Termisk expansion i rörsystem

Termisk expansion, expansionskrafter samt utvidgning och sammandragning av rör och andra installationer uppstår när materialets temperatur varierar. Till exempel när rostfria stålrör värms upp eller kyls ner. Det kan handla om temperaturvariationer i bruksskedet men också vid temperaturskillnader när ett system stängs av och på eller första gången ett rörsystem tas i bruk. Ett annat exempel på termisk expansion kan man se (och känna) när man kör över en bro. Broar förses alltid med någon form av expansionsfog för att kunna hantera utvidgning och sammandragning när temperaturen varierar. Ett annat konkret exempel är när ett järnvägsspår böjer sig under en stekhet sommardag.

Okontrollerad termisk expansion kan få stora konsekvenser på rörsystem och andra närliggande byggnadsdelar. När expansionskrafter inte hanteras korrekt kan rörkopplingar börja läcka, vilket i sin tur kan orsaka översvämningar och omfattande vattenskador.

Det kan även leda till brott i grundmaterialet, vilket äventyrar stommens integritet och skapar risker för hela konstruktionen. Om upphängningsanordningar eller rör skadas finns dessutom en fara att komponenter lossnar och faller ner, något som både kan orsaka skador i byggnaden och allvarliga personskador.

Exempel på när upphängningssystemet inte är utformat och dimensionerat för att hantera termisk påverkan på rätt sätt.

Det finns flera metoder för att hantera rörelser och krafter i rörstråk där termisk expansion uppstår. En vanlig lösning är att använda fixeringspunkter i kombination med naturliga kompensatorer, exempelvis rörböjar eller lyror. En lyra används för att skapa böjar och möjlighet för rören att expandera naturligt vid längre raka stråk.

Exempel på utformning av naturliga expansionszoner - 90 graders böj, Z-böj och lyra.

Om det inte är möjligt att utforma stråket med naturliga böjar, exempelvis vid begränsat utrymme, kan man i stället använda en mekanisk kompensator. För att en mekanisk kompensator ska fungera måste rörelsen i röret styras från fixpunkten mot den valda kompensatorn. Detta görs enklast med specifika rörhållare eller rörstöd som tillåter rörelse i axiell riktning och, vid behov, förhindrar rörelse parallellt med röret. Vanligtvis krävs en mer avancerad upphängning när en mekanisk kompensator väljs vilket gör att naturlig kompensation ofta är förstavalet. Nedan ett exempel på skillnaden på utformning av upphängningssystemet vid naturlig expansionszon och när teknisk kompensator används.

Genom att kombinera rätt fixpunkter, stödpunkter, kompensatorer och styrning säkerställs att termisk expansion hanteras på ett kontrollerat och säkert sätt.

Vi kan dels bistå med support ute i produktionsskedet för att identifiera utmaningar och därefter tillhandahålla rådgivning, beräkningar och lösningar. Men att hantera termisk expansion i produktionsskedet blir sällan den mest kostnadseffektiva eller optimerade lösningen, då lösningen måste skräddarsys utifrån platsens förutsättningar och ett redan utformat rörsystem – vilket ger begränsade möjligheter att optimera rörsystemet och de upphängningar som krävs.

Genom att istället ta hänsyn till termisk expansion redan i projekteringsskedet kan man utforma en mer optimerad och hållbar lösning, både tekniskt och ekonomiskt. Då finns möjlighet att beräkna och utforma rörsystemet tillsammans med andra installationer och upphängningar, vilket gör det enklare att ta höjd för utrymmet som krävs och kunna utföra kollisionskontroller.

På Hiltis ingenjörsavdelning hjälper vi dig att utforma den mest optimerade lösningen med fokus på byggbarhet, totalkostnad, minimera kollisioner och rätt dokumentation, viket ger en effektiv produktion – utan att kompromissa med kvaliteten. Det behöver inte vara komplicerat. Ju tidigare vi involveras, desto enklare och mer effektiv blir ofta lösningen.

Vi på Hilti erbjuder ett enkelt och effektivt dimensioneringsverktyg för de vanligaste lösningarna för termisk expansion: vår Fixpunktskalkylator. Med detta verktyg kan du både dimensionera fixeringspunkterna för rören samt kontrollera vilken typ av glidelement som är mest lämpliga längs rörstråket för att styra rörelsen på ett säkert sätt.

Utöver detta har vi ett brett sortiment av fixeringspunkter som klarar även de mest krävande förutsättningarna. Vi erbjuder också ett omfattande utbud av sken- och balksystem som gör det möjligt att konstruera lösningar för både enklare och mer komplexa installationerna.

Vi tror starkt på vårt helhetslösningskoncept där vi kombinerar vår långa erfarenhet med professionella projekteringstjänster och den senaste mjukvaran. Genom att utforma en lösning baserad på vårt modulära upphängningssystem MT, tillsammans med fixpunkter, rörhållare och glidstöd, kan vi säkerställa att din lösning för termisk expansion uppfyller sitt syfte: att garantera säkerhet, produktivitet och kostnadseffektivitet.

För vägledning, stämma av din lösning eller vid mer komplexa fall -tveka inte att kontakta oss!

Tekniskt centrum - kontaktuppgifter:

• T: 020 - 555 999

• M: tc@hilti.com