塑膠管道系統設計,除需依熱塑性塑膠工業管道系統的執行標準與慣例予以設計外,更應將工作壓力、工作溫度、支撐距離、介質流量以及熱膨脹等因素列入其中,進而設計出完全符合使用之塑膠管道系統。
1、水錘壓力
管道系統中,如液體流速的突然改變,則會產生一種增壓作用,此中沖擊壓力即是水錘壓力,當管道越長,則水錘壓力越大,水錘壓力的產生是由于閥門的開啟和關閉,泵的啟動和停止,為使管道系統中的水的壓力減至小,因此管徑在6"以上的管道中,液體的流速必須被限制在5ft/s以內,且管道系統于啟動時注入液體的流速也必須限制在1ft/s以內,管道系統于運行中,絕不可積氣于管道中,且泵更不可空轉或將空氣抽入。
為防止水錘壓力造成管道系統的突然損壞,因此裝設減壓閥、水錘吸收器、避震器與真空釋壓閥是有必要性的。
2、熱膨脹效應
塑膠管道系統之熱膨脹系數遠高于金屬管道許多,且如果環境溫度的變化越大,則熱膨脹效應會更為顯著,因此塑膠管道系統必須設計時,將熱膨脹效應考慮其中,如環境溫度變化在15度以上,就必須在管道系統中加入熱膨脹伸縮裝置,因為熱膨脹效應將會使管道造成壓縮應力,此壓縮應力如無法由熱膨脹伸縮裝置來釋放,則將會造成管道系統的斷裂,或對支撐結構造成一定程度的損壞。
熱膨脹伸縮裝置可分為以下三中。而此裝置要安裝在管道的中點,不得安裝支撐架或固定器。且不得將閥門或過濾器裝設其中。
3、熱膨脹伸縮裝置設計參考公式及資料
3.1 ρ=(3ED△L/S)1/2
E=彈性系數 D=管材平均外徑 △L=管膨脹長度 S=可承受應力
3.2 △L=(TMAX-TMIN)
y=熱膨脹系數(6.3*10-5m/m/℃)
TMAX=環境高溫度 TMIN=環境低溫度 L=管道長度