En los núcleos industriales y los sistemas circulatorios de los edificios, las redes de tuberías realizan silenciosamente la tarea crítica de transportar energía y materiales.Funcionamiento continuo en condiciones difíciles de fluctuaciones de temperaturaEn el caso de los tubos de presión, las variaciones de presión y las vibraciones mecánicas, estos sistemas dependen de un componente a menudo pasado por alto para su protección: la unión de expansión de la tubería.

La expansión y contracción térmicas son fenómenos físicos fundamentales que afectan a todos los sistemas de tuberías.El grado de este movimiento depende del material del tubo, longitud y diferencias de temperatura.

Considere una sección de 100 pies de una tubería de acero de 4 pulgadas. Cuando se calienta a 200°F, la expansión térmica genera más de 120.000 libras de fuerza de empuje suficiente para doblar o romper las tuberías y dañar el equipo conectado.Las tuberías de gas instaladas en el techo expuestas a un calor extremo pueden retorcerse como serpientes, creando riesgos significativos para la seguridad.

Sin juntas de expansión, estas tensiones térmicas se acumulan, causando potencialmente:

• Las fugas:El estrés puede aflojar o romper las conexiones de las tuberías
• Deformación:Las tuberías pueden doblarse o deformarse, lo que compromete la integridad del sistema
• Daño del equipo:La tensión transferida puede dañar las máquinas conectadas
• Fallo del sistema:Los casos extremos pueden causar averías catastróficas

El diseño adecuado del sistema de tuberías requiere cálculos precisos de expansión térmica.Por ejemplo,Los estándares ASHRAE proporcionan directrices para calcular el movimiento térmico y la flexibilidad del sistema.

Las fórmulas clave incluyen:

Expansión lineal:DL = α × L × ΔT
Donde ΔL es el cambio de longitud, α es el coeficiente, L es la longitud original y ΔT es el diferencial de temperatura.

Expansión del volumen:Se aplicarán las siguientes medidas:
Donde ΔV es el cambio de volumen, β es el coeficiente volumétrico y V es el volumen original.

Las articulaciones de expansión:Son compactos y rentables, manejan el movimiento axial en aplicaciones de alta temperatura como los sistemas de escape.

Las juntas de expansión sin paquete:Diseñados para aplicaciones de vapor de alta presión, permiten el reemplazo del embalaje durante el funcionamiento, pero requieren un anclaje significativo y un mantenimiento regular.

Se trata de un sistema de control de las emisiones de gases.La presión actúa fuera de los fuelles, lo que permite un mayor movimiento axial con una mayor estabilidad para aplicaciones exigentes.

Compensadores de cobre:Estas unidades fiables y libres de mantenimiento proporcionan una compensación de movimiento axial, que se utilizan típicamente en sistemas de calefacción.

Estas articulaciones versátiles se adaptan al movimiento multidireccional (axial, lateral y angular) con requisitos mínimos de anclaje, aunque a un costo más alto.

Los bucles de tubería tradicionales requieren un espacio sustancial, mientras que las alternativas como las juntas de doble vigas o gimbal-vigas ofrecen soluciones compactas para el movimiento axial y lateral en áreas confinadas.

La carga total de anclaje consta de tres componentes:

1. Empuje por presión:Presión interna que actúa sobre el área del fuelle
2. Carga de flexibilidad:Fuerza necesaria para mover la articulación
3. Resistencia a la fricción:Resistencia de los soportes de las tuberías

Una guía estándar coloca la primera guía a 4 diámetros de la unión, la segunda a 14 diámetros y la tercera a 40 diámetros.Los colgantes nunca deberían servir como guías..

Las consideraciones clave incluyen:

• Inspección previa a la instalación para detectar daños
• Verificación de las especificaciones
• Limpieza adecuada de las tuberías
• Cumplimiento de las directrices del fabricante
• Inspecciones periódicas posteriores a la instalación

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