Giãn nở đường ống và tính toán khớp nối giãn nở trong thiết kế đường ống

Việc tính toán về độ giãn nở của đường ống và kết cấu của nó đã được biết đến rộng rãi. Tuy nhiên, có ít thông tin hơn về các yêu cầu và hậu quả đối với các điểm di động (không cố định) của đường ống. PGTECH là nhà phân phối các dòng khớp nối mềm giãn nở có hiệu quả xử lý độ rung ồn và giãn nở bù trừ nhiệt hoàn hảo của thương hiệu hàng đầu thế giới từ các nền công nghiệp tiên tiến EU/G7. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ thảo luận về các yêu cầu và tính toán trong việc cố định điểm di động (không cố định) trong thiết kế đường ống.

Đường ống giãn nở thế nào?

Khi các đường ống trong hệ thống nhiệt trung tâm nóng lên, các đường ống sẽ giãn nở về chiều dài và đường kính. Lượng giãn nở chính xác là kết quả của sự thay đổi nhiệt độ và vật liệu đường ống và có thể tính toán dễ dàng. Những thay đổi nhỏ về chiều dài có thể được hấp thụ nhờ tính giãn nở linh hoạt của chính đường ống. Lực xuất hiện do sự giãn nở gây ra thấp hơn ở những đường kính nhỏ hơn.

Đối với các đường kính nhỏ, một kẹp thông thường sẽ thường đủ để giữ chuyển động và do đó kiểm soát sự giãn nở theo hướng chiều dài. Sự thay đổi chiều dài lớn hơn, đặc biệt là ở các ống nặng, cứng, có thể dẫn đến độ căng cao trong các đường ống và hoặc chuyển động không mong muốn của đường ống.

Vì lý do này, các đường ống phải được trang bị khớp nối giãn nở hoặc đoạn uốn cong giãn nở hình chữ U hoặc một vòng dây. Để định hướng huyển động theo hướng đã định, các kết cấu được gọi là “điểm cố định” sẽ được sử dụng để cố định đường ống mà không cho phép chuyển động.

Để thảo luận về tác động của một số giải pháp cố định, chúng ta sẽ xem xét chi tiết chuyển động của đường ống. Đối với các đường ống được trang bị khớp nối giãn nở (Hình 1.), chuyển động sẽ theo hướng khớp nối giãn nở trong quá trình gia nhiệt và hướng ra xa khớp nối trong quá trình làm mát. Đây là chuyển động một chiều (trục).

Đoạn uốn giãn nở và vòng giãn nở

Đối với các đường ống có vòng giãn nở hoặc đoạn uốn cong, đường ống sẽ di chuyển theo hai chiều (trục và ngang) như có thể thấy trong hình 2. Đường màu đỏ biểu thị hướng chuyển động của đường ống khi nó giãn nở.

Những giải pháp lắp đặt chính giữa các điểm cố định

1. Kẹp trượt

Những kẹp này sẽ cho phép ống di chuyển theo một chiều (trục) qua kẹp. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng lớp lót cao su cho phép di chuyển trượt qua kẹp hoặc sử dụng thiết bị lăn (hình 3.1 và 3.3).

Do trọng lượng tương đối nặng của ống đối với hệ thống nhiệt trung tâm nên lực cản trượt ma sát khá cao. Do đó, việc sử dụng kẹp lót cao su thường được kết hợp với ống thoát nước bằng nhựa. Đối với đường ống nhiệt trung tâm, kẹp được sử dụng với các gờ nông tích hợp và các miếng đệm có thể tháo rời, như kẹp BSK (hình 3.2).

Do giới hạn chuyển động một chiều này nên giải pháp kẹp trượt chỉ được khuyến khích sử dụng kết hợp với các đường ống sử dụng khớp nối giãn nở.

2. Thiết bị giãn nở

Các thiết bị giãn nở này cũng sẽ cho phép chuyển động một chiều (trục) của đường ống. Tuy nhiên, kẹp sẽ di chuyển cùng với đường ống và kẹp sẽ được dẫn hướng bằng thiết bị giãn nở.

Vì các bộ phận giãn nở này không thể chịu được lực ngang/lực dọc, nên tốt nhất là sử dụng chúng kết hợp với các mối nối giãn nở (hình 5).

Nếu không được áp dụng đúng cách, đường ống sẽ chịu lực ngang và thanh sẽ bị đẩy ra khỏi bộ phận giãn nở, và đường ống có thể rơi xuống gây nguy hiểm.

3. Điểm khớp nối giãn nở

Kết cấu có điểm khớp nối giãn nở sẽ cho phép chuyển động theo hai chiều (hình 6) và do đó đặc biệt được khuyến nghị kết hợp với các vòng giãn nở hoặc đoạn uốn giãn nở. Điều quan trọng cần lưu ý là hai khớp nối được sử dụng bằng cách sử dụng hai móc treo bi hoặc một móc treo bi và một kẹp loại khớp nối chẳng hạn.

Chúng ta thường thấy chỉ sử dụng một điểm khớp nối giãn nở duy nhất, giống như một giá treo bi như trong hình 7. Nhưng kết cấu chỉ có một điểm khớp nối sẽ không hoạt động vì kẹp được cố định quanh ống và không thể di chuyển, do đó thanh ren buộc phải uốn cong.

Dựa trên chiều dài giãn nở cần thiết, người ta có thể tính toán chiều cao của kết cấu có tính đến góc khớp nối tối đa cho phép.

Tác dụng phụ của kết cấu khớp nối giãn nở cũng là một chuyển động nhẹ về chiều cao (C), như thể hiện trong bảng ở hình 8, trong trường hợp góc 6 độ.

Trong quá trình xây dựng (ví dụ như khi ống chạy qua lỗ trên tường), cần tính đến chuyển dịch chiều cao này. Do cấu trúc này chuyển động “tự do” nên kết quả là việc cố định không bị căng.

Kết luận

Tóm lại, chúng ta có thể nói rằng điều quan trọng là phải lựa chọn phương pháp cố định điểm di chuyển dễ dàng nhất. Để có được một hệ thống hoạt động tốt, tất cả các ưu và nhược điểm của các giải pháp giãn nở đường ống và tính toán khớp nối giãn nở được đề cập trong bài viết này phải được tính đến. Thường thì khớp nối mềm giãn nở cao su thường được đề xuất lắp đặt cho những vị trí máy móc có độ rung ồn lớn như Chiller, máy bơm và hệ thống cấp thoát nước mà đi qua những khu vực thiếu an toàn như đất bùn thiếu chắc chắn mà có thể gây đứt gẫy đường ống. Ngoài ra thì hệ thống cấp nước sạch chôn ngầm dưới lòng đất cần sử hiệu quả và an toàn thì khớp nối mềm giãn nở cao su LS Connector của TOZEN Nhật Bản là một điển hình hoàn hảo.

PGTech Co., Ltd - Nhà phân phối các thiết bị, sản phẩm công nghiệp uy tín hàng đầu tại Việt Nam và các nước trong Khu Vực

Copyright © - Bản quyền bài viết thuộc về PGTech Việt Nam

Ban Biên Tập Tin Tức: PGTECH

                                              Kỹ Sư: Mạnh Thắng

PGTECH CO., LTD

VPGD: Tầng 3, Tòa Nhà C14-CT2, Bắc Hà, Bộ Công An, Đường Tố Hữu, Nam Từ Liêm, HN.

 Địa Chỉ: PGTECH Co., Ltd số 12, Ngõ 28, Đường Tây Hồ,  Phường Quảng An, Quận Tây Hồ, TP. Hà Nội

Điện Thoại: 024-730235 88 - Hotline: 0962 875 986

Fax: 024-730235 89

Email: info@pgtech.com.vn      sales@pgtech.com.vn 

Website: www.pgtech.com.vn