Di pusat industri dan sistem peredaran darah di gedung-gedung, jaringan pipa secara diam-diam melakukan tugas penting dalam mengangkut energi dan material. Beroperasi terus-menerus dalam kondisi fluktuasi suhu, variasi tekanan, dan getaran mekanis yang menantang, sistem ini mengandalkan komponen yang sering diabaikan untuk perlindungannya: sambungan ekspansi pipa.

Ekspansi dan kontraksi termal merupakan fenomena fisik mendasar yang mempengaruhi semua sistem perpipaan. Saat suhu naik, pipa melebar; ketika suhu turun, mereka berkontraksi. Derajat pergerakan ini bergantung pada material pipa, panjang, dan perbedaan suhu.

Pertimbangkan bagian pipa baja 4 inci sepanjang 100 kaki. Saat dipanaskan hingga 200°F, ekspansi termal menghasilkan gaya dorong lebih dari 120.000 pon—cukup untuk membengkokkan atau memecahkan pipa dan merusak peralatan yang terhubung. Pipa gas yang dipasang di atap yang terkena panas ekstrem dapat berputar seperti ular, sehingga menimbulkan bahaya keselamatan yang signifikan.

Tanpa sambungan ekspansi, tekanan termal ini akan terakumulasi dan berpotensi menyebabkan:

• Kebocoran:Stres dapat melonggarkan atau merusak sambungan pipa
• Deformasi:Pipa mungkin bengkok atau melengkung, sehingga mengganggu integritas sistem
• Kerusakan peralatan:Stres yang ditransfer dapat membahayakan mesin yang terhubung
• Kegagalan sistem:Kasus yang ekstrim dapat menyebabkan kerusakan yang sangat parah

Desain sistem perpipaan yang tepat memerlukan perhitungan ekspansi termal yang tepat. Bahan yang berbeda menunjukkan koefisien muai yang berbeda-beda—tembaga memuai lebih banyak daripada baja dalam kondisi yang sama, misalnya. Standar ASHRAE memberikan pedoman untuk menghitung pergerakan termal dan fleksibilitas sistem.

Rumus utamanya meliputi:

Ekspansi linier:ΔL = α × L × ΔT
Dimana ΔL adalah perubahan panjang, α adalah koefisien, L adalah panjang asal, dan ΔT adalah perbedaan suhu.

Ekspansi volume:ΔV = β × V × ΔT
Dimana ΔV adalah perubahan volume, β adalah koefisien volumetrik, dan V adalah volume asal.

Sambungan Ekspansi Bellow:Ringkas dan hemat biaya, alat ini menangani gerakan aksial dalam aplikasi suhu tinggi seperti sistem pembuangan. Kapasitas pergerakannya yang terbatas membuat mereka tidak cocok untuk sistem yang besar.

Sambungan Ekspansi Tanpa Paket:Dirancang untuk aplikasi uap bertekanan tinggi, ini memungkinkan penggantian pengepakan selama pengoperasian namun memerlukan penahan yang signifikan dan perawatan rutin.

Bellow Tekanan Eksternal:Tekanan bekerja di luar bellow, memungkinkan pergerakan aksial yang lebih besar dengan peningkatan stabilitas untuk aplikasi yang berat.

Kompensator Tembaga:Unit yang andal dan bebas perawatan ini memberikan kompensasi gerakan aksial, biasanya digunakan dalam sistem pemanas.

Sambungan serbaguna ini mengakomodasi pergerakan multi-arah (aksial, lateral, dan sudut) dengan persyaratan penahan minimal, namun dengan biaya lebih tinggi.

Loop pipa tradisional memerlukan ruang yang besar, sementara alternatif seperti sambungan dual-bellow atau gimbal-bellow menawarkan solusi kompak untuk gerakan aksial dan lateral di area terbatas.

Total beban penahan terdiri dari tiga komponen:

1. Tekanan dorong:Tekanan internal bekerja pada area bellow
2. Beban fleksibilitas:Dibutuhkan gaya untuk menggerakkan sendi
3. Ketahanan gesekan:Resistensi dari penyangga pipa

Bimbingan dan penahan yang tepat sangatlah penting. Pedoman standar menempatkan pemandu pertama pada 4 diameter pipa dari sambungan, pemandu kedua pada diameter 14, dan pemandu ketiga pada diameter 40. Gantungan tidak boleh berfungsi sebagai pemandu.

Pertimbangan utama meliputi:

• Inspeksi pra-instalasi untuk kerusakan
• Verifikasi spesifikasi
• Pembersihan saluran pipa yang benar
• Kepatuhan terhadap pedoman pabrikan
• Inspeksi rutin pasca instalasi

• Sistem pemanas
• Jaringan distribusi uap
• Pabrik petrokimia
• Fasilitas pembangkit listrik
• Perpipaan layanan gedung