Hãy hình dung: một ngày hè oi ả, và ống dẫn PVC được lắp đặt cẩn thận của bạn uốn cong và cong vênh như một con rắn không yên, thậm chí có thể bị nứt. Đây không phải là khoa học viễn tưởng — đó là hậu quả thực tế của sự giãn nở nhiệt. Hôm nay chúng ta sẽ khám phá cách quản lý đúng cách các chuyển động do nhiệt của ống dẫn PVC thông qua việc sử dụng chiến lược các khớp nối giãn nở.
Tất cả các vật liệu xây dựng đều giãn nở và co lại theo sự thay đổi nhiệt độ, nhưng PVC (polyvinyl chloride) thể hiện chuyển động nhiệt đặc biệt ấn tượng. Với hệ số giãn nở nhiệt gần gấp ba lần so với nhôm và gấp sáu lần so với thép, ống dẫn PVC trải qua sự thay đổi kích thước lớn hơn đáng kể so với các đối tác kim loại dưới các biến thể nhiệt độ giống hệt nhau. Đặc tính này làm cho các kỹ thuật lắp đặt thích hợp trở nên quan trọng đối với các đường ống dẫn PVC dài.
Khớp nối giãn nở đóng vai trò là "bộ hấp thụ chuyển động" được thiết kế đặc biệt cho hệ thống ống dẫn PVC. Các thành phần này chứa các thay đổi chiều dài do dao động nhiệt gây ra, ngăn chặn sự căng thẳng quá mức có thể dẫn đến biến dạng ống dẫn, nứt hoặc làm tổn hại đến tính toàn vẹn của hệ thống điện.
Mục 352.44 của Bộ luật Điện quốc gia (NEC) quy định việc lắp đặt khớp nối giãn nở khi sự thay đổi chiều dài dự kiến của ống dẫn PVC cứng giữa các điểm cố định (như hộp nối, bảng điều khiển hoặc khuỷu tay) đạt hoặc vượt quá 6mm (¼ inch). Về cơ bản, khi chuyển động nhiệt vượt quá ngưỡng này, khớp nối giãn nở sẽ cung cấp khả năng chứa chuyển động cần thiết.
Việc lắp đặt ống dẫn PVC trên mặt đất trải qua các biến đổi nhiệt độ vượt quá 25°F (≈14°C) yêu cầu khớp nối giãn nở. Hệ số giãn nở nhiệt của PVC là 3,38×10⁻⁵ in./in./°F có nghĩa là:
Việc lắp đặt ngoài trời phải đối mặt với những thách thức đặc biệt nghiêm trọng — hãy xem xét sự thay đổi nhiệt độ hàng năm là 140°F gây ra chuyển động 6 inch trong các đường ống dẫn 100 feet. Nếu không có khớp nối giãn nở thích hợp, chuyển động này sẽ biểu hiện dưới dạng các đường cong xấu xí, biến dạng hộp nối hoặc các kết nối bị lỗi.
| Đặc tính giãn nở của ống dẫn phi kim loại cứng PVC | (Hệ số = 3,38×10⁻⁵ in./in./°F) | ||
|---|---|---|---|
| ΔNhiệt độ (°F) | Chuyển động trên 100ft (in.) | ΔNhiệt độ (°F) | Chuyển động trên 100ft (in.) |
| 5 | 0.2 | 105 | 4.2 |
| 10 | 0.4 | 110 | 4.5 |
| 15 | 0.6 | 115 | 4.7 |
| 20 | 0.8 | 120 | 4.9 |
| 25 | 1.0 | 125 | 5.1 |
| 30 | 1.2 | 130 | 5.3 |
| 35 | 1.4 | 135 | 5.5 |
| 40 | 1.6 | 140 | 5.7 |
| 45 | 1.8 | 145 | 5.9 |
| 50 | 2.0 | 150 | 6.1 |
Tiếp xúc với ánh nắng mặt trời làm tăng thêm khoảng 30°F (17°C) so với nhiệt độ môi trường xung quanh đối với ống dẫn trên mặt đất. Phải tính đến sự tăng nhiệt do năng lượng mặt trời này trong các phép tính giãn nở.
Mặc dù hầu hết các vị trí trong nhà đều trải qua sự thay đổi nhiệt độ tối thiểu, nhưng gác xép có thể vượt quá mức dao động hàng năm là 100°F, đòi hỏi phải có khớp nối giãn nở.
Lắp đặt theo chiều ngang thể hiện định hướng lý tưởng. Việc lắp đặt theo chiều dọc phải đặt đầu hở xuống dưới với neo cố định để ngăn nước xâm nhập đồng thời cho phép chuyển động giãn nở hướng lên.
Việc "đặt trước" thích hợp các khớp nối giãn nở sẽ chứa chuyển động trong tương lai:
Đối với việc lắp đặt chính xác:
Có hai trường hợp ngoại lệ:
Bằng cách hiểu hành vi nhiệt của ống dẫn PVC và thực hiện các biện pháp kiểm soát giãn nở thích hợp, các chuyên gia điện có thể đảm bảo tuổi thọ và độ tin cậy của hệ thống trong mọi điều kiện nhiệt độ.
