Forțe de presiune

Timp de citire: 3 minute

Toate conductele aflate sub presiune sunt supuse unor forțe longitudinale, care tind să separe componentele conductei.

Forțele de presiune longitudinale care acționează asupra unui capăt deschis:

Să luăm în considerare cazul în care presiunea acționează asupra unui capăt liber situat în aval de o cuplare flexibilă. Forța (F) necesară pentru a împiedica separarea conductelor este dată de: –

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

Unde d = diametrul exterior al conductei
p = presiunea internă.

Exemplu:

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

Atunci F =

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

Este important să se înțeleagă amploarea forțelor de împingere la capete care pot rezulta din presiunea internă dintr-o conductă. Aceste forțe longitudinale sunt deosebit de importante în cazul conductelor cu îmbinări flexibile, cum ar fi cele îmbinate cu produsele flexibile Viking Johnson (de exemplu, Dedicated, QuickFit, MaxiFit și MegaFit). Proiectantul conductei trebuie să ia în considerare cu atenție nu numai amploarea acestor forțe, ci și mijloacele de a le contracara, pentru a preveni defectarea conductei.

Forțele de împingere vor apărea la toate schimbările de direcție, de exemplu la coturi, racorduri în T etc., precum și la capetele închise, supape și reductoare. Dacă aceste forțe de împingere nu sunt contracarate local, în punctul în care apar, componentele conductelor se pot deplasa sub acțiunea sarcinii, ceea ce poate duce la defectarea acestora.

Forțele de presiune longitudinale care acționează asupra unei coturi:

La nivelul unei coturi, acționează o forță (R) care tinde să împingă cotul spre exterior, fiind necesară o fixare suficientă pentru a rezista forței rezultante (R).

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

unde d = diametrul exterior al conductei
p = presiunea internă

și ø = unghiul cotului

NOTĂ: Se poate utiliza orice sistem de unități de măsură coerent.

Într-un sistem îngropat, se poate utiliza un bloc de împingere pentru a contracara forța (R).

Bloc de împingere din beton pentru a rezista la forțele exercitate la o cotitură și pentru a preveni smulgerea conductei din cuplajele flexibile A:

Utilizarea cuplajelor fixate B la o cotă pentru a transfera forța F în conducta dreaptă, eliminând necesitatea unui bloc de împingere:

Ca alternativă la utilizarea unui bloc de reacție, cuplajele flexibile „A” pot fi înlocuite cu fitinguri de fixare „B”, care vor transfera forța „F” de la cot către secțiunea dreaptă a conductei. Atâta timp cât lungimile drepte ale conductelor sau racordurile etc. din aceste secțiuni pot suporta forța „F”, blocul de împingere poate fi omis.

Chiar și conductele cu diametru mic se pot desprinde din cuplaje la presiuni moderate, dacă nu se asigură o fixare externă adecvată, în special în cazul în care sistemul de conducte este supus fluctuațiilor de temperatură sau de presiune, vibrațiilor sau sarcinilor externe.

În cazul conductelor de suprafață sau aeriene, este, în general, necesar să se țină seama pe deplin de forțele de împingere generate de presiunile interne și să se contracareze acestea cu ajutorul blocurilor de împingere, ancorajelor sau barelor de legătură.

NOTĂ: Cuplajele flexibile și cuplajele reductoare/etajate Viking Johnson nu rezistă la sarcini de împingere longitudinale, iar conducta se va desprinde dacă sarcinile nu sunt reținute prin alte mijloace

Timp de citire: 3 minute

Filtru