1
CUPRINS
1. De ce METALPEX?
................................................................
3
2. Caracteristici tehnice
...................................................................
4
3. Realizarea practic a retelelor METALPEX
............................... 9
4. Dilatarea termic
...........................................................................
11
5. Cderea de presiune
.....................................................................
14
6. Pierderea de cldur
.....................................................................
20
7. Componentele sistemului
.............................................................
22
1. De ce METALPEX?
Exist deja mai multe sisteme pentru realizarea alimentrii cu ap
potabil, a transportului diverselor fluide alimentare si
nealimentare, transportului de agent termic. Se pune ntrebarea,
firesc de altfel, de ce un nou sistem? Rspunsul la aceast ntrebare
poate fi dat numai prin examinarea avantajelor si dezavantajelor
sistemelor existente si compararea lor cu cele ale sistemului
METALPEX.
Din punct de vedere al materialelor din care sunt realizate,
actualele sisteme se pot mpari n dou mari categorii:
metalice (font, otel, cupru etc.);
materiale plastice (polietilen, polipropilen, PVC,
polibuten).
Sistemele de transport realizate din metal suport presiuni mari
de lucru si au un coeficient de dilatare termic redus, dar au
dezavantajul unui consum energetic mare pe unitatea masic de
produs, greutate mare, rugozitate mare, ultimile dou caracteristici
ducnd la o crestere substantial a costurilor de montaj si
exploatare.
Sistemele de transport realizate din materiale plastice au
numeroase avantaje cum ar fi consum energetic redus pe unitatea
masic de produs, posibilitatea reciclrii materialelor, sunt uoare,
nu sunt supuse electrocoroziunii, au rugozitate mic, dar bineneles
c exist si dezavantaje ale acestor sisteme. Principalele
dezavantaje ar fi presiunile mici suportate de instalaiile de
transport, domeniul relativ ngust de temperatur n care pot fi
utilizate si de asemenea coeficientul de dilatare termic
ridicat.
METALPEX este un sistem care este constituit din trei
componente: un tub interior din polietilen reticulat, o band de
aluminiu (sudat longitudinal si nu lipit) cu o grosime de 0,4-0,5
mm si un tub exterior din polietilen reticulat. Contactul intim
ntre polietilen si aluminiu se asigur prin intermediul unui film de
adeziv special.
Iat de ce a fost nevoie de un nou sistem de transport, aa cum se
observ, METALPEX, mbin avantajele celor dou sisteme, compensnd
totodat dezavantajele. Polietilena asigur avantajele date de
materialele plastice iar aluminiu confer o rezistent mecanic
mbunttit, o protecie UV, un coeficient de dilatare apropiat de cel
al metalelor si impermeabilitate pentru gaze.
2. Caracteristici tehnice
METALPEX se produce si se testeaz n conformitate cu cerinele
DIN 16892/3, DIN 4726 si DIN 4729. Principalele dimensiuni ale
tubului multistrat sunt prezentate n tabelul nr. 1.
Tip ext.
[mm] int.
[mm]Grosime perete
[mm]Greutate liniar
[g/m]Greutate liniar plin cu ap
[g/m]Volum ap
[ml/m]
Metalpex 14.0x2.014.010.02.099.4177.778.6
Metalpex 16.0x2.016.012.02.0115.7228.5113.1
Metalpex 18.0x2.018.014.02.0132.1285.6154.0
Metalpex 20.0x2.020.016.02.0148.4349.0201.1
Metalpex 26.0x3.026.020.03.0260.1573.6314.2
Metalpex 32.0x3.032.026.03.0327.0856.8531.0
Tabelul nr.1 Dimensiunile tubului multistrat
CaracteristiciUMDimensiune tub
14.0x2.016.0x2.018.0x2.020.0x2.026.0x3.032.0x3.0
Temp. de lucru (continuu)oC0 < T > 95
Temp max. lucru (tranzitoriu) oC110
Presiune lucru (continuu)bar0 < P > 10
Presiune max. lucru (tranzitoriu)bar30
Presiune de spargere la 20 oCbar100
Presiune de spargere la 95 oCbar70
Rugozitate (interior)m7x10-6
Conductibilitate termicW/mk0.430.430.430.430.400.40
Coef. dilatare temicK-126x10-6
Raz minim de ndoire (fr a utiliza echipament
special)mm50607080100130
Tabelul nr.2 Caracteristicile tubului multistrat
Rezistenta METALPEX la aciunea agenilor chimici
Agentul chimicTemperatura
20 oC60 oC
Acetaldehid 40%LA
Acetat de:
- aluminiu
- amil
- etil
- metil
- plumb (sol.sat)
- sodiu (sol.sat.)R
A
L
A
R
RR
A
A
A
R
R
AcetonL-
Acid acetic 10%
60%
glacialR
R
LR
R
-
Acid adipicR-
Acid arsenicAA
Acid azotic 5%
10%
25%
50%
70%
95%RRR
L
L
ARRR
AAA
Acid benzensulfonicA-
Acid benzoicRR
Acid boricRR
Acid bromhidric 50%
100%RRR
R
Acid butiric A-
Acid carbonicRR
Acid clorhidric 10%
20%
concentratRRRRRR
Acid clorsulfonicAA
Acid cromic, sol. pt. galvanoplastieRR
Acid citricRR
Acid cianhidric 10%RR
Acid fluorhidric 4%
40%
60%
concentratRRRRRRRL
Acid fluorosilicic
40%RR
Acid formic 3%
10%
25%
50%
100%RRRRRRRRRR
Acid galicRR
Acid glicolic 30%RR
Acid hipoclorosLA
Acid lactic 10%
100%RRR
R
Acid maleic 25%
50%R
RR
R
Acid metil-sulfuric
50% RR
Acid nicotinicRR
Acid oleicAA
Acid oxalicRR
Acid palmiticRR
Acid percloric 10%RR
Acid fosforic 25%
30%
50%
90%
95%RRRRLRRRLA
Acid picric 1%R-
Acid salicilicRR
Acid stearicRR
Acid sulfuric 10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
95%
98%
fumansRRRRRRRL
L
ARRRRRRLAA
A
Acid sulfuros 10%
30%R
A-
A
Acid tartric 10%RR
Acizi crezilici brutiAA
Alcool alilicRA
Alcool amilic RA
Alcool benzilicAA
Alcool butilicR-
Alcool denaturatLA
Alcool etilic 40%
100%R
RR
R
Alcool furfurilicAA
Alcool izopropilicR-
Alcool metilicRR
Alcool propargilicR-
Aldehid benzoicAA
Alumin hidratatRR
AmidonRR
Amoniac sol. apoas
gaz anhidruR
RR
R
Anhidrid
- acetic
- carbonic
- sulfuric-
R
AA
R
A
AnilinAA
Ap de mareRR
Ap oxigenat 3%
12%
30%R
RRR
R
A
Ap regalAA
Arseniat de plumbRA
Azotat de:
- amoniu
- calciu
- cupru
- magneziu
- mercur
- nichel
- plumb
- potasiu
- sodiu
- fericRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR
Barit hidratatRR
BenzenAA
BereRR
Bicarbonat de:
- amoniuRR
Bicarbonat de:
- potasiu
- sodiuR
RR
R
Bicromat de:
- potasiu
- sodiuR
RR
R
Bisulfat de:
- potasiu
- sodiuRRR
R
BoraxRR
Brom (gaz sau lichid)AA
ButanR-
ButandiolRR
ButiraldehidAA
Carbonat de:
- amoniu
- bariu
- bismut
- calciu
- magneziu
- potasiu
- sodiuLRRRRRRARRRRRR
CiclohexanolAA
CiclohexanonAA
Clor (gaz sau lichid)AA
CrezolAA
Detergenti sinteticiRR
DextrinRR
DiclorbenzenAA
DietilenglicolR-
DimetilaminRR
DioctilftalatLA
EmulgatoriRR
Emulsii fotograficeR-
EsenteAA
EterA-
EtilenglicolRR
FenolAA
Fluide de siliconiLA
FluorLA
Formaldehid 40%RR
Fosgen gazRA
FructozAA
GlucozRR
GlicerinRR
Grsime pt. patiserieRR
HeptanAA
HexanolRR
HidrogenRR
Hidrogen sulfuratRR
HidrochinonRR
Hidroxid de amoniuRR
IodRR
LapteRR
MelasRR
MercurRR
MetilacetonLA
NaftalinAA
NicotinRR
Oxid de:
- carbon
- etilen
- zincRRRR
-
R
OxigenR-
OzonAA
Pentaoxid de fosforRR
Permanganat de potasiuRR
PetrolLA
PropilenglicolRR
Pulpe de fructeRR
Revelatori fotograficiRR
Spunuri metaliceR-
Spun moaleRR
Silicat de sodiuRR
Sod causticRR
Sulfat de:
- aluminiu
- amoniu
- anilin
- bariu
- calciu
- cupru
- feric
- feros
- magneziu
- nichel
- potasiu
- sodiu
- zincRRARRRRRRRRRRRRARRRRRRRRRR
TaninRR
Tetraclorur de carbonAA
Tetraetil de PbRA
TetrahidrofuranAA
ToluenAA
TriclorbenzenAA
TricloretilenAA
TrietanolaminLA
TiteiAA
Ulei lubrifiantAA
Ulei de inLA
Ulei mineralLA
Ulei de transformatorLA
Uleiuri vegetaleLA
UreeRR
UrinRR
Vinuri si alcooluriRR
XilenAA
ZaharozRR
R rezist; L- Rezistent Limitat; A Atacat Tabelul nr.3 Rezistenta
polietilenei la ag. chimici
Toate aceste proprietati confer sistemului METALPEX o seam de
avantaje:
permite transportul fluidelor cu temperatur ridicat si la
presiuni mari ntr-un regim de funcionare continu;
reduce costul de exploatare a unei instalaii de nclzire prin
faptul c pierderile energetice la transportul agentului termic sunt
reduse;
protejeaz structurile pe care este montat n sensul c pe suprafaa
sa nu se creeaz condens (n cazul transportului de agent frigorific)
care are o influent negativ asupra pereilor sau a tencuielilor;
o suprasolicitare redus a instalaiei datorat coeficientului de
dilatare apropiat de cel al metalului (Atenie! ca si n cazul
reelelor metalice nu se exclude utilizarea lirelor de
dilatare);
reduce costurile de montaj si exploatare a instalaiei
(indiferent de fluidul transportat) datorit greuttii reduse si
datorit pierderilor de sarcin mici dezvoltate ntr-un astfel de
sistem;
o durat de viat mare datorat posibilittilor foarte reduse de
corodare;
reducerea costurilor de montaj prin reducerea numrului de
fitinguri necesare realizrii instalaiei datorat flexibilittii mari
a tubului;
funcionare silenioasa;
se preteaz foarte bine la transportul gazului metan. Se cunoate
faptul c n ultimul timp se utilizeaz tot mai mult polietilena
pentru fabricarea evilor si fitingurilor destinate transportului de
gaz metan. Principalele avantaje ale acestui sistem sunt costurile
mici de fabricaie, montaj si exploatare (datorate motivelor expuse
mai sus), dar si o mai mare sigurana n exploatare datorat
pericolului mai redus de explozie tiind faptul c polietilena are o
conductivitate electric mic si nu permite dezvoltarea aa numiilor
cureni vagabonzi care pot genera scntei cu urmri ct se poate de
neplcute. Dar totodat polietilena prezint dou caracteristici
deranjante n cazul transportului de gaz metan: prima este
permeabilitatea relativ mare pentru acest gaz fapt care duce la
ngroarea pereilor conductelor, a doua caracteristic este mbtrnirea
polietilenei datorat aciunii oxigenului atmosferic si a razelor UV,
ceea ce conduce din nou la ngroarea pereilor conductelor. n cazul
METALPEX-ului datorit stratului de aluminiu, polietilena aflat n
contact direct cu gazul metan este ferit de aciunea distructiv a
oxigenului si a razelor UV n plus aluminiu este impermeabil gazului
metan;
METALPEX este fabricat din polietilen de nalt densitate
reticulat ceea ce exclude utilizarea de material recirculat
conducnd la creterea rezistentei n timp a tubului.
3. Realizarea practic a reelelor METALPEX
Reteua de transport se realizeaz prin mbinarea tubului cu
diverse fitinguri, aceste fitinguri pot fi de dou tipuri:
fitinguri filetate, prinderea pe tub se realizeaz prin
comprimare datorat nfiletrii;
fitinguri presate, prinderea pe tub se realizeaz prin presarea
si deformarea plastic a unei poriuni a fitingului n jurul
tubului.
Fitingurile presate prezint o serie de dezavantaje cum ar fi
faptul c sunt nedemontabile, depind mult la montaj de eroarea uman
crescnd astfel costurile de montaj si ntreinere fapt pentru care
sunt mai puin utilizate si n lucrarea de fat le vom trata cu mai
putin important.
De remarcat c fitingurile filetate au o garnitur din cauciuc
care mpiedic contactul dintre aluminiul din tub si metalul
fitingului (de obicei bronz cromat sau nu). Acest fapt duce la dou
avantaje majore:
mpiedic formarea electropilei ntre cele dou metale ce ar avea ca
rezultat corodarea rapid a metalului cel mai reactiv (aluminiu n
cazul de fat);
mpiedic circulaia curenilor vagabonzi a cror descrcare cu
scnteie este nedorit n cazul transportului de gaze inflamabile;
Pentru realizarea instalaiei METALPEX se va proceda dup cum
urmeaz:
1. Se va deschide cutia cu tub si se va scoate tubul numai dac
acesta urmeaz s fie instalat altfel este preferabil ca acesta s
stea stocat n cutii nchise;
2. Se va verifica corectitudinea proiectrii viitoarei instalaii
si se vor tia lungimile de tub necesare, este de urmrit ca tierea
tubului s se execute perpendicular pe axa tubului si cu unelte
specializate;
3. Se vor calibra toate capetele tiate si se vor executa toate
curbele necesare n viitoarea instalatie. Pentru aceste dou operatii
se recomand utilizarea calibratorului si a arcului pentru formarea
curbelor.
4. Se monteaz toi suportii necesari lund n considerare toate
dilatrile si contractrile ce pot surveni n funcionarea
instalaiei.
5. Se monteaz tubul pe suporturile fixe si apoi se monteaz si se
strng fitingurile. Nu se va executa niciodat montarea fitingurilor
fr ca tubul s fie fixat, astfel se obine o aliniere perfect a
tuburilor si se evit orice risc de a se aduce stricciuni
tubului.
6. Dup ce instalaia este complet este necesar s se execute
testarea ei pentru a se depista eventualele neetanseitti si a se
lua msurile necesare pentru remediere. Testarea trebuie s se
execute la o presiune de 1.5 ori mai mare dect presiunea luat n
calculul de proiectare, cel mai frecvent fluid folosit n astfel de
teste fiind apa.
4. Dilatarea termic
Creterea temperaturii externe sau a temperaturii de lucru duce
la o dilatare termic a tubului METALPEX att radial ct si
longitudinal. Dilatarea radial are valori att de mici n comparaie
cu dilatarea longitudinal nct se poate considera neglijabil.
Coeficientul de dilatare termic este de 23.7x10-6 oC-1, n fig.
nr. 10 se prezint variaia dilatrii termice ((L) cu diferena de
temperatur ((T) pentru diferite lungimi de tub.
Fig. nr. 10 Variatia dilatrii cu diferenta de temperatur pt.
diferite lungimi de tub METALPEX
Un avantaj al tubului METALPEX, aa cum am artat mai sus, este
acela c are un coeficient de dilatare apropiat de cel al metalelor
acest fapt se poate deduce uor din diagrama comparativ prezentat n
fig. nr.11.
Fig. nr.11 Dilatarea-grafic comparativ
Ca de altfel n toate celelalte tipuri de instalaii si n cazul
instalaiilor bazate pe tubul METALPEX se iau msuri de compensare a
acestor dilatri termice. Cea mai utilizat solutie este aceea a unui
tub n form de U care va compensa modificrile dimensionale datorate
diferentelor de temperatur. n fig. nr. 12 sunt prezentate cteva
soluii recomandate pentru compensarea dilatrii termice.
Pentru a compensa dilatarea termic a unei lungimi de tub L, se
va executa un compensator cu lungimea LB. Se va tine seama c
lungimea L este lungimea msurata ntre dou fixri rigide. De asemenea
n calculul dimensiunilor se va tine cont si de urmtoarele
precizri:
dimensiunea A trebuie s fie egal sau mai mare dect LB;
pentru sistemele destinate nclzirii dimensiunea B trebuie s fie
mai mare dect (L altfel la dilatare conducta orizontal va fi
strivit de perete;
pentru instalaiile destinate rcirii dimensiunea C trebuie s fie
mai mare dect (L din acelai motiv expus mai sus.
Dimensiunea LB se determin funcie de L prin interpretarea
diagramelor din figurile nr. 10 si 13.
Fig. nr. 13 Determinarea LB
5. Cderea de presiune
Determinarea cderii de presiune se utilizeaz pentru alegerea
pompelor ce vor transporta fluidul. Cu ct cderea de presiune este
mai mic cu att pompele necesare vor fi mai mici aceasta va
determina un consum energetic mai mic, deci reducerea costurilor de
exploatare, n afar de aceasta cu ct presiunea suportat de instalaie
este mai mic cu att va creste durata de viat a acesteia.
Cele dou diagrame prezentate n figurile urmtoare prezint cderea
de presiune pe fiecare metru de tub considernd apa la 20 oC ca
fluid de circulaie.
Fig. nr. 14 Cderea de presiune pt. transportul apei la 20oC
Fig. nr. 15 Variatia cderii de presiune cu debitul n regim
laminar si turbulent
Dup cum se observ din diagrama din fig. nr.15 este de dorit ca
transportul fluidului s se realizeze n regim de curgere laminar
pentru a avea o cdere ct mai mic de presiune. Acest lucru se
realizeaz optim prin alegerea unui diametru minim al tubului cu o
rugozitate ct mai mic posibil.
Pentru a veni n ajutorul proiectantului, prezentm mai jos dou
diagrame comparative ale rugozittii diferitelor materiale si a
cderii de presiune realizate n conducte de diferite materiale prin
vehicularea aceluiai fluid n aceleai condiii, diametru conduct,
temperatur, presiune.
Fig. nr. 16 Diagram comparativ a rugozittilor
Se observ uor c rugozitatea tubului METALPEX este cea mai mic n
comparaie cu rugozittile materialelor clasice avnd ca rezultat
dezvoltarea unei cderi de presiune minime n aceleai condiii de
exploatare, vezi fig. nr.17.
Fig. nr. 17 Diagram comparativ a cderii de presiune pt. diferite
materiale
n cazul n care se vehiculeaz alte fluide (avnd bineneles alte
vscozitti) si pentru diferite temperaturi se poate estima cderea de
presiune prin multiplicarea cderii de presiune pentru ap la 20 oC
cu valorile coeficienilor prezentate n figurile urmtoare.
Fig. nr. 19 Coeficient termic pt. curgerea turbulent
6. Pierderea de cldur
Transportul unui fluid cu o temperatur diferit de cea a mediului
exterior conduce la modificarea temperaturii acestuia functie de
lungimea traseului strbtut. Extrapolnd pentru un tub cu lungime
infinit se ajunge la concluzia c la captul tubului fluidul va avea
aceeasi temperatur ca si cea a mediului nconjurtor.
Fenomenul este important din dou motive:
pentru a se cunoaste temperatura fluidului de transportat n
fiecare punct al instalatiei si n particular la captul
acesteia;
pentru a se determina, n cazul transportului de agent
frigorific, temperatura la care pe suprafata tubului are loc
fenomenul de condensare, cunoscnd binenteles umiditatea aerului din
mediul nconjurtor.
Ca un exemplu comparnd tubul METALPEX cu tubul de cupru, pentru
aceleasi dimensiuni, si aceleasi diferente de temperatur, pierderea
de cldur n cazul tubului de cupru este mult mai mare dect pentru
METALPEX, deci grosimea stratului de izolant necesar aceleasi
reduceri de pierderi va fi mai mare n cazul tubului de cupru. O
variatie a pierderilor de cldur cu grosimea izolatiei este
prezentat n fig. nr. 20.
6. Pierderea de cldura
Transportnd un fluid cu o temperatur diferit de cea a mediului
exterior se ajunge la un transfer termic astfel c temperatura
fluidului transportat se modific. Extrapolnd acest fapt pentru un
tub de lungime infinit se va determina c la captul tubului
temperatura fluidului va fi egal cu cea a mediului exterior.
Acest fenomen este important de studiat pentru a cunoaste care
este temperatura fluidului transportat n fiecare punct al
instalatiei si pentru instalatiile destinate transportului
fluidelor de rcire este important de determinat temperatura la care
va aprea condensul pe tubulatur binenteles cunoscnd umiditatea
relativ a aerului.
Ca un exemplu comparnd dou tuburi de aceleasi dimensiuni, unul
din cupru si unul METALPEX , pentru aceleati diferente de
temperaturi fluid-mediu, se va observa o pierdere de temperatur mai
mare n cazul tubului de cupru. Practic aceasta se traduce prin
cheltuieli mai mari cu izolatia n cazul instalatiilor pe baz de
cupru.
Diagramele din fig. nr.22 permit determinarea coeficientului de
pierdere de cldur (KPT) definit ca raport ntre temperatura
fluidului ntr-un anumit punct al instalatiei si temperatura de
intrare a fluidului n instalatie.
Pentru instalatiile ce transport fluide de rcire este necesar s
cunoastem grosimea minim de strat izolant astfel nct s mpiedicm
fenomenul de condensare pe suprafata tubului. n tabelul din figura
nr. 23 se gsesc valorile grosimii minime de izolant necesar.
Fig. nr. 23 Valorile minime ale grosimii izolatiei pentru a
mpiedica condensul
7. Componentele sistemului
Fig. nr.3 Fiting filetat
Fig. nr.4 Fiting presat
Fig. nr.5 Tierea tubului METALPEX
Fig. nr.6 Formarea curbelor
Fig. nr.7 Calibrarea
Fig. nr. 8 Montarea fitingurilor
Fig. nr.9 Strngerea fitingurilor
Fig. nr 12 Compensarea
dilatrii termice
Fig. nr. 18 Coeficient termic pentru curgerea laminar
Fig. nr. 20 Coeficient dependent de fluid pentru regim de
curgere turbulent
Fig.nr. 21 Coeficient dependent de fluid aflat n curgere
laminar
Fig. nr. 22 Deteminarea coeficientului de pierdere de cldur
EMBED MSPhotoEd.3
Tub
EMBED MSPhotoEd.3
Conector - FE
EMBED MSPhotoEd.3
Conector egal
EMBED MSPhotoEd.3
Conector - FI
EMBED MSPhotoEd.3
Cot 90o conector egal
EMBED MSPhotoEd.3
Cot 90o conector - FE
EMBED MSPhotoEd.3
Cot 90o conector - FI
EMBED MSPhotoEd.3
Cot cu talp 90o conector - FI
EMBED MSPhotoEd.3
Teu conector egal
EMBED MSPhotoEd.3
Teu conector FE - conector
EMBED MSPhotoEd.3
Teu conector FI - conector
EMBED MSPhotoEd.3
Cruce conector egal
EMBED MSPhotoEd.3
Cleste pt. tiat tub
EMBED MSPhotoEd.3
Arc pt. confecionat curbe
EMBED MSPhotoEd.3
Calibrator
24/24
_1006857386.bin
_1006858937.bin
_1006860283.bin
_1006861675.bin
_1006862186.bin
_1006862401.bin
_1006861995.bin
_1006860945.bin
_1006859980.bin
_1006858076.bin
_1006858587.bin
_1006857737.bin
_1006856850.bin
_1006857124.bin
_1006856515.bin