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