kotle, tlakové nádoby, potrubí a nízkotlaké kotelny
[Tisk] [Poslat e-mailem] [Hledat v článcích] Určení zkušebního tlaku pro plastová průmyslová potrubí Datum: 21.11.2011Autor: Václav Pekař, Tractebel Engineering a.s. Pardubice, vaclav.pekar@gdfsuez.com Potrubí je zařízení skládající se převážně z trubek, obvykle kruhového průřezu, které slouží k dopravě plynů, par, kapalin, pevných sypkých látek a směsí těchto látek (souhrnně tekutin). Plasty jsou chemicky velmi odolné materiály, které zároveň zachovávají potřebnou čistotu media. Potrubí z plastů má též malé tlakové ztráty při průtoku tekutiny. Tlak na použití plastových potrubí je veliký a po vyřešení určitých problémů, je čeká velké rozšíření. Jedním z těchto problémů je určení zkušebního tlaku. Mechanické vlastnosti plastů
Materiálové konstanty plastů dle platných norem
 Na obrázku jsou srovnávací napětí pro PE-100. Stejný graf je uveden v ČSN EN ISO 15494
Obvodové napětí Tlakovou zkouškou se kontroluje především obvodové napětí. Tlaková zkouška je z hlediska celkové doby provozu potrubí zkouška krátkodobá. Pro výpočet obvodového membránového napětí lze tady použít klasického vzorce. Tj. stejného jako pro potrubí kovová. Má tvar  kde PS nejvyšší dovolený tlak potrubního svařence v barech (dle PED) Ds je střední průměr trubky Smin je minimální tloušťka stěny potrubí Rozměrové řady plastových trubek dle ČSN EN ISO 15493 a ČSN EN ISO 15494 Průmyslová potrubí z plastů mají i řadu specifik, které se při výpočtu a návrhu uložení musí respektovat. Jako základní fakt musíme brát specifické rozměry trubek z plastů a jejich řady. Tyto jsou dány následujícími vztahy: Řada trubek S je bezrozměrné číslo dané vztahem  kde dn je jmenovitý vnější průměr trubky sn je jmenovitá tloušťka stěny potrubí Existují tyto řady trubek: S20, S16, S12,5, S8,3, S8, S5, S3,2, S2,5. Standardní rozměrový poměr SDR(Standard Dimension Ratio) je bezrozměrné číslo dané vztahem:  Existují například tyto standardní rozměrové poměry: SDR41, SDR33, SDR26, SDR17,6, SDR17, SDR11, SDR7,4, SDR6. Dolní mez pevnosti (v normách je také udáván nepřesně přeložený výraz spolehlivost) je 97,5% dlouhodobé srovnávací pevnosti potrubí při dané teplotě a čase. Minimální požadovaná pevnost MRS (Minimum Required Strength) je zaokrouhlená Dolní mez pevnosti σLCL při teplotě 20 °C a době 50 let. Celkový koeficient C má hodnotu větší než 1 a zohledňuje ostatní provozní i konstrukční podmínky. Jmenovitý tlak PN je označení používané k referenčním účelům se závislostí na mechanických vlastnostech Jednotlivá PN jsou od výrobce určena pro teplotu 20°C a životnost 50 let. Protože u průmyslových potrubí bývají obě hodnoty různé, nemá pro nás PN žádnou informační hodnotu.Vypočítá se takto:  kde sigmas je MRS/C Zkušební tlak při tlakové zkoušce - citace z PED Výpočet zkušebního tlaku se provádí podle NV26/2003Sb., Přílohy č.1 Základní ustanovení, kapitola 7.4. Hydraulický zkušební tlak. Dle této směrnice platí, (ve směrnici je však uvedené napsáno slovně): Zkušební tlak nesmí být menší než větší ze dvou hodnot určených následovně: nebo Kde F dovolené namáhání pro konstrukční podmínky při nejvyšší dovolené teplotě TSFtest dovolené namáhání pro konstrukční podmínky při zkušební teplotě. PS nejvyšší dovolený tlak v barech Ptest zkušební tlak v barech Odvození dovoleného namáhání Dovolené namáhání pro konstrukční podmínky při nejvyšší dovolené teplotě TS. Je nemožné toto napětí odvozovat z pevnosti MRC, protože jak je již uvedeno, je toto odvozeno pro teplotu 20 °C a životnost 50 let. Průmyslová potrubí mají obvyklou životnost 20 až 30 let a teplota média je jakákoli jiná než 20°C. Proto musíme nejprve odečíst srovnávací napětí pro danou teplotu a životnost z patřičného diagramu uvedeného v dříve citované normě a jejíž vzor je obr.č.1 a z toho odvodit dolní mez pevnosti σLCL pro danou teplotu a životnost. A výsledek dále vydělit hodnotou celkového koeficientu C. Dovolené namáhání pro konstrukční podmínky při zkušební teplotě. Proto musíme nejprve odečíst srovnávací napětí pro teplotu 20°C a pro životnost stejnou jako v předchozím případě a stejným způsobem jako v předchozím případě, z toho odvodit dolní mez pevnosti σLCL pro danou teplotu a životnost. A výsledek dále vydělit hodnotou celkového koeficientu C. Závěr - Výpočet zkušebního tlaku pro plastová průmyslová potrubí Je nutno vypočítat zkušební tlak podle PED a potom zkontrolovat, zda tímto tlakem není překročeno 95% meze kluzu plastu v tahu, a to při 20°C. Jedná se o mez kluzu získanou při krátkodobé trhací zkoušce. Jestliže překročená je, je nutno zkušební tlak omezit na hodnotu dále: Zkušební tlak PT se určuje podle následující rovnice:  Kde PT, Ptest zkušební tlak v barech Ds je střední průměr trubky smin je minimální tloušťka stěny potrubí I uvedené je v souladu se směrnicí PED, neboť platí, že zkušební tlak musí být pro každou součást tlakového zařízení omezen na takovou úroveň, že nevyvine napětí vyšší než je 95% meze kluzu. Je to ustanovení které se využívá, když se tlakové zařízení skládá z více druhů materiálů. Použitá literatura:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
