixpont rögzítések között alakíthatjuk ki. A csőlíra méreteinek kiszámításához szükséges az előbb már kalkulált hosszirányú hőtágulási hossz, a cső átmérője, és az adott csőre érvényes anyagállandó.


Hőtágulás, rögzítések, kompenzálás

 

A Kelox ötrétegű alubetétes csövek hőtágulása α = 0,025mm/Mk érték mellett

 

A Kelox ötrétegű alubetétes cső csőlíráinak szárhossza, anyagállandó = 30

 

 

A minőségi gyártók mérnöki szolgáltatást is nyújtanak partnereiknek, szívesen segítenek a csőlírák méretének meghatározásában, a helyük kijelölésében, a fix pontok bejelölésében, amennyiben cégük termékeit tervezik, vagy építik be. Adatszolgáltatásként csak a következőket kell biztosítaniuk: a tervezett közeghőmérséklet, a kalkulált szerelési hőmérséklet, a cső hőtágulási együtthatója (az adott gyártó saját csőtípusának pontos meghatározása) és egy .dwg formátumú terv, amiből a gyártó kiindulhat.

cikk forrása:  Ke Kelit Hungary





Utoljára frissítve: 2022. március 15. kedd, 19:14