در قلب صنایع و سیستم های گردش خون ساختمان ها، شبکه های لوله کشی به آرامی وظیفه حیاتی حمل انرژی و مواد را انجام می دهند.کار مداوم در شرایط چالش برانگیز نوسانات دمایی، تغییرات فشار و لرزش های مکانیکی، این سیستم ها برای محافظت از خود به یک جزء اغلب نادیده گرفته شده وابسته هستند: مفصل گسترش لوله.

گسترش و انقباض حرارتی پدیده های فیزیکی اساسی هستند که بر تمام سیستم های لوله کشی تأثیر می گذارند. وقتی دمای لوله بالا می رود، لوله ها گسترش می یابند؛ وقتی دمای لوله پایین می آید، آنها انقباض می کنند.درجه این حرکت بستگی به مواد لوله، تفاوت طول و دما.

در نظر بگیرید که یک قطعه 100 فوت از لوله فولادی 4 اینچی است. هنگامی که به 200 درجه فارنهایت گرم می شود، گسترش حرارتی بیش از 120,000 پوند نیروی فشار تولید می کند که به اندازه کافی برای خم کردن یا شکستن لوله و آسیب رساندن به تجهیزات متصل است.لوله های گاز نصب شده بر روی سقف در معرض گرما شدید می توانند مانند مارها پیچ و تاب شوند و خطرات امنیتی زیادی ایجاد کنند.

بدون مفاصل انبساط، این فشارهای حرارتی تجمع می کنند و به طور بالقوه باعث می شوند:

• نشت:فشار می تواند اتصال لوله ها را گشاده یا پاره کند
• تغییر شکل:لوله ها ممکن است خم شوند یا منحرف شوند، که یکپارچگی سیستم را به خطر می اندازد
• آسیب به تجهیزات:فشار منتقل شده می تواند به ماشین آلات متصل آسیب برساند
• مشکل سیستم:موارد شدید ممکن است منجر به خرابی های فاجعه بار شود

طراحی مناسب سیستم لوله کشی نیاز به محاسبات دقیق گسترش حرارتی دارد. مواد مختلف دارای ضریب های گسترش متفاوت هستندبرای مثالاستانداردهای ASHRAE دستورالعمل هایی را برای محاسبه حرکت حرارتی سیستم و انعطاف پذیری ارائه می دهند.

فرمول های کلیدی شامل:

گسترش خطي:ΔL = α × L × ΔT
جایی که ΔL تغییر طول است، α ضریب است، L طول اصلی است، و ΔT تفاوت دما است.

گسترش حجم:ΔV = β × V × ΔT
جایی که ΔV تغییر حجم است، β ضریب حجمی است و V حجم اصلی است.

مفاصل کشش بلوز:این دستگاه های فشرده و مقرون به صرفه در کاربردهای با دمای بالا مانند سیستم های اگزوز حرکت محوری را انجام می دهند. ظرفیت حرکت محدود آنها را برای سیستم های بزرگ مناسب نمی کند.

مفاصل کششی بدون بسته:این دستگاه ها برای استفاده از بخار با فشار بالا طراحی شده اند و امکان جایگزینی بسته بندی را در طول کار فراهم می کنند، اما نیاز به لنگرگذاری قابل توجهی و نگهداری منظم دارند.

فشار خارجی:فشار خارج از نطفه ها عمل می کند و حرکت محوری بیشتری را با ثبات بیشتر برای کاربردهای سخت فراهم می کند.

تعویض کننده های مس:این واحدهای قابل اعتماد و بدون نگهداری، جبران حرکت محوری را فراهم می کنند که معمولاً در سیستم های گرمایش استفاده می شود.

این مفاصل همه کاره می توانند حرکت چند جهت ( محوری، جانبی و زاویه ای) را با حداقل الزامات لنگرگذاری، با وجود هزینه های بالاتر، در اختیار داشته باشند.

حلقه های لوله های سنتی به فضای قابل توجهی نیاز دارند، در حالی که جایگزین هایی مانند مفاصل دو قله یا گیمبال-گیمبال راه حل های فشرده ای را برای حرکت محوری و جانبی در مناطق محدود ارائه می دهند.

کل بار لنگرگذاری شامل سه جزء است:

1. فشار فشار:فشار داخلی بر روی ناحیه نطفه عمل می کند
2. بار انعطاف پذیری:نیروی مورد نیاز برای حرکت مفصل
3. مقاومت در برابر اصطکاک:مقاومت از پشتیبانی لوله

راهنمای مناسب و لنگرگذاری ضروری است. یک دستورالعمل استاندارد اولین راهنما را در قطر 4 لوله از مفصل قرار می دهد، دوم در قطر 14 و سوم در قطر 40.آويزون ها هرگز نبايد به عنوان راهنمايي خدمت کنند.

ملاحظات کلیدی عبارتند از:

• بررسی قبل از نصب برای آسیب
• بررسی مشخصات
• تمیز کردن مناسب خط لوله ها
• رعایت دستورالعمل های سازنده
• بازرسی های منظم پس از نصب

• سیستم های گرمایش
• شبکه های توزیع بخار
• کارخانه های پتروشیمی
• تاسیسات تولید برق
• لوله کشی خدمات ساختمان