Drukkrachten

Leestijd: 3 min

Alle onder druk staande pijpleidingen staan bloot aan lengtekrachten, die de neiging hebben om de onderdelen van de pijpleiding uit elkaar te trekken.

Longitudinale drukkrachten die op een blind uiteinde inwerken:

Neem bijvoorbeeld het geval waarin druk wordt uitgeoefend op een blind uiteinde stroomafwaarts van een flexibele koppeling. De kracht (F) die nodig is om te voorkomen dat de leidingen uit elkaar vallen, wordt gegeven door: –

F = \frac{p\,\pi\,d^{2}}{4}

Waarbij d = buitendiameter van de leiding
p = de inwendige druk.

Voorbeeld:

d = 508 mm buitendiameter.
p = 16 bar = 1,6^N/mm²

Dan is F =

F = \frac{1.6 \times \pi \times 508^{2}}{4} = 324293\ \text{N} = 324.3\ \text{kN} = 33.07\ \text{tonnes}

Het is belangrijk om inzicht te hebben in de omvang van de eindstuwkrachten die kunnen voortvloeien uit de inwendige druk in een pijpleiding. Deze longitudinale krachten zijn met name van belang bij pijpleidingen met flexibele verbindingen, zoals die welke zijn verbonden met flexibele producten van Viking Johnson (bijv. Dedicated, QuickFit, MaxiFit en MegaFit). De ontwerper van de pijpleiding moet niet alleen zorgvuldig rekening houden met de grootte van deze krachten, maar ook met de manier waarop deze kunnen worden opgevangen om defecten aan de pijpleiding te voorkomen.

Bij elke richtingsverandering, bijvoorbeeld bij bochten, T-stukken enz., en bij blinde uiteinden, afsluiters en verloopstukken, ontstaan er drukkrachten. Tenzij deze drukkrachten plaatselijk worden opgevangen op het punt waar ze ontstaan, kunnen leidingonderdelen onder de belasting gaan verschuiven, wat tot defecten kan leiden.

Longitudinale drukkrachten die op een bocht inwerken:

Bij een bocht werkt er een kracht (R) die de bocht naar buiten probeert te duwen; er moet voldoende verankering zijn om de resulterende kracht (R) te weerstaan.

R = \frac{p\,\pi\,d^{2}}{2}\sin\frac{\text{ø}}{2}

waarbij d = buitendiameter van de leiding
p = inwendige druk

en ø = hoek van de bocht

OPMERKING: Elke consistente eenhedenreeks is geschikt.

In een ondergronds systeem kan een drukblok worden gebruikt om kracht (R) tegen te gaan.

Betonnen drukblok om krachten bij een bocht op te vangen en te voorkomen dat de leiding uit de flexibele koppelingen wordt getrokken A:

Gebruik van geklemde koppelingen B bij een bocht om kracht F over te brengen naar het rechte leidinggedeelte, waardoor een drukblok overbodig wordt:

Als alternatief voor het gebruik van een drukblok kunnen flexibele koppelingen “A” worden vervangen door vaste fittingen “B”, die de kracht “F” van de bocht naar het rechte leidinggedeelte overbrengen. Zolang de rechte leidingdelen of hulpstukken enz. in deze secties de kracht „F“ kunnen opvangen, kan het drukblok worden weggelaten.

Zelfs leidingen met een kleine diameter kunnen bij matige druk uit koppelingen losraken, tenzij er voor een goede externe bevestiging wordt gezorgd, vooral als het leidingsysteem wordt blootgesteld aan temperatuur- of drukschommelingen, trillingen of externe belastingen.

Bij bovengrondse pijpleidingen is het doorgaans noodzakelijk om volledig rekening te houden met de stuwkrachten die door inwendige drukken worden veroorzaakt en deze te beperken met stuwkrachtblokken, verankeringen of trekstangen.

OPMERKING: De flexibele koppelingen en verloop-/trapsgewijze koppelingen van Viking Johnson zijn niet bestand tegen longitudinale stuwkrachten, en er zal uittrekking van de buis plaatsvinden tenzij de krachten op een andere manier worden opgevangen

Leestijd: 3 min

Filter