Zde je obsah
Příručka:
Návrh a pevnostní výpočet potrubí z kompozitů/ laminátů
Obsah:
1. Vytvoření potrubní třídy.. 7
1.1. Co umožňuje vytvoření potrubní třídy?. 7
1.2. Systémy značení potrubní třídy. 8
1.3. Údaje v dokumentu potrubní třídy. 8
1.3.1. Základní údaje a složení potrubní třídy. 8
1.3.2. Tlakoteplotní tabulka. 9
1.4. Materiály pro kompozitní potrubí 9
1.4.1. Popis a druhy kompozitů. 9
1.4.2. Vysvětlení zkratek a názvosloví 10
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. 13
1.5.1. Všeobecný úvod. 13
1.5.2. Potrubní kompozity podle normy EN.. 14
1.5.3. Potrubní kompozity podle norem DIN.. 15
1.5.3.1. Trubky. 15
1.5.3.2. Tvarovky. 17
1.5.3.3. Oprava ocelových potrubí FRP/GRP bandáží 18
2. Trasování potrubí z kompozitu.. 19
2.1. Vývojový diagram pro trasování potrubí 19
2.2. Základní výpočty potřebné pro určení trasy potrubí 20
2.2.1. Použité veličiny a jednotky. 20
2.2.2. Výpočet vzdálenosti podpěr. 23
2.2.3. Dovolená únosnost podpěr a z ní odvozená vzdálenost podpěr. 24
2.2.4. Výpočet vyložení U-kompenzátoru. 24
2.3. Výběr vhodné trasy a uložení 25
2.3.1. Všeobecně. 25
2.3.2. Pravidla pro volbu druhu a umístění podpěr a závěsů. 26
2.3.2.1. Všeobecná pravidla. 26
2.3.2.2. Podpěry pro laminátová potrubí 26
2.3.4. Zásady volby trasy a uložení pro umožnění tepelné kompenzace. 27
2.3.4.1. Zásady kreslení izometrií v této kapitole. 27
2.3.4.2. Tepelná kompenzace vodorovného potrubí svým tvarem.. 29
2.3.4.3. Tepelná kompenzace svislého potrubí svým tvarem.. 30
2.3.4.4. Tepelná kompenzace kompenzátory vlnovcovými axiálními 32
2.3.4.5. Tepelná kompenzace kompenzátory vlnovcovými angulárními 33
2.4. Minimální vzdálenosti potrubí mezi sebou a ostatními překážkami 34
2.4.1. Výtah vzdáleností potrubí mezi sebou a ostatními překážkami pro některé případy. 34
2.4.2. Seznam použitých norem.. 34
3. Možnosti výpočtu programem pro pevnostní výpočty potrubí. 35
4. Mezní stavy platné pro kompozitní potrubí. 36
4.1. Uspořádání mezních stavů potrubí 36
4.2. Mezní stavy únosnosti pro potrubí- seznam.. 36
4.3. Mezní stavy použitelnosti pro potrubí - seznam.. 36
4.4. Vyhodnocování mezních stavů únosnosti 37
4.4.1. Použité veličiny a jednotky. 37
4.4.2. Vyhodnocování napětí a pružnostní analýza potrubního systému z FRP/GRP – všeobecné zásady. 41
4.4.2.1. Maximální napětí 41
4.4.2.2. Maximální deformace. 41
4.4.3. Výpočet potrubí z FRP/ GRP podle normy ISO.. 42
4.4.3.1. Teorie. 42
4.4.3.2. Součinitelé koncentrace napětí a poddajnosti 45
4.4.3.3 Vyhodnocení napětí 45
4.4.4. Výpočet potrubí z FRP/ GRP podle britských norem.. 46
4.4.5. Porušení kompozitů. 47
4.4.5.1. Porušení vláken. 47
4.4.5.2. Porušení mezi vlákny. 48
4.4.5.3. Podmínky pevnosti laminátů (Puckova hypotéza) 48
4.4.5.4. Poškozování při cyklickém zatížení 48
4.5. Mezní stavy použitelnosti potrubí 49
4.5.1. Nepřekročení průhybu pro spádování potrubí 49
4.5.1.1. Spádování 49
4.5.1.2. Určení vzdálenosti podpěr tak, aby nebyly porušeny definované limity pro spádování 50
4.5.2. Nepřekročení posuvu způsobeného tepelnou dilatací 50
4.5.2.1. Základní informace o tepelné dilataci 50
4.5.2.2. Výčet vlivů tepelné roztažnosti 51
4.5.3. Vzpěr potrubí a zvlnění potrubí 51
4.5.3.1. Vzpěr potrubí 51
4.5.3.2. Zvlnění potrubí 54
5. Zatížení potrubí. 57
5.1. Rozdělení zatížení 57
5.1.1. Rozdělení zatížení podle provozních podmínek. 57
5.1.2. Rozdělení zatížení podle kritérií dovoleného namáhání a stability. 58
5.1.3. Rozdělení zatížení podle času působení 59
5.1.4. Živá a mrtvá zatížení 60
5.1.5. Rozdělení zatížení podle stochasticity. 60
5.2. Zatížení trvalá. 61
5.2.1. Zatížení tlakem, přímé i odvozené zatížení 61
5.2.1.1. Zatížení tlakem.. 61
5.2.1.2. Volný ustálený výtok z potrubí 62
5.2.1.3. Zatížení potrubí axiální silou od vlnovcového kompenzátoru. 62
5.2.1.4. Zatížení hrdla aparátu axiální silou od vlnovcového kompenzátoru. 62
5.2.2. Zatížení vlastní hmotností tekutiny, potrubí a izolace a potrubních dílů. 63
5.2.2.1. Hmotnost potrubí 63
5.2.2.2. Hmotnost tekutiny. 63
5.2.2.3. Hmotnost izolace. 64
5.3. Zatížení působením teploty. 65
5.3.1. Roztažnost potrubí 65
5.3.2. Stratifikace teploty. 65
5.3.3. Pohyb hrdel 65
5.3.4. Zatížení zápornou teplotou. 65
5.4. Příležitostná zatížení 66
5.4.1. Klimatická zatížení 66
5.4.1.1. Zatížení větrem.. 66
5.4.1.2. Zatížení sněhem.. 67
5.4.2. Kvazistatická a dynamická zatížení 68
5.5. Zatížení od jednoho neopakujícího se pohybu podpěry. 68
6. Teoretický základ pro kompozity (lamináty). 69
6.1. Použité veličiny a jednotky. 69
6.2. Základní informace. 72
6.3. Metoda návrhové analýzy. 74
6.3.1. Objemový a hmotnostní podíl vláken. 74
6.3.2. Metoda maximálního napětí 75
6.3.3. Metoda maximálních deformací 75
6.4. Výpočet napětí a deformace. Klasická laminátová teorie (CLT) 75
6.5. Potrubní komponenty z FRP/GRP. 77
6.5.1. Všeobecný úvod. 77
6.5.2. Výpočet potrubních komponent. 77
6.5.2.1. Metoda návrhové analýzy pro trubku. 77
6.5.2.2. Metoda maximálního napětí 78
6.5.2.3. Metoda maximálních deformací 79
6.5.3. Výroba potrubních komponent. 79
6.5.3.1. Vrstvení laminátů. 80
7. Náhrada kovových potrubí za FRP/GRP potrubí. 81
7.1. Seznam nebezpečí při náhradě potrubí za plastové a opatření proti tomuto nebezpečí 81
7.2. Důvody, proč se i přes uvedená nebezpečí tato potrubí prosazují 82
7.3. Některé případy náhrady ocelových potrubí laminátovými 82
8. Použitá literatura a literatura pro další studium 84
8.1. Související legislativa. 84
8.2. Související technické normy 84
8.3. Odborná literatura. 85
8.4. Firemní literatura. 86
8.5. Zajímavé internetové adresy. 87