Trong xây dựng nhiều tầng, người thiết kế không chỉ cần xem xét việc mở rộng và thu hẹp đối với đường ống chạy ngang mà còn cả việc thiết kế và lắp đặt đường ống đứng. Một trường phái tư tưởng khi lắp đặt Corzan® CPVC cho hệ thống ống đứng nước nóng là sử dụng các vòng giãn nở tương tự như lắp đặt theo chiều ngang để tính đến sự giãn nở nhiệt.

Tuy nhiên, một phương pháp lắp đặt phổ biến khác là loại bỏ các vòng mở rộng, làm tăng thêm chi phí và thời gian cho quá trình lắp đặt, thay vào đó sử dụng cấu hình hạn chế để hạn chế sự giãn nở nhiệt ở các phần hai tầng. Phương pháp thay thế này yêu cầu áp dụng các kẹp ống đơn trên các tầng lẻ, các kẹp ống đôi trên các tầng chẵn và thêm các thanh dẫn hướng giữa tầng trên đường ống có đường kính từ 2 inch trở xuống.

Để xác định tính hợp lệ của phương pháp này và các giới hạn của sản phẩm của chúng tôi trong ứng dụng này, Lubrizol Advanced Materials đã yêu cầu Dịch vụ Kỹ thuật Ứng suất cung cấp phân tích tính toán chi tiết về ứng suất và biến dạng truyền vào hệ thống tăng nước nóng bao gồm ống Corzan CPVC Schedule 80 với năm đường kính ống khác nhau, khi được lắp đặt theo cấu hình hạn chế này. Các đường ống được cho là được lắp đặt ở nhiệt độ mát hoặc lạnh, sau đó đổ đầy nước nóng để gây ra sự giãn nở nhiệt và thay đổi tính chất cơ học của đường ống. Những ứng suất và biến dạng này được so sánh với những hạn chế đã được công bố của vật liệu để xác định tính phù hợp của phương pháp thực hành, cân bằng nhu cầu chuyển động của đường ống, yêu cầu về vị trí và chi phí lắp đặt.

Phân tích “Đánh giá Hệ thống ống nâng nước nóng Corzan ® CPVC” cung cấp cái nhìn tổng quan về cơ chế biến dạng và ứng suất của đường ống. Mức độ võng xác định liệu ống đứng có tiếp xúc với phần bên trong của tường do mất ổn định hay không và ứng suất là dấu hiệu chính cho thấy ống đứng có thể bị hỏng. Căng thẳng được phân loại theo ba cách:

• Ứng suất áp suất – Trong cả hệ thống ống đứng cấp trên và cấp dưới, trọng lực có tác dụng làm tăng áp lực của nước trong đường ống ở các tầng dưới. Áp lực nước bên trong ngày càng tăng này dẫn đến ứng suất và sức căng trong thành ống CPVC, chủ yếu theo hướng “vòng”, hoặc hướng chu vi, cuối cùng dẫn đến vỡ. Một dạng ứng suất thứ cấp là dọc hoặc dọc trục, được tạo ra bởi sự giãn nở nhiệt hạn chế của đường ống và có thể kéo hoặc nén. Ứng suất dọc không thể tiến triển mà không được kiểm soát vì ứng suất do lực tạo ra có thể tự giới hạn một cách tự nhiên.
• Ứng suất nhiệt – Tất cả các vật liệu đều trải qua sự giãn nở nhiệt trong đó sự thay đổi nhiệt độ dẫn đến thay đổi kích thước. Corzan CPVC có hệ số giãn nở nhiệt xấp xỉ 3,4e-5 in/in/°F, nghĩa là cứ tăng nhiệt độ 1°F, một miếng CPVC sẽ tăng 0,0034%. Sự mở rộng này lớn hơn gấp năm lần so với kết cấu thép của tòa nhà. Được tự do phát triển không bị ngăn cản, sự giãn nở nhiệt này sẽ không gây ra bất kỳ áp lực bất lợi nào mà chỉ gây ra sự thay đổi về kích thước. Tuy nhiên, nếu sự phát triển của đường ống bị hạn chế bằng kẹp hoặc vòng thì sự giãn nở nhiệt sẽ gây ra ứng suất trong đường ống.
• Biến dạng leo – Biến dạng leo là cơ chế mà vật liệu sẽ biến dạng dưới tải trọng duy trì theo thời gian. Một hàm số của ứng suất, thời gian và nhiệt độ, từ biến gây ra sự xuống cấp của vật liệu và có thể dẫn đến giảm công suất của ống đứng khi sử dụng lâu dài ở nhiệt độ cao.

Báo cáo xác thực việc sử dụng Kẹp Riser trên Vòng mở rộng

Để đánh giá mức độ ứng suất trong ống đứng CPVC và xác định tính phù hợp của phương pháp lắp đặt, Stress Engineering đã thực hiện một loạt phân tích trên máy tính. Nói chung, những phân tích này được sử dụng để tính toán lượng và bản chất của ứng suất sinh ra trong ống đứng dưới sự kết hợp nhất định giữa nhiệt độ và áp suất bên trong lên đến và bao gồm 200 psi.

Phân tích của Stress Engineering kết luận rằng phương pháp lắp đặt kẹp ống nâng cho hệ thống ống đứng nước nóng Corzan CPVC dẫn đến trạng thái ứng suất có thể chấp nhận được đối với nhiệt độ lắp đặt xuống tới 30°F, miễn là định mức áp suất bên trong của ống đứng không vượt quá đối với áp suất bên trong dự kiến ​​nhất định. nhiệt độ 140°F – lên đến và bao gồm tuổi thọ sử dụng 50 năm.

Phát hiện này có thể áp dụng cho việc lắp đặt cho bất kỳ chiều cao tòa nhà nào, miễn là áp suất vẫn nằm trong các thông số thiết kế đã được phê duyệt dựa trên nhiệt độ vận hành cũng như đường kính và lịch trình của đường ống. Kết luận này dựa trên những năm lắp đặt thành công hệ thống kẹp ống đứng và được hỗ trợ bởi hướng dẫn được cung cấp trong mã thiết kế đường ống ASME B31.3 cũng như ASME BPVC Phần VIII.

Đọc báo cáo đầy đủ bằng cách nhấp vào liên kết bên dưới.

https://www.corzan.com/blog/corzan-cpvc-vertical-pipe-support-methods-in-high-rise-construction