Thai PP-R : การทำ Expansion loop

TECHNICAL DATA

การยืดตัวของท่อเนื่องจากความร้อน

การยืดขยายตัวของท่อในแนวยาวขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ เช่น ประเภทของวัสดุที่นำมาใช้ในการผลิต อุณหภูมิในการติดตั้ง

และอุณหภูมิในการใช้งานโดยทั่วไปท่อไทยพีพี-อาร์ สำหรับน้ำทั่วไปที่ อุณหภูมิห้อง จะไม่เกิดการขยายตัวตามแนวยาว สำหรับการออกแบบติดตั้งระบบท่อที่ใช้งานสัมพันธ์กับความร้อน เช่น ลมร้อน น้ำอุ่น น้ำร้อน หรือติดตั้งในบริเวณที่มีความร้อน ต้องพิจารณาปัจจัย ที่มีผลกระทบอย่างรอบคอบด้วย

ปัจจัยที่ส่งผลต่อการขยายตัวของท่อ

1. ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุ ถ้ามีค่าสูง แสดงว่าขยายตัวเนื่องจากความร้อนได้มาก

2. ผลต่างอุณหภูมิการใช้งานสูงสุดของลมหรือของเหลวที่ไหลผ่าน (T ) และอุณหภูมิขณะทำการติดตั้ง (T )

ΔT=(T - T )

3. ความยาวของท่อที่ติดตั้งเป็นแนวเส้นตรง โดยไม่มีจุดเลี้ยวหรือหักงอ

work

installation

work

installation

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุ

ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุ (α) คือ ค่าคงที่ที่แสดงถึงความสามารถในการขยายตัวของวัสดุ เมื่อสัมผัสความร้อน โดยหากมีค่ามากแสดงให้เห็นว่า มีการขยายตัวเมื่อสัมผัสกับความร้อนมาก โดย ท่อไทยพีพี-อาร์มีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัว ดังตาราง

การคำนวณหาการยืดตัวตามแนวยาวของท่อเมื่อสัมผัสความร้อน

กรณีที่การเดินท่อสำหรับขนถ่ายความร้อนเป็นแนวเส้นตรง จะเกิดการยืดตัวตามแนวยาวของท่อ ดังนั้นจำเป็นต้อง คำนวนหาการยืดตัวของท่อด้วยตามสูตรด้านล่าง จากสูตรเห็นได้ว่าการยืดตัวตามแนวยาวของท่อสัมพันธ์ โดยตรงกับ ค่าสัมประสิทธิ์ การขยายตัวของวัสดุ

ความยาวของท่อและผลต่าง ระหว่างอุณหภูมิของเหลวที่ใช้งานกับอุณหภูมิ ในการติดตั้ง

ΔL=การยืดตัวของท่อ (Linear Expansion) (mm)

α =ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวของวัสดุ (Coefficient of Linear Expansion) (mm.)

L =ความยาวของท่อในแนวเส้นตรง (Length of pipe) (m)

Δt =ผลต่างอุณหภูมิในการติดตั้งกับใช้งานจริง

=(T - T ) (K)

work

installation

m.K

ตารางการยืดตัวตามแนวยาวของท่อไทยพีพี-อาร์ แบบ SDR 11 (PN10) และ SDR 6 (PN20)

ตารางการยืดตัวตามแนวยาวของท่อไทยพีพี-อาร์ แบบ SDR 6 (PN20) แบบผสมไฟเบอร์

การชดเชยการยืดตัวของท่อในแนวยาว

พลาสติกทุกชนิดจะมีการยืดตัวตามแนวยาวเมื่อได้รับความร้อน ดังนั้นเมื่อนำท่อไทยพีพี-อาร์ มาใช้กับน้ำร้อน น้ำอุ่น หรือลมร้อน จะมีการยืดตัวเกิดขึ้น ดังนั้นเมื่อติดตั้งระบบท่อจำเป็นจะต้องมีการเผื่อระยะในการติดตั้ง เพื่อชดเชย การยืดตัวตามแนวยาวของท่อด้วย ซึ่งสามารถทำได้ 3 ลักษณะ ดังนี้

1. Bending Side คือ

เป็นการชดเชยการยืดตัวของท่อในแนวยาวในกรณีที่มีการยืดตัวไม่มากนัก

2 Expansion Loop คือ

เป็นการชดเชยการยืดตัวของท่อในกรณีที่มีการยืดตัวมากขึ้นและการทำ Bending Side ไม่เพียงพอที่จะชดเชยการยืดตัวนั้น ๆ

3 Bending Side with Pro-Stress คือ

การชดเชยการยืดตัวของท่อในกรณีที่มีการยืดตัวมากและ มีพื้นที่จำกัด

Bending Side

ในการติดตั้งสามารถเผื่อระยะในท่อเพื่อป้องกันการเสียหายจากการยืดตัวของท่อในแนวยาวได้ โดยการทำ Bending side ซึ่งมีลักษณะ ดังรูป ดังนั้นเราต้องคำนวณหาความยาวจาก (L ) จุดตั้งฉากเพื่อติดตั้ง จุดรัดท่อแบบตายตัว (FP)

FP=Fixed point

=จุดรัดท่อแบบตายตัว

SP=Sliding Point

=จุดรัดท่อแบบเลื่อนได้

โดยใช้สูตรในการคำนวณ

Ls =ความยาวของ bending side (Length of bending side) (mm)

K =Material specific constant ของ ท่อไทยพีพี-อาร์=15.00

d =เส้นผ่าศูนย์กลางภายนอก (Outside Diameter) (mm)

ΔL =ระยะการขยายตัวตามแนวยาว (Linear expansion) (mm)

Expansion Loop

หากกรณีการทำ Bending side ยังไม่เพียงพอต่อการชดเชยการยืดตัวตามแนวยาว ให้ทำการติดตั้ง Expansion Loop

ซึ่งมีลักษณะ ดังรูป ซึ่งเราได้คำนวนหาความยาวจากจุดตั้งฉากเพื่อติดตั้ง จุดรัดท่อแบบตายตัว( L ) แล้วเราต้องหาความกว้างของ loop ( A ) ต่อไป

min

โดยใช้สูตรในการคำนวณ

A =ความกว้างของ Expansion Loop (Length of Expansion Loop) (mm)

ΔL =ระยะการขยายตัวตามแนวยาว (Linear expansion) (mm)

SD =ค่าคงที่ระยะปลอดภัย (Safe distance) (mm)=150.0(mm)

min

Bending side with Pre-Stress

ในกรณีมีพื้นที่จำกัดมาก จะทำการสร้าง Bending side มีระยะที่สั้นลงโดยให้มีความเอียงมากขึ้น เรียกว่า Bending Side With Pre-Stress ซึ่งจะใช้พื้นที่น้อยกว่า มีลักษณะดังรูป และต้องหาความยาวจากจุดตั้งฉากเพื่อติดตั้งจุดรัดท่อแบบตายตัว (Ls) ใหม่ ซึ่งจะสั้นลง

เนื่องจาก Loop มีความเอียงมากขึ้น