snelnaardata
 

Tekenafspraak pijpleidingstelsels

Bij het beoordelen van de bedrijfszekerheid van een pijpleidingstelsel is het niet voldoende om alleen het gebruikelijke sterkte-onderzoek tegen aanhoudende belastingen (bijvoorbeeld inwendige druk en eigen gewicht) uit te voeren, maar kan ook een onderzoek naar de flexibiliteit noodzakelijk zijn. Het onderzoek naar de flexibiliteit van een leidingstelsel kan worden onderverdeeld in:

- het berekenen van de krachten, momenten en spanningen (en indien gewenst ook de verplaatsingen en hoekverdraaiingen) op alle gewenste punten van het leidingstelsel onder invloed van opgedrongen vervormingen, bijvoorbeeld ten gevolge van thermische expansie of contractie;

- het toetsen van bovengenoemde berekeningsresultaten aan de toelaatbare waarden of grenzen.



Het doel van een flexibiliteitsonderzoek van een leidingstelsel is om te komen tot een zekere veiligheid tegen:

- bezwijken van leidingcomponenten of verankeringen;

- te hoge materiaalspanningen;

- lekkages in leidingverbindingen;

- overbelasting en de daarmee gepaard gaande ontoelaatbare vervormingen van de aansluitende apparatuur.



Om tot een goed flexibiliteitsonderzoek te komen zijn de volgende gegevens noodzakelijk:

- een tekenafspraak voor het vastleggen van het cordinatensysteem;

- een tekening met daarop aangegeven de configuratie van de leidingloop en de vorm van de afzonderlijke leidingcomponenten;

- de afmetingen van zowel de leidingloop als de afzonderlijke leidingcomponenten.

Met betrekking tot de dwarsdoorsnede moet voor het bepalen van de reacties van de nominale wanddikte (dd, dus met verwaarlozing van toleranties, corrosie, erosie, enz.) en voor het bepalen van de spanningen van de beoordelingswanddikte (d) worden uitgegaan:

- het materiaal, met de van toepassing zijnde specificatie en eigenschappen, zoals de uitzettingscofficint, de elasticiteitsmodulus, de Poissonverhouding, de warme en koude (0,2 %) rekgrens, de kruipsterkte, de vermoeiings(duur)sterkte en eventueel de relaxatiegrens;

- de belastingen van zowel aanhoudende, toevallige en toegevoegde aard;

- de beoordelings- c.q. ontwerpgegevens, zoals druk, temperatuur, medium en gevarengroep c.q. keuringsklasse;

- de betekenis van de tussenliggende belemmeringen (onderdrukte thermische zettingen), zoals steunen (vast of verend), geleidingen, enz.;

- de toestand van de eindpunten waarmee het leidingstelsel is verbonden.

Hieronder worden verstaan de opgedrongen rotaties en verplaatsingen van vatmantels, pomp- en turbinehuizen, enz.

- de toelaatbare reacties (krachten en momenten) op de eindpunten;

- de toelaatbare grenzen c.q. waarden, waaraan de berekeningsresultaten moeten worden getoetst.



Belastingen

De belastingsystemen die in een leidingstelsel kunnen optreden zijn onder te verdelen in:

~ De aanhoudende primaire belastingen, zoals:

- in- en uitwendige statische druk, inclusief de hydrostatische hoogte;

- eigengewicht van pijp en pijpcomponenten (appendages, hulpstukken, flenzen, enz.). Dat afhankelijk is van de ruimtelijke vorm van het leidingstelsel hetzij recht, twee- of drie-dimensionaal of nog complexer met aftakkingen en meerdere bevestigingen en bovendien afhankelijk is van de wijze van ondersteunen (plaats van vaste punten, hangers, etc.).

- gewicht van vulling (medium), isolatie, constructieve onderdelen (hangeronderdelen, parallel lopende leidingen en andere permanente belastingen, zoals extra puntlasten door appendages);

- in- en/of uitwendige krachten;

- verhinderde thermische uitzetting van het medium (alleen bij ingeblokte leidingstelsels zonder veiligheidskleppen of ontlastkleppen);

- spanningen ten gevolge van vormafwijkingen in de pijpdoorsnede en fouten tijdens de aanmaak;

- krachten en momenten uit verplaatsingen van aansluitpunten en ondersteuningen als gevolg van bodemzettingen.



~ De toevallige primaire belastingen, zoals:

- bij buitenopstelling als gevolg van zon, wind, sneeuw en ijs;

- reactiekrachten ten gevolge van de werking van ontlast-, veiligheidskleppen of breekplaten;

- pulserende stoten of impulsbelastingen ten gevolge van onbalans in de statische druk of stromingsinvloeden (stroomversnellingen, drukgolven, waterslag, enz.), als gevolg van de aard van de bedrijfsvoering of transport;

- schoksgewijs optredende in- en/of uitwendige krachten;

- trillingen (vibraties), karmanwervels, dampbellen bij koken, cavitatie, enz.;

- van buitenaf inwerkende mechanische schokbelastingen als gevolg van verkeer;

- stoten ten gevolge van aardbevingen, voor zover dit in het betreffende gebied van toepassing is;

- gewicht van pers- of reinigingsmedium, indien dit zwaarder is dan het normale bedrijfsmedium.



~ De toegevoegde secundaire belastingen, zoals:

- lokale thermische invloeden ten opzichte van de montagetemperatuur (expansie en/of contractie, secundaire spanningen), met het aantal en de grootte van de temperatuurswisselingen;

- opgedrongen thermische bewegingen (rotaties en translaties) c.q. reacties van eindpunten c.q. ankers (apparatuur) en belemmeringen c.q. bevestigingspunten, waarmee het leidingstelsel met zijn omgeving in verbinding staat;

- thermische spanningen op inklempunten, materiaalovergangen (Staal-CrNi), wanddikte-overgangen, enz.;

- thermische spanningen door temperatuurgradinten over de wanddikte in radiale en axiale richting ten gevolge van stationaire en instationaire temperaturen (tijdsafhankelijk, bijvoorbeeld bij het in en uit bedrijfnemen);

- rest(las)spanningen ten gevolge van laswerkzaamheden, waarop geen warmtebehandeling kon of mocht volgen.



~ Bijzondere omstandigheden;

- grondbelasting bij ondergrondse leidingen;

- corrosie en/of erosie;

- kruip en/of relaxatie;

- momentane omstandigheden zoals: beproeven door persen met vloeistof, aanwarmen, in bedrijfnemen, plotseling stoppen, uit bedrijfnemen, etc.;

- eisen uit ontwerpcodes en veiligheidsvoorschriften.



Daar niet alle belastingen gelijktijdig optreden, is een groot aantal belastingcombinaties te onderscheiden, die allemaal onderzocht dienen te worden.

Het gelijktijdig werkzaam zijn van alle voorkomende belastingen is conservatief en moet zeker worden onderzocht, als de absolute waarden hiervan worden aangehouden en de additionele belastingen uit de afzonderlijke belastingcomponenten eveneens absoluut in rekening worden gebracht.

Een beperkte overdimensionering is vaak economischer dan het maken van nauwkeurige spanningsanalyses.


Bron:Handboek procestechnieken en -engineering,  2000.

originaltype: 
pdf
 
Meer lezen over Tekenafspraak pijpleidingstelsels?