1. तापीय विस्तार का भौतिकी
सभी ठोस पदार्थ गर्म करने पर फैलते हैं और ठंडा होने पर सिकुड़ते हैं। पीतल इस नियम का अपवाद नहीं है। तापमान बढ़ने पर इसके परमाणु अधिक तीव्रता से कंपन करते हैं। यह बढ़ी हुई गति परमाणुओं को थोड़ा अलग कर देती है। फिटिंग भौतिक रूप से सभी आयामों में बढ़ती है। जब तापमान गिरता है, तो प्रक्रिया उलट जाती है।
2. पीतल का विस्तार गुणांक
विस्तार की दर एक भौतिक स्थिरांक द्वारा परिभाषित की जाती है। पीतल का रैखिक तापीय विस्तार गुणांक लगभग 19 x 10⁻⁶ प्रति डिग्री सेल्सियस होता है। इसका मतलब है 1 मीटर लंबापीतल की पाइप फिटिंगप्रत्येक 1 डिग्री वृद्धि के लिए लगभग 0.019 मिमी का विस्तार होगा। 50 डिग्री से अधिक तापमान परिवर्तन, यह लगभग 1 मिमी आयामी परिवर्तन के बराबर है।
3. अन्य सामान्य सामग्रियों से तुलना
विभिन्न सामग्रियों का विस्तार अलग-अलग दरों पर होता है। कार्बन स्टील लगभग 11-12 x 10⁻⁶/ डिग्री पर फैलता है। तांबा लगभग 17 x 10⁻⁶/ डिग्री पर फैलता है। स्टेनलेस स्टील (304/316) का गुणांक 16-17 x 10⁻⁶/ डिग्री है। प्लास्टिक बहुत तेजी से फैलता है, पीवीसी 54 पर और सीपीवीसी 63 x 10⁻⁶/ डिग्री पर।
4. पाइप पर तनाव-फिटिंग इंटरफ़ेस
फिटिंग और पाइप अक्सर अलग-अलग धातु के होते हैं। यह जोड़ पर विभेदक थर्मल विस्तार बनाता है। एपीतल की पाइप फिटिंगतांबे के पाइप की तुलना में थोड़ा अलग दर पर फैलता है। यह अंतर कनेक्शन बिंदु पर कतरनी तनाव उत्पन्न करता है। बार-बार गर्म करने के चक्र के कारण यह तनाव जमा हो जाता है।
5. थ्रेडेड कनेक्शन पर प्रभाव
थ्रेडेड जोड़ तापमान परिवर्तन के प्रति सबसे अधिक संवेदनशील होते हैं। गर्म करने के दौरान मादा धागे नर धागों की तुलना में थोड़ा अधिक फैलते हैं, जिससे संभवतः पकड़ ढीली हो जाती है। कई ताप चक्रों के दौरान, धागे "चल" सकते हैं या उनमें थकान पैदा हो सकती है, जिससे वे ढीले हो जाते हैं और अंततः लीक हो जाते हैं।
6. थर्मल थकान और सूक्ष्म - क्रैकिंग
वास्तविक ख़तरा बार-बार होने वाले तापमान चक्र में है। प्रत्येक चक्र फिटिंग के सबसे कमजोर बिंदुओं पर सूक्ष्म तनाव उत्पन्न करता है। समय के साथ, ये तनाव सूक्ष्म दरारों में जमा हो जाते हैं। प्रत्येक अतिरिक्त चक्र के साथ दरारें बढ़ती जाती हैं। इस प्रक्रिया को थर्मल थकान कहा जाता है।
7. इलास्टोमेरिक सील और जोड़ों पर प्रभाव
तापमान में उतार-चढ़ाव सीधे गैर-धात्विक सीलिंग घटकों को ख़राब कर देता है। रबर O{{2}रिंग्स और गास्केट समय के साथ संकुचित, कठोर या लोच खो सकते हैं। पीटीएफई टेप थर्मल साइक्लिंग से भी प्रभावित हो सकता है। के रूप मेंपीतल की पाइप फिटिंगफैलता और सिकुड़ता है, तो ये सामग्रियां पर्याप्त सीलिंग दबाव बनाए रखने में विफल हो सकती हैं।
8. ताप और दाब की परस्पर क्रिया
जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, वैसे-वैसे बंद प्रणाली में आंतरिक दबाव भी बढ़ता है। गर्म करने पर पानी काफी हद तक फैलता है। उच्च तापमान से पीतल की ताकत कम हो जाती है और साथ ही सिस्टम का दबाव भी बढ़ जाता है। एपीतल की पाइप फिटिंगकमरे के तापमान पर 150 पीएसआई के लिए रेटेड यह 200 डिग्री फ़ारेनहाइट पर केवल 100 पीएसआई को संभाल सकता है।
9. 150 डिग्री फ़ारेनहाइट दबाव व्युत्पन्न नियम
औद्योगिक मानक विशिष्ट तापमान सीमाएँ परिभाषित करते हैं। 125-पाउंड पीतल फिटिंग के लिए, 200 पीएसआई तरल रेटिंग केवल तभी लागू होती है जब तापमान 150 डिग्री फ़ारेनहाइट से अधिक न हो। 250-पाउंड फिटिंग के लिए, 400 पीएसआई रेटिंग को 150 डिग्री फ़ारेनहाइट से नीचे रहने की भी आवश्यकता होती है। इस तापमान से अधिक होने पर दबाव कम करने की आवश्यकता होती है।
10. कम-तापमान प्रदर्शन संबंधी समस्याएं
ठंडा तापमान अलग-अलग चुनौतियाँ पेश करता है। बहुत ठंडा होने पर पीतल भंगुर हो सकता है। कुछपीतल की पाइप फिटिंगन्यूनतम कार्य तापमान -65 डिग्री फ़ारेनहाइट (-54 डिग्री) हो। अन्य डिज़ाइनों की रेटिंग -50 डिग्री तक होती है। इन सीमाओं के नीचे, प्रभाव प्रतिरोध काफी कम हो जाता है।
11. मिश्रित प्रणालियों में विभेदक विस्तार
मिश्रित सामग्री प्रणालियों को अतिरिक्त तनाव का सामना करना पड़ता है। एपीतल की पाइप फिटिंगप्लास्टिक पाइप से जुड़ा होने से एक बड़ा विस्तार बेमेल पैदा होता है। प्लास्टिक पीतल की तुलना में लगभग तीन गुना अधिक फैलता है। यह अंतर कनेक्शन को खींचता और धकेलता है। विस्तार लूप या लचीले कनेक्टर के बिना, संयुक्त विफलता की संभावना है।
12. सिस्टम डिज़ाइन में थर्मल प्रभाव का प्रबंधन
उचित सिस्टम डिज़ाइन तापमान प्रेरित गति को समायोजित करता है। लंबे पाइप रन में एक्सपेंशन लूप या यू-बेंड स्थापित करें। जहां उपयुक्त हो, लचीले कनेक्टर का उपयोग करें। पाइप सपोर्ट में गति की अनुमति दें। उच्च गुणवत्ता वाली जाली चुनेंपीतल की पाइप फिटिंगबेहतर थकान प्रतिरोध के लिए ओवरकास्ट फिटिंग। धागे वाले जोड़ों को अधिक कसने से बचें। थर्मल साइक्लिंग के लिए उपयुक्त थ्रेड सीलेंट रेटेड लागू करें। जब सही ढंग से स्थापित किया जाता है, तो पीतल की फिटिंग अपनी रेटेड तापमान सीमा में अत्यधिक विश्वसनीय रहती है।
