Hiệu suất lâu dài của đường ống PPR trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao là như thế nào?

Do hiệu suất tuyệt vời của nó, Ống PPR đã được sử dụng rộng rãi trong việc xây dựng nguồn cung cấp nước và thoát nước, vận chuyển nước nóng và truyền chất lỏng công nghiệp. Tuy nhiên, đối với hiệu suất dài hạn trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao, một phân tích toàn diện là cần thiết từ các khía cạnh của tính chất vật liệu, các thông số thiết kế và môi trường ứng dụng thực tế.

1. Điện trở nhiệt độ của ống PPR
Điện trở nhiệt độ của các ống PPR là một trong những lợi thế cốt lõi của nó, nhưng hiệu suất của nó sẽ bị ảnh hưởng bởi cả nhiệt độ và áp suất. Đây là những điểm chính:

Phạm vi điện trở nhiệt độ:
Các ống PPR thường có thể hoạt động bình thường trong phạm vi nhiệt độ từ 0 ° C đến 95 ° C.
Dưới 70 ° C, các ống PPR có thể hoạt động ổn định trong một thời gian dài và tuổi thọ dịch vụ có thể đạt đến 50 năm (theo tính toán của tiêu chuẩn ISO 9080).
Khi nhiệt độ nước đạt đến 95 ° C, tuổi thọ của các ống PPR sẽ được rút ngắn đáng kể và chỉ có thể kéo dài trong 10-20 năm.
Nhiệt độ biến dạng nhiệt:
Nhiệt độ biến dạng nhiệt của các ống PPR thường là khoảng 130 ° C-140 ° C, nhưng đây là một dung sai ngắn hạn và nên tránh khi được sử dụng trong một thời gian dài.
Hệ số giãn nở nhiệt:
Hệ số tuyến tính của sự giãn nở nhiệt của ống PPR là khoảng 0,15 mm/m · ° C, cao hơn nhiều so với ống kim loại. Do đó, trong môi trường nhiệt độ cao, ảnh hưởng của sự giãn nở và co lại nhiệt đối với hệ thống đường ống phải được xem xét, và ứng suất có thể được giảm bớt bằng cách cài đặt các khớp mở rộng hoặc bố cục hợp lý.
2. Điện trở áp lực của ống PPR
Điện trở áp lực của đường ống PPR có liên quan chặt chẽ đến độ dày tường, nhiệt độ và thời gian phục vụ của nó. Sau đây là các yếu tố chính:

Phân loại cấp áp lực:
Ống PPR thường được chia thành các loại sau theo cấp áp lực:
PN10: Áp dụng cho hệ thống nước lạnh, với áp suất làm việc tối đa là 1,0 MPa.
PN16: Áp dụng cho nước lạnh và hệ thống nước nóng ở nhiệt độ thấp, với áp suất làm việc tối đa là 1,6 MPa.
PN20: Áp dụng cho hệ thống nước nóng ở nhiệt độ trung bình, với áp suất làm việc tối đa là 2,0 MPa.
PN25: Áp dụng cho hệ thống nước nóng ở nhiệt độ cao, với áp suất làm việc tối đa là 2,5 MPa.
Mối quan hệ giữa nhiệt độ và áp suất:
Khi nhiệt độ tăng, khả năng chịu áp suất của ống PPR giảm. Ví dụ:
Ở 20 ° C, áp suất làm việc tối đa của ống PN20 là 2,0 MPa.
Ở 70 ° C, áp suất làm việc tối đa của ống PN20 giảm xuống còn khoảng 1,0 MPa.
Ở 95 ° C, áp suất làm việc tối đa của ống PN20 chỉ khoảng 0,6 MPa.
Sức mạnh thủy tĩnh dài hạn:
Theo tiêu chuẩn ISO 9080, cường độ thủy tĩnh dài hạn (LTHS) của ống PPR được kiểm tra và tính toán để đảm bảo tuổi thọ dài của nó dưới các nhiệt độ và áp suất khác nhau. Ví dụ:

Ở 20 ° C và 2,0 MPa, tuổi thọ thiết kế của ống PPR là 50 năm.
Ở 70 ° C và 1,0 MPa, tuổi thọ thiết kế của ống PPR vẫn có thể đạt đến 50 năm.
3. Các vấn đề tiềm ẩn trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao
Mặc dù các ống PPR hoạt động tốt trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao, một số vấn đề vẫn có thể xảy ra trong môi trường khắc nghiệt:

Hiện tượng leo:
PPR là một vật liệu nhiệt dẻo sẽ leo dưới nhiệt độ cao và áp suất cao lâu dài, khiến đường ống bị biến dạng dần dần hoặc thậm chí vỡ. Do đó, biên độ an toàn đủ phải được để lại trong thiết kế.
Sự lão hóa oxy hóa:
Trong môi trường nhiệt độ cao, nếu nước chứa nhiều oxy hơn, ống PPR có thể trải qua quá trình lão hóa oxy hóa, do đó làm giảm tính chất cơ học và tuổi thọ dịch vụ của nó. Vì lý do này, nên sử dụng các ống PPR với lớp rào cản oxy (như lớp EVOH) trong các hệ thống nước nóng.
Độ tin cậy của khớp:
Các ống PPR được kết nối bằng cách nóng chảy để tạo thành cấu trúc tích phân, nhưng dưới nhiệt độ cao và áp suất cao, các khớp có thể trở thành các liên kết yếu. Chất lượng hàn ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định lâu dài của hệ thống, do đó, nó phải được vận hành chặt chẽ theo các thông số kỹ thuật.
4. Làm thế nào để cải thiện hiệu suất của các đường ống PPR dưới nhiệt độ cao và áp suất cao
Để đảm bảo hoạt động lâu dài và đáng tin cậy của các ống PPR trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao, các biện pháp sau đây có thể được thực hiện:

Chọn một cấp áp lực phù hợp:
Chọn một lớp PN thích hợp theo các điều kiện làm việc thực tế và để lại một biên độ an toàn nhất định. Ví dụ, các đường ống PN20 hoặc PN25 được ưa thích trong các hệ thống nước nóng ở nhiệt độ cao.
Tối ưu hóa thiết kế đường ống:
Sắp xếp hợp lý hướng đường ống để tránh nồng độ ứng suất gây ra bởi sự giãn nở và co lại.
Cài đặt các khớp mở rộng hoặc giá đỡ cố định để giảm tác động của việc mở rộng nhiệt lên hệ thống đường ống.
Sử dụng các đường ống chặn oxy:
Sử dụng các ống PPR với các lớp chặn oxy trong các hệ thống nước nóng để ngăn chặn sự xâm nhập của oxy gây ra sự ăn mòn của thành bên trong của đường ống hoặc tăng trưởng vi sinh vật.
Bảo trì thường xuyên:
Thực hiện kiểm tra thường xuyên hệ thống đường ống, đặc biệt là các khớp, để phát hiện kịp thời và sửa chữa các mối nguy tiềm ẩn.

Hiệu suất dài hạn của các ống PPR trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao thường đáng tin cậy, nhưng hiệu suất của nó sẽ giảm khi tăng nhiệt độ và áp suất. Để đảm bảo sự ổn định và an toàn của hệ thống, cần phải chọn mức áp suất thích hợp theo các điều kiện làm việc thực tế, và thực hiện các biện pháp thiết kế và xây dựng khoa học. Ngoài ra, việc áp dụng các ống PPR trong các hệ thống nước nóng cũng đòi hỏi sự chú ý đặc biệt đến các vấn đề oxy hóa và lão hóa. Nên sử dụng các đường ống chặn oxy để kéo dài tuổi thọ.