Autor: AS

Co do zasady należy utrzymywać największą możliwą elastyczność rurociągu więc spawanie punktu stałego do podpory jest blokowaniem wszystkich 6 stopni swobody i w konsekwencji całkowitą utratą elastyczności systemu w tym punkcie.  Aby sprawdzić taka tezę wykonałem symulację dla dwóch rodzajów blokady osiowego przesuwu rurociągu: blachy funkcji Line Stop (poniżej) oraz zwykłe spawanie podpory do belki spoiną pachwinową inaczej zwane funkcją ANC. W obu przypadkach warunki brzegowe obciążenia i utwierdzenia były te same: przesuniecie rurociągu osiowo 2 mm, wszystkie stopnie swobody obu końców belki były utwierdzone. Szczelina funkcji LS wynosiła 1 mm czyli dokładnie połowę wartości przesunięcia osiowego. Współczynnik tarcia wynosi 0.3. Ładnie wyszły wykresy dla funkcji LS, na których widać, że wszystkie wartości rozpoczęły wzrost dokładnie w połowie czasu symulacji czyli wtedy, gdy blacha stopy LS dotknęła powierzchni bocznej belki. Dla funkcji ANC (anchor) wszystkie wartości wzrastają od samego początku ruchu rurociągu. Wszystko to ładnie widać dopiero na filmie.  Okazało się, że: Energia potencjalna w systemie spawanym z funkcją ANC jest 12-krotnie większa...

Na pierwszym szkicu pokazano rurociąg w stanie zbilansowanym. Na każdy element rurociągu działa ciśnienie wewnętrzne. Siły na podporach są zbilansowane ponieważ rurociąg się nie porusza. Na drugim szkicu pokazano ten sam rurociąg myślowo przecięty w połowie. Z chwilą przecięcia jego (ale z zachowaniem ciśnienia wewnętrznego) automatycznie pojawia się siła na dennicę o wartości iloczynu pola przekroju rurociągu i ciśnienia wewnętrznego. To właśnie jest siłą od ciśnienia. Siłą ta od razu jest przenoszona na podpory, tak aby rurociąg pozostawał dalej w bezruchu. Będąc wewnątrz rurociągu, który jest w stanie zbalansowanym widzielibyśmy wnętrze prawej (lub lewej) dennicy, na który działa siła T2 opisana wzorem z poprzedniego slajdu. Widzielibyśmy też ostatni splot kompensatora zaznaczony małym prostokątem. T1 jest siłą osiową w ściance rurociągu. Jest ona opisana wzorem, w którym Aeff jest powierzchnią efektywną mieszka (zewnętrzna średnica splotu mieszka), a Ai jest powierzchnią wnętrza rury. Na dwa punkty stale działa siła T3. Ponieważ rurociąg nie porusza się, to program musi umieścić siłę T4 na obu końcach kompensatora. W...

Współczynniki SIF dotyczą każdego elementu innego niż rura w tym także kołnierzy. Charakterystyka zmęczeniowa różnych typów kołnierzy stalowych poddawanych powtarzającym się odkształceniom zginającym została zwrócona na uwagę w badaniach przeprowadzonych w temperaturze atmosferycznej przez Markla (Markl A.R.C. Fatigue tests of piping components. Washington : ASME, 1952.). Używając maszyny do badań zmęczeniowych o stałym przemieszczeniu, na rurze o standardowej masie i średnicy DN 100 (4’) i grubości ścianki 0,080 cala z kołnierzami RF o wytrzymałości 300 funtów, uszkodzenie zmęczeniowe występowało prawie zawsze w trzech właściwych rurach w sąsiedztwie mocowania kołnierza, gdzie występuje wyraźna zmiana konturu. Uszkodzenie nie występowało natomiast w kołnierzu lub śrubach. Przeprowadzono kilka testów przy ciśnieniu wewnętrznym 600 psi/4.14 MPa. W testach tych wycieki zaobserwowano na długo przed awarią jedynie w przypadku połączeń gwintowych. Nie zaobserwowano wycieku uszczelki, gdy śruby dokręcono wstępnie ciśnieniem 40 ksi / 275 MPa, chociaż stwierdzono je po dokręceniu zaledwie 20 ksi / 137 MPa. Wykresy N-S wszystkich badanych typów kołnierzy przedstawiono za pomocą linii prostych...

Tego typu zmęczenie jest zjawiskiem, który należy brać pod uwagę także w rurociągach, choć najczęściej jest ono kojarzone z techniką lotniczą. Dotyczy ono przed wszystkim rurociągów procesowych o dużych średnicach większych niż 250 o bardzo dużej prędkości przepływu medium. Spadek ciśnienia na oporach miejscowych są proporcjonalne do kwadratu prędkości, wiec przy dużych prędkościach pojawia się w związku z ich istnieniem także bardzo duży hałas wysokich częstotliwości dochodzący. Przekłada się on na wibracje obwodowe o niewielkiej amplitudzie, ale wysokiej częstotliwości. W konsekwencji wystąpienia tego zjawiska (ang. Acoustically Inducted Vibration AIV) szybko zostaje wyczerpany zapas zmęczeniowy materiału rurociągu. Najbardziej narażone są rurociągi flar, zaworów bezpieczeństwa turbokompresorów, miejsca lokalizacji zwężeń przekroju takie jak grzybki zaworów regulacyjnych, spawane elementy rurociągu takie jak trójniki, weldolety i podpory. W latach 80 XX wieku Carrucci i Muller zaproponowali metodę oceny podatności rurociągów na zmęczenie typu AIV, która doczekała się bogatej literatury . Jednym z głównych elementów jest wykres (ważny tylko dla konkretnego typu stali) oszacowujący zakres bezpiecznej pracy...

Koszty prac ziemnych przy montażu sieci kanalizacji są od pewnej głębokości kluczowym kosztem. Dlatego stosuje się, szczególnie na płaskich terenach, kanalizację ciśnieniową. Cienkie rurki, małe pompownie ale dość często powodują, że nie zagłębiamy kanalizacji poniżej około 2 do 2.5 m. Typowy koszt prac ziemnych wynosi od 50 do 150 USD. Podział kosztów wykopów ZIEMNYCH wygląda, jak poniżej: Poniżej jest kilka zdjęć z budowy kanalizacji GRAWITACYJNEJ w terenie SKALISTYM. Nie ma tu prawie prac ziemnych ale nieustanne kucie skały. W najgłębszym miejscu, do którego miałem dostęp głębokość posadowienia rurociągu sieci kanalizacji wynosiła około 4 m !!! Teren jest lekko pofałdowany. Coż, jak bym tak nigdy nie zaprojektował. Dziwne ... Sieci układane są z rurociągów PVC 160. Może to wynikać z faktu, że w tym kraju generalnie nie wrzuca się do sedesu użytego papieru toaletowego ale gromadzi się go w koszach w łazienkach. Ten brak ogromnego strumienia celulozy znakomicie ułatwia pracę oczyszczalni ale to wielce dyskusyjne założenie, że wszyscy, również turyści będą się stosować. Rury kanalizacyjne...