PORADNIK PROJEKTANTA

Transkrypt

1 finpl rhr Sp. z.. RURY PREIZOLOWANE WARSZAWA, ul. Ncznickieg 33; Tel. (022) , (022) ; fax (022) PORADNIK PROJEKTANTA Warszawa, listpad 2006

2 Oddajemy d Waszych r¹k pradnik d prjektwania sieci ciep³wniczych z rur preizlwanych w technlgii FINPOL ROHR efekt pracy kadry technicznej naszej firmy. Mamy nadziejê, e zawarte w nim infrmacje i wskazówki pmg¹ w pdjêciu w³aœciwych decyzji technicznych w trakcie prjektwania i realizacji preizlwanych sieci ciep³wniczych z elementów prdukwanych przez FINPOL ROHR. System FINPOL ROHR wywdz¹cy siê z technlgii wdr nej przez KWH (Finlandia) i ukszta³twany pd wp³ywem wielletnich dœwiadczeñ najwiêkszeg plskieg u ytkwnika sieci ciep³wniczych St³eczneg Przedsiêbirstwa Energetyki Cieplnej uwzglêdnia warunki panuj¹ce w plskich systemach ciep³wniczych. yczymy sukcesów w ps³ugiwaniu siê pradnikiem i prsimy nadsy³anie uwag. finpl rhr Sp. z..

3 finpl rhr Sp. z.. RURY PREIZOLOWANE WARSZAWA, ul. Ncznickieg 33; tel. (022) , (022) ; fax (022) Dzia³ Marketingu tel , Dzia³ Sprzeda y tel , Szef Prdukcji tel w. 147 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 3

4 SPIS ZAWARTOŒCI 1. WPROWADZENIE PODSTAWOWE DANE O ELEMENTACH PREIZOLOWANEGO SYSTEMU CIEP OWNICZEGO Wstêp Wymiary i masy rur preizlwanych Rury stalwe Plietylenwe rury s³nwe Izlacja termiczna STRATY CIEP A STRATY CIŒNIENIA, DOBÓR ŒREDNIC NOMOGRAM PRZEP YWU OBLICZENIA PROJEKTOWE Naprê enia w œciance rury przewdwej Wykp Si³y tarcia i d³ugœci instalacyjne Wyd³u enie cieplne Spsby kmpenswania wyd³u eñ cieplnych Kmpensacja z preheatingiem Mnta z unieruchmieniem p pdgrzaniu wstêpnym, czyli z zatrzymaniem przemieszczeñ rurci¹gu przez si³y tarcia lub punkty sta³e Naturalna kmpensacja w przypadku preheatingu Tradycyjna kmpensacja bez preheatingu Uk³ady typu L" Uk³ady typu Z" Kmpensatry typu U" Kmpensacja naturalna uk³adu rurci¹gu (swbdnymi raminami) Kmpensacja ³ukami k¹cie mniejszym ni Odga³êzienia Uk³ady z kmpensatrami mieszkwymi Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

5 Punkty sta³e TABELE TABELA 1. D UGOŒCI INSTALACYJNE I SI Y TARCIA, WERSJA GRUBOŒCIENNA SPEC Warszawa, Izlacja I klasy TABELA 2. D UGOŒCI INSTALACYJNE I SI Y TARCIA, WERSJA STANDARDOWA, Izlacja I klasy TABELA 3. D UGOŒCI INSTALACYJNE I SI Y TARCIA, WERSJA KWH, Izlacja I klasy TABELA 4. D UGOŒCI INSTALACYJNE I SI Y TARCIA, WERSJA KWH, Izlacja II klasy TABELA 5. D UGOŒCI INSTALACYJNE I SI Y TARCIA, WERSJA KWH, Izlacja III klasy Nmgram d dbru ramin swbdnych L", Z" i U" INSTALACJE KONTROLI SIECI PREIZOLOWANYCH Wprwadzenie Charakterystyka systemu rezystancyjneg BRANDES Zasada prwadzenia nadzru Zasada lkalizacji Zestawienie elementów systemu firmy BRANDES Prjektwanie systemu BRANDES Prjektwanie kncepcyjne Czêœæ techniczna dtycz¹ca wypsa enia rurci¹gu Prjektwanie czêœæ aparaturwa Charakterystyka systemu impulsweg firmy CWA Zasada dzia³ania systemu CWA Ogólne zasady prjektwania systemu CWA Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 5

6 1. Wprwadzenie Pradnik ten pdaje gólne zasady prjektwania preizlwanych sieci ciep³wniczych w technlgii FINPOL ROHR wraz z uk³adami alarmwymi. Zespó³ Prjektwania i Dradztwa Techniczneg FINPOL ROHR udziela wszelkich knsultacji dtycz¹cych prjektwania i wyknawstwa preizlwanych sieci ciep³wniczych, prwadzi szklenia w zakresie prjektwania i mnta u raz wyknuje prjekty techniczne sieci i weryfikuje prjekty klientów. 2. Pdstawwe dane elementach preizlwaneg systemu ciep³wniczeg 2.1. Wstêp Firma FINPOL ROHR prdukuje elementy preizlwane dla bezkana³wych sieci ciep³wniczych w parciu dœwiadczenia eksplatacyjne St³eczneg Przedsiêbirstwa Energetyki Cieplnej i technlgiê fiñskiej firmy KWH Pipe. Elementy preizlwane wyknywane w systemie FINPOL ROHR sk³adaj¹ siê z rury stalwej przewdwej umieszcznej centrycznie w p³aszczu z rury plietylenwej. Wlna przestrzeñ wype³nina jest sztywn¹ piank¹ pliuretanw¹. Elementy s¹ wyknywane w systemie zesplnym pianka z³¹czna jest z rur¹ przewdw¹ raz z p³aszczem chrnnym. Firma FINPOL ROHR dstarcza elementy preizlwane w zakresie œrednic nminalnych DN20700*. * DN prdukcja w Warszawie przewdy alarmwe rura s³nwa plietylenwa przewdy alarmwe rura s³nwa plietylenwa rura stalwa pianka pliuretanwa rura stalwa pianka pliuretanwa a) b) Rys.1. Rura stalwa preizlwana z instalacj¹ alarmw¹ a) dla DN 400 b) dla DN > Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

7 Jednym z warunków niezawdnœci i bezpieczeñstwa pracy sieci preizlwanych jest stswanie elektrniczneg systemu alarmweg kntrluj¹ceg ca³¹ sieæ i wykrywaj¹ceg wszelkie awarie w ich wczesnym stadium. Finpl Rhr stsuje dwa systemy alarmwe, system rezystancyjny i system impulswy Wymiary i masy rur preizlwanych Tabela 1. Wersja grubœcienna (warszawska) * rury ze szwem Rura stalwa Rura s³nwa Orientacyjna masa rury preizlwanej Orientacyjna masa rury z wd¹ DN [mm] Dzxs [mm] Dzxs [mm] [kg/m] [kg/m] x x3.0 5,72 6, x x3.0 6,34 7, x x3.0 8,56 10, x x3.0 14,06 17, x x3.0 16,70 21, x x3.2 24,36 31, x x3.5 28,82 39, x x3.9 41,67 56, x x4.9 58,88 90, x x6.3 83,13 132, x x7.0 99,38 170, x x ,61 198, x x ,69 245, x x ,96 345,38 600* 610.0x x ,75 463,16 600* 610.0x x ,94 477,35 700* 711.0x x ,38 634,80 Tabela 2. Wersja standardwa (rury bez szwu) Rura stalwa Rura s³nwa Orientacyjna masa rury preizlwanej Orientacyjna masa rury z wd¹ DN [mm] Dzxs [mm] Dzxs [mm] [kg/m] [kg/m] x3.2 90x2.2 2,86 3, x3.2 90x2.2 3,37 3, x x3.0 4,61 5, x x3.0 5,04 6, x x3.0 6,25 8, x x3.0 7,73 11, x x3.0 9,15 14, x x3.2 13,22 22, x x3.5 16,89 29, x x3.9 23,92 41, x x4.9 44,44 77, x x6.3 58,63 111, x x7.0 76,83 151, x x7.8 86,72 177, x x ,73 227, x x ,96 334,90 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 7

8 Tabela 3. Wersja standardwa (rury ze szwem) Uwagi: 1. Wersja grubœcienna ( Tab. 1) przewidziana jest dla wdy du ej agresywnœci. 2. Wersja standardwa z rurami stalwymi ze szwem przewidziana jest dla sieci bardz dbrej jakœci wdy sieciwej Rury stalwe Œrednice i grubœci œcianek rur grubœciennych i standardwych bez szwu wg PN80/H74219 pdane s¹ w tabelach 1 i 2. Œrednice i grubœci œcianek rur standardwych ze szwem wg PN79/H74244 pdane s¹ w tabeli 3. W³asnœci stali R 35 Rura stalwa Rura s³nwa Orientacyjna masa rury Orientacyjna masa rury DN dzxs Dzxg preizlwanej z wd¹ [mm] [mm] [mm] [kg/m] [kg/m] x2.3 90x x2.6 90x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Sk³ad: C max Mn Si P max Granice plastycznœci: Wytrzyma³œæ na zrywanie: R = 343 MPa, t = 20 C m Wyd³u enie p zerwaniu: A = min Wspó³czynnik przewdzenia ciep³a: R R R e20 C e200 C e135 C = 235 MPa = 186 MPa = 204 MPa (wartœæ interplwana liniw) Wspó³czynnik rzszerzalnœci liniwej: 20 C 100 C 200 C = 52.3 W/(mK) = 50.6 W/(mK) = 48.3 W/(mK 6 = 12 x 10 1/K 8 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

9 2.4. Plietylenwe rury s³nwe Materia³: plietylen wyskiej gêstœci (HDPE) Dane techniczne materia³u: Gêstœæ: Wspó³czynnik rzszerzalnœci liniwej: 3 6 >944 kg/m = 180x10 1/K Granica plastycznœci: R min.= 19 MPa e Wyd³u enie przy zerwaniu: Amin.= 350 % Wspó³czynnik przewdnœci cieplnej: = 0.43 W/(mK) WskaŸnik szybkœci p³yniêcia: MFR=0.30.7g/10min. dla t=190 C Rury plietylenwe s¹ wyknywane bez szwu, dprne na uderzenia w temperaturze pwy ej 50 C, dprne na krzjê Izlacja termiczna Izlacjê termiczn¹ stanwi sztywna pianka pliuretanwa (PUR) spe³niaj¹ca wymgi zawarte w nrmie EN253. Pdstawwe kmpnenty pianki: sk³adnik A blenda plilwa, sk³adnik B izcyjanian. P zmieszaniu sk³adników A i B w wyniku reakcji pwstaje sztywna pianka pliuretanwa PUR. Œrdkiem spieniaj¹cym (prfrem) jest cyklpentan. Gêstœæ pzrna: rdzenia min. 60 kg/m ca³kwita min. 80 kg/m Ch³nnœæ wdy: Zawartœæ prów zamkniêtych: W³asnœci mechaniczne: Wytrzyma³œæ na œciskanie Wytrzyma³œæ na œcinanie Maksymalna temperatura pracy ci¹g³ej Przewdnictw cieplne przy 50 C 3 3 W³asnœci pianki PUR max. 10 % bj. p 90 min. gtwania min. 88 % MPa MPa dla t=23 C±2 C 140 C < 0.03 W/mK Uwaga: Parametry pianki mg¹ siê zmieniaæ wraz z rzwjem technlgii. Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 9

10 [W/(mK)] 0,035 CO 2 Cyklpentan 0,025 0, T[ C] Rys. 2. Wspó³czynnik przewdnœci cieplnej pianki w funkcji temperatury ( =f(t)) 3. Straty ciep³a g H T z T p Q str. T g Q T T 2 T k str z p g M Rys. 3. Straty ciep³a rurci¹gu dla zasilania i pwrtu Jednstkwa strata energii (Q st r) dla sieci ciep³wniczych jednakwej grubœci izlacji dla bu rurci¹gów: T T T z p g [W/m] temperatura czynnika na zasileniu (œrednirczna) [ C] temperatura czynnika na pwrcie (œrednirczna) [ C] temperatura gruntu rdzimeg (œrednirczna) [ C] 10 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

11 Ca³kwite przewdnictw cieplne uk³adu wdarurci¹ggrunt: R r 1 2 R d k p u r ln R D d r w z 1 R Oprnœæ cieplna rurci¹gu: g 1 2 p e R H 2 ln ( M ) R g g 1 4H 2 ln D g z d ln 2 D D z w [W/m C] [m C/W] Oprnœæ cieplna ddatkwa wynikaj¹ca z wzajemneg ddzia³ywania uk³adu dwóch rur: Oprnœæ cieplna gruntu: g H M k =1/R r r [m C/W] [m C/W] przewdnictw cieplne gruntu rdzimeg [W/m C] wyskœæ przykrycia d si rurci¹gu [m] dleg³œæ pmiêdzy siami rurci¹gów [m] wspó³czynnik przenikania ciep³a dla rury [W/m C] przyjmuje siê: piasek suchy g = 1.5 [W/m C] grunt wilgtny ró nrdny = 2.5 [W/m C] k r g kreœla siê wg tabeli: g Tabela 4. Strata ciep³a zesp³u dwóch rur Rura stalwa Rura s³nwa DN dz s Dz g k r Qstr [mm] [mm] [mm] [mm] [W/mxK] [W/m] 20 26,9 3,2 90 2,2 0,157 17, ,7 3,2 90 2,2 0,195 21, ,4 3, ,0 0,202 22, ,3 3, ,0 0,236 26, ,3 3, ,0 0,267 29, ,1 3, ,0 0,320 35, ,9 3, ,0 0,330 36, ,3 3, ,2 0,344 37, ,0 4, ,5 0,367 40, ,0 5, ,9 0,431 47, ,1 7, ,9 0,546 60, ,0 7, ,3 0,517 56, ,9 8, ,0 0,608 66, ,6 8, ,8 0,585 64, ,4 8, ,8 0,626 68, ,0 10, ,8 0, , ,0 8, ,1 1, , ,0 8, ,9 0,873 96,0 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 11

12 Uwaga: Tabelê sprz¹dzn dla nastêpuj¹cych danych: pianka spienina CO pur pe =0.029 W/m C =1.5 W/m C g H=1.0 m. T =80 C z T =50 C p T =10 C g =0.43 W/m C 2 4. Straty ciœnienia, dbór œrednic nmgram przep³ywu Nmgram pracwan dla sieci ciep³wniczych z przewdw¹ rur¹ stalw¹. Nmgram pracwan wg wzru Clebrk`a dla temperatury wdy 80 C i dla szrstkœci bezwzglêdnej wewnêtrznej pwierzchni rury k=0.03mm. Przy temperaturze +60 C maksymalny b³¹d kreœlenia straty ciœnienia wynsi 10%. Dla temperatury +110 C maksymalny b³¹d kreœlenia straty ciœnienia wynsi +10%. Przy innym wspó³czynniku szrstkœci nale y zastswaæ wspó³czynnik krekcyjny : 4 k r z e c z [] Rzeczywista strata ciœnienia bêdzie w tym przypadku wynsiæ: p rzecz p j [Pa] Tabela 5. Tabela pmcnicza przeliczenia jednstek MOC 1,0 W (1,0 J/s) = 0, kcal/s = 0,8598 kcal/h 4186,8 W = 1,0 kcal/s = 3600 kcal/h 1,163 W = 0, kcal/s = 1,0 kcal/h ENERGIA 1.0 J (Ws) = kwh = kcal J = 1,0 kwh = 859,8 kcal J = kwh = 1,0 kcal 1 Pa = 1 N/m 2 CIŒNIENIE 1 bar = 100 kpa = 10 5 Pa 1 mbar = 10 3 bar = 100 Pa 12 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

13 Nmgram przep³ywu, dbru œrednic i strat ciœnienia Œrednica wewnêtrzna [mm] Maswe natê enie przep³ywu [Kg/s] [T/h] Prêdkœæ [m/s] Ciœnienie dynamiczne [Pa] Strata ciœnienia [Pa/m] Uwaga Prste ³¹cz¹ce punkty kreœlaj¹ce dwa dwlne parametry; przed³u ne um liwiaj¹ dczytanie pzsta³ych parametrów. Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 13

14 5. Obliczenia prjektwe 5.1. Naprê enia w œciance rury przewdwej a t Rys. 4. Naprê enia w œciance rury przewdwej Naprê enia bwdwe p dz t t : 2 s Naprê enia siwe p dz a a : 4 s dz sef p Naprê enia w œciance rury przewdwej wyw³ane przez ciœnienie wewnêtrzne ef ef th th t E [MPa] [MPa] œrednica zewnêtrzna rury stalwej [mm] efektywna grubœæ œcianki rury stalwej [mm] ciœnienie wewnêtrzne [MPa] Naprê enia w œciance rury przewdwej spwdwane przez zmiany temperatury w dniesieniu d temperatury mnta u Osiwe naprê enia cieplne: [MPa] th E t liniwy wspó³czynnik rzszerzalnœci cieplnej, 6 t h=12x10 1/K [1/K] 5 mdu³ Yunga (dla stali niskwêglwych E=2,06x10 ) [MPa] maksymalna ró nica temperatury dla rurci¹gu w dniesieniu d temperatury mnta u [K] Naprê enia zredukwane zr (przy pdgrzewaniu): zr th a th a ( ) t ( ) z z 2 2 t [MPa] Najwiêksze bezwzglêdne naprê enie spœród t, t h a, t h+ a lub zr jest przyjmwane jak naprê enie zredukwane. zr z wspó³czynnik spawania dla p³¹czeñ wyknywanych w terenie [] 14 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

15 Zalecane wartœci dla wspó³czynnika spawania " z" w zale nœci d ilœci spawów sprawdzanych rentgengraficznie: Dla œciskania (pdgrzewanie): Jeœli 10% 100% spawów jest sprawdzanych z=1 Jeœli <10% spawów jest sprawdzanych z=0.9 Kryterium bezpieczeñstwa: Naprê enie zredukwane musi byæ prównane z naprê eniem dpuszczalnym: dp > zr zr dp naprê enie zredukwane [MPa] naprê enie dpuszczalne dla stali [MPa] Zwykle dla preizlwanych rurci¹gów ciep³wniczych przyjmuje siê: Uwaga dp 150MPa Kiedy ciœnienie jest mniejsze lub równe 16 bar i rura stalwa ma œrednicê nminaln¹ mniejsz¹ lub równ¹ DN600 raz nie zastswan kmpensatrów mieszkwych, d bliczeñ m na braæ tylk naprê enie termiczne. Przy takim uprszczeniu maksymalny b³¹d dla wspmnianych pwy ej bliczeñ wynsi 6%. Analizê naprê eñ przy zastswaniu preheatingu (pdgrzewu wstêpneg) pisan w rzdziale Wykp e M C 100 S 100 Rys. 5. Wymiary wykpu 1. taœma strzegawcza 5. pdsypka z piasku 2. przykrycie gruntem 6. drena 3. piasek granulacji 08mm 7. grunt rdzimy 4. rura preizlwana Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 15

16 Tabela 6. Zalecane minimalne wymiary wykpu dla p³¹czeñ mufwych z paskami termkurczliwymi D p³aszcza B M min C min S min e min [mm] [mm] [mm] [mm] [mm] Dla u³atwienia mnta u wykp m na pszerzyæ 100 mm d 300 mm w stsunku d wymiarów pdanych pwy ej. Minimalne przykrycie Minimalne przykrycie rurci¹gu wynsi 0.4m. Odleg³œæ ta jest zawsze mierzna d najwy szeg punktu rurci¹gu g³ówneg lub dga³êzienia. Je eli rurci¹g jest u³ ny pd drg¹, minimalne jeg przykrycie mierzne d wierzchu rurci¹gu d spdu warstwy drgi (asfalt lub betn) wynsi: h F, [m] F bci¹ enie na œ pjazdu [tna] finpl rhr Sp. z.. RURY PREIZOLOWANE WARSZAWA, ul. Ncznickieg 33; tel.(022) ,(022) ; fax (022) F h Rys. 6. Przyk³adwe bci¹ enie rurci¹gu u³ neg w ziemi 16 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

17 Je eli nie ma m liwœci uzyskania przykrycia rurci¹gu minimum 0.4m, dla rz³ enia nacisku na wiêksz¹ pwierzchniê m e byæ u yta zbrjna p³yta betnwa u³ na w dleg³œci minimum 150 mm d wierzchu rurci¹gu. W przypadku skrzy wania pd jezdni¹ rur preizlwanych z innym uzbrjeniem, minimalne przykrycie pwinn byæ pwiêkszne wielkœæ œrednicy teg uzbrjenia. Skrzy wania z kablwaniem i rurami (klizje) Bez wzglêdu na ewentualne przemieszczenia gruntu lub rurci¹gów wszystkie krzy uj¹ce siê rurci¹gi nie pwinny byæ u³ ne bli ej ni 150mm d p³aszcza s³nweg. Je eli ta minimalna dleg³œæ nie jest m liwa d zachwania, rura s³nwa musi byæ zabezpieczna ddatkw¹ rur¹ HDPE na d³ugœci równej piêcikrtnej œrednicy rury s³nwej, lecz nie mniejszej ni 1.5m. Rura krzy uj¹ca musi równie byæ zabezpieczna rur¹ s³nw¹. W pbli u z³¹cz mufwych, dga³êzieñ lub zawrów tak e bwi¹zuje minimalna dleg³œæ 150mm Si³y tarcia i d³ugœci instalacyjne Si³a tarcia H D z Rys. 7. Si³y tarcia pwstaj¹ce na skutek przemieszczania rury preizlwanej u³ nej w gruncie Swbdne przemieszczenie zasypaneg rurci¹gu jest graniczane przez tarcie pmiêdzy gruntem i rur¹ s³nw¹. Si³a tarcia F na jednstkê d³ugœci: F g H D z [N/m] g H D z wspó³czynnik tarcia pmiêdzy gruntem i rur¹ s³nw¹ (typwe wartœci d 0.25 d 0.5)(przyjêt d bliczeñ =0.40) [] 3 gêstœæ gruntu [kg/m ] 2 przyspieszenie ziemskie 9.81 [m/s ] zag³êbienie d si rurci¹gu [m] œrednica rury s³nwej [m] Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 17

18 D³ugœci tarciwe L f d p L f Rys. 8. Naprê enia w rurci¹gu wyw³ane tarciem Maksymalne d³ugœci instalacyjne (d³ugœci tarciwe): A dp L f [m] F L f L f= L dp A F max d³ugœæ rurci¹gu pddana tarciu gruntu i przemieszczaj¹ca siê pd wp³ywem grzewania (studzenia) [m] d³ugœci tarciwe (maksymalne d³ugœci instalacyjne dla t=60 C) [m] naprê enie dpuszczalne [MPa] pwierzchnia przekrju pprzeczneg rury stalwej 2 [mm ] jednstkwa si³a tarcia [N/m] Zmiana kierunku rurci¹gu k¹ty 30 jest traktwana jak dcinek prsty d³ugœci instalacyjnej L`: f ' L f L 1 sin f [m] L 1 L 2 L 1 L 2 L ' f 30 teretyczny lub rzeczywisty punkt sta³y Rys. 9. Przyk³adwe ustalenie d³ugœci instalacyjnej rurci¹gu za³amuj¹ceg siê pd k¹tem 5.4. Wyd³u enie cieplne W pierwszym przybli eniu, d bliczeñ rurci¹gu stsuje siê metdê nie uwzglêdniaj¹c¹ si³ tarcia. Przybli enie t daje œredni 20% zwiêkszenie wyd³u enia cieplneg w prównaniu z rzeczywistymi przemieszczeniami w gruncie. 18 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

19 L L Rys. 10. Rurci¹g z jednym wlnym kñcem wyd³u aj¹cy siê na skutek pdgrzewu Maksymalne teretyczne swbdne przemieszczenie wzd³u ne ( L): L L t th [m] th L t 6 liniwy wspó³czynnik rzszerzalnœci cieplnej, t h=12x10 [1/K] d³ugœæ rurci¹gu [m] maksymalna ró nica temperatury dla rurci¹gu w dniesieniu d temperatury mnta u [K] Zredukwane przemieszczenie wzd³u ne ( L ): 2 F L L' th L t [m] 2 A E th L t F E A 6 liniwy wspó³czynnik rzszerzalnœci cieplnej, th=12x10 [1/K] d³ugœæ rurci¹gu < maksymalnej d³ugœci instalacyjnej [m] maksymalna ró nica temperatury dla rurci¹gu w dniesieniu d temperatury mnta u [K] si³a tarcia na jednstkê d³ugœci [N/m] 5 mdu³ Yunga (dla stali niskwêglwych E=2,06x10 MPa) [MPa] pwierzchnia przekrju pprzeczneg rury stalwej 2 [mm ] Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 19

20 5.5. Spsby kmpenswania wyd³u eñ cieplnych Wybór metdy kmpenswania wyd³u eñ cieplnych zale y d uwarunkwañ lkalnych raz analizy zalet i wad pszczególnych metd. Wyd³u enia cieplne rurci¹gów mg¹ byæ kmpenswane pprzez naturalne za³amania trasy, U kszta³ty lub kmpensatry mieszkwe. Rurci¹gi mg¹ byæ uk³adane z zastswaniem pdgrzewu wstêpneg czyli preheatingu. Ogólnie, preheating znacza unieruchmienie rurci¹gu w stanie wyd³u nym p wstêpnym pdgrzewie. Ró nica temperatur ±60 C wyw³uje w rurci¹gu (ze stali R35, St37 lub pdbnej) naprê enia k. ±150MPa. Stswanie preheatingu przy wystêpwaniu ³uków um liwia stswanie krótszych swbdnych ramin kmpensacyjnych dstswanych d mniejszych ró nic temperatur pracy i mnta u Kmpensacja z preheatingiem Mnta z unieruchmieniem p pdgrzaniu wstêpnym, czyli z zatrzymaniem przemieszczeñ rurci¹gu przez si³y tarcia lub punkty sta³e Rys. 11. Rurci¹g unieruchminy Preheating (pdgrzew wstêpny) znacza pdgrzanie rurci¹gu d temperatury pmiêdzy minimaln¹ i maksymaln¹ temperatur¹ rbcz¹, przed jeg zasypaniem. P pdgrzaniu rurci¹g jest mcwany przez tarcie gruntu lub punkty sta³e. 1. Obliczenie maksymalnej dpuszczalnej zmiany temperatury Maksymalna rbcza ró nica temperatur w stsunku d temperatury preheatingu: d p z t m a x [K] th E Kryterium dpuszczalnœci: 2 tmax tmax tmin [K] t z E t t max dp th min max maksymalna bliczeniwa ró nica temperatur d ustalenia temperatury preheatingu [ C] naprê enia dpuszczalne dla materia³u rurci¹gu [MPa] wspó³czynnik spawania (patrz 5.1) [] liniwy wspó³czynnik rzszerzalnœci cieplnej [1/K] mdu³ Yunga [MPa] minimalna temperatura rbcza [ C] maksymalna temperatura rbcza [ C] 20 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

21 2. Temperatury w trakcie mnta u Temperatura preheatingu jest bliczana celem kreœlenia wymaganeg przemieszczenia (wyd³u enia) rurci¹gu. tmax tmin t preh [K] 2 M emy stswaæ inn¹ temperaturê preheatingu przy spe³nieniu nastêpuj¹ceg wymagania: t max ( t preh t min ) [K] raz t t t preh min max t max ( t max t preh ) [K] temperatura preheatingu [ C] minimalna temperatura mnta u [ C] maksymalna temperatura rbcza [ C] 3. Obliczenie wymaganeg wyd³u enia Wymagane wyd³u enie musi byæ kreœlne dla wszystkich prstliniwych dcinków rurci¹gu: L th ( t preh t m ) L 1000 [mm] t preh temperatura preheatingu [ C] tm temperatura mnta u [ C] L d³ugœæ prstliniweg dcinka rurci¹gu, dla któreg kreœlamy wymagane wyd³u enie [m] 4. Zamcwanie wyd³u neg rurci¹gu Trzy pdstawwe spsby zamcwania rurci¹gu p wyd³u eniu: a) u ycie kmpensatrów jednrazwych b) zabetnwanie punktów sta³ych, gdy rurci¹g jest w stanie wyd³u nym c) przykrycie rurci¹gu gruntem, gdy rurci¹g jest w stanie wyd³u nym Ad. a) U ycie kmpensatrów jednrazwych (mufy E) Temperatura rurci¹gu jest równa tm. Punkty sta³e s¹ zabetnwane przed grzaniem i zasypane dbrze zagêszcznym piaskiem. Rys. 12. Zabetnwanie punktów sta³ych i zasypanie rurci¹gu przed grzaniem (z wyj¹tkiem miejsc wspawania mufy E) Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 21

22 Temperatura jest zwiêkszana a d si¹gniêcia wymaganeg przemieszczenia. Kmpensatr jednrazwy jest w tej pzycji zaspawany. Rys. 13. Rurci¹g z muf¹ E p pdgrzaniu P zaizlwaniu kmpensatra jednrazweg rurci¹g m e byæ zakryty i uruchminy. Ad. b) Zabetnwanie punktu sta³eg, gdy rurci¹g jest w stanie wyd³u enia Temperatura jest zwiêkszana d temperatury preheatingu lub d mmentu si¹gniêcia wymaganeg przemieszczenia. Rys. 14. I etap grzanie rurci¹gu Zabetnwanie punktów sta³ych, gdy rurci¹g jest w stanie wyd³u enia. Rys. 15. II etap zabetnwanie punktów sta³ych Rurci¹g jest zamcwany w stanie wyd³u enia i punkty sta³e s¹ zasypane dbrze zagêszcznym piaskiem, a betn si¹gn¹³ wytrzyma³œæ bliczeniw¹. Rys. 16. III etap zasypanie rurci¹gu P zasypaniu wkó³ punktów sta³ych m emy zasypaæ rurci¹g i uruchmiæ g. 22 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

23 Ad. c) Przykrycie rurci¹gu gruntem, gdy rurci¹g jest w stanie wyd³u enia (wtedy si³a tarcia gruntu ddzia³uje na rurci¹g) Si³a Ograniczne przesuniêcie D³ugœæ tarciwa Rurci¹g unieruchminy brak przemieszczeñ raz reakcji tarcia Ograniczne przesuniêcie D³ugœæ tarciwa Rys. 17. Unieruchmienie rurci¹gu przez si³y tarcia Rurci¹g przed zasypk¹ jest wyd³u ny wymagan¹ wartœæ. Aby j¹ uzyskaæ,m na stswaæ ddatkwe zabiegi zmierzaj¹ce d uzyskania bliczeniweg wyd³u enia, takie jak unszenie, ptrz¹œniêcie. Stan w preheatingu rurci¹g rzszerzny swbdnie, a nastêpnie zasypany L f L L L f D³ugœæ tarciwa Rurci¹g unieruchminy D³ugœæ tarciwa Rys. 18. Stan rurci¹gu p pdgrzaniu przy preheatingu Obliczenie przemieszczenia ramienia swbdneg rurci¹gu nie zakpaneg i grzaneg d t : preh L th ( t preh t m ) (0.5 L m L L m f ) [m] th liniwy wspó³czynnik rzszerzalnœci cieplnej [1/K] t preh temperatura preheatingu [ C] tm temperatura rury stalwej przed preheatingiem [ C] m Lf d³ugœæ tarciwa rurci¹gu przed pdgrzaniem [m] m L d³ugœæ rurci¹gu unieruchmineg ( przed pdgrzaniem) [m] L Rurci¹g nale y utrzymywaæ w temperaturze preheatingu (stan wyd³u enia) d mmentu w³aœciweg zasypania wykpu i ubicia gruntu. Obliczne skrócenie kñcówki ( L' ) dtyczy rurci¹gu pddaneg grzaniu mnta wemu d tpreh i wyd³u nemu d d³ugœci maksymalnej dla tej temperatury, nastêpnie zasypanemu i ch³dznemu d temperatury tczenia. T zmniejszenie musi byæ uwzglêdnine przy mnta u s¹siednich czêœci uk³adu rurci¹gu. Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 23

24 L` L f L L L f L` D³ugœæ tarciwa Rurci¹g unieruchminy D³ugœæ tarciwa Rys. 19. Stan rurci¹gu p wystudzeniu p wyknaniu preheatingu L f L L L f D³ugœæ tarciwa Rurci¹g unieruchminy D³ugœæ tarciwa Rys. 20. Stan rurci¹gu p si¹gniêciu temperatury rbczej Przemieszczenie "kñcówki" rurci¹gu: 2 F Lf L th Lf t 2 A E 6 th liniwy wspó³czynnik rzszerzalnœci cieplnej, th=12x10 [1/K] Lf d³ugœæ tarciwa rurci¹gu [m] t ró nica temperatury rurci¹gu w dniesieniu d temperatury mnta u ( t t ) [K] preh m Naturalna kmpensacja w przypadku preheatingu Przemieszczenia cieplne s¹ kmpenswane za pmc¹ uk³adów typu "L", "Z" i "U". W celu u³atwienia przemieszczania siê klan kmpensacyjnych w uk³adach typu "L", "Z" i "U" wyknywane s¹ strefy kmpensacyjne za pmc¹ pduszek kmpensacyjnych. Stswane s¹ pduszki typu "A" i "B" z miêkkiej pianki pliuretanwej. Pduszkami kmpensacyjnymi b³ ne s¹ ramina swbdne. Pdczas stswania preheatingu maj¹ miejsce przemieszczenia w bu kierunkach. Oznacza t, e pduszki kmpensacyjne musz¹ byæ umieszczane symetrycznie p bu strnach rury. Maksymalne strefy kmpensacyjne z pduszkami kmpensacyjnymi typu A i B dla Dz 450mm. A B A B B A B ±50 mm ±100 mm ±150 mm Rys. 21. Strefy kmpensacyjne przy preheatingu dla Dz Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

25 Wymagane ramiê swbdne jest zawsze krótsze, gdy stsujemy preheating. D kreœlenia ramienia swbdneg jest przyjmwana ró nica temperatur pmiêdzy temperatur¹ preheatingu a temperatur¹ maksymaln¹ lub minimaln¹. Przyk³ad: L"kszta³t przy kmpensacji naturalnej w przypadku preheatingu. Okreœlenie d³ugœci ramienia swbdneg i ilœci pduszek kmpensacyjnych. L=50m L=? Rys. 22. Przyk³ad bliczeniwy. Uk³ad typu "L" Rura stalwa DN 100, p³aszcz s³nwy 200mm, przykrycie d si rurci¹gu 0.8 m. Temperatura preheatingu +70 C. Minimalna temperatura +10 C. Maksymalna temperatura +130 C. Rzwi¹zanie: D³ugœæ tarciwa z tab. 6.3 DN100/200mm, przykrycie d si rurci¹gu 0.8m L=53m f Warunek: L = 53m>50m spe³niny. f Okreœlenie maksymalneg przemieszczenia i d³ugœci swbdneg ramienia za pmc¹ nmgramu 6.6.: D³ugœæ 50m i t = 70 C10 C = 60 C Przemieszczenie wynsi 36mm i minimalna d³ugœæ ramienia swbdneg L =3,6m. Wyd³u enie jest mniejsze d 50 mm, wiêc stsujemy tylk pduszki typu A. Ostatnie 15% d³ugœci ramienia swbdneg m e byæ bez pduszek (3,6x0,15 = 0.5m). Pduszki kmpensacyjne typu A nale y zastswaæ na d³ugœci 3,60,5=3,1 m ramienia swbdneg. Pduszki kmpensacyjne maj¹ 1 m d³ugœci i w praktyce stsuje siê pe³n¹ ich ilœæ,w tym przypadku 3 szt. Krótsze ramiê rurci¹gu równie przemieszcza siê i dlateg ptrzebujemy pduszek kmpensacyjnych p prstpad³ej strnie ³uku. M emy bliczyæ ilœæ ptrzebnych pduszek w ten sam spsób, jak dla d³u szeg dcinka Dla dcinków krótszych ni 10m wystarczaj¹c dk³adnym jest u ycie pduszek kmpensacyjnych typu A na d³ugœci bliczeniwej równej 30% ramienia swbdneg (0.3x3,6m1.0m), i umieszcznych prstpadle d jeg kierunku. A Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 25

26 1.0 m m L A m Rys. 23. Przyk³adwe teretyczne b³ enie pduszkami "L" Tradycyjna kmpensacja bez preheatingu Gdy stsujemy tradycyjn¹ kmpensacjê bez preheatingu przemieszczenia maj¹ miejsce tylk w jednym kierunku. Oznacza t, e pduszki kmpensacyjne typu A i B musz¹ byæ instalwane d strny wyd³u enia. Maksymalne strefy kmpensacyjne z pduszkami kmpensacyjnymi typu A i B dla Dz450mm. A A B A B ±50 mm ±100 mm ±150 mm Rys. 24. Strefy kmpensacyjne dla Dz450mm Uk³ady typu L" Uk³ad typu L" jest uk³adem kmpensacji naturalnej. L L 1 f te e ryczn t ylu brze czywisty p u tn sta k y³ te e ryczn t ylu brze czywisty p u tn sta k y³ L sw b ra. m. Rys. 25. Uk³ad typu L" L 1 26 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

27 Wymagania: L L 1 f (d³ugœæ tarciwa) Przyk³ad: Rurci¹g DN200/315 L 1 = 60m Przykrycie d si rury 0,9m Maksymalna zmiana temperatury jak ró nica temperatur pmiêdzy temperatur¹ pracy i temperatur¹ mnta u, t = 110 C. Sprawdzenie maksymalnej d³ugœci instalacyjnej 60m72m (L = 72m dla przykrycia wynsz¹ceg 0,9m) Obliczenie wyd³u enia termiczneg Wg nmgramu: L = 60m, 1 f t = 110 C L = 79mm Okreœlenie d³ugœci ramienia swbdneg Wg nmgramu: 79mm DN200 t=110 C L 60m 8m Rys. 26. Przyk³adwe wyznaczenie d³ugœci ramienia swbdneg dla "L" Pduszki kmpensacyjne Zgdnie z nmgramem dla Dz450mm stsujemy pduszki kmpensacyjne typu A i B. DN pduszka kmpensacyjna typu "A" i 1 typu "B" L 1 pduszka kmpensacyjna typu "A" 8,0 m 6,2 m Rys. 27. Przyk³ad wyznaczania ilœci pduszek kmpensacyjnych dla "L Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 27

28 Okreœlenie ilœci pduszek kmpensacyjnych typu A i B Pniewa p³aszcz s³nwy ma œrednicê mniejsz¹ ni 450mm, stsujemy pduszki kmpensacyjne typu A i B. Ostatnie 15% d³ugœci ramienia swbdneg m e byæ bez pduszek. M emy ustaliæ, e pduszka kmpensacyjna typu A jest wymagana dla d³ugœci swbdnych mniejszych ni 6,2m. Dla d³ugœci d 6,2m d 8,0m (licz¹c d kñca ramienia swbdneg, patrz rys. 28) ptrzebna jest pduszka kmpensacyjna typu A i pduszka kmpensacyjna typu B p zewnêtrznej strnie pduszki kmpensacyjnej typu A. W praktyce stsuje siê pe³ne d³ugœci pduszek zastsujemy tu 6 pduszek typu A raz dwie pduszki typu B. Rurci¹g d³ugœci 8,0m (ramiê swbdne) równie przemieszcza siê, i st¹d ptrzebujemy pduszek kmpensacyjnych typu A na dpwiednim prstpad³ym dcinku. M emy bliczyæ tak e ilœæ ptrzebnych pduszek kmpensacyjnych typu A w ten sam spsób, jak dla d³u szeg ramienia rurci¹gu. Dla ramin swbdnych krótszych ni 10m wystarczaj¹c dk³adnym jest u ycie pduszek kmpensacyjnych typu A na d³ugœci bliczeniwej równej 30% ramienia swbdneg (0,3x8,0m=2.4m), i umieszcznych prstpadle d jeg kierunku. 0,3 x L swb. ramienia L 1 6,2 m L sw b. a mie r n a i= 8,0 m L L 1 f 0.15 x Lswb. ramienia bez pduszek Rys. 28. Przyk³adwe teretyczne stswanie pduszek kmpensacyjnych dla uk³adu "L" Uk³ady typu Z Uk³ad typu Z" pracuje najlepiej, gdy d³ugœæi ramin L i L s¹ w przybli eniu takie same. 1 2 L sw b. a mie r n a i L +L 1 2 t e e rt czn y ylu b ze rczywist y L L 2 f p u t n kt sa y³ Rys. 29. Uk³ad typu Z 28 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

29 Wymagania: L1L f L L 2 f (d³ugœæ tarciwa) (d³ugœæ tarciwa) 0,25<L /L <4,0 1 2 Przyk³ad: Rurci¹g DN250/400 L 1 = 40m, L 2 = 60m Przykrycie d si rury 0,9m Maksymalna zmiana temperatury jak ró nica temperatur pmiêdzy temperatur¹ pracy i temperatur¹ mnta u, t = 110 C. Sprawdzenie maksymalnej d³ugœci instalacyjnej 40m i 60m s¹ krótsze ni d³ugœæ tarciwa wynsz¹ca 79m (L f = 79m dla przykrycia wynsz¹ceg 0,9m) Obliczenie wyd³u enia termiczneg Wg nmgramu: L 1 = 40m, t = 110 C L = 53mm ( nmgram 6.6) L 2 = 60m, t = 110 C L = 79mm ( nmgram 6.6) L + L = 100m, t = 110 C L = 132mm 1 2 Okreœlenie d³ugœci ramienia swbdneg Wg nmgramu: DN 250 t = 110 C 132 mm 9.4 m Z i U 100 m (L +L ) 1 2 Rys. 30. Przyk³ad kreœlenia d³ugœci ramienia swbdneg dla "Z" Pduszki kmpensacyjne Zgdnie z nmgramem dla Dz450 mm stsujemy pduszki kmpensacyjne typu A i B. Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 29

30 3 pduszki kmpensacyjne typu B DN mm 53 mm 2 pduszki kmpensacyjne typu B 1 pduszka kmpensacyjna typu B 7,2 m 5,9 m Z i U 8,2m 5,8m Rys. 31. Przyk³ad dbru ilœci pduszek dla "Z i "U" 0.3 x L swb. ramienia L 1 7,2 m 5,8 m 5,9 m L swb. ramienia =9.4 m L x L swb. ramienia Rys. 32. Przyk³adwe teretyczne b³ enie pduszkami kmpensacyjnymi dla uk³adu "Z" Uwaga Dla L swb. ramienia >10 m nale y krzystaæ z nmgramów przy wyznaczaniu przemieszczeñ dla L, raz przy dbrze pduszek. swb Kmpensatry typu U Uk³ad typu U" pracuje najlepiej, gdy d³ugœæi ramin L 1 i L 2 s¹ w przybli eniu takie same (L L ). 1 2 te e ryczn t ylu brze czywisty p u tn sta k y³ L sw b ra. mie n a i1 L sw b ra. mie n a i2 L L L L 1 f L x 2 f Rys. 33. Kmpensatr typu "U" 30 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

31 Wymagania: L1L f (d³ugœæ tarciwa) L2L f (d³ugœæ tarciwa) 0,5L L 1,0L (d³u sze ramiê swbdne spœród L lub L ) swb x swb. swb1 swb2 Jeœli L >L x Przyk³ad: swb uk³ad nale y rzpatrywaæ jak 2"Z". 0,25<L /L <2,0 Rurci¹g DN250/400 L 1 = 65m, L 2 = 75m Przykrycie d si rury 0,9m Zmiana temperatury = maksymalna ró nica temperatur pmiêdzy temperatur¹ pracy i temperatur¹ mnta u, t = 110 C. Sprawdzenie maksymalnej d³ugœci instalacyjnej 65m i 75m s¹ krótsze ni d³ugœæ tarciwa wynsz¹ca 79m (L f = 79m dla przykrycia wynsz¹ceg 0,9m dczytan z tab. 6.3) Obliczenie wyd³u enia termiczneg Wg nmgramu: L 1 = 65m, t = 110 C L = 86mm ( nmgram 6.6) L 2 = 75m, t = 110 C L = 99mm ( nmgram 6.6) L + L = 140m, t = 110 C L = 185mm 1 2 Okreœlenie d³ugœci ramienia swbdneg Wg nmgramu: 1 2 DN 250 t=110 C 99 mm 86 mm Z i U 8.2 m 7.8 m 65 m 75 m Rys. 34. Przyk³ad kreœlenia wysiêgu kmpensatra "U" Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 31

32 Pduszki kmpensacyjne 3 pduszki kmpensacyjne typu B DN pduszki kmpensacyjne typu B 1 pduszka kmpensacyjna typu B Z i U 5,8 m Rys. 35. Wyznaczenie ilœci pduszek kmpensacyjnych dla kmpensatra "U" pduszki kmpensacyjne typu B 0,3 x L swb. ramienia 2 0,3 x L swb. ramienia 1 L swb. ramienia 1 = 7,8 m 0,2 x L x 0,2 x L x 5,8 m L swb. ramienia 2 = 8,2 m L x 4,1 m... 8,2 m Rys. 36. Przyk³adwe teretyczne b³ enie pduszkami kmpensacyjnymi kmpensatra typu "U" Uwagi: 1. Przy dbrze kmpensatra U" (d³ugœci L swb) wybieramy wiêksze spœród L 1 i L2 2. W praktyce stsuje siê pe³ne d³ugœci pduszek (rys. 36) Kmpensacja naturalna uk³adu rurci¹gu (swbdnymi raminami) Minimalne wymagane ramina swbdne kreœlamy przy u yciu nmgramu 6.6. Rurci¹g dzielimy na nastêpuj¹ce elementy: dcinki prste kmpensatry L", Z" i U" kszta³twe Wyznaczamy teretyczne punkty sta³e i prjektujemy rzeczywiste punkty sta³e. Wyznaczenie teretycznych punktów sta³ych plega na znalezieniu miejsca, w którym rura nie przemieszcza siê pd wp³ywem zmian temperatury, przy swbdnych raminach kmpensacyjnych na kñcach daneg dcinka. 32 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

33 pzrny punkt sta³y A Lkszta³t B Zkszta³t rzeczywisty punkt sta³y rzeczywisty punkt sta³y pzrny punkt sta³y Ukszta³t Rys. 37. Wyznaczenie punktów sta³ych dla typweg uk³adu sieci pzrny punkt sta³y H 1 H2 1 2 X L Rys. 38. Wyznaczenie punktu sta³eg w przypadku zró nicwaneg nazimu Jeœli przykrycie zmienia siê liniw, p³ enie teretyczneg punktu sta³eg jest bliczane wg zale nœci: 2 H H H X ( 1 2 ) L [ m] dla H1H2 2( H H ) 1 2 X dleg³œæ d punktu 1 d pzrneg punktu sta³eg [m] H1 przykrycie w punkcie 1 (d si rurci¹gu) [m] H2 przykrycie w punkcie 2 (d si rurci¹gu) [m] L d³ugœæ rury [m] Odleg³œci d rzeczywisteg i teretyczneg punktu sta³eg d punktu kmpensacji s¹ bliczane i sprawdzane tak, aby by³y ne mniejsze ni maksymalne d³ugœci instalacyjne Kmpensacja ³ukami k¹cie mniejszym ni 90 Je eli ramiê swbdne jest pd k¹tem d 60 d 90 w stsunku d si rurci¹gu g³ówneg, t d³ugœæ ramienia musi byæ zwiêkszna prprcjnalnie d wspó³czynnika 1/sin. K¹ty mniejsze d 60 nie s¹ zalecane jak uk³ady kmpensacyjne. uki mniejsze lub równe 30 i za³amania s¹ traktwane jak dcinki prstliniwe ze zredukwan¹ d³ugœci¹ tarciw¹ L. f Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 33

34 Specjalne przypadki dla ³uków Dla k¹tów pmiêdzy 45 i 60 wskazane jest stswanie nastêpuj¹cych rzwi¹zañ: u ycie dwu punktów sta³ych pduszki kmpensacyjne rzeczywisty punkt sta³y maksymalnie 12 m maksymalnie 12 m rzeczywisty punkt sta³y Rys. 39. Za³amanie rurci¹gu pd k¹tem u ycie niesymetryczneg U" kszta³tu teretyczny lub rzeczywisty punkt sta³y teretyczny lub rzeczywisty punkt sta³y Rys. 40. Spsób rzwi¹zania za³amania rurci¹gu pd k¹tem zastswanie niesymetryczneg "U u ycie niesymetryczneg "Z" kszta³tu teretyczny lub rzeczywisty punkt sta³y teretyczny lub rzeczywisty punkt sta³y Rys. 41. Spsób rzwi¹zania za³amania rurci¹gu pd k¹tem zastswanie niesymetryczneg "Z" 34 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

35 Specjalne przypadki dla za³amañ Dla k¹tów pmiêdzy 30 i 45 wskazane jest stswanie pni szeg rzwi¹zania: pdzielenie ³uku na kilka mniejszych 2 2 Rys. 42. Zast¹pienie za³amania rurci¹gu pd k¹tem <45 na kilka mniejszych Maksymalne za³amania dla p³¹czeñ rur stalwych tej samej grubœci œcianek Maksymalne zmiany k¹tów s¹ bliczane dla spawanych rur stalwych standardwych wg PN80/H Tabela 6. Maksymalne zmiany k¹tów Œrednica nminalna Maksymalny k¹t DN DN DN DN DN Pdczas spawania rur jest zalecane spe³niaæ pni sze wymagania. Maksymalna dpuszczalna dchy³ka niewspó³siwœci kñcówek d spawania. s H H (mm) grubœæ œcianki s (mm) Rys. 43. Dpuszczalne dchy³ki niewspó³siwœci kñcówek d spawania Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 35

36 Odga³êzienia W celu zabezpieczenia dga³êzienia przed uszkdzeniami spwdwanymi przemieszczeniami cieplnymi rurci¹gu g³ówneg, rurci¹gi dga³êÿne pwinny mieæ m liwœæ przemieszczania wraz z rurci¹giem g³ównym rurci¹g dga³êÿny ptrzebuje swbdneg ramienia. Minimalna wymagana d³ugœæ swbdneg ramienia m e byæ kreœlna za pmc¹ nmgramu 6.6: Przyk³ad: Œrednica rury stalwej dga³êÿnej Œrednica rury s³nwej Temperatura mnta u Maksymalna temperatura D³ugœæ rurci¹gu DN mm 15 C 125 C L 1=40m, L =70m 2 L 2 A L 1 Rys. 44. Wyznaczenie stref kmpensacyjnych w przypadku dga³êzienia Wyd³u enie termiczne w punkcie A wynsi 52mm (L 1=40m, t=110 C) swbdne ramiê wynsi 7,2m. W rurze dga³êÿnej d³ugœæ swbdneg ramienia jest mn na przez wspó³czynnik bezpieczeñstwa 1,25 ze wzglêdu na spsób bci¹ eñ. rzeczywiste swbdne ramiê wynsi 9.0m (7,2x1,25). Pniewa zewnêtrzna œrednica rury s³nwej jest mniejsza d 450mm zastswane s¹ pduszki kmpensacyjne typu A. Nmgram pkazuje, e jedna warstwa pduszek kmpensacyjnych jest wystarczaj¹ca. Ostatnie15% strefy m e byæ bez pduszek (15%x9,0m) = 1,4m. Uwagi: 1. Pduszki kmpensacyjne (tylk typu B) uk³adane s¹ równie p drugiej strnie dga³êzienia (na rurci¹gu g³ównym), jeœli œrednica dga³êzienia jest równa lub niewiele mniejsza d rurci¹gu g³ówneg. 2. Pdczas preheatingu ( pdgrzewu wstêpneg) rurci¹gu, pduszki kmpensacyjne s¹ mntwane p bydwu strnach dga³êzienia 3. W praktyce stsuje siê pe³ne d³ugœci pduszek 36 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

37 Spsby prjektwania dga³êzieñ: a. max. 24 m (2 elementy) b. max. 12 m (1 element) c. L L sw b. a mie r n a i L 0,3 Lsw b. r a mie n a i Rys. 45. Prjektwanie dga³êzieñ Uk³ady z kmpensatrami mieszkwymi Kmpensacjê wyd³u eñ dcinków prstych rurci¹gu wyknaæ m na przy u yciu preizlwanych kmpensatrów mieszkwych. Mntuje siê je zwykle w œrdku kmpenswaneg rurci¹gu zachwuj¹c dcinki prste przed i za kmpensatrem d³ugœci minimum 12m. Kmpensatry w stanie rzci¹gniêtym wspawuje siê w zimny rurci¹g. L f L a 2 L a m a mx a x L a a mx L f Rys. 46. Spsób instalwania kmpensatrów mieszkwych Skrygwana pdwójna d³ugœæ instalacyjna rurciagu 2L amax, w œrdku której mntuje siê kmpensatr, zale y d zdlnœci kmpensacyjnej kmpensatra mieszkweg. D³ugœæ L nie m e byæ jednak wiêksza d d³ugœci tarciwej L. amax f Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 37

38 Maksymalna d³ugœæ instalacyjna rurci¹gu z wbudwanym kmpensatrem mieszkwym ulega skróceniu z uwagi na si³ê d kmpensatra: dp A Fk L a max F [m] Lamax skrygwana d³ugœæ instalacyjna [m] dp naprê enia dpuszczalne, 150MPa [MPa] A pwierzchnia przekrju pprzeczneg rury stalwej 2 [mm ] Fk si³a wypadkwa d kmpensatra mieszkweg [N] F jednstkwa si³a tarcia [N/m] Si³a d kmpensatrów mieszkwych: Fk Fp Fth p AB CA l [N] gdzie: F F p p A th B CA l si³a rzci¹gaj¹ca mieszek, pchdz¹ca d ciœnienia wewnêtrzneg (z tytu³u rzciêcia" przekrju) [N] si³a pru przy œciskaniu mieszka, pwstaje pdczas rzszerzania termiczneg rurci¹gu ddaje siê wiêc d reakcji F p [N] ciœnienie rbcze czynnika [MPa] pwierzchnia ca³kwita kmpensatra (pwierzchnia przekrju wewnêtrzneg rury + pwierzchnia czynna mieszka) 2 [mm ] sta³a sprê ystœci [N/mm] wyd³u enie dcinka [mm] Si³a Fk uwzglêdnia si³ê parcia wdy w rurci¹gu, dlateg nie ptrzeba jej pwtórnie uwzglêdniaæ d bci¹ eñ punktu sta³eg: 2 Fp p Dw 4 D w œrednica wewnêtrzna rury stalwej [mm] Punkty sta³e B A C Rys. 47. Wymiary blku betnweg punktu sta³eg 38 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

39 Tabela 8. Wymiary punktów sta³ych rury ze szwem rury bez szwu d s F ca³k A B C [mm] [kn] [m] [m] [m] 26.9x x x x x x x x x x x x x d s F ca³k A B C [mm] [kn] [m] [m] [m] 26.9x x x x x x x x x x x x x rury grubœcienne bez szwu (dla wzm nej krzji) d s F ca³k A B C [mm] [kn] [m] [m] [m] Dla rurci¹gów DN>300 punkty sta³e prjektwaæ indywidualnie. Wszystkie blki betnwe zsta³y bliczne przy uwzglêdnieniu nastepuj¹cych parametrów: Ciœnienie wewnêtrzne w rurci¹gu zasilaj¹cym i pwrtnym 16 [bar] Nazim d si rurci¹gu 0,8 [m] Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 39

40 2 Naprê enia œciskaj¹ce gruntu 150 [kn/m ] Wspó³czynnik tarcia pmiêdzy gruntem i betnem 0,8 [] Wzglêdne przemieszczenie blku betnweg 2% 2 Si³a pwierzchniwa na blk betnwy 25 [MN/m ] Blk jest bci¹ ny rurci¹giem zasilaj¹cym i pwrtnym na d³ugœciach równych d³ugœcim tarciwym. Tabela 9. Wymiary blku betnweg i zbrjenia Minimalna warstwa betnu z dwu strn pierœcienia stalweg: Zakres œrednic M inimalna warstwa betnu DN20 DN40 200m m DN50 DN m m DN150 DN m m DN20 DN40 8m m Zbrje nie be tnu DN50 DN125 12m m DN150 DN300 20m m Minimalna grubœæ warstwy betnu pkrywaj¹cej zbrjenie d pwierzchni zewnêtrznej wynsi 35mm. Uwaga Betn musi byæ w³aœciwie zwi¹zany zanim blk betnwy zstanie pddany dzia³aniu si³. A 100mm B 100mm C 100mm Rys. 48. Wymiary zbrjenia Gdy jest inne przykrycie i d³ugœc rurci¹gu ni d³ugœci tarciwe zaleca siê zmieniæ wymiary blku betnweg. Okreœlenie wymiarów blku betnweg dla innej ni bliczeniwa d³ugœci rurci¹gu. L 1 A L 2 Rys. 49. Przyk³ad usytuwania punktu sta³eg 40 Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

41 L L L L 1 2 f r L 2 1 L2 L L f [%] d³ugœæ rury z lewej strny blku betnweg [m] d³ugœæ rury z prawej strny blku betnweg [m] d³ugœci tarciwe w zale nœci d nazimu [m] Stsuj¹c wspó³czynnik r m emy zmieniæ wyskœæ (=C) lub szerkœæ (=B) B ' r B 100 [m] lub B' B C' C C ' r C 100 [m] nwa szerkœæ blku [m] szerkœæ blku z tabeli 7 [m] nwa wyskœæ blku [m] wyskœæ blku z tabeli 7 [m] H C B Rys. 50. Wymiary blku betnweg Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 41

42 6. Tabele 6.1. TABELA 1. D UGOŒCI INSTALACYJNE I SI Y TARCIA, WERSJA GRUBOŒCIENNA SPEC Warszawa, Izlacja I klasy Gêstœæ gruntu 1800 kg/m Wspó³czynnik tarcia =0.4 Naprê enia dpuszczalne 150MPa 3 RURA PREIZOLOWANA H=0,6m H=0,7m H=0,8m H=0,9m H=1,0m H=1,2m H=1,4m DN d z*s D z*g Aef F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf [mm] [mm] [mm] [mm 2 ] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

43 6.2. TABELA 2. D UGOŒCI INSTALACYJNE I SI Y TARCIA, Rury stalwe bez szwu, Izlacja I klasy 3 Gêstœæ gruntu 1800 kg/m Wspó³czynnik tarcia =0.4 Naprê enia dpuszczalne 150MPa H=1,4m RURA PREIZOLOWANA H=0,6m H=0,7m H=0,8m H=0,9m H=1,0m H=1,2m 1 DN d z*s D z*g Aef F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf [mm] [mm] [mm] [mm 2 ] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Finpl Rhr Pradnik Prjektanta grubœæ œcianki m e zmieniaæ siê zgdnie z nrm¹ 1 43

44 6.3. TABELA 3. D UGOŒCI INSTALACYJNE I SI Y TARCIA, Rury stalwe ze szwem, Izlacja I klasy Gêstœæ gruntu 1800 kg/m Wspó³czynnik tarcia =0.4 Naprê enia dpuszczalne 150MPa 3 RURA PREIZOLOWANA H=0,6m H=0,7m H=0,8m H=0,9m H=1,0m H=1,2m H=1,4m DN d z*s Dz Aef F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf [mm] [mm] [mm] [mm 2 ] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x Finpl Rhr Pradnik Prjektanta

45 6.4. TABELA 4. D UGOŒCI INSTALACYJNE I SI Y TARCIA, Izlacja II klasy 3 Gêstœæ gruntu 1800 kg/m Wspó³czynnik tarcia =0.4 Naprê enia dpuszczalne 150MPa RURA PREIZOLOWANA H=0,6m H=0,7m H=0,8m H=0,9m H=1,0m H=1,2m H=1,4m DN d z*s Dz Aef F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf F Lf [mm] [mm] [mm] [mm 2 ] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] [N/m] [m] x x x x x x x x x x x x Finpl Rhr Pradnik Prjektanta 45