Kyndestoft Acid
Transcription
Kyndestoft Acid
Generelt 3.1.1 4.1.1 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Fast system er kendetegnet ved, at medierør, polyurethanskum og kapperør udgør et sammenhængende hele. Medierørets udvendige og kapperørets indvendige overflade forbehandles, så skummet hæfter på rørene, og kræfter kan overføres gennem skummet. Ved fast system bevæger rørene sig som et samlet hele, og bevægelser begrænses af jordens friktion mod kapperørene. Systemets virkemåde afhænger af lægningsmetoden. Ved drift kan varierende temperaturer give bevægelser, der optages i skumpuder placeret uden for systemets kappe eller i indbyggede kompensatorer. I varmeforspændte og koldforlagte systemer vil temperaturvariationer under drift give spændingsvariationer i rørene. Fast system er karakteriseret ved et stort program af rør, komponenter og samlinger, der sikrer, at der altid findes en løsning til den aktuelle opgave. Materialeegenskaber for stål, P235GH og St. 37.0 BW Mekaniske egenskaber: Densitet Trækstyrke Flydespænding E-modul kg/m3 > > 7850 350 N/mm2 235 N/mm2 2,1 . 105 N/mm2 Termiske egenskaber: 1,2 . 10-5 °C-1 0,48 kJ/kg°C 76 W/m°C For at undgå korrosion i medierøret skal der anvendes behandlet vand. Vandbehandlingen afhænger af lokale forhold, men bør overholde følgende krav: pH 9,5 - 10 Ingen fri ilt Total saltindhold < 3000 mg/l Tryk Nominel tryk for T-fitting og kompensatorer er PN 16. Øvrige komponenter er PN 25. T-fitting og kompensatorer kan efter ordre leveres til Trykklasse PN 25. Trykprøvning til max. 1,5 x norminel drifttryk med koldt vand (20°C). Varmetab og rørdimensionering Principperne for beregning af varmetab findes i kapitel 3 side 3.4.1 Principperne for rørdimensionering findes i kapitel 3 side 3.4.3. Til beregning af varmetab og rørdimensionering har LOGSTOR udviklet beregningsprogrammet StaTech. Programmet beregner varmetab på såvel nye som ældre rør med eller uden diffusionsspærre. Programmet beregner også på de økonomiske konsekvenser af varmetabet og af dets stigning som følge af ældning. Version/2007.03.DK Udvidelseskoeff. Specifik varme Varmeledningsevne, λstål Vandkvalitet LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Retningsændringer 3.1.2 4.1.2 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Med LOGSTORs stålrørsystemer kan der foretages mindre retningsændringer enten i kappesamlingerne eller ved at udnytte rørenes fleksibilitet. Stålrør diameter mm Kapperør diameter mm Krumningsradius m Afhængig af muffesystem kan der udføres op til 6° retningsændring i en samling, forudsat at de styrkemæssige forhold for stålrøret er i orden, og at rørenderne smigskæres og skærpes i henhold til de aktuelle svejsetekniske krav. 26,9 90 13 33,7 90 17 42,4 110 21 48,3 110 24 Mindre bøjninger kan opnåes ved at udnytte rørenes fleksibilitet. Det modstående skema viser den mindste, tilladelige krumningsradius. 60,3 125 30 76,1 140 38 88,9 160 44 114,3 200 57 139,7 225 70 Ved større retningsændringer anvendes rørbuer eller bøjninger. 168,3 250 84 219,1 315 110 273,0 400 137 323,9 450 162 355,6 500 178 406,4 560 203 457,0 630 229 508,0 710 254 610,0 800 305 711,0 900 356 813,0 1000 407 Version/2007.03.DK Krumningsradierne er beregnet som 500 gange udvendig stålrørsdiameter, hvilket svarer til en maksimal bøjningsspænding på 210 N/mm2. LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Anvendelsesmuligheder for buerør Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Beskrivelse Præisolerede rør ø 26,9-88,9 mm kan bukkes til montagebuer i forbindelse med nedlægning af rørene 3.1.3 4.1.3 Projektering Projektering med montagebuer er delvis afhængig af de radier, der kan etableres med bukkeværktøjerne. Skal der eksempelvis konstrueres en vinkeldrejning på en dimension ø 42,4 mm, kan man vælge at anvende en radius på 5,8, 9,4 eller 16 m. Det anbefales at angive på tegningen, hvilket værktøj der er forudsat anvendt og eventuelt hvilke radier, det medfører. Andre radier end de opnåelige med værktøjerne kan indgå i projektet, når der under montagen tages hensyn hertil. Bukkemetode Hertil anvendes 4 forskellige værktøjer for montagebuer. På de 4 værkstøjer kan der fremstilles en række forskellige radier afhængig af den dimension rør, der bukkes over værktøjet. De opnåede radier fremgår af skemaet. Stålrør udv. ø mm 26,9 33,7 42,4 48,3 60,3 76,1 88,9 Værktøj nr.: 1 2 4,9 8,2 *4,3 6,7 5,8 *5,4 3 18 12 9,4 8,5 7,5 *6,9 4 39 25 16 13,3 11,0 9,6 9,1 Se under montagevejledning. Er radien på den gravede kanal forskellig fra den radius, der er opnåelig med værktøjet, findes forskellige muligheder for at forme rørene efter kanalen. 1. Ved at kombinere de opnåelige radier med rørenes elasticitet (elastiske buer) kan rørene ofte trækkes på plads. 2. Ved at efterlade et lige stykke rør mellem buerne kan der etableres en “kunstig bue” med større radius. Forudsætninger Det forudsættes, at buerne forlægges horisontalt, og at der etableres en jorddækning på mindst 0,4 m. De fremhævede tal angiver de radier, det pågældende værktøj primært er konstrueret til. Tallene i de skraverede felter angiver, at værktøj ikke er nødvendigt. Rørene kan etableres som elastiske buer. Se skema på side 4.1.2. Version/2007.03.DK Tallene med *) angiver de radier, der kan udføres med værktøjet, men hvor der kræves en større lægningsdybde end 0,4 m. Se skema om buerør. LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Buerør 3.1.4 4.1.4 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering I nedenstående tabel er sammenhængen mellem rørlængde L, vinkel β, pilhøjde h og projekteringsradius Rp angivet. De maksimale vinkler β for standard buerør er angivet i afsnittet Fast system - Komponenter. β L=6m h Rp m m L = 12 m h Rp m m L = 16 m h Rp m m 0,02 344 0,03 688 0,04 917 2° 0,04 172 0,07 344 0,09 458 3° 0,07 115 0,10 229 0,13 306 4° 0,09 86 0,14 172 0,17 229 5° 0,11 69 0,17 137 0,22 183 6° 0,13 57 0,21 115 0,26 153 7° 0,15 49 0,24 98 0,31 131 8° 0,17 43 0,28 86 0,35 115 9° 0,20 38 0,31 76 0,39 102 10° 0,22 34 0,35 69 0,44 92 11° 0,24 31 0,38 62 0,48 83 12° 0,26 29 0,42 57 0,52 76 L = 12 m h Rp m m L = 16 m h Rp m m h m 13° 0,28 26 0,45 53 0,57 70 14° 0,30 24 0,49 49 0,61 65 15° 0,33 23 0,52 46 0,65 61 16° 0,35 21 0,56 43 0,70 57 17° 0,37 20 0,59 40 0,74 54 18° 0,39 19 0,63 38 0,78 51 19° 0,41 18 0,66 36 0,83 48 20° 0,43 17 0,70 34 0,87 46 21° 0,46 16 0,73 33 0,91 44 22° 0,48 15 0,76 31 0,96 42 23° 0,50 15 0,80 30 1,00 40 24° 0,52 14 0,83 29 1,04 38 25° 0,54 14 0,87 27 1,08 37 26° 0,56 13 0,90 26 1,13 35 27° 0,58 13 0,94 25 1,17 34 28° 0,61 12 0,97 24 1,21 33 29° 0,63 12 1,00 24 1,26 31 30° 0,65 11 1,04 23 1,30 30 31° 0,67 11 1,07 22 1,34 29 32° 0,69 11 1,11 21 1,38 28 33° 0,71 10 1,14 21 1,43 28 34° 0,73 10 1,17 20 1,47 27 35° 0,75 10 1,21 19 1,51 26 36° 0,77 9 1,24 19 1,55 25 37° 0,79 9 1,27 18 1,59 25 38° 0,82 9 1,31 18 1,64 24 39° 0,84 9 1,34 17 1,68 23 40° 0,86 8 1,38 17 1,72 23 41° 0,88 8 1,41 17 1,76 22 42° 0,90 8 1,44 16 1,80 22 43° 0,92 8 1,47 16 1,85 21 44° 0,94 8 1,51 15 1,89 21 45° 0,96 7 1,54 15 1,93 20 Version/2007.03.DK 1° L=6m Rp m β LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Anvendelsesintervaller for buerør Generelt Fast system - Introduktion - Projektering 3.1.5 4.1.5 Beskrivelse Buerør er præisolerede rør, der fremstilles på 2 forskellige måder, afhængig af dimension og ønsket projekteringsvinkel: Forudsætninger Skemaet for horisontal forlægning er baseret på følgende forudsætninger: - Montagebuer - bukkes med håndværktøj - Buerør- bukkes på maskine Nedlægningsmetode I, II og III p: Jordtryk i N/mm2 pr. rør h: Jorddækning (m) v°max: Max. vinkeldrejning pr. 12 m Rp: Min. projekteringsradius (m) v°max og Rp refererer til traceens centerlinie Anvendelsesintervaller for montagebuer Stålrør p=0,05 p=0,058 p=0,065 p=0,073 ø udv. h=0,4 h=0,5 h=0,6 h=0,7 mm v°max Rp v°max Rp v°max Rp v°max p=0,09 h=0,8 Rp v°max Rp 26,9 5,9 5,1 4,6 4,1 3,8 33,7 7,6 6,6 5,9 5,3 4,8 42,4 7,7 6,9 6,2 5,5 5,1 48,3 9,3 8,0 7,2 6,4 5,2 60,3 12,0 10,0 9,0 8,0 7,3 76,1 13,0 12,0 10,0 9,2 8,3 88,9 15,0 13,0 12,0 11,0 9,6 Anvendelsesintervaller for buerør Stålrør p=0,05 p=0,058 p=0,065 p=0,073 ø udv. h=0,4 h=0,5 h=0,6 h=0,7 mm v°max Rp 114,3 38 139,7 34,5 168,3 28,5 219,1 23,5 v°max p=0,09 h=0,8 v°max Rp v°max Rp Rp v°max Rp 18 38 18 38 18 38 18 38 18 20 40,5 17 43 16 43 16 43 16 24 33 21 36 19 40,5 17 46 15 29 27,5 25 30 23 34,5 20 38 18 21 33 24,5 28 27,5 25 31 22 33 21 17 40 19,5 35 22 31 24,5 28 27,5 25 355,6 17 40 20 34 23 30 25,5 27 406,4 457 508 559 610 13 12,5 9,0 5,0 5,0 53 55 76 138 138 15 14,5 46 47 17 40 19 36 Version/2007.03.DK 273 323,9 LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Lægningsregler 3.1.6 4.1.6 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Kanaler for nedlægning af LOGSTOR rør skal udføres i henhold til anvisningerne nedenfor. Rørkanal Kanaltværsnittet skal være tilstrækkeligt stort til at rørmontage og muffearbejde kan udføres forsvarligt, og til at udjævningslag og omkringfyldning kan komprimeres. Afstanden mellem kapperørene C skal minimum være 150 mm, men det anbefales at øge afstanden i henhold til tabel af hensyn til montage. Diameter kapperør D, mm Afstand mellem kapperør C, mm 90 - 180 150 200 - 560 250 630 - 900 300 Der skal tages hensyn til eventuelle eksisterende kabler, og der skal tages højde for, om der skal anvendes dræn. I områder med dårlig jordbund kan det være nødvendigt at udskifte jorden i en større dybde for at undgå sætninger. Tilfyldningsmateriale Følgende specifikation for tilfyldningsmateriale bør være overholdt i den bevægelige ende Lf: Maksimal kornstørrelse Maksimal 9% vægt eller 3% vægt Uensformighedstal d60 d10 < < < > 32 mm 0,075 mm 0,020 mm Tilfyldningsarbejdet skal udføres med håndskovl, og gruset omkring rørene skal håndstampes. Omkringfyldet skal være iht. specifikationen minimum 100 mm over rørene. Efterhånden som dækningen skrider frem, fjernes opklodsningerne under rørene. Mindst 200 mm over begge rør lægges markeringsbånd, og kanalen fyldes atter op, helst med genanvendelse af det opgravede materiale. Komprimering fra 200-500 mm over rørene kan udføres med en pladevibrator med et maksimalt fladetryk på 100 kPa. I områder med stor trafikbelastning eller hvor en jorddækning på mindst 500 mm ikke kan overholdes, skal rørene aflastes, for eksempel med en stålplade. 1,8 Version/2007.03.DK I de friktionsfikserede strækninger kan det opgravede materiale anvendes direkte efter frasortering af genstande større end 60 mm. Det må dog ikke indeholde mere end 2% organisk materiale og det skal kunne komprimeres tilstrækkeligt til at kravene til overflade stabilitet kan overholdes. LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Montagelængder 3.1.7 4.1.7 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Friktion Montagelængde Friktionskraften pr. rørlængdeenhed mellem kapperør og dækningsmateriale kan bestemmes af nedenstående udtryk. Aksialspændinger i stålrøret vokser med afstanden fra et ekspansionspunkt. F = F D z γ µ ( 1 + Ko ) . . . . . π D z γ μ 2 = = = = = friktionskraft pr. længdeenhed, N/m kapperørets diameter, m lægningsdybde til rørets centerlinie, m rumvægt af dækningsmateriale, N/m3 friktionskoefficient mellem dækningsmateriale og kapperør. Ved sædvanlig bevægelse anvendes μ = 0,4. Ko = hviletrykskoefficient (normalt 0,5) Eksempel (serie 1) d D z γ µ = = = = = F = 168,3 mm 250 mm 725 mm 18000 N/m3 0,4 ( 1 + 0,5) . . π 0,250 . 0,725 . 18000 . 0,4 2 Den maksimalt tilladelige montagelængde Lmax, bestemmes således, at den maksimalt tilladelige aksialspænding i stålrøret ikke overskrides. Lmax kan beregnes af følgende udtryk: Lmax = σa till . A F Lmax = maksimal montagelængde, m σa till = tilladelig aksialspænding i stålrøret, N/mm² A = tværsnitsareal stålrør, mm2 Eksempel fortsat (serie 1) σa till = 150 N/mm2 A = 2065 mm2 Lmax = 150 . 2065 = 101 m 3075 I tabellerne på de følgende side er F og Lmax angivet for forskellige rørdimensioner i serie 1, 2 og 3. Version/2007.03.DK F = 3075 N/m LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Montagelængder Serie 1 3.1.8 4.1.8 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering I nedenstående tabel er angivet samhørende værdier for rørdimension d, jorddækning til rørtop H, friktionskraft F og maksimal montagelængde Lmax for de traditionelle lægningsmetoder for normalt isolerede rør (serie 1). Forudsætninger γ = 18000 N/m3 μ = 0,4 σa till = 150 N/mm2 På de følgende sider findes tilsvarende tabeller for serie 2 og serie 3. Tværsnitsareal stålrør A mm2 Diameter kapperør d mm Godstykkelse stålrør s mm Jorddækning H 0,75 m D mm F N/m Lmax m F N/m Lmax m F N/m Lmax m 42,4 2,6 325 110 1036 47 1502 32 1969 25 48,3 2,6 373 110 1036 54 1502 37 1969 28 60,3 2,9 523 125 1193 66 1723 46 2253 35 76,1 2,9 667 140 1354 74 1948 51 2541 39 88,9 3,2 862 160 1574 82 2253 57 2931 44 114,3 3,6 1252 200 2036 92 2884 65 3732 50 139,7 3,6 1539 225 2338 99 3292 70 4246 54 168,3 4,0 2065 250 2651 117 3711 83 4771 65 219,1 4,5 3034 315 3514 130 4850 94 6186 74 273,0 5,0 4210 400 4750 133 6447 98 8143 78 323,9 5,6 5600 450 5535 152 7443 113 9352 90 355,6 5,6 6158 500 6362 145 8482 109 10603 87 406,4 6,3 7919 560 7410 160 9785 121 12160 98 457,0 6,3 8920 630 8710 154 11382 118 14054 95 508,0 6,3 9930 710 10298 145 13310 112 16321 91 610,0 7,1 13448 800 12215 165 15607 129 19000 106 711,0 7,1 15701 900 14505 162 18322 129 22139 106 813,0 8,0 20232 1000 16965 179 21206 143 25447 119 0,5 m 1,0 m Version/2007.03.DK Diameter stålrør LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Montagelængder Serie 2 3.1.9 4.1.9 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Tværsnitsareal stålrør A mm2 Diameter kapperør d mm Godstykkelse stålrør s mm Jorddækning H 0,75 m D mm F N/m Lmax m F N/m Lmax m F N/m Lmax m 26,9 2,6 198 110 1036 29 1502 20 1969 15 33,7 2,6 254 110 1036 32 1502 22 1969 17 42,4 2,6 325 125 1193 41 1723 28 2253 22 48,3 2,6 373 125 1193 47 1723 32 2253 25 60,3 2,9 523 140 1354 58 1948 40 2541 31 76,1 2,9 667 160 1574 64 2253 44 2931 34 88,9 3,2 862 180 1802 72 2565 50 3328 39 114,3 3,6 1252 225 2338 80 3292 57 4246 44 139,7 3,6 1539 250 2651 87 3711 62 4771 48 168,3 4,0 2065 280 3040 102 4228 73 5415 57 219,1 4,5 3034 355 4080 112 5586 81 7091 64 273,0 5,0 4210 450 5535 114 7443 85 9352 68 323,9 5,6 5600 500 6362 132 8482 99 10603 79 355,6 5,6 6158 560 7410 125 9785 94 12160 76 406,4 6,3 7919 630 8710 136 11382 104 14054 85 457,0 6,3 8920 710 10298 130 13310 101 16321 82 508,0 6,3 9930 800 12215 122 15607 95 19000 78 610,0 7,1 13448 900 14505 139 18322 110 22139 91 711,0 7,1 15701 1000 16965 139 21206 111 25447 93 0,5 m 1,0 m Version/2007.03.DK Diameter stålrør LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Montagelængder Serie 3 3.1.10 4.1.10 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Tværsnitsareal stålrør A mm2 Diameter kapperør d mm Godstykkelse stålrør s mm Jorddækning H 0,75 m D mm F N/m Lmax m F N/m Lmax m F N/m Lmax m 26,9 2,6 198 125 1193 25 1723 17 2253 13 33,7 2,6 254 125 1193 28 1723 19 2253 15 42,4 2,6 325 140 1354 36 1948 25 2541 19 48,3 2,6 373 140 1193 47 1723 32 2253 25 60,3 2,9 523 160 1574 50 2253 35 2931 27 76,1 2,9 667 180 1802 56 2565 39 3328 30 88,9 3,2 862 200 2036 63 2884 45 3732 35 114,3 3,6 1252 250 2651 71 3711 51 4771 39 139,7 3,6 1539 280 2651 87 3711 62 4771 48 168,3 4,0 2065 315 3514 88 4850 64 6186 50 219,1 4,5 3034 400 5535 82 7443 61 9352 49 273,0 5,0 4210 500 6362 99 8482 74 10603 60 323,9 5,6 5600 560 7410 113 9785 86 12160 69 355,6 5,6 6158 630 8710 106 11382 81 14054 66 406,4 6,3 7919 710 10298 115 13310 89 16321 73 457,0 6,3 8920 800 12215 110 15607 86 19000 70 508,0 6,3 9930 900 14505 103 18322 81 22139 67 610,0 7,1 13448 1000 16965 119 21206 95 25447 79 0,5 m 1,0 m Version/2007.03.DK Diameter stålrør LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Lægningsmetode 1 Kompenseret 3.1.11 4.1.11 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Det kompenserede system tildækkes inden opvarmning. Ekspansion optages i aksialkompensatorer eller lyrer anbragt på strækningen. Afstanden mellem kompensatorerne/lyrerne afhænger af friktionskraften mellem kapperør og dækningsmateriale og af den tilladelige spænding for stålrøret. Maksimum montagelængder Aksialkraften og dermed aksialspændingen i stålrøret vokser med afstanden fra et ekspansionselement. Montagelængden L skal begrænses, så den tilladelige spænding for stålrøret ikke overskrides. L må således ikke være større end Lmax. Friktionskraften F, mellem kapperør og dækningsmateriale og bestemmelse af Lmax er beskrevet under afsnittet Montagelængder. I formlen er bidraget fra tangentialspændinger, der stammer fra det indvendige overtryk, ikke medregnet, da disse kun har ringe indflydelse på ekspansionen. Når røret nedkøles, er sammentrækningen ca. halvdelen af den første ekspansion. Bøjninger der skal kunne optage ekspansion beklædes med skumpuder, jvf. senere i dette afsnit. Eksempel (serie 1) d D H γ µ td tm L A = = = = = = = = = 168,3 mm 250 mm = 0,25 m 0,6 m => z = 0,725 m 18000 N/m³ 0,4 90°C 20°C 120 m 2065 mm2 Heraf fås: F = 3075 N/m ΔL = 0,050 m = 50 mm Ekspansion Stålrørets første ekspansion efter tildækning kan bestemmes af nedenstående formel. Version/2007.03.DK ΔL = α (td - tm) L - 2 F.L 2.E.A ΔL = ekspansion, m α = udvidelseskoefficient for stålrøret, 1,2.10-5 °C-1 td = driftstemperatur, °C tm = montagetemperatur, °C L = rørlængde, m A = tværsnitsareal stålrør, mm2 E = elasticitetsmodul; 2,1.105 N/mm2 for stål F = friktionskraft, N/m LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Lægningsmetode 1 Kompenseret Generelt Fast system - Introduktion - Projektering 3.1.12 4.1.12 Afgreninger Afgreninger, der ikke er placeret midt mellem to kompensatorer eller tæt på en fastspænding, skal beklædes med skumpuder svarende til den sidebevægelse, afgreningen udsættes for. Sidebevægelsen kan beregnes af nedenstående udtryk: ΔLT = α (td - tm) LT - F . (2L - LT) . LT 2.E.A ΔLT = α = td = tm = L = LT = Version/2007.03.DK bevægelse i afgreningspunkt, m udvidelseskoefficient for stål, 1,2.10-5 °C-1 driftstemperatur, °C montagetemperatur, °C rørlængde, m afstand mellem afgrening og nærmeste fastspændningspunkt, m A = tværsnitsareal stålrør, mm2 E = elasticitetsmodul; 2,1.105 N/mm2 for stål F = friktionskraft, N/m LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Lægningsmetode 2 Varmeforspændt 3.1.13 4.1.13 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Det varmeforspændte rørsystem opvarmes før tildækning til en temperatur (forvarmningstemperatur) mellem montage- og driftstemperatur. Der anvendes ikke skumpuder. Forvarmning kan foregå med varme fra det eksisterende system, ved el-opvarmning eller med vacuum damp. Systemet opvarmes til driftstemperatur efter tildækning. Bøjninger fastholdes af tilfyldningsmaterialet og jorden. Anvendelse af skumpuder vil ændre beregningsforudsætningerne jf. metode 1. Aksialspændingerne i det fikserede område kan beregnes af følgende udtryk. σa = E . α . Δt σa E α Δt = = = = aksialspænding, N/mm² elasticitetsmodul, N/mm2 udvidelseskoefficient, °C-1 temperaturændring, °C Når (td - tm) ≤ 120°C beregnes forvarmningstemperaturen som: (tm + td ) Hvis systemet senere afkøles til under forvarmningstemperaturen, vil der opstå trækspændinger i stålrørene. tforv = Ved valg af forvarmningstemperatur bør det tilstræbes, at trykspændinger ved driftstemperatur og trækspændinger ved afkøling bliver lige store, og at de på intet tidspunkt overstiger de maksimalt tilladelige spændinger. tm = montagetemperatur, °C td 2 = driftstemperatur, °C tforv = forvarmningstemperatur, °C Eksempel tm = 10°C td tforv = 90°C = 50°C Afkøling til montagetemperatur: Δt = 50 - 10 = 40°C σa = 2,1.105 . 1,2.10-5 . 40 = 101 N/mm² Opvarmning til driftstemperatur: Δt = 90 - 50 = 40°C σa = 2,1.105 . 1,2.10-5 . 40 = 101 N/mm² Version/2007.03.DK Hvis medietemperaturen ved drift kan forudses at blive mindre end tm, skal denne lavere temperatur anvendes ved beregning af tforv. LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Lægningsmetode 2 Varmeforspændt Generelt Fast system - Introduktion - Projektering 3.1.14 4.1.14 Ekspansion Ekspansionen ΔL1 i den åbne rørgrav ved opvarmning til forvarmningstemperaturen kan beregnes som beskrevet for fri ekspansion. I udtrykket herfor erstattes ΔL med ΔL1 og Δt = (tforv - tm). Der ses bort fra friktion mellem kapperøret og det underliggende grus. Eksempel Montage og driftstemperatur som eksemplet på foregående side. Δt = 40°C L = 100 m α = 1,2 . 10-5 °C-1 ΔL = 1,2 . 10-5 . 40 . 100 = 0,048 m = 48 mm Version/2007.03.DK Friktionen mellem kapperør og grus pga. egenvægt vil kunne hindre ekspansionen. Dette kan afhjælpes, ved at rørene løftes under forvarmningen eller ved at opdele forvarmningen i mindre strækninger. LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Lægningsmetode 3 Varmeforspændt med startkompensatorer 3.1.15 4.1.15 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Det varmeforspændte system med startkompensatorer er en kombination af det kompenserede og det varmeforspændte system. Der anvendes ikke skumpuder. Rørene nedlægges i graven, og startkompensatorerne monteres. Rørene tildækkes før opvarmning. Det er dog nødvendigt med montagehuller ved startkompensatorerne. Bøjninger fastholdes af tilfyldningsmaterialet og jorden. Anvendelse af skumpuder vil ændre beregningsforudsætningerne jf. metode 1. Afstanden mellem to startkompensatorer må ikke overstige Lmax (jvf. afsnittet Montagelængder). Afstanden fra en fastspænding til en startkompensator må ikke overstige ½Lmax. Eksempel L = 100 m tm = 8°C td = 80°C ΔL = ½ (80 - 8) . 100 . 1,2 . 10-5 ΔL = 0,043 m Startkompensatoren forindstilles til 43 mm. Afgrening Afgreninger, der ikke placeres midt mellem to kompensatorer eller tæt på en fastspænding, skal beklædes med skumpuder, svarende til den sidebevægelse, de udsættes for. Sidebevægelsen i afgreningspunktet kan beregnes af nedenstående udtryk: ΔLT = ½ (td - tm) . (½ L - LT) α ΔLT = bevægelse i afgreningspunkt LT = afstand mellem afgrening og nærmeste startkompensator L < Lmax Startkompensatoren forindstilles til en bestemt ekspansionsoptagelse inden montagen og skal optage denne ekspansion, når systemet varmeforspændes. Når denne position er nået, tilsvejses startkompensatoren. Den maksimale bevægelse er markeret på startkompensatoren. L ½L LT Startkompensatorens forindstilling kan beregnes af nedenstående udtryk: ΔL = ½ (td - tm) L . α ΔL = den ekspansion, der skal optages i startkompensatoren, m α = udvidelseskoefficient, °C-1 Version/2007.03.DK td = driftstemperatur, °C tm = montagetemperatur, °C L = afstand mellem 2 startkompensatorer (dog højest Lmax), m LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Lægningsmetode 4 Koldforlægning 3.1.16 4.1.16 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Det koldforlagte system tildækkes inden opvarmning. Ved koldforlægning anvendes ingen kompensationselementer. Temperaturlasten optages som spændinger alene. Forstærkninger På koldforlagte strækninger med aksialspændinger større end 150 N/mm2, skal der anvendes forstærkede T-stykker, og der skal forstærkes ved anboringer. Reduktioner kan ikke uden videre indbygges. Max. temperaturbelastning Retningsændringer Rørbuer og elastisk krummede rør kan frit indbygges i de koldforlagte strækninger. Smigskæring skal på grund af det høje spændingsniveau begrænses i henhold til tabellen: Δtmax rm/t= 28,7 max vinkel 90 °C 2° 100 °C 1° 110 °C 0,5° >110 °C 0° Ekspansion Figuren viser max. tilladte temperaturbelastning for P235GH og St. 37.0 BW som funktion af forholdet mellem medierørets middelradie og godstykkelsen. For dimensioner op til 323,9 mm med standard godstykkelse er den tilladelige temperaturbelastning Δt=130°C. For større dimensioner aftager den tilladelige temperaturbelastning: d, mm Δtmax, K 406,4 118 508,0 96 610,0 90 813,0 78 Ved start og afslutning af en koldforlagt strækning skal der tages hensyn til det høje spændingsniveau. Ved bøjninger forsynet med skumpuder vil bevægelserne blive væsentlig større end ved traditionel kompenseret forlægning. Det anbefales at gennemføre en detaljeret beregning af bøjningerne eller at kombinere enderne af den koldforlagte strækning med lægningsmetode 3 eller 4. Parallelgravning Ved parallelgravning under drift skal der tages hensyn til det høje spændingsniveau og den dermed forøgede risiko for udknækning. Respektafstanden skal beregnes efter det aktuelle spændingsniveau. Version/2007.03.DK Tabellen angiver, hvor rørene kan koldforlægges uden risiko for foldning i rørvæggen. LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Ekspansionsoptagelse Skumpuder 3.1.17 4.1.17 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Når ekspansion optages i L-, U- eller Z-bøjninger, skal der anvendes skumpuder langs den bevægelige arm, B. 70 mm < ΔL < 105 mm: 3 lag skumpuder Det er tilstrækkeligt at anbringe skumpuder på 2/3 af længden, B. 2/3 B Hvis ekspansionen er mindre end 10 mm, anvendes der ikke skumpuder. B Der kan optages 35 mm ekspansion pr. lag skumpuder. Skumpudens højde skal svare til kappediameteren. Skær i en af rillerne. Skumpuden fastgøres med filamenttape omkring kapperøret. Eksempel 10 mm < ΔL < 35 mm: 1 lag skumpuder B 2/3 B B U-bøjning: d = D = ΔL = B = 35 mm < ΔL < 70 mm: 2 lag skumpuder 2/3 B B 168,3 mm 250 mm 64 mm (32 mm pr. arm) 4,5 m (bestemmes ud fra kurven for U-bøjning) Idet ΔL pr arm < 35 mm, skal der anvendes 1 lag skumpuder. Der anbringes skumpuder på 2/3 af længden B; dvs. 3 m. Version/2007.03.DK Længden af skumpuderne er 1000 mm. Der skal således anvendes ialt 6 skumpuder. LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Ekspansionsoptagelse Retningsændring 3.1.18 4.1.18 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Ekspansion kan optages i en retningsændring. En retningsændring på mindre end 45° kan ikke optage ekspansion. β For retningsændringer med vinkler mellem 45° og 90° kan den resulterende ekspansion bestemmes af følgende: ΔL2* ΔL1* ΔL1 ΔL1* = ΔL2 ΔL1 + tgβ sinβ ΔL2* = ΔL1 ΔL2 + tgβ sinβ ΔL2 ΔL1 og ΔL2 er den fri ekspansion. Eksempel β = 45° ΔL1 = 40 mm ΔL2 = 25 mm ΔL1* = 25 + 40 ~ 82 mm tg 45° sin 45° ΔL2* = 40 25 ~ 75 mm + tg 45° sin 45° Når den resulterende ekspansion er beregnet, kan længden af den bevægelige arm findes af kurverne på de følgende sider. Version/2007.03.DK Den bevægelige arm beklædes med skumpuder på 2/3 af længden, B. LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Ekspansionsoptagelse L-bøjning 3.1.19 4.1.19 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering ΔL er ekspansionen beregnet i henhold til den anvendte lægningsmetode. Når ΔL er kendt, kan den nødvendige længde af den bevægelige arm B findes. I en L-bøjning optages ekspansion som vist i nedenstående skitse. ΔL I nedenstående figur er B afbildet som funktion af ekspansionen ΔL. Eksempel B d = 168,3 mm, ΔL = 30 mm, B = 3,0 m B [m] 20 813,0 610,0 457,0 355,6 273,0 219,1 10 9 711,0 508,0 406,4 323,9 168,3 139,7 8 114,3 7 88,9 76,1 6 60,3 5 48,3 42,4 4 33,7 26,9 3 2 1 10 20 30 40 50 100 150 Version/2007.03.DK ΔL [mm] LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Ekspansionsoptagelse U-bøjning 3.1.20 4.1.20 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering I en U-bøjning (lyre) optages ekspansion som vist på nedenstående skitse. ΔL = ΔL1 + ΔL2 B2 ΔL er ekspansionen beregnet i henhold til den anvendte lægningsmetode. Når ΔL er kendt, kan den nødvendige længde af den bevægelige arm B findes. Antallet af skumpuder på de to arme bestemmes af hhv. ΔL1 og ΔL2. B2 > ½B I nedenstående figur er B afbildet som funktion af ekspansionen ΔL. B Eksempel ΔL1 ΔL2 813,0 711,0 610,0 508,0 457,0 d = 168,3 mm, ΔL = 50 mm, B = 1,9 m B [m] 9 406,4 355,6 323,9 273,0 219,1 8 7 168,3 6 139,7 114,3 5 88,9 76,1 4 60,3 48,3 42,4 3 33,7 26,9 2 Version/2007.03.DK 1 30 40 50 60 70 80 90 100 200 300 ΔL [mm] LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Ekspansionsoptagelse Z-bøjning 3.1.21 4.1.21 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering I en z-bøjning optages ekspansion som vist i nedenstående skitse. ΔL1 ΔL er ekspansionen beregnet i henhold til den anvendte lægningsmetode. Når ΔL er kendt, kan den nødvendige længde af den bevægelige arm B findes. I nedenstående figur er B afbildet som funktion af ekspansionen ΔL. Eksempel B d = 168,3 mm, ΔL = 45 mm, B = 3,5 m ΔL2 ΔL = ΔL1 + ΔL2 813,0 711,0 610,0 457,0 508,0 355,6 406,4 273,0 323,9 219,1 B [m] 20 168,3 139,7 114,3 10 9 8 88,9 76,1 60,3 7 48,3 6 42,4 5 33,7 26,9 4 3 2 Version/2007.03.DK 1 20 30 40 50 100 200 300 ΔL [mm] LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected] Fastspænding 3.1.22 4.1.22 Generelt Fast system - Introduktion - Projektering Fastspændingsklodsen skal dimensioneres ud fra de aktuelle geotekniske forhold. Klodsen er forudsat ensidigt belastet. Det følgende kan anvendes som vejledende retningslinier. B L Betonklods udstøbes mod intakt jord. Tilfyldning omkring klodsen komprimeres. Hvis de geologiske forhold bevirker, at betonklodsen hindrer det frie vandgennemløb i sand-/gruslagene, skal der etableres passagemulighed, så vandet ikke stemmes op. H Betonklodsen skal være afhærdet og tildækket, inden systemet opvarmes. De vejledende dimensioner på en betonklods er beregnet ud fra følgende forudsætninger: Jordtryk : 150 kN/m2 mod hele klodsen Armering : Kamstål Ks 410, Beton Diameter stålrør Till. aksialkraft Betonklods Armering fyk > 410 N/mm2 d mm kN L m H m B m : Beton 20 N/mm2, 26,9-48,3 30-60 1,0 0,50 1,0 4 8 60,3-76,1 80-100 1,2 0,50 1,0 4 8 88,9-114,3 130-200 1,8 0,70 1,0 4 10 139,7 250 2,3 0,80 1,0 4 12 168,3 300 2,3 0,90 1,0 4 12 219,1 500 2,8 1,20 1,0 6 12 273,0 650 3,0 1,50 1,0 6 16 323,9 850 3,8 1,50 1,0 6 20 fck > 20 N/mm2 Antal Dim. bøjler mm Version/2007.03.DK Det påhviler den projekterende at beregne den nødvendige størrelse af klodsen. LOGSTOR A/S . Danmarksvej 11 . DK-9670 Løgstør . Tel. +45 99 66 10 00 . Fax +45 99 66 11 80 . [email protected]