Wyk. ciśnienie temperatura dla PE

Wymiarowanie przemysłowych systemów rurociągowych
w układzie metrycznym
Zakres stosowania rur i kształtek
Wykres Ciśnienie/Temperatura dla
PE
PE 100
Zamieszczony tu wykres Ciśnienie/Temperatura dla rur
i kształtek z PE100 dotyczy 25-letniej żywotności .
Uwzględniono w nich zalecany przez GF współczynnik
bezpieczeństwa, równy 1,6 (lub 1,25).
Obowiązuje on dla wody i mediów o podobnym
charakterze, tzn. nie związanych ze zmianą
współczynnika bezpieczeństwa lub odporności
chemicznej.
Uwaga: prosimy o sprawdzenie także wykresów
Ciśnienie/Temperatura dla armatury i kształtek
specjalnych. W zależności od konstrukcji i/lub materiału
uszczelnień, pojawić się mogą różnice w stosunku do
rur i kształtek. Dane na ten temat znajdziecie Państwo
w rozdziałach z informacjami projektowymi dla
określonych typów armatury lub kształtek specjalnych.
Przy ciągłej pracy z ciśnieniem wewnętrznym i w
temperaturze ponad 40 °C prosimy o kontakt z
przedstawicielem GF.
1
2
wsp. bezp. C = 1.25, S5, SDR11 dla 20 °C woda, 50 lat
wsp. bezp. C = 1.25, S8.3, SDR17.6 i S8, SDR17 dla 20
°C woda, 50 lat
P dopuszczalne ciśnienie w bar, psi
T temperatura w °C, °F
PE 80
Zamieszczony tu wykres Ciśnienie/Temperatura dla
rur i kształtek z PE80 dotyczy 25-letniej żywotności .
Uwzględniono w nich zalecany przez GF
współczynnik bezpieczeństwa, równy 1,6.
Obowiązuje on dla wody i mediów o podobnym
charakterze, tzn. nie związanych ze zmianą
współczynnika bezpieczeństwa lub odporności
chemiczne.
Uwaga: prosimy o sprawdzenie także wykresów
Ciśnienie/Temperatura dla armatury i kształtek
specjalnych. W zależności od konstrukcji i/lub materiału
uszczelnień, pojawić się mogą różnice w stosunku do
rur i kształtek. Dane na ten temat znajdziecie Państwo
w rozdziałach z informacjami projektowymi dla
określonych typów armatury lub kształtek specjalnych.
Przy ciągłej pracy z ciśnieniem wewnętrznym i w
temperaturze ponad 40 °C prosimy o kontakt z
przedstawicielem GF.
P
dopuszczalne ciśnienie w bar, psi
T
temperatura w °C, °F
1.STYCZEŃ 2008
1
Ocena porównawcza ciśnień nominalnych
dla SDR17 i SDR17.6
Ustalenie ciśnienia nominalnego (PN)
Według normy, ciśnienie nominalne jest to określony
liczbowo parametr elementu rurociągu, odnoszący się
do własności mechanicznych tegoż elementu.
Uwzględnia się tu, obok wielkości geometrycznych jak
SDR, także naprężenia wynikające z wytrzymałości
czasowej i wyniarów oraz minimalny ogólny
współczynnik bezpieczeństwa.
Dla rurociągów z tworzyw sztucznych, przewidzianych do
przetłaczania wody, jako ciśnienie nominalne rozumiana
jest wartość maksymalnego dopuszczalnego ciśnienia
pracy w bar, przy 20 °C i dla 50 lat przetłaczania
wody, w odniesieniu do minimalnych wartości wszelkich
współczynników obliczeniowych. Obowiązuje tu wzór:
[PN] = 10 x σS / [S] = 20 x σS / (SDR - 1) (σs w MPa, PN
w bar)
Minimalna wymagana wytrzymałość (MRS):
Wartość σLCL przy 20 °C i 50 latach transportowania
wody, zakrąglona w dół do najbliższej liczby z
szeregu R10.
Jako σLCL rozumiemy naprężenie zastępcze,
odczytane z diagramu wytrzymałości czasowej dla
zadanej żywotności i temperatury. LCL to skrót od
Lower Confidential Limit, czyli dolna granica przedziału
ufności. Szereg liczb normalnych R10 jest szeregiem
Renarda wg ISO 3 i ISO 497.
Wytrzymałość obliczeniowa (σS ):
Jest to wartość dopuszczalnych naprężeń w Mpa, dla
określonych zastosowań lub warunków pracy. Jest
wprost proporcjonalna do MRS, a odwrotnie do
współczynnika C , wg wzoru:
σS = MRS / C
Tak więc korzystając z wyżej opisanych definicji,
otrzymujemy różnicę PN wielkości 0.4 bar, która jednak
w praktyce nie odgrywa żadnej roli, co w dalszej
kolejności wykażemy.
1.) Rurociągi przemysłowe wykonywane są przeważnie
z zadaną żywotnością 25 lat. Jeżeli z wykresu
wytrzymałości czasowej dla surowców ELTEX TUB121
lub CRP100 odczytać naprężenie zastępcze σLCL dla
punktu pracy: 25 lat i 20°C, otrzymujemy wartość
10.6 MPa (wartość minimalna dla obydwu materiałów
PE100 według informacji producentów).
2.) Jeśli z tej wartości naprężeń wyliczymy
wytrzymałość obliczeniową σS, bez żadnych
zaokrągleń, to otrzymamy wartość 8.48 MPa.
3.) Faktyczne, ciśnienie nominalne wynosi zatem w
praktyce dla:
SDR17 => PN = 10.6 bar
oraz
SDR17.6 => PN = 10.2 bar.
Wniosek: Obydwie klasy
SDR w warunkach
zastosowań przemysłowych mogą być określane
jako PN10.
Porównanie wymiarów geometrycznych
Obie klasy SDR różnią się jedynie nieznacznie
grubością ścianek, co ukazuje poniższy diagram.
Można na nim zobaczyć, tolerancje grubości ścianek
zachodzą na siebie, a więc istnieje pewien zakres
grubości, w którym rura może należeć do obu klas SDR.
Wyliczona wartość zaokrąglana jest w dół do
najbliższej liczby z szeregu R10..
Ogólny (obliczeniowy) współczynnik bezpieczeństwa
(C):
Ogólny współczynnik bezpieczeństwa, o wartości
większej od 1, uwzględnia zarówno warunki pracy, jak
i właściwości elementów rurociągu inne, niż
reprezentowane przez dolną granicę przedziału ufności
σLCL .
Jeśli, korzystając z pow. definicji, wyliczymy
ciśnienia nominalne dla obu klas SDR, otrzymamy
dla rur z materiału PE100 następujące wyniki:
SDR 17
MRS = 10 MPa
C = 1.25 (minimalny)
σs = 8.0 MPa
PN = 10 bar
2
SDR 17.6
MRS = 10 MPa
C = 1.25 (minimalny)
σs = 8.0 MPa
PN = 9.6 bar
d
średnica zewnętrzna rury
e
grubość ścianki
Dopuszczalna różnica grubości ścianek przy zgrzewaniu
doczołowym nie może przekraczać 10 % . Porównując
róznice grubości ścianek rur z SDR17 i SDR17.6,
stwierdzamy, że różnica ta jest znacznie mniejsza od
dopuszczalnej, a więc zgrzewanie doczołowe rur obu
klas SDR nie stanowi problemu.
1. STYCZEŃ 2008