Jdi na obsah Jdi na menu
 


Obsah stránek o excelovských aplikacích pro potrubí

15. 12. 2019

1. Výpočty pro vyplnění seznamu potrubních větví

1. Automatické určení kategorie potrubní větve, modulu posuzování shody a potřebné dokumentace pro uvedení na trh podle NV 219/2016 Sb. (nový PED)

MANUÁL

Kategorizace potrubních větví

dle PED 214/68/EU (Nařízení vlády č.219/2016 Sb.)

 

  V uvedené směrnici EU (které identicky odpovídá citované vládní nařízení) jsou uvedeny vztahy, jejichž výsledkem je prohlášení o shodě a uvolnění výrobku pro trh. Uvedené vztahy se dají uspořádat do vývojového diagramu. Tento diagram byl převeden do tabulkového procesoru Excel a uveden na listu „Určení kategorie potrubí“ tohoto souboru. Tato směrnice platí pro ČR a ostatní státy Evropské unie.

     Kategorie jednotlivých potrubí se odvozují z grafů, které jsou součástí uvedené směrnice a jsou též uvedeny v listu tab.2 „Grafy posuzování shody“. Podle toho se určuje i modul (nebo také postup) posuzování shody.

Jak list „Určení kategorie potubí“ vyplnit? Plně se vyplňují pouze hodnoty v bílých buňkách, hodnoty v šedých buňkách stanovíme výběrem z předdefinovaných hodnot, výsledky jsou v buňkách světle modrých. Každý řádek znamená jednu potrubní větev. Řádek se vyplňuje zleva doprava.

Sloupec C. Zadejte číslo potrubní větve popřípadě jinou její indentifikaci. 

Sloupec D. Zadává se stav tekutiny formou výběru. Pomlčka je rezervována pro řádek, který je neobsazený.

Sloupec E. Zadává se druh tekutiny formou výběru. Pomlčka je rezervována pro řádek, který je neobsazený. Rozdělení tekutin na nebezpečné a ostatní se děje podle listu Tab.1 „Klasifikace látek“.

Sloupec F. Zde se zadává maximální dovolený tlak v barech. Maximální dovolený tlak je tlak, na který je seřízen příslušný pojistný ventil(y).

Sloupec G. Zde se zadává maximální dovolená teplota ve stupních Celsia.

Sloupec H. Zde se zadává se DN potrubí v milimetrech.

Sloupec Q. Zadává se odpověď na otázku v předešlém sloupci formou výběru odpovědi. Pomlčka je rezervována pro řádek, který je neobsazený anebo se použije v případě, když není ve sloupci P generována otázka.

 

Výstupy tohoto listu.

Sloupec J. Automaticky generuje číslo grafu podle Přílohy 2 NV 219/2016 Sb.

Sloupec P. Automaticky generuje doplňující otázku pro graf č.6.

Sloupec R. Automaticky generuje kategorii potrubí.

Sloupec S. Automaticky generuje moduly (postupy) posuzování shody podle Přílohy 3 NV 219/2016 Sb.

Sloupce T. Automaticky generuje druh a rozsah dokladů pro uvedení na trh.

 

           Další listy v tomto excelovském sešitu obsahují pomoc pro určení skupiny a druhu tekutiny a grafy pro posuzování shody.

 

 

2. Výpočet zkušebního tlaku  a maximálního dosažitelného tlaku (včetně nekovových potrubí)

 

MANUÁL

Výpočet zkušebního tlaku tlakového zařízení

dle PED 214/68/EU (Nařízení vlády č.219/2016 Sb.)

 

  V uvedené směrnici EU (které identicky odpovídá citované vládní nařízení) jsou uvedeny vztahy, jejichž výsledkem je výpočet zkušebního tlaku tlakového zařízení. Uvedené vztahy se jsou převedeny do tabulkového procesoru Excel a uveden na listu „Výpočet zk.tlaku tl. zařízení“ tohoto souboru. Tato směrnice platí pro ČR a ostatní státy Evropské unie. Tento výpočet platí pro kovy a plasty, neplatí pro křehké materiály např. pro litinu.

       Jak list „Výpočet zk.tlaku tl. zařízení“ vyplnit? Vyplňují se pouze hodnoty v bílých buňkách, výsledky jsou v buňkách světle modrých. Každý řádek znamená jedno potrubí anebo část potrubí. Takže hodnoty se vyplňují pořádcích z leva do prava.

 

Sloupec C. Zadejte číslo nebo jinou identifikaci potrubní větve nebo její části.

Sloupec D. Zadejte Maximální dovolený tlak PS v bar g.

Sloupec E. Zadejte Maximální dovolenou teplotu TS ve stupních Celsia.

Sloupec F. Zadejte identifikaci materiálu

Sloupec G. Zadejte dovolené napětí u kovů platící pro teplotu, při které se provádí tlaková zkouška – nejčastěji při 20°C (v případě plastových potrubí se zadává  srovnávací napětí).  Dovolené napětí u kovů je v tabulce na zvláštním listě a je jen informativní.

Sloupec H. Zadejte dovolené napětí u kovů platící pro maximální dovolenou teplotu TS (v případě plastových potrubí se zadává  srovnávací napětí).  Dovolené napětí u kovů je v tabulce na zvláštním listě a je jen informativní.

Sloupec I . Zadejte vnější průměr potrubí v milimetrech

Sloupec J. Zadejte tloušťku stěny potrubí v milimetrech.

 

Výsledky:

Sloupec K. Automaticky vypočítává tlak v bar g podle vzorce 1.

Sloupec L. Automaticky vypočítává tlak v bar g podle vzorce 2.

Sloupec M. Automaticky vybírá větší hodnotu ze Sloupců K a L tak, jak je definováno v PED

 

Sloupec N. Automaticky vypočítává tlak v bar g podle vzorce 3

Tlak vypočítaný podle tohoto vzorce je nepřekročitelný maximální přípustný tlak pro zadané rozměry trubky. Tento se nesmí překročit, neboť by hrozila destrukce.

Sloupec O. Z toho logicky vyplývá, že zkušební tlak vygenerovaný ve Sloupci M nesmí  překročit tlak vypočítaný ve Sloupci N. V tomto sloupci je tedy proveden výběr tlaku menšího. Toto omezení zkušebního tlaku zvrchu se nejčastěji uplatňuje při kombinaci potrubí z několika materiálů anebo u potrubí z plastů.

 

             Další listy v tomto excelovském sešitu obsahují tabulku dovolených napětí ocelí.

 

 

2. Výpočty pro tvorbu potrubní třídy

1. Výpočet tloušťky stěny ocelových potrubí pro nejvyšší dovolený tlak, nejvyšší podtlak a nejvyšší dovolenou teplotu pro určení potrubní třídy.

 

MANUÁL

Výpočet tloušťky stěny trubky a tvarovek pro potrubní třídu

dle ČSN EN 13480-3

 

  V uvedené normě EN 13480-3 jsou uvedeny vztahy, jejichž výsledkem je výpočet tloušťky stěny pro trubky a tvarovky pro předem definovanou potrubní třídu. Uvedené vztahy se dají uspořádat do vývojového diagramu. Tento diagram byl převeden do tabulkového procesoru Excel a uveden na listu „Výpočet tloušťky stěny pro TP“ tohoto souboru.

 

Jak list „Výpočet tloušťky stěny pro TP“ vyplnit? Vyplňují se pouze hodnoty v bílých a šedivých buňkách, výsledky jsou v buňkách světle modrých.

Hodnoty, která se zadávají pro všechna DN stejná:

Buňka F4: Zadává se max.dovolený tlak PS v bar g (tj. zadává se hodnota přetlaku)

Buňka F5: Zadává se max.dovolená teplota TS ve stupních Celsia.

Buňka F6: Zadává se dovolené napětí, které se vypočítá pro zadaný materiál v závislosti na maximální dovolenou teplotu viz tabulka „Dov. napětí ocelí“

Buňka P4: Zadává se korozně erozní přídavek v mm určený pro danou životnost

Buňka P5: Zadává se přídavek tloušťky stěny určený technologickým požadavkem.

 

Hodnoty, které se zadávají pro každý DN jiné:

Každý řádek znamená výpočet pro určitý DN. Řádky se vyplňují postupně z leva doprava. V šedivých buňkách je možno si pouze vybírat z předvolených možností.

Sloupec C. Zadejte jmenovitý průměr potrubí. (informace nevstupuje do dalších vztahů)

Sloupec D. Zadejte vnější průměr potrubí v mm.

Sloupec E. Zadejte druh trubky z hlediska výroby jako buď svařovanou anebo bezešvou

Sloupec F.V případě svařované trubky zadejte součinitel hodnoty spoje, vyberte ze tří předvolených hodnot. Pro bezešvou zadejte 1,0.

Sloupec I. Zde se zadává  z normou dané řady skutečně vyráběná tloušťka trubky. Vždy se volí větší než hodnota tloušťky trubky vypočítaná ve sloupci H. Řada vyráběných tlouštěk viz tab. DN.

Sloupec M. Zadej "pressure factor" tvarovky.

Sloupec P . Zde se zadává  z normou dané řady skutečně vyráběná tloušťka tvarovky. Vždy se volí hodnota větší než hodnota tloušťky trubky vypočítaná ve sloupci O.

 

Výsledky pro trubku:

Sloupce L Automaticky generuje schválení vybrané tloušťky stěny trubky ve sloupci I. Jestliže se zde vygeneruje slovo „Ano“, pak je zvolená tloušťka stěny trubky schválena. Jestliže se objeví slovo „Ne“, je nutné přidávat tloušťku stěny trubky tak dlouho, dokud se neobjeví „Ano“ .

 

Výsledky pro tvarovky:

Sloupce S Automaticky generuje schválení vybrané tloušťky stěny tvarovky ve sloupci P. Jestliže se zde vygeneruje slovo „Ano“, pak je zvolená tloušťka stěny trubky schválena. Jestliže se objeví slovo „Ne“, je nutné přidávat tloušťku stěny trubky tak dlouho, dokud se neobjeví „Ano“ .

 

Výsledky pro podtlak:

          Sloupec T automaticky vypočítává kritický tlak pro trubku, to je podtlak, při kterém nastane zhroucení trubky.

          Sloupec U Automaticky generuje schválení vybrané tloušťky stěny trubky ve sloupci I. Jestliže se zde vygeneruje           slovo „Ano“, pak je zvolená tloušťka stěny trubky schválena. Jestliže se objeví slovo „Ne“, je nutné přidávat                     tloušťku stěny trubky ve sloupci I tak dlouho, dokud se neobjeví „Ano“ .

              Další listy v tomto excelovském sešitu obsahují dovolená napětí ocelí a tabulka průměrů potrubí a tlouštěk stěn.

 

 

3. Pomocné výpočty pro projekt

Výpočet maximální vzdálenosti podpěr a délky vyložení ramena U kompenzátoru podle EN 13480-3, příloha Q

 

         Tato excelovská aplikace vypočítává maximální vzdálenost podpěr potrubí a délku vyložení ramena u- kompenzátoru podle EN 13480-3, Kovová průmyslová potrubí, Část 3 Konstrukce a výpočet, Příloha Q. „Zjednodušený výpočet pevnosti potrubí“.

         Tento výpočet potrubí se dá využít při primárním návrhu trasy potrubí a to přímo projektantem a u potrubí, kde není předepsán detailní výpočet potrubí včetně výpočtové zprávy, stačí. Další výhoda tohoto postupu spočívá v tom, že v případě, že detailní výpočet a vypracování výpočtové zprávy předepsán je, už se ve velké většině nemusí měnit trasa potrubí, která bývá iniciovaná výpočtářem při zpracování detailního výpočtu a výpočtové zprávy.

         Výpočet je tedy rozdělen na tři části:

1.      Zadání hodnot veličin, které jsou nutné pro výpočet obou částí.

2.      Zadání hodnot veličin pro druhou část, výpočet maximální vzdálenosti podpěr a zpětná kontrola

3.    Zadání hodnot veličin pro třetí část, výpočet délky vyložení ramena U-kompenzátoru a zpětná kontrola.

Zadání hodnot ve všech třech bodech se řídí instrukcemi před buňkou určenou pro zadání a také v obdélníkovém obláčku, který se objeví při konkrétní zadávání.

Aplikace je provedena přesně podle citované přílohy uvedené normy, takže v případě problémů je též možnost se na ni obrátit.

Na dalších listech, které nejsou určeny k výpočtu, jsou uvedena vstupní data pro výpočet: Grafy závislosti modulu pružnosti a součinitele tepelné roztažnosti na teplotě, tabulka vnějších průměrů stěn a tlouštěk stěn, tabulka dovolených napětí v závislosti na teplotě