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La
expansión y contracción es bastante común
en la mayoría de las tuberías. El coeficiente térmico
de expansión lineal para la tubería de PVC y CPVC
es la relación del cambio en la longitud de la tubería
por el cambio de temperatura.
En
el diseño de sistemas de tuberías por encima de
los 100 pies de longitud, recordar que el PVC y CPVC expande entre
4.5 y 5 veces más que el hierro ó el acero. Una
holgura de 1/3" de expansión ó contracción
debe ser calculada por cada 100' pies de longitud por cada 10ºF
de cambio de temperatura entre la temperatura ambiente de instalación
y la temperatura máxima de operación.
Hay
muchos tipos diferentes de juntas de expansión disponibles
en el mercado. Cada una está diseñada para compensar
el movimiento excesivo de la tubería en el sistema. Cada
sistema de tubería es diferente. Muchas tuberías
corren por encima de la tierra, pero gran porcentaje tambien se
instalan bajo tierra.
Los
coeficientes de expansión lineal termica del PVC y el CPVC
son:
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PVC
1120 = 0.000028 in/in/ºF
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CPVC
4120=0.000034 in/in/ºF
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La
cantidad de expansión ó contracción puede
ser calculada usando la siguiente formula:
Donde:
Existen
varios métodos para compensar la expansión y la
contracción de la tubería. Los métodos más
comunes son:
-
Loops de expansión formados por tubería y codos
a 90º
- Juntas
de expansión tipo pistón.
- Curvas
flexibles
- Juntas
de expansión tipo fuelle
Los
Loops de expansión son simples y práticos para compensar
la expansión y contracción cuando hay suficiente
espacio para el Loop en el sistema de tubería.
Un
típico diseño de loop de expansión se muestra
en el esquema siguiente:
La
longitud "R" puede ser calculada usando la siguiente
formula para asegurar que esa es la longitud suficiente para absorver
los movimientos de expansión y contracción sin que
ta tubería sufre daño alguno. La longitud "A"
debe ser la 1/2 de la longitud "R"
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Nominal
Outside Diameters of PVC and CPVC Pipe
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Size
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1/4
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3/8
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1/2
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3/4
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1
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1-1/4
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1-1/2
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2
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2-1/2
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3
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4
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5
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6
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8
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10
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12
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14
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16
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O.D
( in)
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.540
|
.675
|
.840
|
1.050
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1.315
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1.660
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1.900
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2.375
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2.875
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3.500
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4.500
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5.563
|
6.625
|
8.625
|
10.750
|
12.750
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14.00
|
16.00
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Las
temperaturas de instalación y operación para las
tuberías subterráneas frecuentemente varían.
El PVC expande bajo incrementos de temperatura y se contrae con
la disminución de la temperatura.
La
tolerancia u holgura para la expansión y contracción
se hace fácilmente serpenteando la tubería dentro
de la zanja. Este serpenteo es recomendado para el sistema de
tubería unida por Soldadura " Solvent Cement"
desde 1/2" hasta 2-1/2".
Cuando
la temperatura de instalación es más baja que la
temperatura de operación, instale la tubería alineada
en forma recta y lleve la tubería a la temperatura de operación
después de que las juntas esten curadas y antes de rellenar
la zanja.
Cuando
la temperatura de instalación es considerablemente más
alta que la temperatura de operación, la tubería
se debe instalar de forma serpenteada en la zanja.
Los
offset recomendados y las longitudes de cada loop para tuberías
hasta 2-1/2" son mostrados en la carta siguiente.
Para
tuberías de diámetros mayores a 2-1/2", la
tubería debe ser instalada alineada en forma recta. Antes
de rellenar la zanja, se debe llevar la tubería a una temperatura
que se encuentre dentro de los 15ºF a la temperatura de operación.
Nota:
La tubería no debe ser enterrada menos de 24" en áreas
de tráfico vehicular pesado.
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