Como lidar com problemas de expansão térmica e contração nos sistemas HDPE Siphon em arranha-céus

Expansão térmica e características de contração dos materiais HDPE
O HDPE (polietileno de alta densidade) é um termoplástico com características óbvias de expansão térmica e contração. O coeficiente de expansão térmica é geralmente de 0,17 ~ 0,20 mm/m · ℃. As alterações na diferença de temperatura causarão grandes mudanças no comprimento da tubulação, especialmente em arranha-céus. Ao instalar risers e tubos principais horizontais de longa distância, sua expansão e contração lineares devem ser consideradas cientificamente.

Sob as condições operacionais alternadas de alta temperatura no verão e a baixa temperatura no inverno, os tubos no sistema Siphon HDPE se expandirão ou se contrairão com a flutuação da temperatura ambiente. Se não for tratado corretamente, causará consequências sérias, como deformação do tubo, deslocamento da interface, vazamento do sistema ou instabilidade do suporte.

Principais manifestações de expansão térmica e contração em arranha-céus
Os problemas de expansão térmica e contração de Sistemas Siphon HDPE Nos arranha-céus, os edifícios são manifestados principalmente das seguintes maneiras:
O riser é afetado pela altura do piso e o comprimento total muda bastante, o que é fácil de causar deslocamento axial da tubulação.
Sob a condição de longa distância do tubo principal horizontal no telhado, a diferença de temperatura entre dia e noite ou a diferença de temperatura entre externo e interna é significativa.
Se o suporte de fixação do tubo não for organizado razoavelmente, causará a concentração de tensão, a ruptura da interface e até os danos ao sistema.
O cabide e o suporte deslizante não são usados juntos, o que restringe a livre circulação do oleoduto e forma pontos de acumulação de tensão.

Estratégia de liberação de estresse para expansão térmica e contração no sistema de drenagem Siphon
A expansão térmica e o controle de contração do sistema sifão em arranha-céus devem ser tratados de forma abrangente por uma variedade de meios técnicos:
Configure o suporte deslizante
No layout de tubos principais horizontais e risers verticais, os suportes deslizantes devem ser definidos para permitir que o pipeline se mova livremente na direção axial. Os suportes deslizantes geralmente são organizados entre colchetes fixos. Recomenda -se os suportes de aço inoxidável ou as almofadas deslizantes de polietileno para reduzir o coeficiente de atrito. Durante a instalação, preste atenção à direção deslizante deve ser consistente com a direção de expansão do pipeline para evitar tocar.
Layout razoável de colchetes fixos
O suporte fixo deve ser instalado em uma parte estável e rígida da estrutura, como sob a viga, na parede e na lateral da coluna. Recomenda-se configurar um suporte fixo a cada 3 a 5 andares em arranha-céus. A principal função do suporte fixo é determinar o ponto de referência do pipeline para impedir o deslizamento geral, mas não evita a expansão térmica e o deslocamento da contração.
Reserva lacuna de expansão para pipelines
No projeto do sistema Siphon HDPE, a margem de expansão apropriada deve ser reservada de acordo com as condições da diferença de temperatura ao conectar cada seção da tubulação. Tomando um tubo HDPE de 50 metros de comprimento como exemplo, se a diferença de temperatura for 30 ℃, a expansão linear poderá atingir 250 ~ 300 mm. Os designers precisam reservar o espaço do buffer na interface e soldagem por fusão elétrica.
Adicionar anel de expansão ou curva de buffer
No local em que o pipeline gira, é longo ou a diferença de temperatura muda com frequência, pode ser definido um "anel de expansão" ou "dobra de buffer em forma de U". Essa forma estrutural pode absorver efetivamente a expansão e a contração do oleoduto causado pela expansão e contração térmica, evitar a concentração de tensão na seção reta e proteger a estabilidade do sistema.
Selecione conexões ou compensadores flexíveis
Juntas de borracha flexíveis ou compensadores de expansão podem ser considerados em nós especiais de alguns edifícios altos (como através de lajes de piso e aberturas de parede). Esses componentes podem amortecer certos deslocamentos e vibrações, mas sua frequência de uso deve ser controlada para evitar afetar as características de pressão negativa do sistema.

Otimização do layout do eixo de tubo em arranha-céus
O espaço do eixo vertical em arranha-céus é limitado. Quando o sistema de drenagem SIPHON HDPE é organizado no eixo do tubo, a seleção do diâmetro do tubo, a posição do suporte, a proteção de isolamento térmico e outras medidas devem ser otimizadas.
O tubo não deve estar próximo da parede e deve haver uma certa quantidade de expansão térmica e espaço de movimento;
O slide de faixa vertical pode ajudar o riser a expandir e contrair livremente;
Recomenda-se definir uma conexão suave ou junta de buffer na parte inferior do riser para evitar a retirada geral do sistema;
O isolamento do tubo pode reduzir o impacto da diferença de temperatura entre dia e noite e reduzir a frequência e o grau de expansão e contração.

Medidas de expansão térmica e controle de contração em casos de engenharia
O sistema de sifão de água da chuva no telhado de um complexo comercial alto usa tubos HDPE, com um comprimento máximo da seção de tubo horizontal de 60 metros. Os suportes deslizantes de vários pontos são definidos e os anéis de expansão térmica em forma de U são projetados na seção do meio. Após a simulação e a depuração no local, o sistema é executado de maneira contínua e estável sob uma diferença de temperatura ambiente de ± 35 ℃, sem deslocamento da interface ou queda de suporte, verificando totalmente a eficácia da estratégia de expansão e contração térmica.

Precauções durante a instalação e construção
O registro de temperatura de instalação é um importante dados de referência, usado para determinar o espaço de expansão reservado durante a soldagem;
Todos os colchetes devem ser instalados firmemente, o tratamento anticorrosão deve estar em vigor e o tipo deslizante/fixo deve ser marcado;
Após a soldagem, não é aconselhável empurrar ou puxar com força a tubulação para evitar danificar a camada de solda;
Após a instalação do pipeline, a ventilação do sistema e o teste de pressão negativa devem ser realizados para observar se a expansão e contração térmica têm um impacto na vedação do sistema.