Rørhåndboka - Initio Medielab · Mai 2007 Teknisk håndbok, side 5 Pipelife Norge AS Generelt Symbolbruk og terminologi Avløpsrør - Brukt både om rør for spillvann, overvann

RrhndbokaMai 2007

Mai 2007 Teknisk hndbok, side 2 Pipelife Norge AS

Innholdsfortegnelse

Side Om hndboka ....................................................................................................................................... 4

Oppdatert informasjon p internett ..................................................................................................... 4 Generelt................................................................................................................................................. 5

Symbolbruk og terminologi ................................................................................................................. 5 FDV-dokumentasjon, produktdatablad, miljdeklarasjon o.s.v........................................................... 6 Om termoplast, aldring, utelagring, solbleking og behandling i kulde................................................. 7 Materialdata........................................................................................................................................ 8 Produktstandarder, merking og anbefalte krav................................................................................... 9

Merking av rr og deler .................................................................................................... 10 Anbefalte krav .................................................................................................................. 13

Enheter - kryssmultiplisering fra en enhet til en annen..................................................................... 14 Prefikser ........................................................................................................................... 14 Omregning fra en enhet til en annen................................................................................ 14

Trykkrrsystemer............................................................................................................................... 16

Hydraulisk dimensjonering ............................................................................................................... 16 Formeloversikt.................................................................................................................. 16 Dimensjonerende vannmengder ...................................................................................... 19 Ruhetsfaktor..................................................................................................................... 19 Dimensjonering av vannledninger.................................................................................... 20 Vannfringsdiagram for trykkrr, k=0,01 mm................................................................... 21 Vannfringsdiagram for trykkrr, k=0,05 mm................................................................... 22

Lengdeutvidelse ............................................................................................................................... 23 Hookes lov........................................................................................................................................ 23 Tillatt utvendig overtrykk/innvendig undertrykk................................................................................. 24

Beregning av kritisk undertrykk for rr som ikke har sidesttte ....................................... 26 Beregning av kritisk undertrykk for PE-rr som avstives med betonglodd....................... 27 Beregning av tillatt undertrykk for rr som ligger nedgravd i grft ................................... 29

Forankring ........................................................................................................................................ 32 Tetthetsprving av trykkrr (trykkprving)........................................................................................ 35

Enkel prving ................................................................................................................... 37 Trykkfallsprving .............................................................................................................. 39

Avvinkling og bying......................................................................................................................... 42 PE trykkrr ....................................................................................................................... 42 PVC trykkrr..................................................................................................................... 42

Klamring av rr i hus ........................................................................................................................ 43 Pumpeledninger ................................................................................................................................. 45

Trykksvingninger .............................................................................................................................. 45 Begrensninger for trykksvingninger i plastrr................................................................... 47

Sjledninger ....................................................................................................................................... 50

Beregning av loddbelastning. ........................................................................................................... 50 Tabell loddbelastning ....................................................................................................... 52

Strm- og blgekrefter ..................................................................................................................... 53 Strmkrefter p undervannsledninger.............................................................................. 53 Blgekrefter p undervannsledninger .............................................................................. 53


Trykklse rrsystemer....................................................................................................................... 55 Hydraulisk dimensjonering ............................................................................................................... 55

Ruhetsfaktor..................................................................................................................... 56 Kapasitetsdiagram for plastrr med bruksruhetsverdi 0,25 mm....................................... 57 Kapasitetsdiagram for plastrr med bruksruhetsverdi 0,40 mm....................................... 58 Delfylling .......................................................................................................................... 59 Selvrens ........................................................................................................................... 60

Avvinkling og bying......................................................................................................................... 62 Tetthetsprving av selvfallsledninger ............................................................................................... 63

Tetthetsprving av plastrr med luft ................................................................................ 63 Tetthetsprverapport........................................................................................................ 65 Tetthetsprving av plastrr med vann ............................................................................. 66

Deformasjoner .................................................................................................................................. 66 Generell deformasjon....................................................................................................... 66 Punktdeformasjon ............................................................................................................ 67 Deformasjonskontroll, rrinspeksjon med videokamera .................................................. 68

Levering, lossing, lagring, hndtering, legging og montering av plastrr ................................... 70

Levering fra Pipelife direkte til anleggsstedet ................................................................................... 70 Lossing ............................................................................................................................................. 70 Lagring.............................................................................................................................................. 71 Hndtering ........................................................................................................................................ 72 Legging............................................................................................................................................. 72 Slurv og mangler .............................................................................................................................. 72 Prosedyrer og forhold omkring reklamasjoner og lignende .............................................................. 73 Generell monteringsanvisning for ulike plastrrsystemer................................................................. 73

Hva er opp? Hva er ned? ................................................................................................. 74 Skjting av glattveggede mufferr: .................................................................................. 74 Skjting av dobbeltveggede mufferr (Pragma): ............................................................. 75


Om hndboka Pipelifes tekniske hndbok er ment gi verdifull informasjon samt fungere som oppslagsbok i det daglige. Hndboken er bygd p tidligere utgivelser, tilbakemeldinger, erfaring og med sttte i ulike tekniske underlag. Lars-Eric Jansons bok Plastics Pipes for Water Supply and Sewage Disposal har vrt til stor hjelp og flere illustrasjoner er hentet herfra. Ellers er det meste bygd p norsk mte tenke p og norske metoder utarbeidet av og for rrbransjen i Norge. Vi tar forbehold om endringer. Endringer p produkt, i tekst eller lignende skjer uten forvarsel. All informasjon, alle illustrasjoner og spesifikasjoner er basert p tilgjengelig informasjon ved tidspunktet for oppdatering (gjengitt nederst til venstre p alle sider). Vi tar heller ikke ansvar for flgeskader ved at innholdet er brukt ukritisk. Komplisert planlegging br overlates rdgivende ingenirer med dokumentert kompetanse. Pipelife Norge AS er ikke godkjent for noen tiltaksklasse i henhold til plan- og bygningsloven og kan derfor kun bist med faglige rd. Kopiering eller gjengivelse fra produktkatalogen er forbudt uten etter avtale med Pipelife Norge AS. Symbolbruk og terminologi flger aktuelle norske produkt- og utfrelsesstandarder. Se ogs avsnittet om symbolbruk og terminologi.

Oppdatert informasjon p internett Det skjer stadig endringer. Nye standarder kommer, standarder endres, forskningen gr videre og nye materialvarianter dukker opp. Derfor m du flge med p www.pipelife.no for f med deg oppdateringene. Vi vil ogs legge ut forskjellig dokumentasjon her, slik at du selv kan hente det du trenger. Og s har vi s smtt ftt noen nyttige beregningsprogrammer p plass. En oppdatert versjon av hndboken ligger ogs p www.pipelife.no. Det anbefales legge siden til i favoritter med en gang. P vre internettsider finner du dessuten nyheter, aktuelle tema, OSS (ofte spurte sprsml), oppdaterte produktdata og andre opplysninger.


Generelt

Symbolbruk og terminologi Avlpsrr - Brukt bde om rr for spillvann, overvann og drensrr, men oftest om spillvannsrr og oftest som selvfallsledning. C - Designfaktor - Tidligere kalt sikkerhetsfaktor for trykkrr. Forholdstall mellom materialets minste tillatte bruddspenning (MRS) og strste tillatte dimensjonerende spenning (S). C 1,25 og C 1,6 benyttes for PE trykkrr og C 2,0 og C 2,5 benyttes for PVC trykkrr innen VA. For gassrr benyttes enda hyere designfaktorer. CT - Close Tolerances. Merking p rrdeler med toleranser tilpasset trangere toleranser som gjelder andre rrmaterialer. Gjelder for eksempel PP grunnavlpsrrdeler i store dimensjoner brukt sammen med PVC-rr. de Utvendig diameter di Innvendig diameter (lyspning) dm - Middeldiameter. For glattveggede rr: dm = de - e DN Nominell diameter. Tallstrrelse. Et helt tall i millimeter som er tilnrmet lik diameteren p rret. Drenering - Som regel grunnvann som ledes inn i rr for regulere/kontrollerer grunnvannsnivet i et omrde. e Veggtykkelse Levetid - Dimensjoneringskriterie (50 r) for bestemmelse av MRS-verdi - eller nsket funksjonstid for anlegget (gjerne flere hundre r) MRS - Minimum Required Strength - Minimum bruddspenning Krav til minimum bruddspenning ved 20C etter 50 r med psatt spenning Nordic Poly Mark - Nordisk kvalitetsmerke for plastrr NS - Norsk standard. Ogs brukt som norsk kvalitetsmerke NS-EN - Felles europeisk standard som er utgitt som norsk standard i norsk eller engelsk sprkdrakt. Overvann - Regnvann og overflatevann. Kan ogs omfatte grunnvann som er frt inn i rrsystemet via drensrr. Hovedsakelig rent vann som normalt ikke fres til renseanlegg. Men av og til kan til og med overvann vre sterkt forurenset. PN - Maksimum tillatt driftstrykk i forhold til en eller annen designfaktor (ofte laveste designfaktor). Her er det viktig vite hva man snakker om!! Se SDR. prNS, prEN - Forslag til standard. Pumpeledning - Trykkrr for pumping av vann, overvann eller spillvann. Hovedsakelig trykkrr av PVC eller PE.

S - Rrklasse. Benevnelse for glatte grunnavlpsrrdeler av PP: 2

1=SDRS


SDR Standard dimensjonsforhold. Benevnelse p glatte grunnavlpsrrdeler av PVC og foretrukket benevnelse p alle trykkrr. Tallverdien er forholdet mellom utvendig diameter og veggtykkelsen:

mined

SDR e=

Selvfallsledninger - Ledninger som normalt skal g delvis fulle og som ikke kan legges med motfall. Men kan ogs omfatte trykkrr nr vannet ledes fra kilde/hydebasseng til lavereliggende omrde uten tilfrt energi. Sikkerhetsfaktor - Se ogs om C designfaktor som kun gjelder rrmaterialet. I dag benyttes ofte sikkerhetsfaktor om den totale sikkerheten p et anlegg. Her inngr for eksempel strengere krav til utfrelse, lavere tillatt trykk, rr med strre ringstivhet m.m. SN Nominell ringstivhet. Klassebenevnelse p grunnavlpsrr og p rr og deler med konstruert rrvegg. Tallverdien for termoplastrr representerer mlt ringstivhet i kN/m2. For GRP-rr angis ringstivheten i N/m2. Spillvann - Kloakk, urent vann. S - Dimensjonerende spenning

FDV-dokumentasjon, produktdatablad, miljdeklarasjon o.s.v. Ulike begreper som alle dreier seg om en eller annen dokumentasjon, florerer hos planleggere, byggherrer og hndverkere. Man vet ikke alltid hva man skal ha - og hvorfor. FDV-dokumentasjon FDV Forvaltning, Drift og Vedlikehold. Skal flge bygningen/anlegget og skal fortelle eieren hvordan produktet skal vedlikeholdes p rett mte. Denne dokumentasjonen skal ogs inneholde informasjon om hva slags produkt dette er og hva slags betegnelser det har med tanke p senere utskiftninger og utbedringer. Denne typen dokumentasjon forlanges ofte ved strre bygge- og anleggsprosjekter. Produktdatablad Slike datablad inneholder opplysninger om produktet, hvilken form det har og hvilke egenskaper det har. Slike produktdatablad foreligger for eksempel for de ulike typene rstoff og tilsetninger som benyttes i vr produksjon. For rrsystemene finner man det man trenger i produktkataloger og brosjyrer. Det er sjelden hensiktsmessig med egne produktdatablad for plastrrsystemer. Miljdeklarasjon En egenerklring som blant annet omfatter hvilke kjemiske forbindelser som inngr i vre produkter, energimengder og utslipp. HMS-datablad HMS - Helse, Milj og Sikkerhet. Utstedes for produkter som kan ha pvirkning p de tre nevnte forholdene. For vr del gjelder det p.t. kun glidemidlene. Produkter i h.t. norsk standard eller lignende Produkter merket med det beskyttede Nordic Poly Mark, kronemerket (NS) eller andre sertifiseringsmerker er underlagt tredjeparts kontroll. Det innebrer at et godkjent/akkreditert testinstitutt kontrollerer vre produkter og vrt produktkontrollsystem. Godkjenning gir oss rett til merke produktene med et sertifiseringsmerke/kvalitetsmerke. Dette merket er alts dokumentasjon p at produktet er godkjent i henhold til gjeldende produktstandard og at vi flger de prosedyrer for kontroll som sertfiseringsorganet forlanger. bruke sertifiseringsmerker urettmessig er straffbart. Det utstedes sertifikater som dokumentasjon p sertifisering, men merket p produktet er det som gjelder.


NS-EN ISO 9001 Pipelifes kvalitetssikringssystem er godkjent i henhold til NS-EN ISO 9001. I dette inngr kvalitetskontroll av produkter, men det innebrer ogs at det finnes oppdaterte rutiner for de viktige operasjonene som gjres i bedriften. Hovedhensikten er redusere muligheten for at feil oppstr og forhindre gjentagelse av feil. I visse sammenhenger krever kunder at det fremlegges dokumentasjon p at bedriften har et godkjent kvalitetssikringssystem ved be om f tilsendt kopi av sertifikatet. NS-EN ISO 14001 Godkjenning i henhold til denne standarden innebrer at vi har et godkjent system for miljstyring. Det vil si at bedriften planmessig arbeider med redusere eventuelle negative effekter vre aktiviteter har p miljet. Dette innebrer for eksempel kildesortering, sikker oppbevaring og behandling av kjemikalier og risikoavfall, strmsparing og annen energikonomisering o.s.v. Man kan ogs be om f tilsendt dokumentasjon p dette i form av kopi av sertifikatet. Se ogs punktet miljdeklarasjon. Det er viktig forholde seg til dokumenter som er oppdaterte p byggetidspunktet. Derfor gjengis ikke disse dokumentene her, men foreligger som nedlastbare PDF-filer p www.pipelife.no, eller de kan skaffes ved kontakte oss direkte. Slike dokumenter oppdateres jevnlig og br ikke lagres med tanke p senere bruk.

Om termoplast, aldring, utelagring, solbleking og behandling i kulde Pipelife Norge AS benytter termoplastene PVC (polyvinylklorid), PP (polypropylen blokk kopolymer) og PE (polyetylen) i produksjon av rr og rrdeler. Disse er ogs de mest brukte plastmaterialene i rrsystemer. Termoplaster er oppbygd av molekyler som ser ut som lange trder viklet inn i hverandre. Materialegenskapene, for eksempel styrke, endres med temperaturen. Termoplastproduktene formes ved hy temperatur. Da er rmaterialet seigtflytende. Siden kjles produktene ned og materialet blir fast og hardt. Kasserte produkter av termoplast kan resirkuleres og materialet gjenbrukes i nye produkter. Det kan registreres at noen materialegenskaper hos plastrr endres over tid. Dette kalles aldring - m ikke forveksles med nedbryting. Et fenomen er at stivheten ker. Dette er en positiv endring fordi kt ringstivhet bidrar til motst trykket fra massene rundt nedgravde rr. Likes vil materialets styrke med hensyn p tle innvendig trykk ke. Samtidig som stivhet/styrke ker, reduseres slagfastheten noe. PVC har i utgangspunktet en del lavere slagfasthet enn PE og PP. Derfor merkes endringene i slagfasthet bedre hos PVC. Begrepet aldring m ikke oppfattes som bare negativt. De langsomme endringene i egenskaper som skjer, betyr ikke at det er noe galt fatt med materialet. Det er tvert i mot allment kjent at plast er av de mest bestandige materialene benyttet som rr i grft. Ingen stoffer som forekommer naturlig rundt nedgravde rr bryter ned disse materialene. Aldring gr hurtigere ved utelagring p.g.a. klimatiske pvirkninger - spesielt den varierende temperaturen som dessuten kan bli svrt hy ved direkte soloppvarming. En liten andel kan tilskrives ultrafiolette strler fra sola som pvirker det ytterste materialsjiktet p rret. Dette er mye omtalt i forbindelse med PVC-rr nr disse rrene solblekes. Det oppstr da et grhvitt sjikt utvendig p rret som normalt er s tynt at man lett kan skrape det bort slik at den opprinnelige fargen kommer til syne. nsker man begrense slagfasthetsreduksjonen ved lang tids utelagring, br rrene lagres skyggefullt - frst og fremst for begrense pvirkningen p.g.a. temperatur. Plastrr tler lang tids lagring. Lagring i ett r er fullt tolererbart, og kvaliteten p rrene trenger heller ikke vre nevneverdig redusert ved lengre tids lagring. Nyere europeiske produktstandarder anbefaler maksimum lagringstid ute i ett r, men det er nok mer relevant i varmere strk enn vre. Det er i alle fall vr erfaring. Slagfastheten reduseres ogs ved synkende temperatur, men gjenvinnes nr temperaturen stiger igjen. Vi setter ingen absolutt nedre grense ved behandling eller legging av plastrr, men i streng


kulde br en utvise mer varsomhet. Ogs PVC-rr lagt i streng kulde vil, sfremt de er hele etter gjenfylling av grfta, ha like god kvalitet som om leggingen hadde foregtt ved hyere temperatur. Vr spesielt oppmerksom p forhold omkring ekspansjon. Konklusjon: - Rr og rrdeler av plast kan lagres utendrs over lang tid uten at det har nevneverdig betydning

for rrets funksjon. - Langtids lagring og behandling i kulde betinger at rrene behandles slik de skal i og med at

slagfastheten reduseres. Dette gjelder spesielt PVC-rr. - For trykkrr br man ta i betraktning hvorvidt rrene kan ha blitt utsatt for stt eller slag i

lagringsperioden. Rr med bruddanvisning vil g til brudd nr vanntrykket settes p.

Materialdata I tabellen gjengis veiledende verdier for de viktigste materialegenskapene for de mest brukte plastmaterialene brukt i rrsystemer.

Egenskaper Enhet PVC PP PP- HM PE 80 PE 100

Densitet kg/m3 1 400 900 900 950 955 Bruddspenning v/20 C og 50 r kontinuerlig belastning, MRS

N/mm2 25 10 10 8 10

Dimensjonerende spenning - hy design faktor

N/mm2 10 6,3 6,3 5,0 6,3

Dimensjonerende spenning - lav design faktor

N/mm2 12,5 - - 6,4 8,0

Strekkfasthet ved flyt N/mm2 55 30 30 20 22

E-modul (korttids) N/mm2 3 000 1 250 1 700 800 1 000

Krypmodul* (50 rs belastning) N/mm

2 ca. 1 000 ca. 300 ca. 400 ca. 160 ca. 200

Krypforhold (EN-ISO 9967, 50 rs ekstrapolasjon)

ca. 3 ca. 4,2 ca. 4,2 ca. 5 ca. 5

Lengdeutvidelse mm mC 0,08 0,13 0,13 0,18 0,16

Slagfasthet Notch Izod ved 23 C (ISO 178)

kJ/m2 > 5 > 40 > 40 > 50 > 50

Maks. brukstemperatur kontinuerlig belastning

Disse plastmaterialene tler normalt temperaturer mellom 20 C og 45 C godt, men i trykkrr m tillatt trykk reduseres. Ved temperaturer over 45 C kontinuerlig i selvfallsledninger br du kontakte Pipelifes eksperter for diskutere materialvalg og valg av lsninger.

Maks. brukstemperatur korttids belastning (trykklst rrsystem)

C 95 100 100 95 95

Varmeledningsevne W mC 0,16 0,20 0,20 0,40 0,40 * Krypmodul = korttids E-modul/krypforhold. Oppgitte verdier er veiledende og veldig avhengig av rvaren, og br sjekkes i kritiske tilfeller.


Produktstandarder, merking og anbefalte krav Europeiske standarder benevnes EN med en nummerreferanse for eksempel EN 1401 for PVC grunnavlpsrr. Som norsk standard har denne ftt benevnelsen NS-EN 1401. Slike standarder er ofte delt opp i flere deler. Der det ikke foreligger nye standarder bestr norske standarder (NS .), bransjenormer eller verksnormer. Produkt Standard (april 2007) PE trykkrr for vannforsyning NS-EN 12201, 2003 PVC trykkrr for vannforsyning NS-EN 1452, 1999 PE kloakkpumpeledning NS-EN 13244, 2003 PVC kloakkpumpeledning NS-EN 1456, 2001 PE gassrr NS-EN 1555, 2003 PVC gassrr NS 2969 PVC grunnavlpsrr NS-EN 1401, 1998 PP grunnavlpsrr NS-EN 1852, 1998 PP grunnavlpsrr og -deler med konstruert rrvegg (Pragma) NS-EN 13476, 2007 PP drensrr og -deler med konstruert rrvegg NS 2962, 2000 PP innomhus avlpsrr NS-EN 1451, 1999 Drensrr og -deler NS 3065, 1987 Kabelrr av plast med glatt rrvegg prNS 2967, 2001 Kabelrr av plast med glatt rrvegg for innstping prNS 2970 Kabelrr av plast med konstruert rrvegg NS 2968, 2001 Kabeldekkplater NS 2971, 2006 Standarder som dekker det meste av det Pipelife Norge leverer. Uansett gjelder at godkjente produkter som dekkes av en standard er merket med sertifiseringsmerke (Nordic Poly Mark, NS-merke eller annet). Det finnes pr. dags dato ikke et felles europeisk godkjenningsmerke som tilsvarer NS kronemerket. CE-merking er basert p hEN (harmoniserte europeiske standarder) som i utgangspunktet inneholder svrt f krav. Krav skal fastsettes av hvert land og vil dermed variere. Krav i forbindelse med CE-merking av plastrr omfatter ikke ndvendigvis tredjepartskontroll. Det kreves kun en egenerklring om at spesifiserte krav er oppfylt. Det vil komme som et merke p de fleste rr i framtiden - ogs som et bevis p at rret er en handelsvare innenfor EU-/EFTA-omrdet. Norge er et av landene hvor det ikke er krav til CE-merking av produkter.

Insta-Certs Nordic Poly Mark Det norske kronemerket Det europeiske merket

CE-merket I tillegg til et eventuelt kvalitetsmerke skal rr og rrdeler vre merket med en del andre opplysninger. De nye standardene pner for flere alternativer p enkelte omrder. Det er derfor viktig stille krav og spesifisere mer detaljert enn tidligere (se neste avsnitt). Produktstandarder er under stadig evaluering og utvikling. P grunn av arbeidet med samordne landene i Europa p dette omrdet, er dette noe uoversiktlig og endringer skjer fortlpende. For oppdatert informasjon; se www.pipelife.no


Drikkevannsgodkjenning Vre rr for drikkevann har ogs det danske sertifiseringsmerke (DS-merket) som dokumentasjon p at rrene oppfyller hygienekravet i drikkevannsforskriften. Dette merket vil vi benytte inntil den nye felleseuropeiske godkjenningsordningen (EAS) for materialer i kontakt med drikkevann trer i kraft.

Merking av rr og deler Det er ulike krav til minimumsmerking i de forskjellige standardene. I tillegg til dette kan rr og deler vre merket i henhold til egne og andre markeders krav. Pipelifes kvalitetssikringssystem fordrer dessuten en mer nyaktig tids- og stedsangivelse. PE trykkrr Rr av polyetylen lar seg ikke merke med moderne, fleksibel teknikk. Derfor merkes tidspunktet ikke s nyaktig som andre rrtyper. PE-rr merkes med et referansenummer som viser til dokumentasjon lagret p produksjonsstedet.

Eksempel p PE trykkrr med merking (NS-EN 12201) SDR-verdi og materialangivelse vil vre viktig merking p PE-rr og deler med tanke p beskrivelser, mottakskontroll og kontroll fr og under montering/legging. Pipelife merker sine trykkrr med to trykklasser - en for hy og en for lav designfaktor. PVC trykkrr Moderne merketeknikk gjr det mulig merke med mer nyaktig produksjonstidspunkt.

Eksempel p PVC trykkrr med merking (NS-EN 1452) Pipelife merker sine trykkrr med to trykklasser - en for hy og en for lav designfaktor. PVC grunnavlpsrr Her kan ogs produksjonstime merkes p rret. I tillegg skal vre rr merkes med snkrystall og bruksomrdekode. Snkrystallet viser at rret klarer strengeste krav til slagfasthet. Bruksomrdekoden UD (bunnledning og grft) gjelder for dimensjoner opp til 200 mm og U (i grft) for strre dimensjoner. Ofte angis materialet som PVC-U. U her betyr "unplastizified" (ikke tilsatt mykner) og er ikke bruksomrdekode.

Eksempel p PVC grunnavlpsrr med merking (NS-EN 1401) PP grunnavlpsrr PP grunnavlpsrr er har stort sett samme merking som PVC grunnavlpsrr.

Eksempel p PP grunnavlpsrr med merking (NS-EN 1852)


PP grunnavlpsrrdeler S16 og CT er spesielle merkinger p PP rrdeler. S16 gjelder rrdelsklasse (veggtykkelse) og tilsvarer SDR 33. CT skal st p rrdeler fra og med 200 mm for at mltoleransene skal vre de samme som for PVC grunnavlpsrr.

Typisk merking p sprytestpte grunnavlpsrrdeler Pragma grunnavlpsrr/overvannsrr Bruk av merkesegmenter umuliggjr nyaktig tidsangivelse. Bruksomrdekoden UD for bunnledninger gjelder til og med 315 mm. For vrig gjelder bruksomrdekoden U (i grft).

Eksempel p merking av Pragma rr (NS-EN 13476) Oversikt over ulik merking: Standardens betegnelse EN xxxx NS xxxx

Europeisk standard. Ogs NS-EN xxxx som norsk standard. Norsk standard

Bruksomrdekode - U - B - D - UD - BD - WATER

Rr nedgravd mer enn 1 m fra bygningen det er tilkoblet Rr i hus Rr under bygning (bunnledninger) og inntil 1 m fra bygningen det er tilkoblet. Vanlig norsk praksis er at D dekker stikkledninger frem til hovedledning. D str alltid sammen med U eller B Dekker bde bruksomrde U og D Dekker bde bruksomrde B og D Drikkevann

Produsentens navn eller varemerke og stedsangivelse NOS1 NOS2

Pipelifes fabrikk i Surnadal Pipelifes fabrikk i Stathelle

Dimenjonsangivelse 200x5,9 SDR 34 S 16

Diameter og veggtykkelse Standard dimensjonsforhold. SDR = de/emin Rrklasse. S = (SDR-1)/2

Materialangivelse PVC, PVC-U PE 100 PE 80 PP

Polyvinylklorid uten mykner Polyetylen med minimum bruddspenning 10,0 MPa Polyetylen med minimum bruddspenning 8,0 MPa Polypropylen


PP-HM Polypropylen med hy E-modul Rrklasse/trykklasse SN 8* PN 10**

Ringstivhetsklasse for trykklse rrsystemer i grft. Trykklasse.

Produksjonstidspunkt 05 03 02.11.24 : 23 : : : . 01

Uke eller mned/r r.mned.dag : time Mned,r. Antall prikker eller prikkers plassering angir mned

Godkjenningsmerke

Produkt og produsentens kontrollsystem er godkjent og overvkes av tredjepart. Annen merking kan vre prod.nr

CT 285 = 6 =

Produksjonsordre nummer. Referanse for kvalitetssikring. Snkrystall. For avlpsrr som installeres ved lav temperatur. Gjelder ikke deler. Close Tolerances. Toleranser som er tilpasset andre rrsystemer. For eksempel PP deler som benyttes sammen med PVC grunnavlpsrr fra og med 200 mm og strre. Lengdemerking p PE trykkrrskveiler Identifikasjon p produksjonslinje

Koder i forbindelse med merking av rr * Ringstivhetsklasse SN 8 er nesten enerdende i Norge. I tillegg omfatter flere standarder

rrklassene SN 4 og SN 2 som har lavere ringstivhet. Vr oppmerksom p at dette medfrer skjerpede krav til utfrelse og kontroll, samt at rr med lavere ringstivhet ikke er s tilgjengelig. Pipelife Norge leverer ogs SN 4 rr, men disse er kun ment for innstping (OPI-kanal).

** I europeiske standarder opereres det med lavere design faktorer (C) enn det som har vrt vanlig

i Norge. Pipelife merker sine trykkrr med to trykklasser for gjre brukerne oppmerksom p dette. Hvis hy designfaktor (C) skal opprettholdes, forholder man seg til den laveste trykklassen. Materiale, SDR-verdi og maksimum opptredende driftstrykk br oppgis ved kjp (se tabell).

MRS [MPa] s

[MPa] C SDR 34,4

SDR 26

SDR 21

SDR 17,6*

SDR 17

SDR 13,6

SDR 11

5,0 1,6 - PN 4 - PN 6 - - PN 10 PE 80 8,0 6,4 1,25 - PN 5 - PN 7,5 - - PN 12,56,3 1,6 - PN 5 - - PN 8 - PN 12,5PE 100 10,0 8,0 1,25 - PN 6,3 - - PN 10 - PN 16

PVC 25,0 10,0 2,5 PN 6 - PN 10 - - PN16 - PVC 110 mm 25,0 12,5 2,0 PN 7,5 - PN 12,5 - - PN 20 - Sammenhenger mellom maksimum tillatt opptredende trykk, designfaktor og SDR-verdi * PE 80 SDR 17,6 kan sveises med PE 100 SDR 17 deler.


Anbefalte krav Overordnede krav i anbudsdokumenter - som krav til betalte skatter og avgifter, krav til kvalitetssikring, krav til leveringstider - omtales ikke. I og med at standardene etter hvert pner for flere alternativer er det ndvendig sette seg inn i hva slags krav det er relevant stille. Vi anbefaler flgende for de viktigste produktgruppene. Grunnavlpsrr i h.t. NS-EN 1401 (PVC) og NS-EN 1852 (PP): - Ringstivhetsklasse SN 8 - Snkrystall - Bruksomrdekode UD for dimensjoner opp til og med 200 mm - Integrert/fastsittende tetningsring - Farge p rr. Rdbrun for spillvann og svart for overvann. - S 16 for PP rrdeler og SDR 34 for PVC rrdeler. - CT for PP rrdeler 200 mm brukt sammen med rr i h.t. NS-EN 1401 (PVC) Trykkrr i h.t. NS-EN 1452 og NS-EN 1456 (PVC) og NS-EN 12 201 og NS-EN 13244 (PE): - Materialangivelse (PVC, PE 80 eller PE 100) - SDR-verdi - Maksimum opptredende driftstrykk - Integrert tetningsring av EPDM (PVC-rr) For PE trykkrr er det spesielt viktig benytte SDR-verdier i stedet for trykklassebenevnelser for unng misforstelser. Trykk br oppgis for sikre riktig dimensjonering av forankringer og armatur og for at trykkprvingsprosedyren skal bli riktig. For hye prvetrykk kan delegge komponenter i rrsystemet (f.eks. ventiler). Produkter med sertifiseringsmerket Nordic Poly Mark betyr trygghet og riktig kvalitet. Men forlange produkter i henhold til utelukkende en spesifikk sertifiseringsordning i forbindelse med offentlige anskaffelser er sannsynligvis lovstridig. Vi foreslr flgende formulering: Rr og rrdeler skal oppfylle de tekniske bestemmelsene i angitt produktstandard og INSTA SBC (se www.insta-cert.org). Dette skal vre kontrollert gjennom tredjepartskontroll bestyrt av Insta-Cert og produktene skal vre merket med sertifiseringsmerket Nordic Poly Mark - eller tredjepartsverifisert til samme kvalitetsniv. Kontakt gjerne Pipelife Norge AS for diskutere begrunnelser for vre anbefalinger.


Enheter - kryssmultiplisering fra en enhet til en annen

Prefikser For kunne bruke hndterbare tallstrrelser benyttes prefikser. 1 MPa tilsvarer for eksempel 1 000 000 Pa hvor bokstaven M str for mega (million). 1 megapascal = 1 MPa = 1 000 000 Pa. Tallfaktor Prefiks Betegnelse 1012 tera T 109 giga G 106 = 1 000 000 mega M 103 = 1 000 kilo k 102 = 100 hekto h 101 = 10 deka da 100 = 1 - - 10-1 = 0,1 deci d 10-2 = 0,01 centi c 10-3 = 0,001 milli m 10-6 = 0,000 001 mikro 10-9 nano n Vanlige prefikser P PVC trykkrr lagret p et tak i Porsgrunn i fire r ble tykkelsen p det solblekede laget mlt til mellom 10 og 25 nanometer - eller mellom 0,000 001 og 0,000 002 5 millimeter!

Omregning fra en enhet til en annen Sammenstilling av verdier: Lengde (l, L): 1 meter [m] = 39,37 tommer (inch) Areal (A): 1 hektar [ha] = 10 dekar [da] = 10 000 m2 = 10,16 ml Trykk (P): 1 bar = 0,1 MPa =0,1 N/mm2 = 100 000 Pa = 100 000 N/m2 = 10,2 kp/m2 = 10,2 mVs

= 0,9869 fysisk atmosfre [atm] = 14,51 psi Volumstrm: 1 m3/h = 1 000 l/h = 16,7 l/min = 0,28 l/s Hastighet: 1 km/h = 0,28 m/s Kraft: 1 N = 1 kgm/s2 = 0,981 kp Spenning: 1 MPa = 1 N/mm2 = 1 000 kN/m2 Temperatur: t = C (grader Celsius) tf = F (grader Fahrenheit) tK = K (Kelvin) t = 5/9 (tf 32) tf = 9/5 (t + 32) tK = t + 273,15

Temperaturforskjell angis i Kelvin, i stedet for C, i teknisk litteratur. En temperaturforskjell p 1 K tilsvarer 1 C. Alts for en ikke-tekniker det samme.


Eksempel: Omregning av enheter ved hjelp av kryssmultiplisering For regne om fra en enhet til en annen benyttes kryssmultiplisering. For eksempel; hvor mange meter vannsyle [mVs] er 0,5 MPa? Vi vet fra oversikten foran at 10,2 mVs tilsvarer 0,1 MPa. Sett opp det kjente og det ukjente forholdet som vist under: (10,2 mVs forholder seg til 0,1 MPa som x mVs til 0,5 MPa)

MPamVs

MPax

1,02,10

5,0= (0,1 MPa = 10,2 mVs)

MPaMPamVsx

1,05,02,10

=

x = 51 mVs 0,5 MPa tilsvarer 51 meter vannsyle.


Trykkrrsystemer Pipelife har trykkrrsystemer i PVC og PE. For PVC benyttes muffeskjter og overganger til flensedeler - for eksempel flensespiss, flensemuffe eller spareflens. PE-rr skjtes enten med speilsveis, elektromuffesveis, flens eller annen mekanisk kobling. Trykkrrsystemer av termoplast har en stor markedsandel i det norske markedet. rsakene til dette er mange, men konkurransedyktighet, levetid, egnethet, tilgjengelighet og korrosjonsbestandighet kan nevnes som sentrale punkter. Det lar seg ikke gjre lage et vann med alkalitet og Ph-verdi som er korrosjonsvennlig for betong, stpejern eller kobber samtidig! Sledes kommer vannverk med plastrr i hovedledningsnettet gunstig ut i og med at de kan tilrettelegge vannkvaliteten slik at kobberkorrosjonen minimeres. I fremtiden ser man for seg at det benyttes plast bde i overfringsledninger, fordelingsnett, stikkledninger og i hus, slik at vannets egenskaper som menneskefde er det eneste man trenger ta hensyn til.

Hydraulisk dimensjonering

Formeloversikt Kontinuitetsligningen

qv = v1A1 = v2A2 qv: vannfring [m3/s] A : tverrsnittsareal [m] v : vannhastighet [m/s]

Kontinuitetsligningen Utgangspunktet er at vannfringen ved snitt 1 er den samme som ved snitt 2. En endring i tverrsnitt (A) m derfor medfre en endring i vannhastighet (v). Bernoullis ligning

mgh1 +

1pm + 2

21vm = mgh2 +

2pm +

2

22vm + mght [J]

eller

h1 + gp1 +

gv2

21 = h2 + g

p2 +

gv2

22 + ht [m]


Stillingsenergi: mgh eller h

Trykkenergi: pV = pm

eller gp

Bevegelsesenergi: 2

2vm eller

gv2

2

m: masse [kg] g : tyngdeaksellerasjonen: 9,81 m/s2 h : trykkhyden [m] p : vsketrykk [N/m2] V : volum [m3] : mediets densitet [kg/m3] v : hastighet [m/s] ht : friksjonstap [m]

Energibalansen En gammel traver i sammenheng med dimensjonering av ledninger. Det m vre likevekt mellom de to uttrykkene p hver sin side av er lik-tegnet. Kapasitetsberegninger beregne vannfringskapasiteten til et rr ved hjelp av formler er en omstendig affre. Det gr som regel fint til man skal putte inn riktig friksjonskoeffisient. Den enkleste formelen i s mte er Darcy-Weisbachs formel, her oppgitt med et tillegg for singulrtap:

ht = gv

gv

dLfi

+

22

22

ht: friksjonstap [m] f : friksjonskoeffisent (Moodys diagram) di: innvendig diameter p rr [m]

gv2

2

: hastighetshyde [m]

L : ledningslengde [m] : singulrtapskoeffisent Man m kjenne absolutt ruhet (k), regne ut relativ ruhet (k/di) og regne ut Reynolds tall (Re) for finne friksjonskoeffisienten (f) i Moodys diagram. I praksis bruker man dataprogrammer eller diagrammer ved dimensjonering. Reynolds tall

Re = vdi [ ]

v : middelhastigheten i rrtverrsnittet [m/s] di : innvendig diameter [m] : kinetisk/kinematisk viskositet [m/s]


Det kan oppst to typer rrstrmning laminr eller turbulent. Laminr strmning kjennetegnes ved jevn hastighet og regelmessige strmlinjer. Turbulent strmning kjennetegnes av uregelmessige strmlinjer samt hastighetsfluktasjoner. Det normale innen VA-teknikken er turbulent strmning. Reynolds tall og relativ ruhet trenger du for finne friksjonskoeffisienten i Moodys diagram. Turbulent strmning ved Re > 2320 Absolutt ruhet kt = kT [mm] kt : ruhet etter tiden t (bruksruhet) k : ny ruhet [mm] : ruhetstilvekst pr. r [mm/r] T : antall r [r] Virkelig ruhetsverdi er veldig vanskelig ansl. Dessuten er det for innflkt dimensjonere anlegg helt i detalj. Derfor benyttes anbefalte bruksruhetsverdier avhengig av anleggets beskaffenhet. Dette tas til flge i vre kapasitetsdiagrammer. Relativ ruhet Krel = kt/di [ ] Relativ ruhet er rett og slett absolutt ruhet dividert med innvendig diameter. Relativ ruhet og Reynolds tall trenger du for finne friksjonskoeffisienten i Moodys diagram. Energigradient

I = Lhf [mm/m, m/km. ]

hf : energitap/trykkhydeforskjell [mm, m] L : Ledningslengde [m, km] Energigradient - eller tilgjengelig fall - er en srdeles viktig opplysning ved dimensjonering av ledninger. Ved tegne et snitt av ledningstraseen fr man detaljkunnskap om hybrekk og lavbrekk i tillegg. Ved bruk av kapasitetsdiagrammer er energigradient - eller fall - stort sett det eneste man trenger regne p, men se opp for soner med undertrykk og store overtrykk p grunn av ujevn ledningstras. Veggtykkelse i trykkrr

emin = pdp

s

e

+

2 [mm]

emin : veggtykkelse [mm] p : innvendig trykk [MPa] de : utvendig diameter [mm] S : dimensjonerende spenning [MPa]

Rr med innvendig vanntrykk


Dimensjonerende vannmengder Ved dimensjonering av vannledninger brukes Qmax (d.v.s maksimalt timeforbruk i maksimaldgnet) som dimensjonerende vannmengde. Qmax = Qmid fmax kmax + Qbrannvann + Qindustri + Qoff. bygg + Qjordbruk Qmid : midlere dgnforbruk (= qhpe) fmax : maksimal dgnfaktor kmax : maksimal timefaktor qh : midlere spesifikt dgnforbruk pr pe, eventuelt inkludert lekkasjevann pe : antall personekvivalenter Qbrannvann : brannvesenets krav til vannmengde Qindustri : lokal industris behov for vann Qoff. bygg : behov for vann til offentlige bygg (skole, rdhus o.s.v.) Qjordbruk : behov for vann til ulike primrnringer Behovet for vann til ulike forml m kartlegges ved hvert enkelt tilfelle. Det kan imidlertid vre vanskelig forutsi utviklingen i dette behovet. Derfor ansls behovet ut fra nsket om utvikling av samfunnet. D.v.s. befolkningsvekst, utvikling m.h.p. lekkasjer, utvikling av industri o.s.v.

Ruhetsfaktor Nyproduserte plastrr har lav ruhetsfaktor og betraktes ofte som hydraulisk glatte. Men skjter og litt belegg innvendig i rrene vil fre til at den virkelige verdien over tid ker noe. Vi anbefaler benytte flgende k-verdier bde for trykkrr av PE og PVC for vannforsyning:

Dimensjon k - verdi [mm] d 200mm 0,01 d > 200mm 0,05

Disse verdiene gjelder rr uten mange bend, tilknytninger og ventiler. Hvis det er mye utstyr p nettet brukes 5 - 10 % lavere disponibelt trykktap (energigradient). Se neste avsnitt. Ved hastigheter over 2,0 m/s og marginal dimensjonering anbefaler vi utfre en beregning av singulrtapene. I trykkrr for spillvann (kloakkpumpeledninger) vil det dannes en kloakkhud som vil ke ruheten ytterligere. Inntaks- og utslippsledninger i saltvann kan f kraftig begroing og dermed veldig hye k-verdier. Korrosjon i metallrr og mangan i rvannet vil ogs gi hye k-verdier. For avlpsledninger av plast benyttes hyere bruksruhetsfaktorer. Her flger vi den gamle veiledningen fra SFT som sier:

Type ledning k - verdi [mm] Overfringsledninger 0,25 Rrledning med bend og tilknytninger 0,40

For korrugerte drensrr (kveildrens) reduseres kapasiteten med ca. 30 % i f.t. innvendig glatte rr.


Dimensjonering av vannledninger Ved vanlig dimensjonering benyttes kapasitetsdiagrammer. Ndvendige data er: - disponibel trykkhyde (hf) [m] - ledningens lengde (L) [km] - nsket vannmengde (Qmax) [l/s] eller innvendig diameter p eksisterende rr (di) [mm] - krav om vannhastighet (v) [m/s]

Skisse av en rrledning som skal transportere en nsket vannmengde fra kilde til hydebasseng eller forbrukssted.

Lh

I f= : Disponibel trykkhyde (hf) dividert med ledningens lengde (L) gir oss energigradient (I)- ogs kalt disponibelt trykktap eller fall [, m/km, mm/m]. Total trykkhyde dividert p ledningens lengde er ledningens virkelige fall [, m/km, mm/m]. Beregninger basert p denne verdien gir maksimal kapasitet, men med null trykk p vannet ved endepunktet. Normalt anbefales vannhastigheter mellom 0,5 - 2,0 m/s i kommunale vannledninger. Vannhastigheter inntil 3,5 m/s kan i enkelte tilfeller godtas. nsket trykk ved utlpet er normalt mer enn 2 bar. Ved trykk strre enn 4 bar ved en bygning m det monteres trykkreduksjonsventiler. Utstyr i hus er beregnet for trykk mindre enn 4 bar.


Vannfringsdiagram for trykkrr, k=0,01 mm

Vannfringsdiagram for plastrr fra di 20 mm til di 200 mm. k = 0,01 mm


Vannfringsdiagram for trykkrr, k=0,05 mm

Vannfringsdiagram for plastrr fra di 200 mm til di 2000 mm. k = 0,05 mm


Lengdeutvidelse Lengden p et rr oppgis normalt ved romtemperatur (ca. +20 C). Nr ett rr oppvarmes eller avkjles vil det forandre lengde dersom det kan bevege seg uhindret. Ta hensyn til dette ved legging av lange lengder (PE) og ved montering av mufferr (tilpass innstikkslengde). L = LoT [m] L : Lengdeforskjell [m] : Temperaturutvidelseskoeffisient [mm/mC] Lo : Opprinnelig lengde [m] T : Temperaturforskjell [C]

Materiale [mm/mC] PVC 0,08 PP 0,13 PE 80 0,18 PE 100 0,16 Utvidelseskoeffisienter Eksempel: Et 200 meter langt PE 100 rr legges en god sommerdag med temperatur i rrveggen p +40 C. Normal temperatur i grunnen p den tiden er +10 C. Hvor mye vil rret trekke seg sammen?

L = LoT

L = 0,16 mm/mC 200 m (40 10)C

L = 960 mm I et rr som er fastspent og ute av stand til bevege seg, vil en slik lengdeendring i stedet opptre som spenninger i rrveggen. Ved store og uunngelige temperaturendringer br man vre spesielt oppmerksom og foreta ndvendige beregninger.

For et viskoelastiske materialer, som for eksempel termoplastene, krever bruk av Hookes lov et bevisst valg av strrelsen av parametrene.

=E [N/mm2]

E : Elastisitetsmodul [N/mm2] : Spenning [N/mm2] : Relativ forlengelse [ ] Eksempel: I forrige eksempel ville et 200 meter langt PE 100 rr ha ftt en lengdeendring p 960 mm hvis det ikke hadde vrt forankret. Hvis det forankres i begge ender, vil det oppst spenninger i rrveggen som gradvis vil relaksere. Men hvor store spenninger kan oppst?

Hookes lov og materialspenninger


Den relativ forlengelsen ville blitt: 0048,0200

96,0==

mm

Vi velger korttids E-modul for PE 100 som er 1000 N/mm2 fordi vi nsker kartlegge worst case og benytter Hookes lov:

=E

= E

0048,01000 2 = mmN

28,4 mmN=

Maksimum dimensjonerende spenning for PE 100 materialet er 8,0 N/mm2 for 50 rs belastningstid. Materialet tler hyere spenning over noen dager. S det er tilsynelatende god margin. Men nr rret utsettes for et innvendig trykk, s oppstr det spenninger i ringretning i tillegg. Disse kan vre opp til 8,0 MPa (N/mm2) for PE 100. For finne resultantspenningen m vi ta i bruk vektorregning.

22

22

222 3,9)0,8()8,4( mm

Nmm

Nmm

Nbares ===

Resultantspenningen ligger over dimensjonerende spenning, men ettersom strekkspenningen p grunn av temperaturendringen relakserer relativt raskt, vil dette ikke redusere levetiden. Lar du rret akklimatisere seg fr det gjres fast, unngr du denne tilleggsbelastningen.

Tillatt utvendig overtrykk/innvendig undertrykk For et mufferr vil tetningsringens evne til tle undertrykk ofte vre dimensjonerende. I et rr som belastes med et jevnt utvendig trykk eller innvendig undertrykk vil det oppst spenninger, som vi kan kalle ringtrykkspenninger, i rrveggen som illustrert i figuren. Nr strrelsen p disse spenningene nr et visst punkt vil rret kollapse (knekke). Denne spenningen kalles knekkspenning. Knekkspenningens strrelse avhenger av ovalitet, om rret kan bevege seg i lengderetning, om det er forsterket med udeformerbare avstivningsringer (belastningslodd) og om det er nedgravd eller om det ligger fritt uten sidesttte (sjledning eller rr over bakken). Et utvendig overtrykk gir den samme situasjonen som et innvendig undertrykk. I det flgende benytter vi bare betegnelsen undertrykk som tilsvarer utvendig overtrykk, innvendig undertrykk eller negativ differanse mellom disse.

Rr utsatt for et utvendig overtrykk eller innvendig undertrykk p


Ringtrykkspenning som oppstr ved undertrykk: t = edp m

2 [N/mm2]

kes det innvendige undertrykket oppns til slutt den ringtrykkspenning i rrveggen som frer til kollaps - eller knekking. Dette undertrykket kalles kritisk undertrykk.

Knekkspenning: kn = 2

21

mdeE

[N/mm2]

Kritisk undertrykk: pkr = 3

212

mdeE

[N/mm2]

p : trykkforskjell mellom utsiden og innsiden av rret (undertrykk) [N/mm2] E : materialets E-modul* [N/mm2]

: tverrkontraksjonskoeffisient (Poissons ratio) vanlige verdier er: - bevegelig nedgravd rr: 0,3 0,4 - nedgravd rr som er helt forhindret fra bevege seg i lengderetningen: 0,5 - fritt opplagt fastspent rr uten sidesttte: 0,5 - fritt opplagt bevegelig rr uten sidesttte: 0

e : veggtykkelse [mm] dm : rrets middeldiameter. dm = de-e [mm] Forutsetninger for formlenes gyldighet er at rrmaterialet er elastisk og at rret er fullkomment sirkulrt. * Termoplastrr er ikke elastiske, men viskoelastiske. Dette betyr at man i hvert tilfelle m vurdere hvilken E-modul som skal benyttes - korttids E-modul eller krypmodulen. Ved trykkstt benyttes for eksempel korttids E-moduler. Ved konstante belastninger over tid, som for eksempel ved undertrykk i en inntaksledning, benyttes krypmodul. Krypmodulen er vanskelig bestemme fordi den avhenger av tid, temperatur og spenningens strrelse. Man benytter derfor vanligvis de konservative verdiene oppgitt i avsnittet vi har kalt materialdata. P grunn av materialets viskoelastiske egenskaper, varierer ogs tverrkontraksjonskoeffisienten med materialtype, belastningstilfelle og -tid. Men her er det ogs vanlig benytte vanlige verdier som er oppgitt. Det er en forutsetning for krypknekking at rret har en initialdeformasjon, og slik er det i praksis. Se figur i neste avsnitt. For et teoretisk fullkomment sirkulrt rr inntreffer en elastisk knekking i stedet for en krypknekking. Ved bestemmelse av kritisk undertrykk ved elastisk knekking m man anvende en verdi p E-modul (E) som gjelder for korttidsbelastning. Da E-modul ved korttidsbelastning er strre enn ved langtidsbelastning (krypmodul) vil elastisk knekklast vre strre enn krypknekklast. Dette betyr at plastrr tler strre undertrykk i kort tid enn over lang tid.


Beregning av kritisk undertrykk for rr som ikke har sidesttte

Kritisk undertrykk: kdeEPm

kr

=

3

212

[N/mm2]

der k er reduksjonsfaktor p grunn av ovalitet, se diagram under. I tillegg er det vanlig legge inn en sikkerhetsfaktor p 2,0 for fastsette tillatt undertrykk.

Reduksjonsfaktor k for kritisk undertrykk ved ovalitet (/de) - illustrasjon fra Lars-Eric Jansons bok Av diagrammet ser man at rrets evne til tle undertrykk reduseres med ca 50 % ved 3 % ovalitet. Hvis vi innfrer SDR-verdien blir formelen

kSDR

EPkr

=

3

2 11

12

Eksempel: En 315 mm PE 100 SDR 11 rrledning, som ligger fritt og ikke fastspent, utsettes i lange perioder for et undertrykk ned mot - 5 mVs. Rrets deformasjon mles til 3 % og tverrkontraksjonskoeffisienten er 0,5.

Kritisk undertrykk: kdeEPm

kr

=

3

212

[N/mm2]

5,04,286

6,2801

20023

2

2

=

mmmmmmN

= 0,20 N/mm2 = 20,3 mVs Sikkerhetsfaktor mot knekking/buckling er 20,3 mVs/5 mVs = 4,1. Sikkerhetsfaktoren er strre enn 2 og det vil ikke vre fare for at rret klapper sammen.


Tabeller for tillatt undertrykk for frittliggende rr uten sidesttte Kort tid SDR 34,4 SDR 26 SDR 21 SDR 17/17,6* SDR 13,6 SDR 11 PE 80 - 5,2k - *18k - 82k PE 100 - 6,5k - 25k 51k 102k PVC 8,2k - (38k) - (153k) - Svaret har benevning mVs (1 mVs 0,1 bar). er 0. E er 3 000 N/mm2 for PVC, 1 000 N/mm2 for PE 100 og 800 N/mm2 for PE 80. Verdier for k hentes fra diagram over. Det er tatt hensyn til en sikkerhetsfaktor 2 mot knekking. For fastspente rr er verdiene 33 % hyere. Lang tid SDR 34,4 SDR 26 SDR 21 SDR 17/17,6* SDR 13,6 SDR 11 PE 80 - 1,0k - *3,6k - 16k PE 100 - 1,3k - 5,0k 10k 20k PVC 2,7k - (13k) - (51k) - Svaret har benevning mVs (1 mVs 0,1 bar). er 0. E er 1 000 N/mm2 for PVC, 200 N/mm2 for PE 100 og 160 N/mm2 for PE 80. Verdier for k hentes fra diagram over. Det er tatt hensyn til en sikkerhetsfaktor 2 mot knekking. For fastspente rr er verdiene 33 % hyere. Eksempel: Hva er tillatt undertrykk ved lang tids belastning for en PE 100 SDR 11 ledning som ligger fritt med 2 % deformasjon? Av tabellen som viser kritisk undertrykk ved lang tid ser vi at uttrykket er: Ptill = 20k [mVs] Av figuren som viser reduksjonsfaktor p grunn av ovalitet ser vi at k er lik 0,55:

Ptill = 200,55 = 11,0 mVs 1,1 bar Tillatt undertrykk for denne ledningen er 11,0 mVs med en belastningstid p 50 r og en sikkerhetsfaktor p 2. En viktig forutsetning er selvsagt at deformasjonen holder seg p 2 % - noe som fordrer godt utfrt ledningssone. Utregningen gir oss veiledende, konservative verdier. I kritiske tilfeller m valg av verdier for og E vurderes mer nye.

Beregning av kritisk undertrykk for PE-rr som avstives med betonglodd Hvis et rr som kan bevege seg fritt i lengderetningen forsterkes med udeformerbare avstivningsringer (belastningslodd) med innbyrdes avstand L, kan kritisk undertrykk beregnes slik:

krkrL PLEeP = 2,2 [N/mm2]

e : Veggtykkelse [mm] E : Materialets E-modul eller krypmodul [N/mm2] Pkr : Kritisk undertrykk uten avstivningsringer [N/mm2] L : Avstanden mellom avstivningsringene [mm] Uttrykket gjelder innenfor flgende grenser for L:


( ) 2456,1 23

m

m

deLdee

>

dm : Middeldiameter dm = de-e

Dimensjon [mm]

SDR 7,3

SDR 11 SDR 17 SDR 26

110 < 0,37 < 0,49 < 0,65 < 0,83 160 < 0,54 < 0,72 < 0,94 < 1,2 225 < 0,76 < 1,0 < 1,3 < 1,7 280 < 0,95 < 1,3 < 1,6 < 2,1 315 < 1,1 < 1,4 < 1,8 < 2,4 400 < 1,4 < 1,8 < 2,3 < 3,0 500 < 1,7 < 2,2 < 2,9 < 3,8 600 < 2,0 < 2,7 < 3,5 < 4,5 710 < 2,4 < 3,2 < 4,2 < 5,3 800 < 2,7 < 3,6 < 4,7 < 6,0

1000 < 3,4 < 4,5 < 5,9 < 7,5 1200 < 4,1 < 5,4 < 7,0 < 9,0 1400 < 4,7 < 6,3 < 8,2 < 10,5 1600 < 5,4 < 7,2 < 9,4 < 12,0 1800 < 6,1 < 8,1 < 10,6 < 13,5 2000 < 6,8 < 9,0 < 11,7 < 15,0

Maksimumavstand [m] mellom lodd for at beregningen skal vre gyldig. Ved strre avstander benyttes formel for fritt rr uten avstivningsringer. Se forrige avsnitt. Ut fra tabellen kan man lese at disse beregningene ikke er relevante fr dimensjonene blir rimelig store - kanskje strre enn 400 mm og ved hye SDR-verdier. Eksempel: En 600 mm PE 100 SDR 11 sjledning p 50 meters dyp kan bli utsatt for trykksvingninger med trykk ned mot 0 mVs ved en uforutsett, br endring av vannhastigheten. Avstanden mellom belastningsloddene er 2,0 meter. Ovalitet er 1 %. Sjekk frst at avstanden mellom betongloddene gjr formelen gyldig.

( ) 2

456,1 23m

m

deLdee

>

( ) 2

5,5455,5445,5455,545,5456,1

23

>

L [mm]

2,69 m L > 0,49 m

L = 2,0 m

Formelen er gyldig

Finn kritisk undertrykk uten avstivningsringer:

kdeEPm

kr

=

3

212

[N/mm2]


65,05,5455,54

0110002

3

2

2

=

mmmmmmN

= 1,29 N/mm2 = 132 mVs

Kritisk undertrykk med avstivningsringer:

krkrL PLEeP = 2,2 [N/mm2]

= 22

29,12000

10005,542,2mmN

mmmmNmm

= 2,15 N/mm2 = 220 mVs

Ledningen ligger p 50 meters dyp og innvendig trykk er 0 mVs. Trykkforskjellen er alts 50 mVs som er mye mindre enn det kritiske undertrykket. Ledningen vil med stor sannsynlighet tle en slik belastning - selv om rrets ovalitet ker.

Beregning av tillatt undertrykk for rr som ligger nedgravd i grft - Beregning av det totale undertrykket rret blir utsatt for Plastrr som ligger nedgravd i gode masser har vesentlig strre motstandsevne mot kollaps enn et frittliggende rr p grunn av sttten fra massene i ledningssonen. I veldig lse masser kan man risikere at rret ikke har nevneverdig sttte og ovalisering fr utvikle seg fritt. Strst betydning for strrelsen p det kritiske undertrykket har rrets ringstivhet og massenes sttteevne (sekantmodul). Nedgravde rr vil, i tillegg til et eventuelt innvendig undertrykk, bli utsatt for et utvendig trykk fra jordmassene, grunnvann og/eller trafikk. Vertikalt utvendig trykk p rret: q = qjord + qvann + qtr [kN/m2] Vekt av jordmasser: qjord = H [kN/m2] Vanntrykk: qvann = 10Hvann [kN/m2] : Jordens densitet, normalt 18 - 19 kN/m3 over grunnvannstanden og 11 kN/m3 under

grunnvannstanden. H: Overdekningens hyde [m] Hvann: Grunnvannstandens hyde over senter rr [m] Trykk p grunn av trafikklast (qtr) hentes ut fra diagrammet under. Hjultrykket er 75 kN (7,5 tonn) pluss en dynamisk effekt som er gitt en faktor 1,75.


qtr, vertikalt trykk som flge av trafikklast (de


P grunn av sttten fra omkringliggende masser vil kollaps oppst plutselig. Benytt derfor vanlige korttidsverdier for rrmaterialets E-modul (E) i kN/m2. Sttteevnen til massene i ledningssonen oppgis som massenes sekantmodul. Sekantmodulen er avhengig av dybde og komprimeringsgrad og verdier for generelt gode masser tas ut fra figuren under. Tillatt undertrykk for rr lagt i masser som gir liten sttte omtales senere. Massenes tangentmodul, som benyttes i beregningene, settes til to ganger massenes sekantmodul.

Sekantmodul hos friksjonsmasser avhengig av overdekningens hyde og komprimeringsgrad. Massenes tangentmodul settes til det doble av sekantmodulen. - Illustrasjon fra Lars-Eric Jansons bok - Rr lagt i drlige masser Formel for tillatt undertrykk i forbindelse med veldig lse masser er:

+

=3

'224 tRtill

ESP (Gjelder for SR > 0,0275Et ..eller Et > 290 kPa for SN 8)

: Sikkerhetsfaktor SR: Rrets ringstivhet [kN/m2] Et: Massenes tangentmodul, Et = 2 Es [kN/m2] Es: Massenes sekantmodul fra diagrammet over [kN/m2] I dype grfter eller ved bruk av myk leire eller silt i ledningssonen med rr med lav ringstivhet, kan det oppst kryp i rrmaterialet og en ringstivhet relatert til krypmodulen br benyttes i beregningene. Sett inn krypmodulen i stedet for korttids E-modul i beregningen av ringstivhet. - Rr i grunne grfter med trafikklast (firkantede rr) Ved grunne grfter med trafikkbelastning og rr med lav ringstivhet kan rret bli mer eller mindre firkantet. For denne situasjonen gjelder flgende formel:

( )( )35,3164

e

Rtill d

SP+

=

SR: = Rrets ringstivhet [kN/m2] /de: = Relativ deformasjon [ ]


Forankring Forankring av ledning er ndvendig der hvor systemet utsettes for krefter som har mulighet for forskyve ledningen. Dette gjelder spesielt mufferr med bend i horisontal- og vertikalplanet, T-rr, reduksjoner og endeflenser ved innvendig overtrykk. Ledninger i brattere hellinger ( 250 i grove masser eller fjellgrft, 150 i finere masser) forankres ogs for unng utglidninger. Helsveiste PE-rr m forankres i hver ende. Dette gjelder ogs i tilknytning til flenseforbindelser mot armatur og annet i kum hvor demontering for vedlikehold og utskifting er ndvendig. I tillegg br bend strre enn 60 og T-rr forankres spesielt. Annen spesiell forankring er ofte undvendig fordi kreftene overfres via strekkfaste skjter til rr og friksjonsmasser i grfta. Bend for mufferr kan forankres med bruk av strekkfaste koblinger p tilliggende skjter. I drlige masser kan man da risikere forflytte problemet til neste skjt. Forankring kan alts utfres p to prinsipielt forskjellige mter.

1. Bruk av forankringskloss 2. Strekkfaste koblinger eller sveist ledning

Vi skal i det etterflgende ta for oss forankring ved hjelp av betongkloss. Dimensjonering av forankringskloss tar utgangspunkt i:

Innvendig trykk Ledningsdimensjon Kraftresultant Grftesidens fasthet

For T-rr og endeflenser nyttes flgende formel for beregning av resultantkraft.

4

2idPAPR ==

R: resultantkraft [N] P: trykk [N/mm2]

A: areal = 4

2id [mm2]

di: innvendig diameter : 3,14

T-rr med forankringskloss Eksempel: Resultantkraften for et 160 mm T-rr for PVC SDR 21 rr med maksimum opptredende trykk 7 bar finnes p flgende mte: P = innvendig trykk = 7,0 bar = 0,7 N/mm2 de = 160 mm di = 144,6 mm

( )46,1447,0

22 mmmmNR =

R = 11 500 N = 11,5 kN (Vannet skyver med en kraft tilsvarende 1,2 tonn!)


For bend bde i vertikal- og horisontalplanet nyttes formelen

=

=

2sin

42

2sin2

2 idPAPR

til bestemmelse av resultantkraften. R: resultantkraft [N] P: trykk [N/mm2]

A: areal = 4

2id [mm2]

di: innvendig diameter : 3,14 : bendets vinkel

Et muffebend utsatt for krefter fra innvendig trykk Eksempel: Resultantkraften for et 110 mm 45 bend i PVC SDR 21 utsatt for 7 bars trykk finnes p flgende mte: P = innvendig trykk = 7,0 bar = 0,7 N/mm2 = 45 de = 110 mm di = 99,4 mm

( )

=

=

245sin

44,997,02

2sin2

22 mmmmNAPR

R = 4157 N = 4,2 kN Bestemmelse av areal til forankringskloss Ved horisontale bend, T-rr og overganger nsker man oppn at de opptredende kreftene fordeles i jordmassene bak. For f til dette m de overfres p et areal som er stort nok i forhold til massenes evne til absorbere trykk. Dette gjres ved at kreftene forplanter seg til bakenforliggende masser via en betongkloss med et visst areal. Det er dette arealet som m beregnes ut fra massenes beskaffenhet og krefter forrsaket av et innvendig trykk. Mellom rr og betong legges et lag av papir eller papp. Dette for at betongen ikke skal hefte mot plasten.

Ndvendig betongareal:

=jord

betongRA [m2]

R: resultantkraft [kN] : sikkerhetsfaktor jord: skjrfasthet eller tillatt jordtrykk for jordtypen [kN/m2] (se tabell p neste side)


Jordtypen Skjrfasthet

[kN/m2] Merknader

Blt leire 25 - 50 Leira formes med et lett fingertrykk Middels leire 50 - 150 Leira er fuktig og noe plastisk.

Formes med moderat fingertrykk. Stiv leire 150 - 300 Leira er trr og relativt fast.

Kan formes med hardt fingertrykk. Meget stiv leire 300 - 500 Leira er trr og fast.

Kan ikke formes med fingertrykk. Tillatt jordtrykk

[kN/m2]

Fin sand - lst lagret 100 Fin sand - komprimert 200 Grov sand - komprimert 300 jord (skjrfasthet eller tillatt jordtrykk) for ulike jordarter Eksempel:

Bend med kraftvektorer og forankringskloss

Horisontalt bend P: 15 bar Rr: 160 mm PVC SDR 21 (Maksimum driftstrykk 10 bar er valgt) : 45 jord: 200 kN/m2 : sikkerhetsfaktor 1,5 NB! Ved maksimalt 10 bar driftstrykk er maksimalt prvetrykk 15 bar. Derfor benyttes P = 15 bar i den beregningen. sette inn driftstrykket ville gitt for lite areal p forankringsklossen. Prvetrykket for et PVC SDR 21 rr kan ogs vre 17,5 bar - noe som gir en enda strre forankringskloss.

Resultantkraft:

( ) kNNmmmmNAPR 9,18853182

45sin46,1445,12

2sin2

22 ==

=

=

Ndvendig betongareal:

22 142,05,1200

9,18 mmkNkNRA

jordbetong ===

Velger h = 0,30 m hyde p betongkloss - som gir bredde:

mmm

hA

b betong 47,030,0

142,0 2===


Vertikalt bend Summen av nedoverrettede vertikale krefter m vre strre enn eller lik oppoverrettet kraftresultant fra bend. Det betyr at massen av overliggende jord med belastningsplate m tilsvare kraftresultant. Vr oppmerksom p massenes deformasjonsegenskaper. Multipliser ndvendig tyngde p belastningsplate med 1,5 som sikkerhet. Eksempel: Resultantkraften fra forrige eksempel er 18,9 kN. For holde bendet p plass behves en masse tilsvarende: m = (R/g) = (18 900 N/9,81 m/s2)1,5 = 2 890 kg = 2,9 tonn g = tyngdeaksellerasjonen: 9,81 m/s2 = sikkerhetsfaktor Betong har en densitet p ca. 2,4 tonn/m3, mens densiteten til jord er ca. 1,5 tonn/m3. Ved velge et passende areal for bunnen av betongklossen og nr hyden fra bunn betongkloss til terreng er kjent, kan man benytte flgende formel for finne ndvendig hyde p betongklossen:

AAHmhbetong

=9,05,1

hbetong: Hyden av en betongkloss med flateareal A m: Ndvendig masse for sikre et vertikalt bend utsatt for trykk H: Hyde fra bunn av betongkloss til terreng A: Betongklossens flateareal Hvis svaret blir negativt betyr det at jorden over dette arealet har nok tyngde i seg selv. Likevel er det ndvendig med en armert betongplate for fordele kreftene til en mengde jord med tilstrekkelig tyngde. Hvis hbetong blir strre enn den totale hyden (H), vil betongklossen stikke opp over terrenget. Velg i s fall et strre areal (A).

Tetthetsprving av trykkrr (trykkprving) Tetthetsprving av trykkrr etter legging foretas for sikre at rrsystemet ikke har eller fr lekkasje p grunn av feil i skjt, feil i materialet eller feil utfrelse. Bruddanvisninger p plastrr vil raskt g til brudd og svake forankringer vil svikte under hyt trykk. Trykkprving gr over en viss tid for at slike svakheter skal kunne avslres. Dessuten trenger rr og pakninger litt tid for sette seg i forhold til et pfrt innvendig overtrykk. Pass p sikkerheten under trykkprving og stans alle arbeider i kummer eller p andre steder nr rr og armaturer. Pass p at ventiler p prvestrekningen str pne og at alle stikkledninger inn til hus er stengt av. Trykkprving av rr for vannforsyning er beskrevet i NS-EN 805 (Vannforsyning. Krav til systemer og komponenter utenfor bygninger). Denne standarden er ikke gjengitt her. Ledningseier kan stille krav om at hele eller deler av prosedyren i NS-EN 805 flges. Norske standarder m kjpes fra Pronorm, Standard Norges salgsselskap (www.pronorm.no).


Rret m vre overfylt og lse ender, T-rr, dimensjonsoverganger og bend forankret fr trykket settes p. Man kan velge la skjtene ligge pne. Luft m evakueres fra ledningen. Luftlommer gir forstyrrelser i mlingene og er ofte rsak til feilaktige mleresultater. Om mulig br vann fylles sakte inn fra ledningens laveste punkt. Resultatet fra trykkfallsprvingen vil indikere om det er luft i ledningen. Krav til omfang: Prvetrykket skal kunne oppns p det laveste punkt p ledningen. Et trykk tilsvarende maksimum tillatt driftstrykk m oppns p ledningens hyeste punkt, med

mindre ledningseier bestemmer noe annet. Prvetrykk = Maksimum tillatt driftstrykk 1,5 eller = Maksimum tillatt driftstrykk + 5 bar } den minste av de to verdiene Maksimum tillatt driftstrykk 6 bar* Prvetrykk 9 bar Maksimum tillatt driftstrykk 7,5 bar* Prvetrykk 11,25 bar Maksimum tillatt driftstrykk 10 bar* Prvetrykk 15 bar Maksimum tillatt driftstrykk 12,5 bar* Prvetrykk 17,5 bar Maksimum tillatt driftstrykk 16 bar* Prvetrykk 21 bar Maksimum tillatt driftstrykk 20 bar* Prvetrykk 25 bar * OBS! Maksimum tillatt driftstrykk kan vre lavere enn rrets trykklasse. Det tillates hyere trykk i PVC- og PE-rr etter nye europeiske standarder. For eksempel blir gamle PVC PN 10 rr fra og med 110 mm merket PN 12,5. Pipelife merker sine trykkrr med begge trykklasser - i dette tilfellet PN 10 og PN 12,5. Men det betyr uansett at maksimum tillatt innvendig trykk ker fra 10 bar til 12,5 bar. Ved flge anvisningene og forholde seg til rrets merking kan derfor ledningssystem for 10 bar trykk prves med inntil 17,5 bar trykk (12,5 bar + 5 bar). Rret vil tle dette, men det advares mot pfre ledningssystemet s hye trykk hvis ikke armaturer, forankringer m.m. er spesielt dimensjonert for dette. (Se ogs avsnitt om trykklasser og designfaktor (sikkerhetsfaktor)) Under normale forhold skal prveutstyret kobles til ledningens laveste punkt. Hvis dette ikke er mulig, skal trykket tilpasses hyden over ledningens laveste punkt slik at det der ikke overstiger prvetrykket. Tilpasning av prvetrykk ved plassering av manometer over laveste punkt p ledningen For korte strekninger (


Oversikt over komplett trykkprving i tre steg

Enkel prving Vi anbefaler generelt en forenklet prve som bestr av forprving (kondisjoneringsfase) og en hovedprving med trykktapsmetoden. Men gjenvrende luft i ledningen kan forstyrre mlingene. Luft komprimeres i strre grad enn vann og gjenvrende luft kan gi tegn som tyder p lekkasje eller kamuflere en liten lekkasje. Hvis man er usikker p om all luft er ventilert ut br det ogs gjennomfres en trykkfallsprving (se neste avsnitt). Flytskjema for anbefalt prosedyre:

PVC og PE trykkrr Evt. PE trykkrr Forprving/kondisjonering Forprving/kondisjonering

(Evt. trykkfallsprving - se neste avsnitt) Metode for PE-rr med integrert trykkfallsprving

Hovedprving i h.t. trykktapsmetoden

Forprving/kondisjonering Forprving bestr i at rrledningen psettes driftstrykk som anbefales holdt i cirka et dgn. I lpet av denne perioden skal man observere ledningen for tegn til lekkasje. Samtidig vil rr og skjter sette seg. Hovedprving i h.t. trykktapsmetoden Under prving i h.t. trykktapsmetoden pfres prvetrykket gradvis og ledningen stenges av. Trykkfallet registreres jevnlig i lpet av en time eller mer. Trykkfallet skal vise en gradvis minkende tendens. Krav til maksimum trykkfall i lpet av en time er 0,2 bar. Trykket synker fordi rret utvider seg noe. rsaken til for mye trykkfall kan ogs vre gjenvrende luft i ledningen. Eventuelt kan trykkfallsprving utfres for avdekke unsket luft i ledningen.

Forprving

Trykkfallsprving

Vanntapsmetoden - mlt avtappet mengde

- mlt pfylt mengde

Trykktapsmetoden

Metode for PE-rr


Tidspunkt [min] 0 10 20 30 40 50 60 Avlest trykk [bar] 15,00 14,92 14,88 14,86 14,85 14,84 14,84

Eksempel p mlinger i forbindelse med trykktapsmetoden Metode med integrert trykkfallstest for PE trykkrr Prinsipp: Nr trykket i PE-rr reduseres raskt vil materialets viskoelastiske egenskaper fre til at rret etterp sakte trekker seg sammen. Da vil trykket i ledningen stiger noe - hvis ledningen er tett. 1. Etter at ledningen er fylt og all tilgjengelig luft evakuert, senkes trykket til null. La dette st i en

time. 2. k trykket i lpet av maksimum ti minutter til prvetrykket og hold dette ved etterfylle jevnlig i en

halv time. 3. La ledningen st avstengt i en time og les av trykket. Trykket skal ikke synke mer enn 30 % av

prvetrykket. Hvis prvetrykket er 15 bar tillates inntil 4,5 bar trykkfall. 4. Reduser trykket raskt med 10-15% av prvetrykket. Samtidig skal trykkfallet leses av, avtappet

vannmengde mles og dette kontrolleres mot utregning av teoretisk formel for avdekke gjenvrende luft i ledningen. Denne formelen for maksimalt tillatt avtappet vannmengde er:

+=

RESDR

mmNpVV 2maks 2100

12,1 (se neste avsnitt).

5. Hovedprving: Steng ledningen igjen og observer trykket i minst en halv time. Trykket skal stige noe og overhodet ikke vise en fallende tendens. Ved tvil kan prveperioden forlenges til 90 minutter og trykkfallet fra maksimumstrykket observert i den frste halvtimen skal ikke vre strre enn 25 kPa (0,25 bar eller 2,5 mVs)

Hvis prvingen m gjentas m den nye prvingen starte med punkt 1 - en time uten trykk.

Eksempel p trykkforlp ved trykkprving av PE-rr: 1 time uten trykk - trykkkning - 30 min. prvetrykk - 1 time avstengt - trykkreduksjon - 30 min. avstengt


Trykkfallsprving Trykkfallsprving gjennomfres for avdekke unsket luft i ledningen. Den er integrert i den egne metoden for PE-rr i forbindelse med reduksjonen av trykket. 1. k trykket i ledningen til prvetrykket. 2. Ta ut en mlbar mengde vann fra ledningen og ml trykkfallet (p). 3. Sammenlign mengden av det avtappede vannet med kalkulert tillatt mengde vann (Vmax) ved

mlt trykkfall i henhold til flgende formel:

+=

Rmax E

SDRpVV2100

15,1 [liter]

Regn ut innholdet i parentesen fr du multipliserer dette med det vrige.

LdV i =4

2: Ledningens vannvolum [liter]

di: Innvendig diameter [dm] L: Ledningens lengde [dm] Pass p sette inn verdiene for di og L i desimeter (dm). 1 kubikkdesimeter (dm3) = 1 liter! p: Mlt trykkfall [N/mm2] (1 bar = 0,1 MPa = 0,1 N/mm2)

edSDR e= : Standard dimensjonsforhold [ ]

de: Rrets utvendig diameter [mm] e: Rrets veggtykkelse [mm] ER: Rrmaterialets korttids E-modul

PVC: 3 000 N/mm2, PE 80: 800 N/mm2, PE 100: 1000 N/mm2 Eksempel: 600 m 500 mm PE 100 SDR 11 skal kontrolleres med hensyn p luftinnhold. Trykket senkes med 2,0 bar = 0,2 N/mm2. Vannvolumet i denne ledningen er:

ldmdm

Ld

V i 9067860004

092,44

222

=

=

=

Uttrykket inne i parentesen:

Nmm

mmNmmNESDR

mmN R

2

222 0115,0100011

21001

21001

=+=+

Den fullstendige formelen blir slik:

lNmmmmNlESDRpVV

R

2720115,02,0906785,12100

15,1 22max ==

+=

Avtappet vannmengde i dette eksemplet fr ikke overstige 272 liter.


PE 100 PVC Dim. SDR 17 SDR 11 SDR 7,4 Dim. SDR 21 SDR 13,6

Maksimum tillatt avtappet vannmengde pr km PE 100 rr ved trykkfallsprving - trykkfall 2,0 bar (0,2 N/mm2)

110 38,6 21,9 11,8 110 17,4 10,4 125 50,0 28,2 15,3 160 36,8 22,0 140 62,7 35,5 19,2 225 72,9 43,4 160 81,9 46,3 25,1 280 113 180 104 58,6 31,7 315 143 200 128 72,4 39,1 400 231 225 162 91,5 49,5 Maksimum tillatt avtappet 250 200 113 61,2 vannmengde pr km PVC-rr ved 280 251 142 76,8 trykkfallsprving 315 317 180 97,1 - trykkfall 2,0 bar (0,2 N/mm2) 355 403 228 124 400 512 290 157 500 799 453 630 1269 719


Trykkprverapport Trykkrr av plast prvd i h.t NS-EN 805 (forenklet metode beskrevet av Pipelife Norge AS) Ledningseier:. Anlegg: Entreprenr: Dimensjon og rrtype:... Prvetrykk:.. (Den minste av 1,5maksimum driftstrykk eller maksimum driftstrykk + 5 bar) Kontrolliste:

Alle ender, avvinklinger og T-rr er med strekkfaste skjter og/eller forankret. Ledningen er gradvis oppfylt fra laveste punkt og luftet. Driftstrykket er pfrt og ledningen har sttt med dette i minst ett dgn. Prvetrykket er pfrt, ledningen er avstengt og manometer som registrerer innvendig trykk er

montert. Etter at ledningen er avstengt avleses trykket i ledningen hvert tiende minutt i en time. Trykket kan falle med inntil 0,2 bar og trykkfallet skal vise en avtagende tendens. Tabell: Tidspunkt [min] 0 10 20 30 40 50 60 Avlest trykk [bar] Diagram: fyll inn mlepunktene og dra en linje gjennom punktene. Trykkprving er utfrt med godkjent resultat.

Sted, dato Underskrift

bar

10 20 30 40 50 60 0

bar

Tid [min.]


Avvinkling og bying

PE trykkrr PE-rrets fleksibilitet kan utnyttes ved bye rret. En vanlig mte lage riktig byeradius p er benytte et tau like langt som radien og merke sirkelbuen. Hvor mye rrenden skal flyttes kan ogs beregnes ut fra formel. Se formler og figur.

Normale verdier. I enkelte tilfeller br dette beregnes mer nyaktig. (Alle enheter i meter): R = 60de (Rr med trykk) R = 30de (Trykklst rr og under installasjon av trykkrr)

Rahm

=2

2

=Ra 180

Bying av PE-rr

PVC trykkrr Retningsforandringer skal i prinsippet utfres ved hjelp av bend. I tillegg til standard bend kan det leveres bend med annen avvinkling. Sm retningsforandringer kan utfres ved bying av rr. PVC trykkrr med muffe kan byes i grfta i henhold til skisse og tabell nedenfor. Se ogs formler i forrige avsnitt. Merk at rrenden m sikres slik at det ikke foregr ukontrollert avvinkling i muffa.

de [mm] R [ m ] hm [ m ] 63 19 0,54 75 22 0,45 90 27 0,38 110 33 0,31 160 48 0,21 225 60 0,15 280 125 0,07 315 158 0,06 400 200 0,05

Bying av PVC trykkrr Bying av PVC trykkrr


NB! Byde rr m ikke anbores! Bying av rr m ikke fre til at avvinkling i muffe overstiger verdiene nedenfor!

Avvinkling i muffe under legging br unngs. Dette for at avvinklingen ikke skal bli for stor ved utilsiktede forskyvninger under arbeidet i ledningssonen eller ved uforutsette setninger. Hvis man likevel velger avvinkle p denne mten, gjelder flgende grenseverdier: Strste tillatte avvinkling i muffe : T.o.m. 315 mm: 2,0 - Tilsvarer 20 cm fra senterlinjen for en rrlengde (6 m) Mellom 315 mm og 630 mm: 1,5 - Tilsvarer 15 cm fra senterlinjen for en rrlengde (6 m).

Klamring av rr i hus Nr plastrr skal monteres over bakken, i en kulvert eller i en bygning, er det viktig passe p at klamringene er sterke nok bde for bre rret, tle rystelser (trykksvingninger) og tilfredsstille krav til forankring samt at ekspansjon eller temperaturkrefter hndteres forsvarlig. Glideklammer og fastklammer m ha et 5 mm tykt mellomlegg av neoprengummi. Klamrene m ogs kunne holde rret sirkulrt. Horisontal PE- eller PVC-ledning:

Klamringsavstand horisontale, vskefylte PVC-rr med maksimum 2 mm nedbyning


Klamringsavstand horisontale, vskefylte PE 100 rr med maksimum 10 mm nedbyning PE 80 rr m ha 5 % mindre klamringsavstand enn PE 100 rr med samme SDR-verdi. Bend, T-rr og lignende utsatt for innvendig trykk m i tillegg forankres med tanke p forskyvninger. Se avsnitt Forankring for beregning av resultantkrefter. Vertikal PE- eller PVC-ledning: Vertikale ledninger uten vibrasjoner fra og med 110 mm br ha en klamringsavstand p maksimum tre meter. For ledninger med vibrasjoner gjelder de samme avstandene som for horisontale rr. PP innomhus avlpsrr: Se ogs monteringsanvisningen.

Dim. [mm]

Horisontal ledning

[m]

Vertikal ledning

[m] 32 0,5 1,2 50 0,5 1,5 75 0,8 2,0 90 0,9 2,0

110 1,1 2,0 Klamringsavstand for horisontale innomhus PP-rr.


Pumpeledninger Plastrr benyttes som pumpeledning bde for vann, spillvann og andre vsker. PVC trykkrr leveres ogs med rd farge for bruk som pumpeledning for spillvann. I forbindelse med merking/fargekoding av spillvannspumpeledning kan man bruke merkebnd fordi vannledninger er absolutt enklest f tak i.

Trykksvingninger Rr kan bli utsatt for dynamiske korttidsbelastninger utover det nominelle trykket som flge av trykksvingninger. Dette kan vre avgjrende for valg av trykklasse. Trykksvingninger oppstr i en ledning nr likevektstilstanden endres ved raske endringer i vannhastigheten. Dette oppstr for eksempel ved start og stopp av pumper, pning og lukking av ventiler, rrbrudd osv.

Trykksvingninger ved pumpe ved pumpestopp Disse beregningene er uhyre kompliserte og m utfres ved hjelp av et dataprogram. Flere konsulenter og pumpeleverandrer innehar bde kompetanse og ndvendige hjelpemidler. Det er ikke tilstrekkelig forholde seg kun til trykklasse og materiale i og med at dagens standarder opererer med lavere design faktor enn tidligere. Rrmateriale og rrets SDR-verdi eller nsket design faktor og trykklasse er derfor viktige opplysninger. Resten av avsnittet er ment som en innfring i teorien og gir ikke tilstrekkelig grunnlag for nyaktige beregninger. Endringen i vannhastigheten er rask dersom den skjer innen en tid som er kortere enn refleksjonstiden. Refleksjonstiden er den tiden det tar trykkblgen vandre til nrmeste punkt p ledningen hvor blgen snur (retningsendring, ventil eller lignende) - og tilbake igjen. Refleksjonstiden beregnes av formelen:

cLT = 20

L: Ledningens lengde [m] c: Trykkblgehastigheten [m/s]


Trykkblgehastigheten for et plastrr som er fastspent i lengderetningen (normalsituasjonen) bestemmes av den forenklede formelen:

1100365,0

6

=SDREc

E: Rrmaterialets korttids E-modul SDR: de/e Eksempel: Trykkblgehastigheten for PE 100 rr SDR 11

1100365,0

6

=SDREc

1111010000365,0

62

=mNc

c = 365 m/s Nr trykkblgehastigheten er kjent kan refleksjonstiden beregnes. Er rret i eksemplet ovenfor 1000 m blir refleksjonstiden:

sekundersmm

cLT 5,5

365100022

0 =

=

=

Ved lukking av ventiler endrer ikke hastigheten seg nevneverdig fr mot slutten av lukkingen. Skjer for eksempel siste tredjedel av en ventillukking raskere enn T0 = 5,5 sekunder i eksemplet over, er hastighetsendringen pr definisjon rask og man vil kunne oppn den teoretisk maksimale trykksvingningen, som kan beregnes av Joukowskis formel:

gvcP = [mVs]

v : momentan endring i vskehastigheten [m/s] g : tyngdeakselerasjonen; 9,81 m/s2 c : trykkblgens hastighet i ledningsmaterialet er avhengig av materiale og SDRverdi

(trykklasse) [m/s] Eksempel: Rrtype c [m/s] p [mVs] p [bar] PVC SDR 21 447 45,5 4,5 PVC SDR 13,6 563 57,4 5,6 PE 100 SDR 11 365 37,2 3,7 PE 80 SDR 11 326 33,2 3,3 Trykkblgehastighet for ulike rr samt trykksvingningens strrelse ved en momentan endring av vannhastighet p 1 m/s.


Begrensninger for trykksvingninger i plastrr Begrensningene er veiledende. Mer nyaktige beregninger kan lede til at det tillates hyere trykk, lavere trykk eller strre trykksvingninger i enkelte tilfeller. For eksempel er det gjennomfrt forsk som viser at PE 80 SDR 11 rr med 10 bar innvendig trykk og trykksvingninger i strrelsesorden 5 bar (Mellom 5 bar og 15 bar) fremdeles holder etter 2,7 millioner trykksvingninger (150 trykkstttilfeller pr dgn i 50 r) som anses som dimensjonerende for trykksttbelastede ledninger. NB! Flgende tommelfingerregler gjelder for PVC og PE trykkrr med hy design faktor

- for eksempel PVC SDR 21 og PE SDR 11 med maksimum tillatt driftstrykk 10 bar.

1. Maksimum tillatt trykk i trykksvingninger skal vre mindre enn maksimum tillatt driftstrykk. 2. Minimum tillatt trykk i trykksvingninger skal vre strre enn - 5 mVs for rr med maksimum tillatt

driftstrykk 10 bar eller mer. 3. Differansen mellom maksimum og minimum trykk i trykksvingninger skal vre mindre enn

halvparten av maksimum tillatt driftstrykk.

Maksimum og minimum tillatt trykk for PVC og PE trykkrr Sfremt trykksvingningene ikke overskrider disse begrensningene, og antall trykkstttilfeller ikke overskrider 150 tilfeller pr dgn, vil trykksvingningene ikke innvirke negativt p ledningens levetid. Overskrides begrensningene br tiltak settes inn for redusere trykksvingningenes strrelse eller antall. Nr trykksvingningene viser seg vre for store, kan man velge mellom flere enkle og billige lsninger for bte p dette. For eksempel: Turtallsregulering/frekvensstyrte pumper Kontrollert pning og lukking av ventiler - srlig siste tredjedel Mykstopp/mykstart Svinghjulsmasse Vindkjele/trykkbeholder

PVC SDR 34,4 PE SDR 17

PVC SDR 13,6 PE SDR 7,3

PVC SDR 21 PE SDR 11


Eksempel: Rr: 160 mm PVC SDR 21 pumpeledning. Maksimum tillatt driftstrykk er 10 bar. Designfaktor er 2,5. Total lftehyde: 32 m Vannhastighet: 1,5 m/s Lengde: 400 m Figuren viser en grafisk fremstilling av situasjonen uten trykksttdempende tiltak:

Trykkblgenes strrelse i forhold til ledningstrasen Konklusjon av beregninger - figuren over: + Maksimum trykk er mindre enn maksimum tillatt driftstrykk - OK - Minimum trykk er for stort (under vakumlinjen) + Differansen mellom maksimum og minimum trykk er mindre enn halvparten av maksimum tillatt driftstrykk for rret - OK NB! Trykksttreduserende tiltak m settes inn. Neste figur viser situasjonen etter at en 300 liters vindkjel er montert inn som trykksttdempende element. Linjemarkeringene har samme funksjon som i forrige figur. Legg merke til at vakumlinjen (-10 mVs) er borte.


Trykkblgenes strrelse i forhold til ledningstrasen - med vindkjel Konklusjon av beregninger: + Maksimum trykk er mindre enn maksimum tillatt driftstrykk - OK + Akseptabelt undertrykk (< -5 mVs) - OK + Differansen mellom maksimum og minimum trykk er mindre enn halvparten av maksimum tillatt driftstrykk for rret - OK Innmontering av vindkjel V = 300 l gir en tilfredsstillende trykksituasjon.


Sjledninger PE-rr i dimensjoner 20 mm 2 000 mm er omtrent enerdende som sjledninger. PE har vrt brukt til sjledninger i Norge i alle fall siden 1959. PE 100 er materialkvaliteten som stort sett benyttes i dag. Som sjledning skal man ikke velge rr bare ut fra trykklasse. Man m ogs velge SDR-verdi i forhold til rrets ringstivhet. Ringstivhet er viktig for rrets evne til motst knekking/buckling. Der hvor rret utsettes for store strm- og/eller blgekrefter m det ogs regnes p rrets evne til tle disse. Rrets egenskaper som et helkontinuerlig rr med sveiste skjter, eller ved at man leverer helekstruderte rr, samt rrets fleksibilitet gjr at det egner seg meget godt som sjledning. I tillegg er materialet motstandsdyktig mot sjvann, kommunalt avlpsvann og de fleste kjemikalier. Plastrr har generelt meget god motstand mot korrosjon.

Beregning av loddbelastning. Et PE-rr som legges i sj eller ferskvann m belastes slik at det ikke flyter opp. Oftest benyttes betonglodd. Man m ta hensyn til rrets oppdrift, maksimal andel luft i rret (luftfyllingsgrad, belastningsgrad) samt strm- og blgekrefter. I det etterflgende vil vi se p beregning av ndvendig belastning kun som flge av rrets oppdrift og luftfyllingsgrad. Vi benytter Arkimedes lov om at oppdriften er lik vekten av den fortrengte vskemengde minus vekten av rret med innhold. Ved luftfylling/belastningsgrad over 90 % br man utfre mer nyaktige beregninger. Formler: - Vekt av fortrengt vskemengde (oppdrift) pr meter rr:

4

2e

SJSJd

LM

=

[kg/m]

SJ: 1 035 kg/m3 for sjvann med hyt saltinnhold 1 025 kg/m3 for sjvann med lavt saltinnhold 1 000 kg/m3 for ferskvann L: Ledningens lengde [m]. Settes lik 1 m for finne vekten pr. meter de: Rrets utvendige diameter [m] - Vekt av rr med innhold:

( )4

12i

VANNLUFTRRRRd

PLmPmM

++=

[kg/m]

mRR: Rrets produksjonsvekt i kg/m mLUFT: Vekten av luften i rret er neglisjerbar og kan settes lik null VANN: 1 000 kg/m3 for ferskvann L: Ledningens lengde settes lik 1 m for finne vekt pr meter P: Luftfyllingsgrad*. Oppgis i prosent, men settes inn som desimaltall. 30 % => 0,3

Normale luftfyllingsgrader: Vannledninger og inntaksledninger: 20 - 40 % (P: 0,2 - 0,4) Utslippsledninger: 30 - 50 % (P: 0,3 - 0,5) Spillvann med jevn belastning, kort oppholdstid: 30 - 70 % (P:

Documents

Rørhåndboka - Initio Medielab · Mai 2007 Teknisk håndbok, side 5 Pipelife Norge AS Generelt Symbolbruk og terminologi Avløpsrør - Brukt både om rør for spillvann, overvann