Zde je obsah
iPříručka:
Návrh a pevnostní výpočet potrubí z kompozitů/ laminátů
Obsah:
1. Vytvoření potrubní třídy.. 7
1.1. Jak vytvářet potrubní třídu z kompozitových potrubí?. 7
1.2. Systémy značení potrubní třídy. 7
1.3. Údaje v dokumentu potrubní třídy. 8
1.3.1. Základní údaje a složení potrubní třídy. 8
1.3.2. Tlakoteplotní tabulka. 8
1.4. Materiály pro kompozitní potrubí 9
1.4.1. Popis a druhy kompozitů. 9
1.4.2. Vysvětlení zkratek a názvosloví 9
1.4.3. Vlastnosti použitých materiálů. 10
1.4.4. Kompozit UP / jednosměrná skleněná výztuž. 11
1.4.5. Kompozit UP/ tkaná skleněná výztuž. 11
1.5. Komponenty potrubní třídy. 12
1.5.1. Všeobecný úvod. 12
1.5.2. Potrubní kompozity podle normy EN.. 13
1.5.3. Potrubní kompozity podle norem DIN.. 14
1.5.3.1. Trubky. 14
1.5.3.2. Tvarovky. 16
1.5.3.3. Oprava potrubí FRP/GRP bandáží 17
2. Trasování potrubí z kompozitu.. 18
2.1. Všeobecné poznámky. 18
2.2. Výběr vhodné trasy, tepelné kompenzace a uložení 19
2.2.1. Všeobecně. 19
2.2.2. Pravidla pro volbu druhu a umístění podpěr a závěsů. 20
2.2.2.1. Všeobecná pravidla. 20
2.2.2.2. Podpěry pro laminátová potrubí 21
2.2.3. Zásady volby trasy a uložení pro umožnění tepelné kompenzace. 21
2.2.3.1. Zásady kreslení izometrií v této kapitole. 21
2.2.3.2. Tepelná kompenzace vodorovného potrubí svým tvarem.. 23
2.2.3.3. Tepelná kompenzace svislého potrubí svým tvarem.. 24
2.2.3.4. Tepelná kompenzace kompenzátory vlnovcovými axiálními 26
2.2.3.5. Tepelná kompenzace kompenzátory vlnovcovými angulárními 27
2.3. Základní výpočty potřebné pro určení trasy potrubí 28
2.3.1. Použité veličiny a jednotky. 28
2.3.2. Výpočet vzdálenosti podpěr. 31
2.3.3. Dovolená únosnost podpěr a z ní odvozená vzdálenost podpěr. 32
2.3.4. Výpočet vyložení U-kompenzátoru. 32
2.4. Minimální vzdálenosti potrubí mezi sebou a ostatními překážkami 33
2.4.1. Výtah vzdáleností potrubí mezi sebou a ostatními překážkami pro některé případy. 33
2.4.2. Seznam použitých norem.. 34
3. Ostatní důležité poznatky týkající se potrubí z kompozitů.. 35
3.1. Použité veličiny a jednotky. 35
3.2. Základní informace. 38
3.3. Metoda návrhové analýzy. 40
3.3.1. Objemový a hmotnostní podíl vláken. 40
3.3.2. Metoda maximálního napětí 41
3.3.3. Metoda maximálních deformací 41
3.4. Výpočet napětí a deformace. Klasická laminátová teorie (CLT) 41
3.5. Potrubní komponenty z FRP/GRP. 43
3.5.1. Všeobecný úvod. 43
3.5.2. Výpočet potrubních komponent. 43
3.5.2.1. Metoda návrhové analýzy pro trubku. 43
3.5.2.2. Metoda maximálního napětí 44
3.5.2.3. Metoda maximálních deformací 45
3.5.3. Výroba potrubních komponent. 45
3.5.3.1. Vrstvení laminátů. 46
4. Zatížení potrubí. 47
4.1. Rozdělení zatížení 47
4.1.1. Rozdělení zatížení podle provozních podmínek. 47
4.1.2. Rozdělení zatížení podle kritérií dovoleného namáhání a stability. 48
4.1.3. Rozdělení zatížení podle času působení 49
4.2. Zatížení trvalá. 50
4.2.1. Zatížení tlakem, přímé i odvozené zatížení 50
4.2.1.1. Zatížení tlakem.. 50
4.2.1.2. Volný ustálený výtok z potrubí 51
4.2.1.3. Zatížení potrubí axiální silou od vlnovcového kompenzátoru. 52
4.2.1.4. Zatížení hrdla aparátu axiální silou od vlnovcového kompenzátoru. 52
4.2.2. Zatížení vlastní hmotností tekutiny, potrubí a izolace a potrubních dílů. 52
4.2.2.1. Hmotnost potrubí 52
4.2.2.2. Hmotnost tekutiny. 53
4.2.2.3. Hmotnost izolace. 54
4.3. Zatížení působením teploty. 54
4.3.1. Roztažnost potrubí 54
4.3.2. Stratifikace teploty. 55
4.3.3. Pohyb hrdel 55
4.3.4. Zatížení zápornou teplotou. 55
4.4. Příležitostná zatížení 56
4.4.1. Klimatická zatížení 56
4.4.1.1. Zatížení větrem.. 56
4.4.1.2. Zatížení sněhem.. 56
4.4.2. Kvazistatická a dynamická zatížení 57
4.5. Zatížení od jednoho neopakujícího se pohybu podpěry. 58
5. Mezní stavy pro kompozitní potrubí. 59
5.1. Uspořádání mezních stavů potrubí 59
5.2. Mezní stavy únosnosti pro potrubí- seznam.. 59
5.3. Mezní stavy použitelnosti pro potrubí - seznam.. 59
5.4. Vyhodnocování mezních stavů únosnosti 60
5.4.1. Použité veličiny a jednotky. 60
5.4.2. Pevnost laminátů. 63
5.4.2.1. Puckova hypotéza. 63
5.4.2.2. Vyhodnocování napětí potrubního systému z FRP/GRP – všeobecné zásady. 64
5.4.2.3. Vyhodnocování napětí potrubního systému z FRP/GRP podle normy ISO.. 65
5.4.2.4. Vyhodnocování napětí potrubního systému z FRP/GRP podle britských norem.. 69
5.4.3. Poškozování při cyklickém zatížení 70
5.5. Mezní stavy použitelnosti potrubí 71
5.5.1. Nepřekročení průhybu pro spádování potrubí 71
5.5.2. Nepřekročení posuvu způsobeného tepelnou dilatací 72
5.5.3. Vzpěr potrubí a zvlnění potrubí 73
5.5.3.1. Vzpěr potrubí 73
5.5.3.2. Zvlnění potrubí 75
6. Uložení a podpěry kompozitových potrubí. 78
6.1. Výpočet únosnosti podpěr. 78
6.1.1. Použité veličiny a jednotky. 78
6.1.2. Zatížení podpěr. 78
6.1.3. Konstrukční teploty a dovolené napětí u podpěr. 78
6.1.4. Materiál podpěr. 79
6.1.5. Všeobecné pokyny pro výpočet podpěr. 80
6.2. Konstrukce podpěr pro ocelová potrubí 81
7. Náhrada kovových potrubí za FRP/GRP potrubí. 84
7.1. Seznam nebezpečí při náhradě potrubí za plastové a opatření proti tomuto nebezpečí 84
7.2. Důvody, proč se i přes uvedená nebezpečí tato potrubí prosazují 85
7.3. Některé případy náhrady ocelových potrubí laminátovými 85
8. Výpočet kompozitového potrubí pomocí specializovaných programů.. 87
8.1. Metoda konečných prvků a její využívání pro uvedené programy. 87
8.1.1. Metoda konečných prvků. 87
8.1.2. Zjednodušení metody konečných prvků pro potrubní systémy. 89
8.2. Obvyklá základní struktura výpočetního programu pro pevnostní výpočet potrubí 90
8.2.1. Préprocesor. 90
8.2.2. Solver. 91
8.2.3. Postprocesor. 91
8.2.4. Přídavný výpočtový modul pro potrubí z kompozitů. 92
9. Související technické normy a legislativa.. 93
9.1. Související legislativa. 93
9.2. Technické normy. 93
9.3. Literatura. 94
9.4. Firemní literatura. 95
9.5. Zajímavé internetové adresy. 96