KUNSTSTOF DRUKLEIDINGEN. voor vloeistoftransport

KUNSTSTOF DRUKLEIDINGEN voor vloeistoftransport

8

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.1

MATERIAALKEUZE

1 1.1

Inleiding

In de wereld van de kunststofdrukleidingen worden volgende materialen veel gebruikt, elk in hun specifieke domein: PVC, PVC-C, HDPE, PP, PP-S, PP-SEL, PVDF, ECTFE en ABS. Wij zullen elk van deze kunststoffen grondig bespreken, alsook hun specifieke toepassingen. Een vergelijking van de fysische eigenschappen laat ons toe reeds een eerste selectie te maken. Hierbij dient opgemerkt te worden dat de mechanische eigenschappen van kunststoffen van enkele belangrijke faktoren afhankelijk zijn: - de temperatuursbestendigheid - de tijdsduur van de belasting, omwille van de kruipeigenschappen - de drukbestendigheid - de weerstand tegen de inwerking van een agressief medium en/of omgeving (afvalwater, chemicaliën,...) Aangezien deze 4 eigenschappen onderling van elkaar afhankelijk zijn, is steeds voorzichtigheid geboden bij het beoordelen van de beschikbare technische gegevens i.v.m. deze eigenschappen. Naast deze basiscriteria kunnen nog andere faktoren van belang zijn, zoals o.a.: - weersbestendigheid - bestendigheid tegen energierijke straling - voedingsgeschiktheid - brandweerstand - elektrostatische oplading - slijtvastheid - gasdoorlaatbaarheid - veiligheidseisen - beschikbaarheid van de vereiste leidingsonderdelen. - aard van de installatie: ondergronds of bovengronds Alvorens de specifieke eigenschappen van elke kunststof te bespreken, gaan wij dieper in op de invloed van de belangrijkste criteria voor de keuze van een kunststof drukleiding voor vloeistoftransport..

1.1.2

Temperatuur -Drukbestendigheid

De temperatuur-drukbestendigheid is vanzelfsprekend één van de hoofdcriteria bij de keuze van een drukleidingssysteem. Voor de dimensionering van kunststofbuizen wordt er uitgegaan van de experimentele bepaling van de maximum toegelaten wandspanning in funktie van de tijd bij verschillende temperaturen. De bekomen grafieken (zie volgende pag.) werden opgesteld door verschillende internationale instanties, en tonen ons de minimaal vereiste wandspanning waaraan de kunststofbuizen moeten kunnen weerstaan. Het verband tussen de wanddikte en de drukbestendigheid van de buis, en de toelaatbare wandspanning wordt vrij nauwkeurig benaderd door volgende formule: σ=p

(D - s) 2s

waarin:

σ = wandspanning (N/mm2) p = drukbestendigheid (N/mm2) D = buitendiameter van de buis (mm) s = wanddikte van de buis (mm)

D.m.v. deze formule werden de wanddikten gestandardiseerd voor verschillende diameters in een aantal standaard druktrappen: ND (of PN) 2,5 - 3,2 - 4 - 6 - 10 - 16 - 20 - 25. ND staat voor “nominale druk”, PN staat voor “pression nominale”. Deze druktrappen geven de drukbestendigheid van een buizenserie weer bij 20 °C, voor een levensduur van 50 jaren bij het transport van een neutraal medium zoals water. Om deze druktrappen te bepalen, neemt men de wandspanning, bekomen uit de hogervermelde grafieken, aangepast met een veiligheidsfaktor. Deze wordt ingevoerd om rekening te houden met onvoorziene extra belastingen die in de praktijk kunnen voorkomen (drukstoten, externe beschadigingen van het buisoppervlak,.....). Zoals tevens blijkt uit deze grafieken, neemt de toelaatbare wandspanning en dus ook de drukbestendigheid van een kunststofbuis af bij stijgende temperatuur.

9

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport

10

PVC

PVC-C

PE80

PE100


PP-H

PP-R

PVDF

ECTFE

De door Vink geleverde kunststofleidingen voldoen, wat afmetingen en temperatuur-drukbestendigheid betreft, aan de eisen gesteld door de internationale normen zoals ISO, DIN, UNI,.......... Bij transport van agressieve chemicaliën dient, naargelang de chemische bestendigheid van de desbetreffende kunststof, een veiligheidsfaktor toegepast worden.

11

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.1.3

Chemische bestendigheid

1.1.3.1 Chemische bestendigheid van de materialen Het mechanisme van de chemische inwerking op kunststoffen verschilt sterk van dit bij metalen. Metalen laten immers vanwege hun dichte kristallijne struktuur geen indringing van gas- of vloeistofmoleculen toe, zodat de aantasting van metalen aan het oppervlak ontstaat. Vanwege de relatief grote ruimtes tussen de molekuulketens van thermoplastische kunststoffen, kunnen de veel kleinere vloeistof- of gasmolekulen, naargelang hun grootte, min of meer tussen de kunststofketens indringen en mikroskopisch kleine druppels vormen. Deze kunnen in geval van een onvoldoende bestendigheid van de desbetreffende kunststof, op verschillende manieren schadelijk inwerken. Zo kunnen bijvoorbeeld toevoegstoffen zoals kleurstoffen, stabilisatoren, weekmakers, enz...... uit de kunststof opgelost worden, kan er een chemische reactie optreden, waarbij de kunststofketens verbroken worden of de ketenopbouw gewijzigd wordt of kan de kunststof gaan oplossen. De aard en de gradatie van de chemische aantasting wordt door veel faktoren bepaald. Aard, concentratie en temperatuur van de chemicaliën zijn van overwegend belang, maar de druk in de leiding, de mechanische belasting, de aanwezigheid van rechtstreeks zonlicht, UV-straling, de spanningen in het materiaal kunnen in vele gevalllen een zeer belangrijke rol spelen. Omwille van de complexiteit van invloeden zijn ook een ganse reeks bestendigheidstesten in de praktijk van toepassing, zoals de bepaling van gewichts- en volumewijziging, van de mechanische eigenschappen onder verschillende omstandigheden, enz...... Bij de eindbeoordeling onderscheidt men algemeen drie gradaties: het materiaal heeft een zodanige weerstand t.o.v. de betrokken chemicaliën, dat het gebruik van Bestendig: het materiaal aangewezen is. Betrekkelijk bestendig: het materiaal heeft een zekere weerstand t.o.v. aantasting door de betrokken chemicaliën, maar de toepasbaarheid van het materiaal dient per geval te worden onderzocht; eventueel dienen bijkomende testen gedaan te worden. In ieder geval zal de levensduur bij dergelijke toepassingen verminderen. het gebruik van het materiaal voor de aangeduide chemicaliën is af te raden. Niet bestendig:

1.1.3.2 Chemische bestendigheid van verbindingen Verlijmingen zijn alleen bij PVC, PVC-C en ABS gebruikelijk. Voor PVC wordt in de meeste gevallen gebruik gemaakt van een tetrahydrofuraan(THF)-lijm, zoals bv. Tangit , welke ongeveer dezelfde chemische bestendigheid vertoont als PVC. Als enige uitzonderingen gelden: zwavelzuur ; H2SO4 zoutzuur ; HCl salpeterzuur ; HNO3 fluorwaterstofzuur; HF

bij bij bij bij

concentraties groter dan 70% concentraties groter dan 25% concentraties groter dan 20% alle concentraties

Bij deze chemicaliën is een THF-lijm zoals Tangit slechts “beperkt bestendig”, wat inhoudt dat de levensduur van de verlijming ingekort wordt, zodat na bepaalde tijd lekkages kunnen optreden. Veelvuldige testen hebben aangetoond, dat Dytex - een lijm op methyleenchloridebasis - in voornoemde gevallen wel geschikt is. ABS dient men te verlijmen met speciale ABS-lijm op basis van methylethylketon (MEK). Het gebruik van een speciale ABS-reiniger is eveneens vereist.

1.1.3.3 Chemische bestendigheid van dichtingen en membranen Aangezien in praktisch elke kunststofleiding eveneens rubberdichtingen en membranen gebruikt worden, is een overzicht van de eigenschappen van de meest voorkomende dichtingsmaterialen hier zeker op zijn plaats.

12

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Benaming

Samenstelling

Temperatuursbestendigheid Lange duur °C Korte duur °C

Natuurrubber

isopreen slechts bestand tegen neutrale media veroudert vrij snel

-30

+90

+120

NBR (Perbunan )

Acrylonitrile-Butyleenrubber goed bestand tegen vetten, oliën, benzine minder goed bestand tegen oxyderende zuren

-30

+90

+130

EPDM (Dutral )

Ethyleen-propyleen-terpolymeerrubber goed bestand tegen de meeste zuren, basen en zouten, minder geschikt voor oliën en vetten

-50

+100

+140

FPM (Viton )

Vinylideenfluoride-hexafluorpropyleenrubber zelfde toepassingsgebied als EPDM, maar algemeen gezien wel geschikt voor oliën en vetten. Niet bestand tegen esters en ketonen

-30

+200

+220

CSM (Hypalon )

Chloorsulfonpolyethyleen ongeveer dezelfde bestendigheid als EPDM

-40

+100

+140

CR (Neopreen )

Chloor-butadieen polymeer bestand tegen verdunde zuren en basen slechte bestendigheid t.o.v. koolwaterstoffen, esters, ketonen

-30

+80

+110

GR/PE

gegrafiteerd polyethyleen (FIP ontwikkeling) zelfde bestendigheid als polyethyleen

-30

+70

+90

PTFE (Teflon )

Polytetrafluorethyleen bestand tegen praktisch alle chemicaliën

-100

+260

+280

PTFE enveloppe

omhulsel in PTFE onder gesloten enveloppe ITC pakkingvulling

-100

+260

+280

â

â

â

â

â

â

Een gedetailleerde chemische bestendigheidslijst is op aanvraag verkrijgbaar.

13


Weersbestendigheid

Gezien de uitstekende corrosiebestendigheid van kunststoffen, is buitengebruik geen probleem wat bijv. roest betreft. Men dient echter enige voorzorgen te nemen voor de weerstand tegen rechtstreekse zonnestraling (UV). Van PVC, HDPE zwart (met 2 à 3 % koolstof), PVDF en ECTFE leidingen is bekend dat ze zich, zelfs na jaren, zeer goed gedragen bij installatie in open lucht. Voor PVC dient men wel rekening te houden met een min of meer sterke verkleuring en een geringe afname van de slagvastheid. PP dient steeds afgeschermd te worden tegen rechtstreekse zonnestraling. Dit kan onder andere door een beschermende coating (AGRU) aan te brengen of door een extra isolatiemateriaal te voorzien. Verder is het ook mogelijk om de optredende aantasting onder invloed van UV te voorzien, door bij het ontwerp van de leidingen een extra wanddikte toe te voegen als compensatie van het voorziene verlies in wanddikte. Er moet minstens 2 mm bijgerekend worden. PP is evenals PE leverbaar met een koolstofvulling. Deze kwaliteit bezit dan tevens een goede UV-bestendigheid. Kunststofleidingen kunnen, alhoewel niet vereist, eventueel ook geschilderd worden met verven op latex-basis, welke uitstekend hechten op kunststoffen. Met een witte verf bereikt men naast de afscherming tegen zonnestraling bovendien een geringere warmteopslag in het materiaal. Bij keuze van de verf dient steeds gelet te worden op de chemische bestendigheid tegen het in de verf gebruikte solvent.

1.1.5

Slijtvastheid

Aan de hand van verschillende experimenten is reeds meermaals de uitstekende slijtweerstand van kunststoffen aangetoond in vergelijking met traditionele materialen zoals beton, staal, asbestcement,.... Zeer goede ervaring werd opgedaan met bv. polyethyleen voor het hydraulisch transport van steenkool of erts-slurry in de mijnindustrie, het transport van zand-water-mengsels in zandgroeven, het transport van gipsmengsels en bij drainagewerken.

De bovenstaande figuur geeft het resultaat van een abrasietest weer, waarin de erosiebestendigheid van HDPE-buis vergeleken werd met die van een stalen buis onder invloed van een zand-water-mengsel. Bij de proef werden mengsels van respectievelijk 7 en 14 gewichtsprocent kwartszand en water (korrelgrootte kwartszand 1 tot 2,5 mm) door een gebogen leiding gepompt met variërende leiding radius. Proefomstandigheden: buisafmeting: vloeistofsnelheid: temperatuur: druk: vervanging zand bij 14% mengsel: 7 % mengsel:

63 x 6 mm 7 m/s 30°C à 35°C 1,4 bar alle 45 uren alle 60 uren

De abrasieweerstand geeft het aantal uren werking weer tot er een gat in het materiaal ontstaat. Volgende figuur geeft u een vergelijking van verschillende materialen in een vergelijkbare test.

14


Opmerkingen : 1. Bij een vaste stofgehalte tot 700 g/l, een korrelgrootte < 10 mm en een vloeistofsnelheid beneden 3 m/s, is de levensduur aanvaardbaar goed. 2. Algemeen zijn deze testen enkel geldig voor volledig gevulde buizen. In andere gevallen gaat de slijtage meer geconcentreerd plaatsvinden op de bodem van de buis. 3. Voor het transport van een droge, abrasieve stof, zijn kunststoffen slechts beperkt inzetbaar.

1.1.6

Voedingsgeschiktheid

In de voedings- en farmaceutische industrie worden in vele gevallen speciale toxicologische eisen gesteld aan leidingsonderdelen. PE, PP, PVDF en ECTFE voldoen in regel steeds aan de hier gestelde eisen. In tegenstelling tot PP-H en PP-R, zijn PP-S en PP-SEL niet voedingsgeschikt. PVC buizen worden hoofdzakelijk gefabriceerd met een Pb-stabilisator waardoor uiterst kleine hoeveelheden lood in de buizen kunnen migreren. Mits een degelijke fabricage- en kwaliteitscontrole zijn deze migratiehoeveelheden verwaarloosbaar klein, zodat ze zonder risico aangewend kunnen worden voor drinkwaterleidingen. De door Vink geleverde PVC drukleidingen beantwoorden daaromtrent aan de voorschriften van het Ministerie voor Volksgezondheid. Wanneer nog hogere eisen gesteld worden, kunnen Sn-gestabiliseerde PVC buizen geleverd worden. PVC fittings en kranen van de bekendste merken zijn steeds uit Sn-gestabiliseerd PVC vervaardigd. PVDF is qua materiaalzuiverheid de meest hoogstaande thermoplast. De Vink PVDF leidingen zijn vervaardigd uit Solef-PVDF en vertonen een dermate lage migratie, dat ze kunnen aangewend worden bij de bereiding en het transport van hoog zuiver gedemineraliseerd water, met een weerstand van meer dan 18M.Ωcm . Gedetailleerde informatie met extraktie- en uitgassingstest worden op aanvraag verstrekt. Vink PVDF leidingen worden om die reden ook veelvuldig gebruikt in de waterbehandeling, voedings- en farmaceutische industrie. Bovendien hebben kunststoffen een zeer gladde binnenwand, zodat bacteriëngroei uitgesloten wordt. Voor dichtingen en membranen worden bij voorkeur FPM of PTFE gebruikt.

1.1.7

Elektrostatische oplading

Kunststoffen worden vanwege hun hoge oppervlakteweerstand (1012 tot 1015 Ω) veelvuldig toegepast als isolator in de elektriciteitssektor. Bijvoorbeeld als bekleding van elektrische kabels, schakelaars, isolatie tegen elektrochemische corrosie. Deze eigenschap levert echter het nadelige effect op van de elektrostatische oplading. Bij een oppervlakteweerstand > 109 Ω treedt immers geen neutralisatie van ladingen (ontstaan door bv. wrijving) op, zoals bij elektrisch geleidende materialen. Wanneer zo’n elektrostatische spanning te hoog wordt, treden ontladingen op tussen elektrisch positief en elektrisch negatief geladen vlakken. Dit kan in bepaalde gevallen gepaard gaan met een overslag van vonken. Bij gebruik in explosiebeveiligde ruimtes of bij transport van licht ontvlambare vloeistoffen of gassen dienen dus steeds de nodige voorzieningen getroffen te worden om elektrostatische oplading te vermijden.

15

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Mogelijke maatregelen: -

ioniseren van de omgevingslucht verhoging van de luchtvochtigheidsgraad (tot > 65%) aarding van de buiswand toepassen van elektrisch geleidende kunststofmaterialen : PVC-EL, PP-SEL, ...

PP-SEL is een elektrisch geleidende kunststof, UV-bestendig maar niet meer geschikt voor het transport van drinkwater en voedingsmiddelen, wegens de toevoeging van extra additieven. Voor die toepassingen waar de elektrostatische oplading een groot probleem vormt, werden er antistatische kunststoffen ontwikkeld. Dit is op 2 manieren gebeurd : 1. Door grafiet te mengen in de kunststof, zoals bij PVC-EL en PP-SEL. Deze materialen zijn door toevoeging van grafiet steeds zwart gekleurd. 2. Door een geleidende toplaag aan te brengen zoals bij PC, PMMA, PVC transparant.

1.1.8

Brandbestendigheid

Wat betreft brandwerendheid worden de kunststoffen ingedeeld volgens DIN 4102 in: - klasse B2: normaal ontvlambare materialen PE-HD, PP-H, PP-R - klasse B1: moeilijk ontvlambare materialen PVC, PVC-C, PP-S, PVDF, ECTFE, PP-SEL. Deze laatsten zijn zelfdovend, maar PVC en PVC-C verspreiden bij verbranding chloorhoudende dampen, PVDF verspreidt fluorhoudende dampen, wat brandbestrijding kan bemoeilijken. (Opmerking: PP-S mag niet bewerkt worden boven de 230°C, zoniet gaat zijn brandwerendheid verloren.) Kunststofleidingen kunnen bij muurdoorvoeringen voorzien worden van brandvrije moffen. Door het opzwellen van het binnenste deel van deze moffen in geval van brand, wordt de buis vuurbestendig en rookgasdicht afgesloten. Bepaalde types brandvrije manchetten kunnen na installatie van de leiding nog worden aangebracht. Tabel: Verklaring van de verschillende brandnormen Eenheid Klasse A1 en A2 Klasse B1 Klasse B2 Klasse B3

Onbrandbaar Moeilijk ontvlambaar, zelfdovend Normaal ontvlambaar, niet zelfdovend Licht ontvlambaar

Norm UL94 Klasse V0 Klasse V1 Klasse V2 Klasse V3

Blijft minder dan 10 sec. nabranden < 30 sec. < 30 sec., brand druipend > 30 sec.

Norm NEN6065 Klasse 1 Klasse 2 Klasse 3 Klasse 4 Klasse 5

Zeer zwak bijdragend tot brandvoortplanting Zwak bijdragend Matig bijdragend Sterk bijdragend Zeer sterk bijdragend

1.1.9

Energierijke straling

Thermoplastische kunststoffen zijn niet onbeperkt bruikbaar in de omgeving van energierijke straling. Als grenswaarden stelt men 6 Mrad voor PVC en 1 Mrad voor HDPE. Kunststofleidingen uit HDPE worden al geruime tijd toegepast als afvoerkanalen van laboratoria, koelwaterinstallaties en afvalwater bij kerncentrales. Sommige afvalwaters bevatten β en γ stralen. HDPE leidingen worden zelfs na jarenlang gebruik niet radioactief, op voorwaarde dat de gemiddelde stralendosis kleiner blijft dan 104 Gray.

16

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.1.10 Algemene materiaaleigenschappen Eigenschappen

Fysische Dichtheid bij 23°C

Eenheid

Testmethode

PVC

PVC-C

HD-PE PE 80

HDPE PE 100

PP-H

PP-R

PP-S

kg/dm3 g/cm3

DIN 53479 ISO R1183 ASTM D792

~ 1,4

~ 1,55

~ 0,95

~ 0,96

~ 0,92

~ 0,91

≥ 50

≥ 75

≥ 24

≥ 25

≥ 33

≥ 21

≥ 800

≥ 600

≥ 300

≥ 800

Mechanische (23°C) Treksterkte N/mm2 MPa

DIN 53455 ISO/R 527

Rek bij breuk

%

ISO/R 527

≥ 40

≥ 10

Slagsterkte

kJ/m

DIN 53453 (23°C) ISO 179 (proefstaaf 2)

geen breuk

geen breuk

geen breuk

geen breuk

geen breuk

≥2

>2

≥ 15

≥ 17

≥ 11

2

PVDF (solef)

ECTFE

ABS

PPSEL

~ 0,95

~ 1,78

~ 1,68

1.06

1.12

≥ 30

≥ 55

≥ 31

≥ 37

-

-

geen breuk

geen breuk

geen breuk

≥ 15

≥ 11

≥ 200

29

>8

25

geen breuk

-

-

-

-

44 IZOD 4 IZOD

94

43

-

-

2100

1000

Kerfsterkte (charpy)

kJ/m2

DIN 53453 ISO 179 (23°C) (proefstaaf 2)

Buigsterkte

N/mm2 M Pa

DIN 53452

70

Elasticiteitsmodulus

N/mm2 M Pa

DIN 53457

≥ 3000

Shore hardheid

D

DIN 53505

83

-

60

-

63

-

60

-

75

-

-

Thermische Kristallijn smeltpunt

°C

polarisatiemikroskoop

120-130

-

127-131

128-135

160-165

140-150

158-164

175-178

240

90-106

148

Vicat verwerkingspunt

°C

DIN 53460-B

≥ 85

147

112

90

80

Gebruikstemperatuur onbelast

Min. °C Max. °C

ISO 306

-10 +60

-10 +90

-30 +70

Thermische geleidbaarheid

W/m°K

DIN 52612

0,16

0,12

0,41

Lineaire uitzettingscoëfficient

mm

DIN 52328

0,08

0,07

0,20

Vervormingstemp.

°C

-

120-140

165-185

130-140

Elektrische Oppervlakte weerstand

Ω

DIN 53482 VDE 0303 deel 3

> 1013

-

>1014

Specifieke weerstand

Ω mm


> 1015

> 1015

Doorslagspanning

kV/cm

DIN 53481 VDE0303 deel 2

350

Relatieve diëlektr. constante bij 2.106 Hz


Diëlektrische verliesfactor tan δ bij 50 Hz

≥ 78

120 ≥ 3400

≥ 105

21

23

≥ 800

≥ 1000

≥ 67

≥ 68-77

43

26

≥ 1200

≥ 90

≥ 800

-

44 ≥ 1200

≥ 2000

≥ 1700

-10 +100

-10 +100

-10 +100

-40 +140

-75 +170

-40 +60

-10 +100

0,40

0,22

0,24

0,22

0,14

0,16

0.20

0.24

0,20

0,16

0,16

0,16

0,12

0,10

0.10

0.15

155-170

150-165

155-170

+/-185

-

-

-

>1015

>1013

>1013

>1013

>1013

>1015

-

3 x 102

>1018

> 1015

> 1016

> 1016

> 1016

> 5.1014

1015

3.5 . 1016 3 . 102

450

700

220-530

800

800

800

100

80

-

-

3.3

3.4

2.5

2.3

2.3

2.3

9

-

-

-


0.02 - 0.04

0.02 - 0.04

> 5.0 . 10-4

> 5.0 . 10-4

> 5.0 . 10-4 > 5.0 . 10-4 0.03

-

-

-

Algemeen Brandgedrag

-

DIN 4102 deel 1 UL 94

B1

B1

B2

B2

B2 -

B2

B1

B1

VO

B2 HB

VO

Verlijmbaarheid

-

-

+

+

-

-

-

-

-

-

-

+

-

Lastemperatuur - stomplas °C - moflas °C

-

-

-

-

200 300

220 270

200 270

220 -

250 260

280 -

-

-

17

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.1.11 PE 80 t.o.v. PE 100 Ontwikkelingen in het polymerisatieproces voor de produktie van hoge dichtheidspolyethyleen hebben gedurende het afgelopen decennium geresulteerd in aanzienlijke verbeteringen in materiaaleigenschappen. De belangrijkste materiaaleigenschappen die bepalend zijn voor HDPE buis zijn: - lange duur sterkte - weerstand tegen kerfgevoeligheid - weerstand tegen snelle scheurgroei - weerstand tegen aggressieve milieus Weerstand tegen snelle scheurvoortplanting (RCP = Rapid Crack Propagation): = RCP is het fenomeen weerbij in een kunststofstruktuur, een defekt n.a.v. een accidentele impakt, zich snel voortplant onder invloed van de trillingsgolf in de struktuur. Dit gedrag treedt vooral op bij grotere wanddiktes en bij lagere bedrijfstemperaturen. In het kader van die ontwikkelingen in de vorige decinnia, spreekt men van : - 1e generatie HDPE - 2e generatie HDPE - 3e generatie HDPE Op alle van de bovengenoemde eigenschappen zijn grote verbeteringen gerealiseerd (van PE 50/63 -> PE 100). Deze verbeteringen zijn omgezet in een hogere veiligheidsfaktor of in een verhoging van de ontwerpspanning. Daarmee verkrijgt men een verlaging van de wanddikte voor eenzelfde drukklasse. Om ieder misverstand te vermijden: <-> - 1e generatie HDPE - 2e generatie HDPE <-> - 3e generatie HDPE <-> Opmerking:

MRS

PE MRS63 (= PE 63) vroegere PE 50 PE MRS80 (= PE 80) PE MRS100 (= PE 100)

= Minimum Required Strength = gemiddelde lange termijn hydrostatische sterkte, verminderd met een veiligheidscoëfficient

T.o.v. de 2e generatie HDPE (PE 80) biedt PE 100 de volgende voordelen: Eigenschap

Voordeel

Hoger weerstand tegen inwendige druk

Materiaalkostenbesparing ten gevolge van kleiner benodigde wanddikte

Hogere weerstand tegen scheurgroeivoortplanting

Lange levensduur van minimaal 50 jaar bij veiligheidsfaktor 2,5

Hogere weerstand tegen kerfwerking

Lange levensduur van minimaal 50 jaar bij veiligheidsfaktor 2,5

PE 100 kan gelast worden met alle op de markt aanwezige HDPE kunststofsoorten, volgens de DVS normen.

18


ONTWERP VAN KUNSTSTOF DRUKLEIDINGEN

1.2.1

Inleiding

Enige voorafgaande verklaringen omtrent veel gebruikte begrippen bij het specifiëren van kunststofbuizen is hier wel op zijn plaats: Buitendiameter (mm) - D : Meestal aangeduid als D (ook nog Du of OD outside diameter). Deze is de meest gebruikte maat voor het aanduiden van kunststofbuizen. Eenheid mm. De ISO/TC (International Standardisation Organisation / Technical Committee) standardiseerde de buitendiameter van kunststofbuizen in de ISO R 161-norm. Hierop is alleen een positieve tolerantie toegelaten. Binnendiameter (mm) - d : Meestal aangeduid met d (ook Di of ID inside diameter) is geen gestandardiseerde waarde. Eenheid mm. Nominale diameter (dimentieloos) - DN : Meestal aangeduid als DN (ook nog NW, ND) is een dimensieloos kencijfer dat op elkaar passende leidingonderdelen (buis, fittings, kranen) kenmerkt. De nominale diameter benadert bij kunststofdrukleidingen de binnendiameter (in mm) van de leiding. Nominale druk (bar) - ND / PN / NP : Meestal aangeduid als ND (ook nog PN-pression nominale, NP - nominal pressure) deze geeft de werkdruk waarmee de buizen mogen belast worden bij transport van water op 20°C. Eenheid kg/cm2 (bar) Wanddikte - s : Gestandardiseerde waarde, meestal weergegeven als s (ook nog e). Kunststofleidingen vertonen een bijzonder glad oppervlak in vergelijking met traditionele materialen. Dit maakt dat de wrijving van de getransporteerde vloeistof (gas) met de binnenwand van de buis veel geringer is, zodat kleinere drukverliezen optreden. Bovendien is uit de praktijk gebleken dat de gladheid van kunststofbuizen dankzij de goede chemische bestendigheid en abrasieweerstand, jarenlang behouden blijft. Dit kan op verschillende manieren besparingen opleveren op de kostprijs van een installatie. Kunststofleidingen hebben immers een grotere transportkapaciteit als leidingen in traditionele materialen van dezelfde diameter, zodat in kunststof eventueel kleinere buisdiameters kunnen gebruikt worden voor eenzelfde doorstromingscapaciteit met een gelijk drukverlies. Bij behoud van de buisdiameter en vereiste transportcapaciteit is vanwege de geringere drukverliezen een kleiner pompvermogen vereist.

1.2.2

Drukverliezen & debiet

1.2.2.1 Bepaling van de buisdiameter Volgende formules geven het verband tussen de binnendiameter van een buis, het debiet en de vloeistofsnelheid: di = 18,8

Q1 v

di = 35,7

Q2 v

di

= binnendiameter van de buis (mm)

Q1 Q2

= debiet (m3/h)

v

= vloeistofsnelheid (m/s)

= debiet (l/s)

Richtwaarden voor de vloeistofsnelheid zijn: v ~ 0,5 - 1,0 m/s v ~ 1,0 - 3,0 m/s

zuigleiding persleiding

19

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.2.2 2 Bepaling van drukverliezen We maken hierbij een onderscheid tussen de “continue” drukverliezen, veroorzaakt door wrijving met de buiswand en onderlinge wrijving van de vloeistofmoleculen (aangezien de vloeistofsnelheid niet even hoog is over de ganse doorsnede van de buis) en de plaatselijke drukverliezen, welke ontstaan door een richtingsverandering van de vloeistofstroom of van een gedeelte ervan in bv. Fittings, kranen, apparaten, ... Het drukverlies in een leidingssysteem kan men definiëren op volgende wijze: ∆Ptot

= ∆PB + ∆PF + ∆PA + ∆PV

∆PB ∆PF ∆PA ∆PV

= = = =

drukverlies drukverlies drukverlies drukverlies

in de buizen in de fittingen in de afsluiters aan de verbindingen

1.2.2.3 Drukverliezen in buizen Bij het transport van vloeistof door cirkelvormige leidingen kunnen verschillende stromingstypes optreden. De bekende proef van Osborn Reynold maakt zichtbaar dat bij zeer lage debieten de fluïdumdeeltjes parallel met de buiswand bewegen. Men definieert dit als laminaire stroming. Bij hogere debieten wordt het fluïdum voortdurend omgewoeld. Dit stromingstype noemt men turbulent. De overgang van de laminaire naar de turbulente stroming is niet alleen afhankelijk van de vloeistofsnelheid, maar tevens van de buisdiameter, de viscositeit en de densiteit van het fluïdum en wordt bepaald door het Reynolds getal. Dit is een dimensieloze grootheid weergegeven door volgende verhouding: Re =

Re ρ v µ d v

ρvd = µ

vd v

= Reynolds getal = = = = =

densiteit gemiddelde fluïdumsnelheid absolute viscositeit binnendiameter kinematische viscositeit

Uit praktische proeven is gebleken voor Re < 2000 de stroming laminair is Re > 4000 de stroming turbulent is v=

Q A

v Q d A

= = = =

=

4Q πd2

gemiddelde snelheid debiet in m3/s binnendiameter oppervlakte doorsnede m2

De berekening van de drukverliezen in rechte leidingen gebeurt, ongeacht het buismateriaal, aan de hand van de formule ∆p =

f l ρv2 d 2g

l g f

= lengte van de leiding (m) = gravitatie versnelling 9,81 m/s2 = wrijvingsfaktor die functie is van het Reynolds getal en de relatieve wandruwheid d/k (dimensieloos).

(1)

Voor laminaire stroming is een lineair verband tussen de wrijvingsfaktor en het Reynolds getal gegeven door de verhouding f =

20

64 Re

=

µ 64µ ρvd

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Deze verhouding ingevuld in formule (1) laat ons toe het drukverlies bij laminaire stroming te berekenen. ∆p =

32 l µ v d2 g

(wet van Poisseuille)

In praktisch alle industriële drukleidingen zal de stroming echter turbulent zijn. Hier wordt de invloed van de buiswandruwheid van groot belang. In onderstaande grafiek kan de invloed nagegaan worden van de ruwheid (K) van de buiswand op de wrijvingsfactor f. Voor zeer gladde buizen zoals kunststofbuizen of glazen buizen is de ruwheid van de buiswand (K) zodanig klein (1 à 7 µm) dat een goed idee kan verkregen worden van de drukverliezen door toepassing van volgende verhouding voor de wrijvingsfactor: f=

0,3164 Re

1/4

Dit geeft de formule van Blasius bij het invullen van f in bovenstaande formules, die geldig is bij Reynolds waarden van 4000 tot 10000. Deze formule is grafisch weergegeven (zie tabel op volgende pag.) en laat ons toe drukverliezen voor kunststofleidingen te bepalen voor de in de praktijk meest voorkomende toepassingen. Tevens biedt ze de mogelijkheid een keuze te maken van de vereiste diameter voor een vooropgestelde transportcapaciteit. De formule van Colebrook is zonder restrictie toepasbaar voor alle buismaterialen en vloeistof bij Re waarden > 4000 1 = f

2log

K + 2,51 3,71d Re f

Waarden voor de absolute ruwheid K vindt U in onderstaande tabel Gelaste verbindingen veroorzaken een extra wrijvingsweerstand vooral in leidingen met kleine diameters (<110 mm). In een rechte leiding met verbindingsafstanden op 5 of 6 m moet rekening gehouden worden met een supplementair drukverlies voor stomplassen van +/- 3% en voor moflassen en elektromoflassen +/- 1 à 1,5 % bedraagt t.o.v. de verliezen in de gladde rechte leiding. Voor grotere diameters (>110 mm) neemt de invloed van de verbindingen vrij snel af. Tabel : Absolute ruwheid K (mm) voor buizen in verschillende materialen Materiaal

K (mm)

PVDF (Agru) PP / PE PVC Naadloze stalen buizen Stalen buis gelast (nieuw) Stalen buis gelast (oud) Betonnen buis Cementbuis GVK-buizen

0,0002 0,001 0,005 0,05 0,05 0,15 0,2 0,3 0,03

-/-/-/-

0,0004 0,007 0,007

-/-/-/-/-/-

0,1 0,2 0,3 0,007 0,06

21


Nomogram van Blasius

22

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.2.2.4 Drukverliezen in fittings Voor turbulente stroming kunnen de drukverliezen in fittings berekend worden aan de hand van de formule ∆p =

ξ v2ρ 2g

waarin ξ de drukverliesfaktor is, afhankelijk van de vorm en de afmeting van de fitting. De faktor ξ is experimenteel bepaald voor een ganse reeks fittings.

Deze tabel geeft voor de standaard FIP PVC fittings de lengte (m) rechte buis met overeenkomstige drukverliezen

ζ Waarde voor bochten r d α

1

1,5

2

4

6

15° 30° 45° 60° 90°

0,03 0,07 0,14 0,19 0,21

0,03 0,07 0,11 0,16 0,18

0,03 0,07 0,09 0,12 0,14

0,03 0,07 0,08 0,10 0,11

0,03 0,07 0,075 0,09 0,09

ζ Waarde voor knieën α

10°

1,5°

30°

45°

60°

90°

ζ

0,013

0,042

0,134

0,236

0,471

1,13

Aftakkingen en toevoeren op leidingen drukverlies in de aftakking

∆p2 = ζ 2 v2 ρ 2g

23

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Drukverlies in de rechte leiding ∆p1 = ζ 1 v2 ρ 2g Q2 = afgetakt debiet Q = toegevoerd debiet ζ waarde voor aftakkingen 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

ζ2

0,96

0,88

0,89

0,96

1,10

1,29

α = 90°

ζ1

0,05

-0,08

-0,04

0,07

0,21

0,35

d1 = d2

ζ2

0,9

0,66

0,47

0,33

0,29

0,35

α = 45°

ζ1

0,04

-0,06

-0,04

0,07

0,02

0,33

d1 = d2

0,4

0,6

0,8

1,0

Q2 Q

ζ waarde voor toevoeren Q2

0

0,2

Q ζ2

-1,04

-0,4

0,1

0,47

0,73

0,92

α = 90°

ζ1

0,06

-0,18

0,3

0,4

0,5

0,6

d1 = d2

ζ2

-0,9

-0,37

0

0,22

0,37

0,38

α = 45°

ζ1

0,05

-0,17

-0,18

0,05

-0,20

-0,57

d1 = d2

ζ waarde voor geleidelijke reduktie ζ = (0,15 ... 0,20) 1- A1 A2 α = 6,5 ... 10°

( )

2

1.2.2.5 Drukverliezen in kranen Om de doorstromingskapaciteit van kranen uit te drukken werd een conventionele factor gecreëerd. Deze factor, gedefiniëerd als doorstromingscoëfficiënt, Kv geeft het aantal m3 water bij 10°C dat per uur door de volledig geopende kraan stroomt met een drukval van 1bar (105 N/m2). Andere gebruikelijke doorstromingscoëfficiënten, bepaald in verschillende proefomstandigheden of uitgedrukt in verschillende eenheden zijn Cv, f, Kv100, Av. Omrekeningsfactoren voor het omzetten van de verschillende doorstromingscoëfficiënten zijn gegeven in onderstaande tabel. Het verband tussen het drukverlies en de doorstromingsfactor wordt bepaald door de vergelijking

24

∆p =

S ( Q )2 Kv

S Kv

= specifiek gewicht van de getransporteerde vloeistof in verhouding tot dat van water bij 15°C = doorstromingscoëfficiënt m3/uur/ bar

Q ∆p

= debiet in m3/uur = drukverlies in bar

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport X

Cv

Kv

Kv100

f

Av

Cv

1

0,865

14,28

0,84

24

x 10-6

Kv

1,156

1

16,50

0,96

28

x 10-6

Kv100

0,07

0,06

f Av

1,2 41,67 x 103

1

1,038 35,72 x 103

0,068

17,13 59,52 x 103

1,68 x 10-6

1 34,5 x 103

29 1

x 10-6

(x = vermenigvuldigen)

Tabel: Kv100 waarden voor de verschillende kraantypes in L/min. D DN

16 10

20 15

25 20

32 25

40 32

50 40

63 50

75 65

90 80

Kogelkraan VK

80 34

200 70

385 135

770 205

1100 365

1750 460

3400 780

1200

1600

47 24

110 40

205 70

375 103

560 188

835 255

1300 410

1950 650

2600 1050

Membraankraan VM Kraan met schuine zitting VV

Vuilvanger RV

110 100

3500 1700

Voor de berekening van de globale doorstromingscoëfficiënt van in serie geplaatste kranen gelden volgende formules : 1 2

K v(totaal)

= 1 + 1 + 1 + ... + 1 2

K v(1)

2

K v(2)

2

K v(3)

2

K v(n)

n kranen parallel gemonteerd : Kv(totaal) = Kv(1) + Kv(2) + Kv(3) + ... + Kv(n)

25


Diagram van het drukverlies in functie van het debiet voor verschillende Kv100 waarden

1.2.2.6 Drukverlies aan de verbindingen Hier is een exacte berekening niet mogelijk, aangezien de aard van de verbinding en de werkelijke uitvoering steeds verschillend zijn (lassen, schroefverbindingen, flenzen, ...). Men neemt voor alle zekerheid een verhoging van de reeds berekende drukverliezen met 3% tot 5%.

26


Uitzetting

1.2.3.1 Opvangen van thermische uitzetting Zoals blijkt zetten kunststoffen gevoelig meer uit dan metalen. Bij ontwerp van de leiding dient daarom bijzondere aandacht besteed te worden aan het opvangen van thermische uitzetting en krimp. De uitzetting van kunststofleidingen is gemakkelijk te berekenen aan de hand van de formule ∆L

= L x λ x ∆T

∆L L λ ∆T

= uitzetting = lengte van de leiding (m) = thermische uitzettingscoëfficiënt (mm/m°C) = temperatuursverschil (°C)

Het in rekening te brengen temperatuursverschil hangt af van de minimale en maximale temperatuur van het medium, de minimale en maximale omgevingstemperaturen en de temperatuur bij de installatie.

mm/m°C 0.20 0.16 0.12 0.10

0.10

0.08

0.012 Staal

0.017 0.022 Cu

Al

PVC ABS ECTFE PVDF PP PVC-C

PE-HD PE-LD PE-MD

De uitzetting wordt bepaald met ∆T = T max. - T inst. De inkrimping wordt bepaald met ∆T = T inst. - T min. T inst. = materiaaltemperatuur bij installatie In sommige gevallen wordt de invloed van de omgeving belangrijk (bv. leidingen in de buurt van warmtebronnen). De uitzetting van kunststofleidingen kan worden opgevangen d.m.v. een starre beugeling, uitzettingscompensatoren, richtingsveranderingen en lirabochten.

1.2.3.2 Starre beugeling Deze methode wordt voor procesleidingen zeer weinig toegepast. Ze bestaat erin de leiding dermate vast in te klemmen dat de optredende axiale krachten, veroorzaakt door de thermische uitzetting, in het materiaal worden geabsorbeerd (dit is mogelijk dankzij de relatief lage elasticiteitsmodulus van kunststoffen) zonder dat de leiding kan knikken. Deze methode is zeker af te raden als standaardoplossing voor geëxtrudeerde buisleidingen, aangezien grote spanningen in de buiswand kunnen ontstaan, die de max. toelaatbare druk en/of trekspanning van het materiaal kunnen overschrijden, of die bij sterke temperatuursschommelingen materiaalmoeheid kunnen veroorzaken.

27

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.2.3.3 Uitzettingscompensatoren Uitzettingscompensatoren zijn speciale montageonderdelen die de beweging, veroorzaakt door uitzetting van de leiding, kunnen absorberen. Ze zijn zeer efficiënt in leidingen onderhevig aan veelvuldige temperatuurschommelingen. Uitzettingscompensatoren worden steeds tussen twee ankerpunten geplaatst. Via geleidingsbeugels wordt alle uitzetting tussen de verankeringsbeugels naar de compensatoren geleid zie fig. hieronder.

De optredende axiale krachten op de verankeringsbeugels zijn te berekenen als: 1.

Axiale reaktiekrachten t.g.v. de thermische uitzetting. Deze zijn te berekenen met de formule: F = A E λ ∆Τ F A

E λ ∆Τ 2.

= axiale kracht t.g.v. thermische uitzetting (N) = buissektie = π (D2 - d2) (mm2) 4 (D = buitendiameter) (d = binnendiameter) = elasticiteitsmodulus (N/mm2) = thermische uitzettingscoëfficiënt (m/m°C) = temperatuursschommeling (°C)

Inwendige drukkrachten t.g.v. de druk in de leiding. Deze worden berekend als: F = A1 p F A1 p

3.

= axiale kracht t.g.v. de inwendige druk (N) = inwendige sektie van de buis = π d2 (mm2) 4 = inwendige druk in de leiding (N/mm2)

Compensatoren moeten ook krimp (contracties) van het leidingsysteem kunnen opvangen, te wijten aan temperaturen lager dan de installatietemperatuur. Daarom is het dikwijls noodzakelijk om een voorgespannen compensator te installeren. De lengte van deze voorspanning kan berekend worden volgens: L* = R T inst - T min. T max. - T min L* R T inst T min. T max.

= = = = =

Voorspanlengte (mm) geschatte krimp (mm) installatietemperatuur (°C) minimum temperatuur (°C) maximum temperatuur (°C)

Schuifkoppelingen Dit type compensator bestaat uit een zuiger en een cylinder die door het in elkaar schuiven de thermische uitzetting van een leiding kunnen opvangen. Schuifkoppelingen hebben het voordeel dat ze een volledig vrije doorgang hebben (dus gering wrijvingsverlies) en relatief hoge uitzettingen (100 à 460 mm) kunnen opnemen. Ook leidingtorsies kunnen door deze compensatoren worden opgevangen. Schuifcompensatoren zijn wel af te raden wanneer risico bestaat op kristallisatie of bezinking uit het getransporteerde fluïdum en kunnen geen hoekbewegingen opvangen. Een goede glijbeugeling is dan ook onontbeerlijk. Schuifcompensatoren vereisen een regelmatig en degelijk onderhoud, omwille van de dichtings- en geleidingsringen. Bij installatie moet rekening gehouden worden met de installatietemperatuur om de instelafstand van de schuifkoppeling te bepalen. De totale uitzettingsweg dient verdeeld te worden over de mogelijke uitzetting (bepaald door ∆Τ = T max - T inst) en krimp (bepaald met ∆Τ = T inst - T min)

28

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport PE-PP Schuifkoppeling 1. Cylinder 2. Dichtingen 3. Steun- en spanring 4. Wartelmoer 5. Zuiger

Tabel: Afmetingen in mm voor een uitzettingsweg LD = 100 mm DN 75 90 tot 180 200 tot 355 400 tot 800

Lmax 490 550 590 tot 610 610 tot 660

Lmin 390 450 490 tot 510 510 tot 560

Opmerking: het is eveneens mogelijk gebruik te maken van steekmoffen of uitzettingsmoffen

Flexibele koppelingen Uitzettingen kunnen eveneens opgevangen worden door het inbrengen van flexibele leidingelementen. PTFE balgkompensator

Afhankelijk van het toepassingsgebied kan men gebruik maken van balgen of van rubber slangen. Balgtypes zijn geconstrueerd met één of meerdere golven van een flexibel materiaal (meestal rubber of PTFE) Balgcompensatoren hebben als belangrijkste voordelen dat ze geen dichtingen bevatten zoals de schuifcompensatoren (minder risico op lekkage) en dat ze naast axiale verplaatsingen (bij uitzetting of krimp van de leiding) eveneens laterale en/of hoekbewegingen kunnen opvangen.

29

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Rubber balgcompensator

Het nadeel van balgcompensatoren is de beperkte laterale opvangcapaciteit (+/- 5 tot 50 mm). Balgcompensatoren worden daarom vaak gebruikt als scharnierpunten, waardoor ze grotere uitzettingen kunnen opnemen.

Rubber balgcompensatoren worden bovendien veelvuldig aangewend voor de absorptie van trillingen in een leiding. Het opvangen van de trillingen van pompen bv. d.m.v. een rubbercompensator is in ieder geval steeds aan te bevelen.

Tabel: Montage van uitzettingsbalgen Buisdiam. 16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 180 200 225

30

X1 (cm)

X2 (cm)

6,5 (1) 8,0 (1) 10,0 12,8 16,0 20,0 25,0 30,0 36,0 44,0 50,0 56,0 64,0 72,0 80,0 90,0

12,8 (1) 16,0 (1) 20,0 25,5 32,0 40,0 40,5 60,0 72,0 88,0 100,0 112,0 128,0 144,0 160,0 180,0

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Om knikken van de leiding te beletten zijn maximum afstanden voor geleidingsbeugels aan te bevelen. Aangezien de optredende axiale krachten, opgewekt door uitzetting in een kunststofleiding, relatief laag zijn, moet bij keuze van een balgcompensator rekening gehouden worden met de samendrukkingsweerstand van de compensator, die door de leverancier kan worden opgegeven. De montage van een rubber slang tussen de leiding is eveneens een eenvoudige manier voor het opvangen van thermische uitzetting.

Controle van de maximum toelaatbare buigradius, chemische- temperatuur- en drukbestendigheid zijn vanzelfsprekend onontbeerlijk bij de keuze van het juiste type slang.

1.2.3.4 Richtingsveranderingen en lira bochten Dankzij de flexibiliteit van kunststofbuizen is het mogelijk, thermische uitzetting en krimp op te vangen in de bochten van een leiding. Wel dient hierbij aandacht besteed te worden aan de plaatsing van de beugels, om de spanningen in de leiding tot een minimum te beperken. Het principe wordt duidelijk in volgende tekening.

De afstand a kan volgens DIN 16928 berekend worden aan de hand van de formule: a = c ∆L D c ∆L D

= materiaalfactor = uitzetting of krimp (mm) = buitendiameter buis (mm)

31

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Tabel: c waarden geldig bij een montagetemperatuur van +/- 20°C

Materiaal

Bij opeenvolgende temperatuurwisselingen 0°C 10°C 30°C 40°C 60°C

PVC PE PP

30 16 23

Materiaal

Bij eenmalige temperatuurwisseling 0°C 10°C 30°C 40°C 60°C

PVC PE PP

25 12 18

33 17 25

27 12 18

39 23 29

32 16 20

42 28 31

32 17 20

40

24

Voor drukloze leidingen (ventilatie, afvoerkanalen) kan in de formule c vervangen worden door c = 0,71 c. 2 Bij aftakkingen in de leiding die niet geblokkeerd werden, moet de afgetakte buis over eenzelfde afstand vrij kunnen bewegen.

Wanneer onvoldoende richtingsveranderingen in de leiding aanwezig zijn om de thermische uitzetting op te vangen, kunnen kunstmatig “lira-bochten” aangelegd worden zoals afgebeeld op onderstaande tekening.

a kan ook hier weer berekend worden met de bovenstaande formule, mits vervanging van ∆L door ∆L . 2 De aanbevolen afstanden voor de geleidingsbeugels (X1 en X2) zijn gegeven in de tabel “Montage van uitzettingsbalgen”. Bij deze methode moet er vooral op gelet worden dat de leiding in de uitzetrichting niet geblokkeerd wordt. De op te vangen krachten door de ankerpunten worden berekend volgens de formules weergegeven in punt 1.2.3.3 Uitzettingscompensatoren.

32


Beugeling

De beugeling is in de eerste plaats bedoeld voor het ondersteunen van een leiding. Bij de keuze van het type en de plaats van de beugel dient echter naast de statische belasting (gewicht leiding + fluïdum), eveneens rekening gehouden te worden met het geleiden en opvangen van uitzettingen en krimp (1.2.3.1 opvangen van thermische uitzetting) en het compenseren van hydraulische belasting bij plotselinge richtingsveranderingen of reducties in de leiding.

1.2.4.1 Ondersteuningsafstanden De ondersteuningsafstanden dienen zodanig gekozen te worden dat in de gegeven werkomstandigheden enerzijds de supplementaire buig- en drukspanningen, die bij doorbuiging in een buis ontstaan, tot een minimum beperkt worden en anderzijds de doorbuiging zodanig klein is dat in de doorzakking geen bezinking optreedt of vloeistof achterblijft bij ledigen van de leiding (risico bij bv. bevriezen van de leiding). Het risico op bezinking of achterblijven van vloeistof in de leiding kan vermeden worden door de helling van de leiding groter te maken dan de maximale doorbuiging.

De beugels moeten zodanig uitgevoerd worden, dat er geen extra puntbelastingen op het materiaal geïnduceerd worden. D.w.z. dat de beugeling aan de vorm van de buizen moet aangepast worden. Scherpe randen moeten ten alle tijden voorkomen worden. De doorbuiging en ondersteuningsafstand kan berekend worden op basis van de elasticiteitsmodulus, een temperatuur- en tijdsafhankelijke materiaalconstante (zie grafiek op volgende pag.) d.m.v. de formule: f = t P L4 EI f P L E I t

= = = = = =

doorbuiging in mm statische belasting per lengte-eenheid (gewicht buis + gewicht fluïdum) in N/mm (**) afstand tussen de steunpunten in mm elasticiteitsmodulus in N/mm2 (zie grafiek op volgende pag.) traagheidsmoment in mm4 (*) doorbuigingscoëfficiënt (zie tabel met symbolen op volgende pag.)

(*)

I = π (D4 - d4) 64 D = buitendiameter buis (mm) d = binnendiameter buis (mm)

(**)

gewicht buis/m (kg/m) gewicht fluïdum/m = πd2 ρ (kg/m) 4 ρ = densiteit (kg/m3) d = binnendiameter van de buis (m)

33

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Elasticiteitsmodulus in functie van de temperatuur (korte duurproef volgens DIN 53457) voor verschillende KS leidingen met T-waarden overeenkomstig de DIN normen.

Opmerking : Lange duur elasticiteitsmodulus bij 20°C (10 jaren) PP 300 N/mm2 PVC 1500 N/mm2 PE-HD 200 N/mm2 PVDF 1200 N/mm2

Tabel Symbool

34

Benaming

t

Buis met vaste beugeling

0,0026

Buis met geleiding

0,013

Buis met één zijde vast en andere zijde geleiding

0,0054

Buis met aan één zijde een axiale stop

0,125

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Tabel: Beugelafstanden voor PVC buizen - PN 10 -PN 16

D (mm)

16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 140 160 225

20°C

Beugelafstand (cm) 30°C 40°C 50°C

60°C

75 85 90 100 110 125 140 150 165 185 215 225 250

60 70 75 85 100 115 130 140 155 175 205 215 240

* * * * * * 55 60 70 80 110 130 160

* 50 55 65 80 95 110 120 135 155 185 200 225

* * * 50 60 70 85 95 105 120 160 170 200

Tabel: Beugelafstanden voor PE 80 (PE 100) buizen - PN 10 D (mm)

20°C


60°C

16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 200 225 250 280 315 355 400

50 57 65 75 90 105 120 135 150 165 175 190 205 230 245 260 275 290 310 330

45 55 60 75 85 100 115 130 145 160 170 185 195 220 235 250 265 280 300 315

35 40 50 55 65 75 90 100 115 130 140 150 160 190 205 210 220 235 255 270

45 50 55 65 75 90 105 120 135 150 160 175 185 210 225 240 255 270 290 305

40 45 55 65 75 85 100 110 125 145 155 165 175 200 215 230 240 255 275 290

35

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Tabel: Beugelafstanden voor PPH buizen - PN 10 D (mm)

20°C

30°C


70°C

80°C

16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 200 225 250 280 315 355 400

65 70 80 95 110 125 145 155 165 185 200 210 225 250 265 280 295 315 355 355

62 67 77 92 107 122 142 150 160 180 195 205 220 240 255 270 285 305 325 345

60 65 75 90 105 120 140 145 155 175 190 200 210 230 245 260 275 295 315 335

52 57 67 80 92 105 125 130 140 150 160 170 180 200 215 230 245 260 275 290

50 55 65 75 87 100 120 125 135 140 150 160 170 190 200 215 230 245 260 275

Tabel: Beugelafstanden voor PVDF buizen

36

57 62 72 87 100 115 135 140 150 170 180 190 200 220 235 250 265 285 300 320

55 60 70 85 95 110 130 135 145 160 170 180 190 210 225 240 255 270 285 305

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Tabel: Beugelafstanden voor ECTFE buizen Buisafmetingen (mm)

Max. beugelafstanden (cm) +20°C +90°C

20 x 1,9 25 x 1,9 32 x 2,4 40 x 2,4 50 x 3,0 63 x 3,0 90 x 4,3 110 x 5,3 160 x 7,7

75 80 90 100 110 120 140 155 190

55 60 65 70 80 90 105 120 145

De beugeling moet zodanig ontworpen worden dat de kranen gemakkelijk bedienbaar blijven en goed bereikbaar voor onderhoud. Bij sterke thermische uitzetting is het aan te bevelen verankeringsbeugels vlak naast de kraan te monteren om het kraanlichaam tegen de mechanische belasting, veroorzaakt door de uitzetting, te beschermen. Zwaardere leidingsonderdelen zoals kranen, regelapparaten of pompen dienen steeds extra ondersteund te worden. Opmerkingen: 1. Bovenstaande ondersteuningsafstanden zijn geldig bij transport van een medium met een dichtheid van 1 g/cm3 (kg/dm3). 2. Bij de berekening van de ondersteuningsafstanden werd rekening gehouden met een maximale doorbuiging tussen 2 ondersteuningen (of beugels) van L (PE, PP) en L (PVC, PVDF, ECTFE). 500 300 3. Voor andere druktrappen bij PE en PP mag men rekening houden met volgende correctiefactoren: PN 3,2 - 25% PN 6 - 9% PN 16 + 7% 4. Voor vloeistoffen met een dichtheid tussen 1,0 g/cm3 en 1,25 g/cm3, moet men de ondersteuningsafstanden verminderen met 4 %. 5. Voor de berekening van de ondersteuningsafstanden van PP-R buizen, moet men de waarden van PP-H verminderen met 25%.

37

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.2.4.2 Beugeltypes Verankeringsbeugels of vaste steunpunten Verankeringspunten of vaste steunpunten worden toegepast om krachten, die ontstaan bij thermische uitzetting en krimp of door hydraulische belasting bij statische of dynamische druk op te vangen en de uitzettingsbeweging te richten. Hydraulische belasting uit zich in die leidingsecties waar richtingsveranderingen optreden of de leidingdoormeter gereduceerd wordt. Deze delen komen dus in de eerste plaats voor beugeling in aanmerking. De grafiek geeft de hydraulische belasting door statische druk in verschillende fittings.

Reservoirs, apparaten, muur- en vloerdoorgangen komen als eerste in aanmerking voor het realiseren van verankeringspunten. Dikwijls zijn echter nog extra vaste punten in de leiding vereist. Voor sommige verankeringssystemen kan gebruik gemaakt worden van bepaalde verbindingselementen zoals bv. flenzen. Ankers die rechtstreeks op de buis worden aangebracht moeten zodanig uitgevoerd worden dat de buiswand niet kan beschadigd worden. (kunststofmanchet in metalen beugels, ...) De verankeringspunten moeten voldoende stevig zijn om de door de thermische uitzetting en door de inwendige druk ontstane krachten te kunnen opvangen.

38

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Bij een vaste inklemming, wordt er een kracht geïntroduceerd, gekend als de VASTE PUNT BELASTING (Fvp). Deze wordt berekend volgens de formule: Fvp = A.Ec.εε A Ec

= buiswandoppervlak (mm2) = kruipmodulus (N/mm2)

ε

= de verhinderde uitzetting t.g.v.: - uitzetting onder invloed van temperatuurverschil - inwendige vloeistofdruk - opzwellen van de buis ε kan men op volgende manieren benaderen: - uitzetting onder invloed van temperatuur: ε = ∝ ∆T ∝ = lineaire uitzettingscoëfficiënt (1/°C) ∆T = maximaal temperatuursverschil (°C) - inwendige vloeistofdruk ε = (0,1) P (1-2µ µ) Ec (da2 - 1) di2 P = bedrijfsdruk (bar) µ = dwarscontractiecoëfficiënt (POISSON: ≈ 0,4 voor thermoplasten) Ec = kruipmodulus (N/mm2) da = buitendiameter (mm) di = binnendiameter (mm) - opzwellen van de buis ε = 0,025 - 0,040 Hier is een vaste inklemming niet direkt aangewezen, wegens de lokale verzwakking van het buismateriaal.

Bij vast ingeklemde buizen, dient men steeds een controle te doen met betrekking tot de ondersteuningsafstanden. Men berekent de kritische kniklengte LKN. Indien LKN kleiner is dan de ondersteuningsafstanden uit de tabellen, dient men LKN toe te passen. De berekening van LKN houdt rekening met een veiligheidscoëfficiënt van 2. LKN = 3,17

LKN JR ε AR

= = = =

JR ε AR kritische kniklengte (mm) traagheidsmoment (mm4) de verhinderde uitzetting (-) buiswandoppervlak (mm2)

Bij hogere temperaturen dient men LKN nog met 20% te verminderen.

39

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Geleidingsbeugels Geleidingsbeugels worden gebruikt als ondersteuning van buizen onderhevig aan uitzetting en krimp. Geleidingsbeugels laten enkel een axiale beweging van de buizen toe. Aangezien deze beugels een beweging van de buis moeten toelaten, mogen ze geen scherpe randen hebben en niet te sterk rond de buis klemmen. Metalen beugelsystemen worden bij voorkeur van een kunststofglijlaag voorzien. Enkele voorbeelden van geleidingsbeugels zijn afgebeeld in volgende tekeningen. Een continue ondersteuning kan relatief goedkoop en degelijk gerealiseerd worden d.m.v. kabelbanen. Dit heeft naast de eenvoudige montage, de ordelijke schikking en de uitstekende ondersteuning van de leiding nog het voordeel dat de kabelbanen nog voor andere doeleinden kunnen gebruikt worden. Hieronder vindt U enkele voorbeelden van beugeling.

40


Waterslag

Waterslag is het drukgolfeffect dat ontstaat in een leiding wanneer de snelheid van het medium plots wordt afgeremd of verhoogd. Bij het plotseling afremmen van een vloeistof wordt de kinetische energie van het stromende fluïdum omgezet in potentiële energie (bij het versnellen van een vloeistofstroom gebeurt het omgekeerde) en ontstaat een drukgolf (positieve en negatieve druk) door wisselwerking van de afgeremde (of versnelde) vloeistof en de elasticiteit van de buiswand.

Deze drukgolf verplaatst zich langs de buis met een snelheid c en doet de buiswand afwisselend uitzetten en krimpen tot alle energie is geabsorbeerd en de drukgolf gedempt. c=

c ρ K D s E

1 ρ (1 + (D - 2) 1) K s E = = = = = =

voortplantingssnelheid drukgolf dichtheid kompressiemodulus buitendiameter van de buis wanddikte van de buis elasticiteitsmodulus buismateriaal

De drukverandering kan mits verwaarlozing van de wrijvingsverliezen berekend worden met de formule van Joukowsky +/- ∆p = c ∆v g ∆p g ∆v

= drukverschil in m H2O kolom = gravitatiekonstante (m/s2) = snelheidsverandering (m/s)

Drukverhogingen (positieve druk) veroorzaakt door waterslag, moeten bij de aanwezige statische druk worden opgeteld om de drukbestendigheid van de leiding te beoordelen. Drukverlagingen (negatieve druk) veroorzaakt door waterslag, moeten van de statische druk afgetrokken worden om de onderdrukweerstand van de leiding te beoordelen. De meest frequente oorzaken van waterslag zijn: - snel openen of sluiten van manuele of automatische kranen - plots uitvallen van een pomp (bv. bij stroompanne) - plots inschakelen van een pomp bij overdimensionering van de pomp - snel dichtklappen van terugslagkleppen.

41

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Het risico op waterslag kan op verschillende manieren beperkt worden. - vermindering van de vloeistofsnelheid - veilige dimensionering van de leiding en de pompen - verhoging van sluiten openingstijden van kranen - inbouwen van waterslagdempers Zodra een drukgolf ontstaat, beweegt zij in de leiding heen en weer met afnemende kracht en snelheid, en met een regelmatige frequentie, tot zij verdwijnt door wrijving en inertie. Over het algemeen aanvaardt men een maximale drukstijging van 50% (men houdt zich vaak aan 15%) van de totale druk in de leiding voor de waterslag.

Voorbeeld: Statische druk Snelheid van de vloeistof Lengte van de leiding Sluitingstijd van de afsluiter

P = 3 bar V = 2,5 m/s L = 200 m T = 2 sec.

Van V = 2,5 trekt men een horizontale lijn tot L = 200. Van daar trekt men een loodrechte lijn tot T = 2. Vanuit dit punt geeft de horizontale lijn een drukstoot c.q. overdruk van 13 bar. De te kiezen buis moet dus minstens tegen 13 + 3 = 16 bar bestand zijn.

42


Vacuüm (onderdruk) - Uitwendige druk

In sommige gevallen zijn drukleidingen onderhevig aan een uitwendige overdruk (knikbelasting): - bij plaatsing in water of bodem, onder de grondspiegel - bij vacuümleidingen (onderdruk-toepassingen) De overdruk o.i.v. kritische knikbelasting kan berekend worden via volgende formule: Pk =

10 Ec ( s )3 4 (1 - µ2) rm

Pk = Ec = µ=

kritische overdruk (bar) kruipmodulus (zie tabellen) (N/mm2) dwarscontractiecoëfficiënt (-) 0,4 voor thermoplasten wanddikte (mm) gemiddelde straal van de buis (mm)

s= rm =

De bijhorende kritische knikspanning τk kan dan berekend worden:

τk = Pk rm s τk = Pk = rm = s=

kritische knikspanning (N/mm2) kritische overdruk (N/mm2) gemiddelde straal van de buis (mm) wanddikte van de buis (mm)

Meestal rekent men nog met een veiligheidscoëffiënt van 2 à 3. Tabel: Toelaatbare knikdruk (onderdruk) voor PP-H, PP-R en PE80 in Bar. Deze waarden zijn geldig voor water SDR41 Serie 20 PN 2,5

SDR 33 Serie 16 PN 3,2

SDR17,6 Serie 8,3 PN 6

SDR 11 Serie 5 PN 10

°C

levensduur

PP-H

PP-R

PE80

PP-H

PP-R

PE80

PP-H

PP-R

PE80

PP-H

PP-R

PE80

20

1 10 25

0,080 0,060 0,055

0,060 0,050 0,050

0,040 0,035 0,030

0,170 0,130 0,120

0,125 0,110 0,110

0,090 0,070 0,065

1,11 0,86 0,78

0,83 0,73 0,70

0,60 0,47 0,43

5,15 3,95 3,65

3,80 3,35 3,25

2,75 2,20 1,95

30

1 10 25

0,070 0,055 0,050

0,050 0,045 0,045

0,035 0,030 0,025

0,150 0,115 0,110

0,110 0,100 0,095

0,070 0,060 0,055

0,96 0,75 0,71

0,71 0,64 0,61

0,47 0,39 0,35

4,45 3,50 3,30

3,30 2,95 2,85

2,20 1,80 1,65

40

1 10 25

0,060 0,050 0,045

0,045 0,040 0,040

0,025 0,020 0,020

0,130 0,105 0,100

0,095 0,090 0,085

0,055 0,050 0,045

0,83 0,68 0,64

0,62 0,57 0,55

0,37 0,32 0,29

3,85 3,15 2,95

2,85 2,65 2,55

1,70 1,50 1,35

50

1 10 25

0,050 0,045 0,040

0,040 0,035 0,035

0,020 0,015 0,015

0,110 0,095 0,090

0,080 0,075 0,075

0,045 0,040 0,035

0,73 0,61 0,57

0,53 0,49 0,48

0,29 0,25 0,23

3,40 2,85 2,65

2,45 2,30 2,20

1,35 1,15 1,10

60

1 10 25

0,045 0,040 0,035

0,035 0,030 0,030

0,015 -

0,100 0,085 0,080

0,070 0,065 0,065

0,035 -

0,64 0,55 0,52

0,47 0,43 0,42

0,23 -

2,95 2,55 2,40

2,15 2,00 1,95

1,05 -

70

1 10 25

0,040 0,035 0,030

0,030 0,025 0,025

0,010 -

0,085 0,075 0,070

0,060 0,055 0,055

0,025 -

0,57 0,49 0,46

0,41 0,37 0,36

0,18 -

2,65 2,25 2,15

1,90 1,70 1,65

0,80 -

80

1 10

0,035 0,030

0,025 0,020

-

0,075 0,065

0,050 0,045

-

0,50 0,44

0,34 0,31

-

2,30 2,00

1,60 1,45

-

95

1 10

0,030 0,025

0,020 0,015

-

0,065 0,055

0,040 0,035

-

0,41 0,35

0,27 0,23

-

1,90 1,65

1,25 1,05

-

43


Buigradius

Bij 20°C moet men rekening houden met de volgende toegelaten minimum buigradius: PVC

300 x Du

HDPE & PP Drukklasse

HDPE

PP

2,5

50 x Du

75 x Du

3,2

40 x Du

60 x Du

4

30 x Du

45 x Du

6

20 x Du

30 x Du

10

20 x Du

30 x Du

Opmerking: Du = buitendiameter Bij 0°C moet men de opgegeven waarden vergroten met een faktor 2,5.

1.2.8

Ondergrondse leidingen

Kunststofleidingen gedragen zich uitstekend bij het ingraven. Zij zijn immers immuum tegen korrosie door zwerfstromen of agressieve bodems. De firma VINK adviseert U vrijblijvend bij uw materiaalkeuze en wanddikteberekening voor ingegraven leidingen. U hoeft hiervoor enkel het onderstaande formulier (volgens ATV 127) nauwkeurig in te vullen en ons op te sturen. 1. Algemeen:

Aard van de werf Werf Bouwheer

: : :

2. Buis:

Materiaal Buitendiam. (mm) Nominale diam. (mm) Binnendiam. (mm) Wanddikte (mm)

: : : : :

3. Bodem: Zone

1

Bodemgroep

G (1,2,3,4)

Aard v/d bodem

(zand, leem, grind, klei)

Gewicht

(kN/m3)

Procterdichtheid

(%)

E-Modulus bodem (EB)

(N/mm2)

2

3

4

4. Installatie- / inbouwgegevens: In een dam

in een gracht/greppel

- Grindbedekking boven de top van de buis (min. 2 x Du)

H=

(m)

- breedte van de greppel - Glooiingshoek

B= β=

(m) (°)

44


5. Belasting: Aarde

straatvuil

- Bedekkingshoogte - Gewicht - oppervlaktebelasting

H= γ = B F=

(m) (kN/m3) (kN/m2)

Verkeersbelasting Zonder LKW 12 SLW 30 SLW 60 6 Bedrijfscondities van de buizen: A. Drukloze afvoerleiding Bedrijfstemperatuur: % doorlaat bij drainageleidingen:

T= AE =

(°C) (%)

B. Afvoerleiding onder druk: Bedrijfstemperatuur: Bedrijfsdruk:

T= p=

(°C) (bar)

Bijhorende informatie: Punt 1 :

Algemeen Ter bevordering van de éénduidigheid van een project

Punt 2.:

Buis Het belangrijkste is de materiaalkeuze (PVC, PE, PP, ...) De buisafmetingen zijn meestal vooraf reeds bepaald.

Punt 3/4:

Bodem + installatiegegevens Er zijn verschillende bodemgroepen volgens ATV 127 Groep

Gewicht gB

wrijvingshoek

(kN/m ) 3

G1 G2 G3 G4

Inwendige

20 20 20 20

Vervormingsmodulus EB (N/mm2) bij verschillende Proctordichtheden (%)

ϕ

35 30 25 20

85

90

DPR 92

95

97

100

2,0 1,2 0,8 0,6

6 3 2 1,5

9 4 3 2

16 8 5 4

23 11 8 6

40 20 13 10

Bij de berekening van de vervormingsmodulus van de bodem wordt er rekening gehouden met volgende zone’s:

E1 = Bedekking van de top van de buis

E2 = aanleggende bedekking

E3 = aanleggende bodem naast de greppel

E4 = grond onder de buisgreppel (bestaande ondergrond)

45

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Punt 5 :

Belasting Met grondbelasting op de buis bedoelt men: - bij een greppel: greppeldiepte tot top van de buis - bij een dam : hoogte van de grondophoping boven de buis

Punt 6:

Bedrijfscondities - Voor elke toepassing de correcte bedrijfsomstandigheden vermelden!

1.2.9

Inbedrijfname van leidingen

Bij de inbedrijfname van kunststofdrukleidingen, dient men rekening te houden met de algemene richtlijnen van DIN 4279. Bij kamertemperatuur gelden volgende regels: PN < 10 bar PN > 10 bar

drukproef bij “1,5 x PN” drukproef bij “PN + 5 bar”

De drukproef wordt minstens gedurende 1 uur uitgevoerd. Men moet ook steeds rekening houden met een drukterugloop tijdens de drukproef, ten gevolge van de elasticiteit van de kunststof en/of temperatuursinvloeden. 0,5 bar/uur voor PVC 0,8 bar/uur voor PP en PVDF 0,1 bar/5 min. voor HDPE

46


MONTAGEVOORSCHRIFTEN

1.3.1

Inleiding

Bij constructies uit kunststoffen kan het voorkomen dat bepaalde montagetechnieken niet aangewezen of zelfs onmogelijk zijn, door bijvoorbeeld gebrek aan ruimte of door de complexiteit van de structuur. De keuze tussen lijmen, lassen of mechanisch verbinden hangt van geval tot geval af. Niet alleen de mechanische sterkte van de verbinding speelt een rol bij de keuze, ook de weerstand tegen temperatuursverschillen, de bestendigheid tegen chemisch agressieve milieus, etc. hebben hun invloed op de keuze van de verbindingstechniek. De keuze van de montagetechniek is afhankelijk van : - constructieve eisen - de te verwachten sterkte van de verbinding - de aard van de kunststof - de beschikbaarheid van de juiste apparatuur - de gebruiksomstandigheden - de kostprijs van de verbinding

1.3.2

Lijmen

Verlijming is slechts praktisch mogelijk bij polaire kunststoffen zoals PVC, PVC-C en ABS. Alhoewel lijmen een eenvoudige techniek is, dient toch aandacht besteed te worden aan een aantal belangrijke factoren. Keuze van de lijm - Naargelang tolerantie op de verbinding Tangit® is een vullijm. Dit maakt het mogelijk om een goede verbinding te maken tot een maximaal maatverschil van 0.8mm tussen buis en fitting. Ook bij een perspassing met een maatverschil tot minimaal 0.2 mm tussen buis en fitting kan men met deze vullijm een verantwoorde verbinding maken. Voor zeer nauwe perspassingen is het gebruik van Dytex® lijm aangewezen. - Naargelang de chemische bestendigheid Tangit® lijm is geschikt voor praktisch alle media waarvoor PVC geschikt is, met uitzondering van volgende zuren, waarvoor H2SO4 conc. > 70% Dytex® lijm dient gebruikt te worden : HCl conc. > 25% conc. > 20 % HNO3 HF alle conc. Voorbereiding buis en fitting Buizen haaks afzagen en de uiteinden afschuinen volgens het schema in volgende figuur op volgende pagina. Reinig de lijmoppervlakken vooraf grondig met Tangit® reiniger of spiritus met een pluisvrij, niet abrasief en niet gekleurd papier of doek. Lijmprocedure Lijmen met Tangit® Tangit® wordt gebruiksklaar geleverd en mag niet verdund worden. Goed roeren. De lijm met een kwast eerst aanbrengen in de te verlijmen fitting in radiale richting en op het spie-einde van de buis in axiale richting. De lijm royaal en gelijkmatig aanbrengen. Het opbrengen van de lijm dient binnen de 45 seconden te gebeuren om voortijdig indrogen van het lijmoppervlak te vermijden. Daarom is het noodzakelijk dat bij een diameter boven 75 mm het insmeren door 2 personen wordt uitgevoerd.

47

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport d

L

Sm

16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 180 200 225 250

14 16 19 22 26 31 38 44 51 61 69 76 86 96 106 119 131

1.5 1.5 3.0 3.0 3.0 3.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0

Direct na het aanbrengen van de lijm, de beide delen in elkaar steken, zonder onderlinge verdraaiing. Overtollige lijm onmiddellijk verwijderen met crêpepapier. Hiervoor geen reinigingsmiddel gebruiken. De verlijmde delen gedurende 10 minuten niet mechanisch belasten. Droogtijd : zie onderstaande tabel. Lijmen met Dytex® De lijmoppervlakken (buisuiteinde + binnenzijde mof) insmeren met Dytex® verdunner tot ze week worden (vingernageltest). Dytex® lijm aanbrengen in de richting van de as en gedurende ca. 30 seconden laten opdrogen. Indien bij de test vóór het lijmen is gebleken dat buis en fitting onvoldoende klemmen, kunnen 2 of 3 lagen Dytex® lijm aangebracht worden. Vóór het aanbrengen van deze extra lagen moet de vorige laag droog zijn. (minstens 30 seconden wachten). Na het aanbrengen en drogen van de lijm, opnieuw Dytex® verdunner aanbrengen op beide oppervlakken, zodat deze opnieuw week worden, waarna de volgende laag lijm kan aangebracht worden. Buis en fitting in elkaar schuiven zonder te draaien. Hierbij moet een duidelijke weerstand voelbaar zijn. Aan de rand van de fitting moet zich een uniforme lijmuitstulping vormen. Dit lijmoverschot voorzichtig verwijderen. Droogtijden Omgevingstemperatuur

Buitendiameter mm

Droogtijd terwijl richten nog mogelijk

Wachttijd voor montage

Wachttijd voor het in werking stellen

boven 25°C

tot 63 van 75 tot 63 van 75 tot 63 van 75

1/2 minuut 1 minuut 1 minuut 2 minuten 2.5 minuten 5 minuten

10 15 20 30 60 90

per per per per per per

van 10-25°C onder 10°C

minuten minuten minuten minuten minuten minuten

Bij spoedgevallen (reparatie) kunnen de tabelwaarden, met inachtname van een groter risico, verlaagd worden. Bij perspassing op 1/4 de bovengenoemde waarden. Bij 0-0.3 mm speling op 1/2 de bovengenoemde waarden. Bij speling groter dan 0.3 mm gelden de tabelwaarden.

48

1 1 1 1 1 1

bar bar bar bar bar bar

: 1/4 uur :1/2 uur : 1/2 uur : 1 uur : 1 uur : 2 uur


Diameter buis

Vereiste hoeveelheid Tangit® lijm en reiniger in kg voor 100 verlijmingen lijm reiniger

16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 180 200 225 250

0.35 0.3 0.4 0.5 0.7 0.9 1.3 1.8 2.4 3.3 3.8 4.8 6.8 7.9 9.1 11.5 12.8

0.10 0.15 0.20 0.35 0.45 0.60 0.75 0.80 0.90 1.20 1.40 1.80 2.80 3.90 5.30 7.40 8.20

Vereiste hoeveelheid Dytex® lijm, verdunner, reiniger in kg voor 100 verlijmingen lijm verdunner reiniger

1.1 1.5 2.1 2.9 3.4 4.5 7.2

1.1 1.5 2.2 3.5 4.4 6.1 10.0

0.75 0.80 0.90 1.20 1.40 1.80 2.60

Verlijming onder de 10°C is niet aan te raden vanwege de vertraging van de polymerisatiereactie bij lagere temperatuur. Droogtijd : zie tabel op vorige bladzijde. Algemene opmerkingen - borstels of ander gereedschap kunnen gereinigd worden met ontvettingsmiddel of verdunner. - na gebruik dienen lijm, ontvettingsmiddel en verdunner onmiddellijk terug afgesloten te worden om verdamping van de solventen te vermijden. - het inhaleren van de solventen is schadelijk en moet bijgevolg zoveel mogelijk vermeden worden. In overeenkomst met de veiligheidsvoorschriften ter zake, moet steeds in geventileerde ruimtes gewerkt worden. Aanbevolen afmetingen borstels voor buis D

borstel

6 - 16 mm 20 - 25 mm 32 - 63 mm 75 - 250 mm

∅ 3 mm ∅ 10 mm ∅ 20 mm 30 x 5 mm tot 50 x 10 mm of ∅ 30 tot 40 mm

Opmerking: Veiligheidsinformatiebladen i.v.m. Tangit® en Dytex® (lijm en reiniger) zijn te verkrijgen op aanvraag..

1.3.3

Lassen

1.3.3.1 Inleiding Lassen is de meest gebruikte verbindingstechniek voor HDPE, PP, PVDF en ECTFE leidingsystemen. Bij het lassen moet rekening gehouden worden met 3 belangrijke parameters : temperatuur tijd druk Voor de montage van drukleidingen zijn de meest gebruikte lastechnieken : stomplassen moflassen electromoflassen Het principe van het lassen van kunststoffen berust op een samenspel van warmte en druk. De warmte is nodig om het materiaal voldoende plastisch te maken, de druk om vervolgens de verwarmde lasvlakken in elkaar te laten vloeien.

49

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.3.3.2 Stomplassen Stomplassen is de meest gebruikte lastechniek voor leidingen in PE, PP, PVDF en ECTFE. Het principe van deze lastechniek berust op het verwarmen van buis en/of fittinguiteinde (die in dit geval dezelfde diameter hebben) op een vlak verhittingselement. Hierdoor worden de lasvlakken van buis en fitting plastisch en door de druk waarmee de vlakken tegen het verhittingselement worden aangedrukt ontstaat een lasril. Na welbepaalde tijd worden de te lassen delen van het verwarmingselement afgenomen en met de lasvlakken tegen elkaar gedrukt, waardoor tijdens de afkoeling de las ontstaat. Een goed uitgevoerde las levert een lasfactor van 80 à 100% op. Om een hoge lasfaktor te bereiken zijn de volgende punten doorslaggevend : - zuiver passende en schone lasoppervlakken - lastemperatuur - opwarmdruk - doorwarmtijd - omschakeltijd - lasdruk - afkoeltijd Instructies voor het stomplassen - Installeer de lasmachine en monteer de buis-en fittingklemmen vóór de te lassen diameter. - Stel de exacte lastemperatuur in aan de lasspiegel - Klem de buis en/of fitting in de machine en lijn uit. - Breng de frees van de machine tussen de te lassen uiteinden en frees gelijkmatig af onder een lichte druk. - Verwijder de frees en controleer of beide uiteinden perfect op elkaar passen. Zoniet dient de freesprocedure herhaald te worden tot de max. spleet tussen de delen 0.5 mm bedraagt. - Reinig de lasspiegel met MEK of spiritus - Controleer de temperatuur van de lasspiegel. - Breng de spiegel tussen de lasuiteinden en druk de te lassen delen op de spiegel met de vereiste opwarmdruk. - Als de hoogte van de lasril die vervolgens ontstaat aan de lasvlakken, overeenkomt met die opgegeven in tabel “Lasapparatuur voor stomplassen van kunststoffen”, wordt de druk opgeheven, maar moeten de te lassen delen tegen de lasspiegel blijven gedurende een bepaalde tijd. - Na de doorverwarmtijd wordt de lasspiegel snel verwijderd en worden de lasvlakken tegen elkaar gedrukt. De aan te brengen lasdrukkracht is gegeven in dezelfde tabel. Het opbouwen van de lasdruk moet geleidelijk aan gebeuren. - Laat de las afkoelen. - Verwijder de druk op de machine. - Demonteer de gelaste delen. - Ingeval buiten gewerkt wordt, moet de verhittingsspiegel van eventuele wind afgeschermd worden. Schematische voorstelling van de lasstadia voor stomplassen

50

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Berekening van de specifieke lasdruk In de meeste gevallen wordt de in te stellen lasdruk op de machine weergegeven in “bar” of “kp” (in tabelvorm). Om de specifieke lasdruk te kunnen instellen dient men eerst de laskracht te berekenen volgens onderstaande formules. 2

2

(d u - d i) . π 4

Lasoppervlak A =

Laskracht F =

p

..A 9.81

spez

(mm2)

met :

du = buitendiameter (mm) di = binnendiameter (mm)

(N)

Lasparameters voor stomplassen van kunststoffen lasdruk (N/mm2)

lastemperatuur (°C)

PE 80

0.15

200 - 210

PP-H PP-R

0.10

195 - 205

PVDF

0.13

225 - 235

ECTFE

0.08 - 0.09

275 - 285

Stomplassen HDPE Wand mm

Ril mm

Doorwarmen sec.

Schakelen sec.

Druk sec.

Koelen min.

2.0 - 3.9 4.3 - 6.9 7.0 - 11.4 12.2 - 18.2 20.1 - 25.5 28.3 - 32.2 34.5 - 38.7 40.2 - 45.5 46.2 - 53.9 55.2 - 61.6

0.5 0.5 1.0 1.0 1.5 1.5 2.0 2.5 2.5 3.0

30 - 40 40 - 70 70 - 120 120 - 170 170 - 210 210 - 250 250 - 300 300 - 350 400 - 450 450 - 500

4 5 6 8 10 12 14 16 18 20

4- 6 6- 8 8 - 10 10 - 15 16 - 20 21 - 25 26 - 30 31 - 35 36 - 40 45 - 50

4- 5 6 - 10 10 - 16 17 - 24 25 - 32 33 - 40 40 - 47 48 - 55 56 - 63 64 - 70

Wand mm

Ril mm

Doorwarmen sec.

Schakelen sec.

Druk sec.

Koelen min.

2.0 - 3.9 4.3 - 6.9 7.0 - 11.4 12.2 - 18.2 20.1 - 25.5 28.3 - 32.2 34.7 - 40.2 41.0 - 50.0

0.5 0.5 1.0 1.0 1.5 1.5 2.0 2.5

30 - 65 65 - 115 115 - 180 180 - 290 290 - 330 330 - 440 440 - 490 490 - 550

4 5 6 8 10 12 14 16

4- 6 6- 8 8 - 10 10 - 15 16 - 20 21 - 25 26 - 35 36 - 45

4- 6 6 - 12 12 - 20 20 - 30 30 - 40 40 - 50 50 - 60 60 - 70

Stomplassen PP

51

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Stomplassen PVDF Wand mm 2.4 - 3.5 3.5 - 5.5 5.5 - 10.0 10.0 - 15.0

Ril mm

Doorwarmen sec.

Schakelen sec.

Druk sec.

Koelen min.

0.5 0.5 1.0 1.5

40 - 70 70 - 90 90 - 120 120 - 150

4 5 6 8

3 4 6 8

4-6 6-8 8 -12 12 - 16

-

6 8 10 12

Stomplassen ECTFE Wand mm 20 x 1.9 25 x 1.9 32 x 2.4 40 x 2.4 50 x 3.0 63 x 3.0 90 x 4.3 110 x 5.3 160 x 7.7

Ril mm

Doorwarmen sec.

Druk sec.

Koelen min.

12 15 18 20 25 25 30 40 50

4 4 4 4 4 4 4 4 4

5 5 5 5 5 5 5 5 5

3 3 3 4 5 5 6 7 10

Het beoordelen van de lasril - Bron : DVS 2202, deel 1 en DVS 2206

52

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Schematische voorstelling van de lasstadia voor moflassen

1.3.3.3 Moflassen Deze techniek wordt toegepast voor kleine diameters leidingen (tot 125 mm max.) in PE, PP en PVDF. Principieel bestaat deze lasmethode erin om het buisuiteinde aan de buitenzijde en de fittingmof aan de binnenzijde met een verhittingselement te verwarmen, waarna de plastisch geworden uiteinden in elkaar geschoven worden. Tot D 40 mm kan het moflassen manueel gebeuren. Voor diameters groter dan D40 mm is een machine vereist die toelaat de buizen en fittings in te klemmen. Instructies voor het moflassen - Plaats de lasmof en -doorn van de te lassen diameter op het verhittingselement. - Reinig de lasmof en -doorn met MEK of spiritus op een pluisvrij, niet abrasief en niet gekleurd papier. - Regel de thermostaat op de correcte temperatuur. - Schuin de haaks afgesneden buizen af volgens bijgaande tabel. - Indien geen afstandhouder voorzien is op het lasapparaat, teken dan de mofdiepte af op de buis. Bij manueel lassen is een horizontale markering op buis of fitting noodzakelijk, daar deze bij het in elkaar brengen niet t.o.v. elkaar mogen gedraaid worden. - Buis en fitting reinigen met MEK of spiritus op een pluisvrij, niet abrasief en niet gekleurd papier. - Controleer de temperatuur van lasmof en -doorn - Breng gelijktijdig de buis in de lasmof en de fitting over de lasdoorn, rekening houdend met de gemarkeerde lasdiepte. Respecteer de opwarmtijd aangegeven in de tabel. - Verwijder buis en fitting uit de verhittingselementen en schuif deze zonder ze te draaien in elkaar tot de gemarkeerde lasdiepte of tot de door de afstandhouder geregelde lasdiepte. Respecteer de aangegeven omsteltijden. - Laat de las afkoelen aan de lucht, gedurende de in de tabel aangegeven koeltijden. - Koel nooit af met water of een andere koelvloeistof. D Sm L

16

20

25

13

15

16

32 2 18

40

50

63

75

20

23

26

30

90 3 34

110 40

53

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Moflassen HDPE en PP PN 10 Buisdiameter mm

wanddikte mm

opwarmtijd sec.

afkoeltijd min.

16 20 25 32 40 50 60 75 90 110 125

2.0 2.0 2.3 3.0 3.7 4.6 5.8 6.9 8.2 10.0 11.4

5 5 7 8 12 18 24 30 40 50 50

2 2 2 4 4 4 6 6 6 8 8

Omschakeltijd

16 t/m 25 : 4 sec. 32 t/m 50 : 6 sec. 63 t/m 90 : 8 sec. 110 t/m 125 : 10 sec.

Moflassen hard PE en PP PN 6 Buisdiameter mm

wanddikte mm

opwarmtijd sec.

afkoeltijd min.

75 90 110 125

4.3 5.1 6.3 7.1

15 22 30 30

6 6 8 8

Omschakeltijd

16 t/m 25 : 4 sec. 32 t/m 50 : 6 sec. 63 t/m 90 : 8 sec. 110 t/m 125 : 10 sec. Bron : DVS 2207, deel 1

Lastemperatuur Kunststof

Temperatuur

HDPE PP

250 - 270°C 250 - 270°C

Bron : DVS 2207, deel 11

54

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Moflassen PVDF Buisdiameter mm

wanddikte mm

opwarmtijd sec.

afkoeltijd

16 20 25 32 40 50 63 75 90 110

1.5 1.9 1.9 2.4 2.4 2.9 3.0 3.6 4.3 5.3

3 3 4 5 6 8 10 12 15 20

3 3 3 3 4 5 6 6 8 10

Omschakeltijd

16 t/m 25 : 32 t/m 50 : 63 t/m 90 : 110 t/m 125 :

4 sec. 6 sec. 8 sec. 10 sec.

Bron : Agru

Lastemperatuur Materiaal PVDF

Temperatuur 260 - 270°C

Bron : DVS 2207, deel 15

Het beoordelen van de las Bron DVS 2202, deel 1

55

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.3.3.4 Electromoflassen Inleiding Bij het electromoflassen worden buis en fitting door middel van weerstandsdraden opgewarmd en gelast. De weerstandsdraden zijn in een lasmof ingegoten. De energievoorziening gebeurt via een lastransformator, waardoor buis en fitting plastisch worden en samenvloeien. Na afkoeling is het lasproces voltooid. Polyethyleen (HDPE) Enkel gelijkaardige materialen kunnen met elkaar op deze manier gelast worden. Het smeltbereik van de HDPE-electromoffen ligt tussen 0.7 en 1.3 gram/10 minuten. Deze moffen kan men gebruiken voor buizen en fittingen met een smeltbereik tussen 0.4 en 1.3 gram/10 minuten. Lasparameters Buiten diameter (mm)

min.

20 25 32 40 50 63 90 110 125 160 180 200 225

17 17 17 29 42 75 134 179 218 278 314 364 390

max.

Lastijd (sec) bij temperatuur van 10°C 20°C 30°C min. max. min. max. min. max.

40°C min. max.

Min. afkoeltijd (min.)

26 26 37 51 69 120 206 270 329 423 478 547 588

17 17 17 28 41 71 125 168 206 264 298 346 371

17 17 17 23 36 58 103 141 175 227 257 300 322

10 10 10 15 15 20 20 30 30 30 30 30 30

0°C

26 26 35 49 67 113 193 254 311 401 455 521 560

17 17 17 26 39 66 117 159 194 250 283 329 353

26 26 33 45 65 106 181 240 295 381 433 496 534

17 17 17 25 38 62 110 150 184 238 270 314 337

26 26 31 44 62 100 171 227 280 363 412 474 510

26 26 29 42 60 94 160 215 266 346 394 453 488

Voorbereiding Opruwen met een buisschraper en reinigen (aceton, kunststofreiniger Tangit) van het lasoppervlak op buis en/of fitting. De binnenzijde van de electromof mag niet bewerkt worden. Het is aan te raden de lasmoffen in te klemmen. De lastijd is afhankelijk van volgende factoren : de weerstand van de wikkeling, de netspanning en de omgevingstemperatuur. Zolang deze gegevens binnen de toleranties van het geautomatiseerde lasprotocol vallen, zal de lasprocedure volledig uitgevoerd worden. Voor het lassen met electromoffen kan men gebruik maken van een volautomatisch lastoestel. Door middel van een leesstift kan men een barcode lezen die ook aanwezig is op de lasmof. Deze barcode bevat alle nodige lasgegevens en toelaatbare toleranties voor dat type lasmof.

Polypropyleen (PP) Het smeltbereik van PP-R electromoffen ligt tussen 0.2 en 0.4 g/10 min. Deze moffen kan men gebruiken voor buizen en fittingen met een smeltbereik tussen 0.2 en 0.8 g/10 min. Lasparameters Buitendiameter (mm)

Lastijd (sec)

Afkoeltijd (min.)

20 25 32 40 50 63 75 90 110

23 - 25 23 - 25 28 - 32 35 - 40 47 - 55 70 - 75 92 - 99 108 - 118 145 - 155

10 10 10 15 15 15 20 20 30

De aangegeven richtwaarden zijn geldig bij omgevingstemperaturen van 5 tot 30°C. Lassen bij temperaturen die hierbuiten vallen, is niet aan te raden.

56


Demonteerbare verbindingen

1.3.4.1 Schroefdraadverbindingen De schroefdraadaansluitingen worden praktisch uitsluitend toegepast in PVC,. PE, PP en PVDF. Draadaansluitingen zijn slechts toepasbaar wanneer geen te sterke temperatuursschommelingen optreden en de leiding niet te sterk mechanisch belast wordt (een goede ondersteuning is dus in ieder geval vereist). PE, PP, en PVDF zijn immers veel zachtere materialen dan PVC, zodat beschadiging van de schroefdraad zou kunnen optreden. De FIP PVC schroefdraadkoppelingen hebben een parallelle schroefdraad volgens BS norm. De afdichting op de schroefdraad kan worden verzekerd door gebruik van PTFE afdichtingslint. Richtlijnen voor montage Het onderdeel met uitwendige schroefdraad, wordt omwikkeld met Teflon band. Het Teflon lint dient bij voorkeur in tegengestelde richting van de spoel aangebracht te worden. De PTFE band werkt zelfsmerend en afdichtend. Het gebruik van andere dichtingsmaterialen zoals gebruikt in metalen leidingen is af te raden. Beide delen moeten volledig in elkaar kunnen geschroefd worden zonder overdreven weerstand. Indien het aanschroeven te los of te moeilijk gaat, dient meer of minder PTFE tape aangebracht te worden. Bij gebruik van sleutels voor het aanschroeven, dient er op gelet te worden dat deze de koppelingen niet kunnen beschadigen. Bescherm eventueel de koppeling door een doek tussen sleutel en koppelingen aan te brengen.

1.3.4.2 Driedelige koppelingen Driedelige koppelingen zijn beschikbaar in PVC met lijm of draadaansluiting. Driedelige koppelingen voor moflasaansluiting zijn leverbaar in PP en in PVDF. In PP, PE en PVDF zijn bovendien driedelige koppelingen beschikbaar die zowel voor stomplas als moflasmontage geschikt zijn. Het belangrijkste voordeel van driedelige koppelingen is dat ze, net als de flensaansluiting, een radiale demontage van leidingonderdelen toelaten. De driedelige koppeling bevat echter geen metalen delen, wat een bijkomend pluspunt betekent.

57

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.3.4.3 Snelkoppelingen Snelkoppelingen laten toe alle types kunstofbuizen en zelfs metalen buizen te koppelen. De afdichting wordt verzekerd door een O-ring. De mechanische koppeling met de buis wordt verzekerd dankzij de polyacetaal klemring. Voor zachte materialen zoals PE en PP volstaat de polyacetaal ring. Voor hardere materialen zoals PVC, PVC-C, ABS, ijzer, roestvrij staal, gegalvaniseerd ijzer, koper, worden polyacetaalringen geleverd met een ingebedde verzinkte stalen rand. De gepatenteerde FIP klemring laat toe, zowel buizen met een maximale tolerantie als geovaliseerde buizen te koppelen.

1.3.4.4 Mechanische koppelingen Voor het verbinden van kunststofbuizen zijn eveneens mechanische aansluitkoppelingen beschikbaar. De koppelingen bestaan uit een metalen huis met een inwendige rubbermanchet. Het klemmen van koppelingen gebeurt d.m.v. bouten. De belangrijkste voordelen van dit systeem zijn de snelheid en de eenvoud van het systeem. De koppelingen kunnen zowel ondergronds als bovengronds toegepast worden.

1.3.4.5 Flensverbindingen Algemeen Wanneer leidingsonderdelen met flenzen verbonden worden, dient men rekening te houden met volgende zaken : Uitlijnen van de flenzen en dichtingen Alvorens men de bouten voorspant, moeten de dichtingen en kragen vlakparallel t.o.v. elkaar gemonteerd zijn. Dit om achteraf een schuin aanspannen van de flenzen (met bijbehorende extra belasting) te vermijden.

58

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Aandraaien van de bouten De lengte van de bouten is zo te kiezen dat de schroefdraad eindigt ter hoogte van de moer (indien mogelijk). Zowel bij de bout als bij de moer is het gebruik van rondellen aangeraden. Men moet er tevens op toezien dat de bouten aangedraaid worden met een momentsleutel (zie tabellen voor de draaimomenten). Om het losdraaien van de boutverbindingen na langere tijd te vergemakkelijken, is het aan te raden de draad in te smeren (vb. MoS2). Men dient hierbij rekening te houden met de chemische bestendigheid van de gebruikte dichtingen. In een PVC leidingsysteem kan men een flensverbinding realiseren door combinatie van twee gevulde vlakke kragen (type QRV) of door combinatie van een gevulde vlakke kraag en een kraag met groef (type QGV). In beide gevallen worden deze kragen samengehouden door middel van PVC flenzen (type ODV) of PVC-GFK flenzen met stalen kern. Bij beide vlakke kragen maakt men gebruik van vlakke dichtingen in EPDM of FPM. Bij de combinatie van een vlakke gevulde kraag en een kraag met groef, maakt men gebruik van een O-ring. In extreme gevallen zijn PTFE enveloppe dichtingen aangewezen. HDPE, PP en PVDF moflaskragen en stomplaskragen worden bij voorkeur gemonteerd met glasvezelversterkte PP flenzen met stalen kern. Deze flenzen zijn zwart in de massa gekleurd, waardoor ze UV-bestendig zijn. Draaimomenten Volgende tabellen geven de dimensies en draaimomenten bij verschillende overschuifflenzen. Bij het testen (proefdruk : 1.5 x nominale druk bij 20°C) gaan deze draaimomenten een perfecte afdichting verzekeren, zowel bij vlakke dichtingen als bij dichtingen. Het aandraaien van de bouten boven de in deze tabellen opgegeven waarden, kan schadelijk zijn voor de dichtingen, kragen of flenzen. Het aandraaien van de flensbouten gebeurt bij voorkeur kruisgewijs, in de volgorde zoals in onderstaande figuur.

59

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Draaimoment en dimensies voor PVC-overschuifflenzen

DN 15 20 25 32 40 50 65 80 100 110 125 150 200 200 250 250 300 350* 400* 450* 500*

d

PN

E

d1

a

Sp

bouten

g

Draaimoment Nm

20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 200 225 250 280 315 355 400 450 500

10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 10 4 4 4 4

96 107 117 143 153 168 188 203 222 230 251 290 340 340 396 396 465 505 565 615 650

28 34 42 51 62 78 92 109 132 149 166 189 235 252 278 309 349 386 434 489 540

65 75 85 100 110 125 145 160 180 190 210 240 295 295 350 350 400 460 515 565 600

11 12 14 15 16 18 19 20 22 24 26 29 30 30 34 35 40 32 33 32 31

M12 M12 M12 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M20 M20 M20 M20 M20 M20 M20 M22 M22 M20

60 85 120 190 225 280 390 460 515 530 715 915 1210 1090 1790 1880 3050 3600 4500 4400 4200

≤8 ≤8 8 8 8 10 10 10 10 12 15 20 38 38 -

≤ 10 ≤ 10 10 13 13 15 17 18 20 25 30 45 50 60 70 -

Bij gebruik van O-ring

Bij gebruik van vlakke dichting

Opmerking : Indien ODV met een metalen tegenflens draaimoment = Nm x 1/2

60

x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x

70 70 70 85 85 95 95 105 105 115 120 135 140 140 150 160 180 180 180 160 160

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Losse flenzen met stalen kern in PP volgens DIN 16.962/16.963

1) 2)

±1

da mm

DN mm

D±2 mm

k±1 mm

Nm3)

d2 mm

20 25 32 40 50 63 75 90 90 110 110 125 125 140 140 160 160 180 200 225 225 250 280 315 355 400

15 20 25 32 40 50 65 80 80 100 100 100 100 125 125 150 150 150 200 200 200 250 250 300 350 400

96 106 116 141 151 166 187 202 222 222 220 220 222 250 250 287 285 287 341 341 340 409 409 463 515 574

65 75 85 100 110 125 145 160 160 180 180 180 180 210 210 240 240 240 295 295 295 350 350 400 460 515

15 15 15 25 35 35 40 40 40 40 40 45 45 50 50 60 60 60 70 70 70 100 100 110 160 170

14 14 14 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 22 22 22 22 22 22 22 22 22 22 26

Schroeven* aantal draad

4 4 4 4 4 4 4 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 12 12 12 16 16

M12 M12 M12 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M16 M20 M20 M20 M20 M20 M20 M20 M20 M20 M20 M24

d6 mm

PN 10/ISO S-5/SDR 11 ±1.5 d6 b±1 gewicht mm mm kg/st

28 34 42 51 62 78 92 108 128 135 158 178 188 235 238 288 294 338 376 430

110 133 149 167 190 250 -

1)

±1.5

2)

12 12 16 16 18 18 18 20 20 20 20 20 20 24 24 24 24 24 24 24 24 30 30 34 42 46

0.25 0.31 0.42 0.66 0.70 0.79 1.15 1.24 1.20 1.36 1.54 1.30 1.32 2.07 1.80 2.48 2.67 2.46 3.27 2.82 3.08 6.07 5.75 9.96 14.65 17.63

voor voorlaskragen uit PE 80, PP voor kraagbussen uit PE 80, PP volgens DIN 125

3)

draaimoment

61

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Losse flenzen met stalen kern in PP volgens ANSI

da mm 20 25 32 40 50 63 75 90 110 160 200 250 315

da inch

D±2 mm

k±1 mm

k inch

1/2” 95 3/4” 102 1” 114 1 1/4” 130 1 1/2” 133 2” 162 2 1/2” 178 3” 194 4” 229 6” 283 8” 345 10” 412 12” 487

60.4 69.7 79.2 88.7 98.3 120.0 139.7 152.4 190.6 241.2 298.2 360.9 431.2

2 3/8” 2 3/4” 3 1/8” 3 1/2” 3 7/8” 4 3/4” 5 1/2” 6” 7 1/2” 9 1/2” 11 3/4” 14 1/4” 17”

d6±1.5 mm 28 34 42 51 62 78 92 108 128 178 236 288 338

d2±1 mm

d2 inch

16 16 16 16 16 20 20 20 20 22 22 25 25

5/8” 5/8” 5/8” 5/8” 5/8” 3/4” 3/4” 3/4” 3/4” 7/8” 7/8” 1” 1”

Schroeven* aantal b±1 mm 4 4 4 4 4 4 4 4 8 8 8 12 12

12 12 16 16 18 18 18 18 18 24 24 27 32

PN 10/ISO S-5/SDR 11 Nm1) gewicht kg/st 15 15 15 25 35 35 40 40 40 60 70 100 110

0.22 0.28 0.45 0.54 0.60 0.88 1.10 1.22 1.85 2.30 3.59 5.74 12.16

volgens DIN 125 1) draaimoment

Losse flens uit plaat gedraaid, volgens DIN norm

da mm

D mm

k mm

d6±1.0 mm

450 500 560 630 710 800 900 1000

670 670 780 780 895 1015 1115 1230

620 620 725 725 840 950 1050 1160

517 533 618 645 740 843 947 1050

62

b±1.0 mm

d2±0.2 mm

38 40 40 40 45 45 50 50

27 27 30 30 30 33 33 36

schroeven* aantal

draad

PN 3.2/ISO S-16/SDR 33 Nm1) gewicht kg/st

20 20 20 24 24 24 28 28

M24 M24 M27 M27 M27 M30 M30 M33

190 240 280 330 385 445 510 570

8.7 9.6 12.1 11.2 18.1 24.0 29.6 35.3

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 14

MANUELE AFSLUITERS

1.4.1

Algemeen

Dit hoofdstuk behandelt enkel de handbediende afsluiters. Gemotoriseerde of gestuurde afsluiters worden behandeld in een volgend hoofdstuk. We bespreken achtereenvolgens : : - kogelafsluiters - membraanafsluiters - vrijstroomafsluiters (schuine zitting) - vlinderkleppen - terugslagkleppen - diversen Voor een gedetailleerde, technische beschrijving van de bovenstaande afsluiters, verwijzen wij naar onze catalogus INDUSTRIE.

1.4.2

Gebruik van de manuele afsluiters

Kogelafsluiters De kogelkraan is eerder bedoeld als een “open/dicht”-kraan, en is minder geschikt voor debietcontrole. In “volledig-open” stand heeft een kogelkraan een zelfde opening als de buisdiameter, zodat het wrijvingsverlies in vergelijking met andere kranen gering is. De stand van de kogelkraan wordt duidelijk aangetoond door de hendel. D.m.v. driedelige koppelingen is de montage en demontage van kogelkranen vrij éénvoudig. Het VK type is voorzien van een demonteerbaar slot, met schroefdraad, zodat de leiding zonder risico gedemonteerd kan worden in de uitstroomrichting wanneer de kraan gesloten is. De kogelafdichting is bovendien bijregelbaar. Een kogelkraan is in beide stromingsrichtingen bruikbaar. Een kogelkraan kan praktisch overal toegpast worden, uitgezonderd in die gevallen waar zich vaste, onopgeloste deeltjes in de vloeistof bevinden (sterke kans op kristallisatie). In dit geval zal men een membraanafsluiter aanwenden. Alle manuele afsluiters moeten steeds ondersteund of opgehangen worden d.m.v. ankers of kraanhouders. De ondersteuning moet het eigen gewicht van de kraan, maar ook eventuele extra belastingen onder werkcondities kunnen opvangen. Hiervoor kan men de VKSV kogelkraanhouders (∅16 - ∅63) aanwenden. Bij grotere diameters zijn deze kraanhouders reeds geïntegreerd in de kraan (∅75 − ∅110). Bij gebruik van een kogelkraanhouder, fixeert men de kogelkraan als een vast punt in het leidingsysteem. Men moet de nodige voorzorgen nemen om extra belasting op de kraan, te wijten aan thermische uitzetting, te vermijden. Aangeraden wordt : - de kraan aan beide zijden te ondersteunen. - te controleren dat de kraan in lijn is met de leiding. - er voor te zorgen dat er voldoende ruimte is voor krimp en uitzetting van de leiding vanaf de kraan.

63

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Membraanafsluiters Door hun voordelige regelkarakteristiek zijn membraankranen uitstekend geschikt voor de realisatie van een debietcontrole. Bovendien zijn ze geschikt om onzuivere fluïda (verzadigde oplossingen, zouten, vloeistoffen met vaste onzuiverheden) perfect af te dichten. De elasticiteit van het membraan zorgt ervoor dat onzuiverheden die op de zitting achterblijven, deze niet beschadigen. De debietregeling kan gecontroleerd worden aan de hand van een standaanduiding (niveau-indicators). Het werkingsprincipe van een membraankraan garandeert een minimaal wrijvingsverlies. Doch dit wrijvingsverlies is in ieder geval steeds hoger dan bij kogelkranen of kranen met een schuine zitting. Het membraan kan geleverd worden in EPDM, FPM of PTFE. De membraanafsluiter kan in elke stand in de leiding geïnstalleerd worden. De membraanafsluiter kan bevestigd worden d.m.v. flenzen. Dankzij 2 bevestigingsschroefbussen die zich onderaan het lichaam bevinden, kan de membraankraan bevestigd worden op panelen of op gelijk welke steun. Bij het vertikaal installeren van de afsluiter moet worden voorkomen, bij verlijming, dat de lijm in het huis loopt, daar anders ernstige schade wordt aangericht aan de zitting en het membraan.

Vrijstroomafsluiters Evenals een membraankraan, laat de vrijstroomafsluiter een debietcontrole toe, maar met een lager drukverlies. Een vrijstroomafsluiter geeft alleen een perfecte afdichting met zuivere vloeistoffen. Het gebruik van een filter in lijn met de afsluiter is dus steeds aan te bevelen. Een vrijstroomafsluiter mag in elke positie geïnstalleerd worden. De vrijstroomafsluiter dient steeds geplaatst te worden met de pijl in de stroomrichting. Bij het tot stand brengen van een vertikale lijmverbinding moet voorkomen worden dat er lijm in de afsluiter loopt, daar anders de zitting en de O-ring onherstelbaar beschadigd worden en de afsluiter niet meer kan functioneren.

64

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Vlinderkleppen Vlinderkleppen hebben vooral een “open/toe” functie, vooral voor leidingen met grotere diameters. Vlinderkleppen zijn geschikt voor toepassingen in eender welke positie, onafhankelijk van de vloeistofstroomkarakteristiek. Een vlinderklep wordt tussen 2 flenzen geïnstalleerd. Men installeert de vlinderklep het beste in gesloten toestand en men dient er zeker van te zijn dat de vlinderklep volledig in lijn staat met de beide flenzen, om lekken te vermijden. Een vlinderklep kan in elke positie geïnstalleerd worden.

Terugslagkleppen Om te vermijden dat een fluïdum in omgekeerde richting gaat stromen, plaatsen we een terugslagklep. De terugslagklep werkt door middel van de zwaartekracht. Het tegengewicht is zodanig ontworpen dat het een minimum stromingsweerstand oplevert, maar ook een perfekte afdichting bij de minste tegendruk verzekert. De terugslagklep kan zowel horizontaal als vertikaal geplaatst worden, zolang het stempelhuis steeds naar boven gericht is (omwille van het principe van de zwaartekracht). Er zijn 3 types: - terugslagklep met schuine zitting - kogelterugslagklep zonder veer - kogelterugslagklep met veer

65

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Voetkleppen Bij het opzuigen van vloeistoffen uit reservoirs. De voetklep zorgt ervoor dat de leidingen en pompen gevuld blijven met de opgezogen vloeistof.

H = H1 = Vs = DN =

minimum bodemdiepte > 0.5 DN minimum statische druk > Vs2 + 0.1 m 2g snelheid in de aanzuigleiding binnendiameter aanzuigleiding

Vuilvangers Als beveiliging voor pompen, kranen met schuine zitting, automatische ventielen en terugslagkleppen is een vuilvanger aangewezen. De concentratie aan vaste deeltjes mag niet te hoog zijn. De vuilvangers kunnen geleverd worden met PVC, PP of INOX zeefjes met verschillende maaswijdtes. Een vuilvanger kan in elke stand in de leiding ingebouwd worden, met de pijl in de stroomrichting en het zeefgedeelte naar beneden gericht. De vuilvangers zijn ook in transparante uitvoering verkrijgbaar. Deze zijn echter wel onderworpen aan enkele beperkingen: - invallend licht bevordert de groei van micro-organismen - zonnestraling versnelt het verouderingsproces van de PVC - extra bescherming tegen mechanische trillingen is vereist, zeker in de nabijheid van pompen.

66


AUTOMATISATIE

1.5.1

Algemeen

In dit hoofdstuk gaan we in op de mogelijkheden met gemotoriseerde of gestuurde kunststofafsluiters. De geautomatiseerde afsluiters worden ingedeeld aan de hand van het besturingstype. Zo wordt er een onderscheid gemaakt tussen : - elektrisch gestuurde afsluiters - pneumatisch gestuurde afsluiters - elektromagnetisch gestuurde ventielen Voor een gedetailleerde technische beschrijving van de verschillende gemotoriseerde afsluiters, verwijzen we naar onze catalogus INDUSTRIE. Hierna volgen enkele algemene principes.

1.5.2

Elektrisch gestuurde afsluiters

- Het werkingsprincipe van een elektrisch gestuurde afsluiter berust op de bekrachtiging van een spoel in de motor, met een standverandering van de afsluiter als gevolg. - Elektrisch gestuurde afsluiters hebben meestal een langere levensduur dan pneumatisch gestuurde afsluiters. Zij behoeven eveneens geen compressor. - Elektrisch gestuurde afsluiters creëren minder vlug drukgolven (waterslag) bij het openen of sluiten, dan pneumatisch gestuurde afsluiters. - Elektrisch gestuurde afsluiters zijn minder gemakkelijk te sturen wat betreft debietscontrole en dosering. - De elektrische motors worden gekenmerkt door een IP-factor (zie later). - Een elektrisch gestuurde afsluiter bestaat meestal uit volgende onderdelen: - huis van de afsluiter - opbouwstuk (tussen motor en afsluiter) - elektrische motor

67


Pneumatsich gestuurde afsluiters

- Een pneumatische afsluiter wordt gestuurd via een inert fluïdum. De afsluiter is standaard gesloten (of geopend) en wordt geopend (of gesloten) met een stuurfluïdum. Het aanwezige stuurmembraan dient om de sturing van de perslucht te controleren. Directe sturing van de perslucht kan gebeuren voor een opgebouwd pilootventiel. - Pneumatisch gestuurde afsluiters zijn zeer betrouwbaar voor debietscontrole en dosering en zijn uitermate geschikt voor het gebruik van vervuilde vloeistoffen. - Een pneumatische motor is beschikbaar in volgende uitvoeringen : - normaal gesloten (veer gesloten) - normaal open (veer geopend) - dubbelwerkend - Een pneumatisch gestuurde afsluiter bestaat meestal uit volgende onderdelen : - lichaam (huis) van de afsluiter - opbouwstuk - pneumatische motor

1.5.4

Elektromagnetisch gestuurde ventielen

Het werkingsprincipe van deze ventielen berust op de elektromagneet die het ventiel stuurt. Deze bestaat uit een magneetkern die verbonden is met het afsluitonderdeel (membraan, balg, klapanker,...) van het ventiel. Door het magnetiseren van de magneetspoel (bij stroomdoorgang) wordt de magneetkern in de magneetspoel getrokken, waardoor het ventiel zich opent. Sluiten van het ventiel gebeurt d.m.v. een sluitveer die het ventiel weer afdicht bij uitschakelen van de elektromagneet.

68


IP-beschermingsfaktor

Volgens DIN 40050-deel 9 wordt de IP-beschermingsfaktor voor elektrische apparaten als volgt beschreven: “IP duidt op een bescherming van elektrische apparaten tegen aanraking of indringen van vreemde voorwerpen en water.” De IP aanduiding wordt gevolgd door 2 cijfers, vb. IP65. De cijfers hebben beiden een verschillende betekenis. Het eerste kencijfer (0 - 6) duidt op de beschermingsgraad tegen de aanraking met of de indringing van vreemde materialen. Het tweede kencijfer (0 - 8) duidt op de beschermingsgraad tegen water. Betekenis van het 1e kencijfer 1e cijfer

Omschrijving

Verklaring

0

niet beschermd

1

beschermd tegen grote vreemde voorwerpen

2

beschermd tegen middelgrote vreemde voorwerpen

3

beschermd tegen kleine vreemde voorwerpen

4

beschermd tegen vreemde voorwerpen met korrelstructuur

5

beschermd tegen stofafzetting

6

beschermd tegen stofindringen

geen bijzonder bescherming tegen direct contact met bewegende delen geen bescherming tegen indringen van vaste vreemde voorwerpen beschermd tegen toevallig contact met aktieve of bewegende delen vb. met de hand beschermd tegen indringen van vaste vreemde voorwerpen groter dan 50 mm beschermd tegen contact met vingers met aktieve of bewegende delen beschermd tegen indringen van vaste vreemde voorwerpen groter dan 12 mm beschermd tegen contact met aktieve of bewegende delen met gereedschap of draad (dikker dan 2,5 mm) beschermd tegen indringen van vaste vreemde voorwerpen groter dan 2,5 mm beschermd tegen contact met aktieve of bewegende delen met gereedschap, draad dikker dan 1 mm beschermd tegen indringen van vaste voorwerpen groter dan 1 mm volledige bescherming tegen contact met actieve of bewegende delen. beschermd tegen schadelijke stofafzetting. Het indringen van stof is niet volledig te vermijden. Het stof mag echter niet te overvloedig indringen zodat de werking beïnvloed wordt volledige bescherming tegen contact met aktieve of bewegende delen beschermd tegen indringen van stof

Betekenis van het 2e kencijfer 2e cijfer

Omschrijving

Verklaring

0 3

geen bescherming beschermd tegen druipwater

4

beschermd tegen sproeiwater

4A

beschermd tegen sterk sproeiwater

6

bescherming bij overstroming

6A

beschermd tegen waterstraling

7

beschermd bij onderdompeling

8

beschermd bij verblijf onder water

geen bijzonder bescherming water dat in een willekeurige hoek tot 60° vertikaal valt, mag geen schade veroorzaken water dat uit alle richtingen tegen de machines sproeit mag geen schade veroorzaken water dat uit alle richtingen met verhoogde druk tegen de machines sproeit, mag geen schade veroorzaken water mag bij voorbijgaande overstroming vb. door zware regen, niet in schadelijke hoeveelheid in de machines indringen een waterstraal uit een sproeier die met verhoogde druk uit alle richtingen naar de machines gericht wordt, mag geen schade veroorzaken water mag niet in schadelijke hoeveelheid indringen als de machines onder bepaalde druk en bepaalde tijd in water ondergedompeld worden water mag niet in schadelijke hoeveelheid indringen als de machines onder een bepaalde druk voor onbepaalde tijd in water ondergedompeld worden

69


MEET- EN REGELAPPARATUUR

1.6.1 Debietmeting Bij de keuze van een debietmeting dient men rekening te houden met een aantal faktoren m.b.t. medium en meetmethode. Medium: - dichtheid - viscositeit - aggregatietoestand - chemische bestendigheid - kristallisatie & vaste deeltjes - temperatuur en druk Meetmethode:

Hiervoor 1.6.1.1 1.6.1.2 1.6.1.3

- bijkomende drukverliezen - gewenste nauwkeurigheid - prijsklasse

staan 3 verschillende meetmethodes ter beschikking: Rotameters Vloeistofvolumetellers Flowsensors

1.6.1.1 Rotameters Werkingsprincipe De rotameter is bedoeld voor debietmeting in gesloten leidingen. Hij bestaat uit een geijkte meetbuis, waarin een vlottergewicht, onder invloed van de vloeistofstroming, wordt opgetild tot een welbepaalde hoogte. De binnenwand van de meetbuis is zodanig ontworpen, dat de verhouding vloeistofsnelheid/drijfhoogte van de vlotter, lineair is. De drijfhoogte van de vlotter wordt bepaald door het krachtenevenwicht tussen de zwaartekracht (werkend op de vlotter) enerzijds en de opwaartse stuwkracht vanwege het verplaatste volume vloeistof door de vlotter en vanwege de vloeistofsnelheid anderzijds. Belangrijk hierbij is de afhankelijkheid van dit evenwicht van het Reynolds-getal en de densiteit van het medium. Dit heeft tot gevolg dat bij gebruik van een rotameter voor een vloeistof met een densiteit, viscositeit of temperatuur verschillend van de ijkvloeistof een korrektiefaktor op de bestaande schaal moet worden toegepast, of een volledig nieuwe schaal moet worden aangebracht, geijkt op het getransporteerde medium. Debietaanduiding De vloeistofstroom in de meetbuis veroorzaakt het optillen van het vlottergewicht, zonder wrijvingsverlies. Het bovenste gedeelte van de vlotter (grootste diameter) is recht evenredig met het debiet. De aflezing gebeurt dus door de bovenzijde van de vlotter te extrapoleren naar de gradatie op de meetbuis Opmerking Het leveringsgamma en de afmetingen van de verschillende rotameters bevinden zich in de catalogus INDUSTRIE. Meetbuis De conische meetbuis is gradueel onderverdeeld binnen een bepaald meetbereik, in l/h voor water bij 20°C. Alle rotameters zijn gecalibreerd met een vaste dichtheid en viscositeit van water bij 20°C, met een nauwkeurigheid volgens VDI/VDE 3513. Voor de controle van fluïda met een densiteit, viscositeit en/of temperatuur verschillend van die van het ijkmedium (standaard = water bij 20°C), dienen de meetresultaten gecorrigeerd te worden. Een aparte ijkschaal voor een ander medium kan achteraf aangebracht worden, indien volgende gegevens bekend zijn: - temperatuur van het medium - dichtheid van het medium - viscositeit van het medium - werkdruk (zeker voor gassen) Automatisatie op rotameters Mits vervanging van het standaard vlottergewicht door een vlotter met gemagnetiseerde stalen kern, is sturing van apparaten of afstandsaflezing éénvoudig te realiseren. Hiervoor maakt men gebruik van limietkontakten en/of een limietschakelaar. De limietschakelaar kan gebruikt worden voor het aan- en uitschakelen van motoren, pompen, alarmtoestellen, ...

70

Luft - Air Säuren + Laugen Acids + Lyes

H2O


1.6.1.2 Vloeistofvolumeteller Deze vloeistofvolumeteller functioneert door middel van een wentelschijf in de meetkamer, die via een magnetische koppeling een telwerk of impulsgever bedient. Het telwerk is geschikt voor zowel neutrale als agressieve vloeistoffen. Het huis is verkrijgbaar in 2 versies: M-type: voor water en sterk verdunde oplossingen P-type: voor chemicaliën Deze uitvoering is PN16 en verkrijgbaar in diameters DN15, DN25 en DN32.

71

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.6.1.3 Flow instrumentatie Het belangrijkste instrument van een debietmeetsysteem is de flowsensor. De flowsensor bepaalt de nauwkeurigheid en de betrouwbaarheid van het hele meetsysteem. Het type FLOWSENSOR CTR 100 biedt een hoge nauwkeurigheid, zeer goede prestaties bij lage vloeistofsnelheden en een lange levensduur. Deze flowsensor is beschikbaar in PVC, PP, PVDF en RVS, evenals de aangepaste installatiefittings vanaf DN 15 tot DN 600. Een uitgebreid gamma van instrumentatie-onderdelen zijn beschikbaar om een complete meting en sturing van een vloeistoftransport mogelijk te maken. Dit gamma omvat :

72


Drukmeting en -regeling

1.6.2.1 Manometers en manometer beschermers Om drukmeting in een kunststof leidingsysteem toe te laten, biedt Vink een manometer en manometerbeschermer aan : Manometerbeschermer + manometer : MDM 900 Manometerbeschermer : MDM 901 Met de manometerbeschermer in kunststof, wordt de eigenlijke manometer beschermd tegen agressieve media. Het (agressief) medium in de leiding komt uitsluitend in contact met de onderste helft van de manometerbeschermer en het aanwezige membraan. De vloeistofdruk wordt door een neutrale vloeistof (glycerine, siliconenolie, ...) boven het membraan aan de manometer doorgegeven. Een exacte aflezing van de druk in de leiding is hierdoor mogelijk.

1.6.2.2 Drukverminderingsventiel Een drukverminderingsventiel reduceert de druk van een inkomend medium tot een willekeurig instelbare lagere druk. De op de markt beschikbare drukverminderingsventielen verschillen onderling qua instelbereik, nauwkeurigheid en/of range van debiet. Het gebruik van een vuilvanger voor een drukverminderingsventiel is steeds aan te bevelen.

1.6.2.3 Drukbehoudsventiel Het drukbehoudsventiel is een ventiel dat normaal gesloten is onder veerdruk, en opent vanaf een willekeurig instelbare druk. Een drukbehoudsventiel zorgt voor een constante tegendruk, waardoor de voor de toepassing vereiste minimum werkdruk behouden blijft. Het drukbehoudsventiel kan ook worden toegepast als een beveiligingsventiel in by-pass. Hierbij wordt het ventiel op een aftakking van de hoofdleiding geplaatst, waarlangs fluïdum wordt afgevoerd in geval van overdruk, waardoor de druk in de hoofdleiding wordt afgebouwd.

73


1.6.3

Diversen

1.6.3.1 Niveauschakelaar Type NIS Toepassingen De NIS niveauschakelaars worden gebruikt voor: - controle en/of regeling van het vloeistofniveau in drukloze vaten of pompputten - signaalmelding m.b.t. een vloeistofniveau - het sturen van pompen De NIS niveauschakelaars zijn niet geschikt voor gebruik als overstroombescherming. Werkingsprincipe Het principe van de NIS niveauschakelaars is gebaseerd op de samendrukking van de lucht in de dompelbuizen, bij het stijgen van het vloeistofniveau. De niveauschakelaar bevat 1 tot 4 membraanschakelaars en hetzelfde aantal dompelbuizen eraan verbonden. Wanneer het vloeistofniveau stijgt, wordt de lucht in de dompelbuizen samengedrukt. Bij een drukstijging van minstens 0,01 bar (10 mbar), overeenkomend met een stijging van het vloeistofniveau van 100 mm (H2O), wordt de membraanschakelaar geactiveerd (omgeschakeld) en een signaal gegenereerd. Indien het vloeistofniveau daalt met 50 mm(5 mbar), daalt de luchtdruk in de dompelbuizen zodanig, dat er een terugschakeling gebeurt van de betrokken membraanschakelaar. De schakelaars worden geleverd met een ingestelde schakeldruk, met een tolerantie van 1 mbar. Voor een goede werking is het belangrijk dat turbulentie in de buurt van de dompelbuizen wordt vermeden.

74

1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 1.6.3.2 Waterstraalpompen Algemeen Waterstraalpompen worden aangewend om d.m.v. een vloeistof (meestal water) dat door de waterstraalpomp stroomt in de hoofdrichting (van boven naar beneden), via een aftakking een tweede fluïdum (vloeistof of gas) aan te zuigen. Zo verkrijgt men een menging “vloeistof/vloeistof” of “vloeistof/gas”. Men kan de waterstraalpompen eveneens gebruiken om via een aftakking een vacuüm te creëren in een gesloten ruimte. Werkingsprincipe De waterstraalpomp bevat een vernauwing in de hoofdstroom-richting ter hoogte van de aftakking. Het drijfmedium passeert de vernauwing waardoor er een plotse versnelling van het drijfmedium wordt veroorzaakt. Zo ontstaat er een onderdruk in de aftakking waarmee gassen of vloeistoffen kunnen aangezogen worden. Dit resulteert in een menging van het drijfmedium en het aangezogen medium. De benodigde hoveelheid drijfmedium om een bepaalde menging te realiseren is afhankelijk van de vernauwing (boring) en de druk van het drijfmedium. Dit wordt voorgesteld op vermogensdiagrammen. De aangezogen hoeveelheid medium via de aftakking volgt dan uit deze diagrammen. Opmerkingen Een waterstraalpomp wordt standaard geleverd zonder boring. Aan de hand van de vermogendiagrammen kan de gebruiker zelf een keuze maken welke boring het meest geschikt is voor zijn toepassing. Indien een standaardcurve geen resultaat oplevert, kan men interpollatie toepassen om de geschikte boring te bepalen. Een afstand van 5 x DN voor en achter de waterstraalpomp dient men te respecteren om een correcte werking te garanderen.

75

76

KUNSTSTOF DRUKLEIDINGEN. voor vloeistoftransport

Recommend Documents