SlideShare a Scribd company logo
1 of 70
Download to read offline
voor vloeistoftransport
KUNSTSTOF DRUKLEIDINGEN
8
9
1.1 MATERIAALKEUZE
1 1.1 Inleiding
In de wereld van de kunststofdrukleidingen worden volgende materialen veel gebruikt, elk in hun specifieke domein: PVC,
PVC-C, HDPE, PP, PP-S, PP-SEL, PVDF, ECTFE en ABS. Wij zullen elk van deze kunststoffen grondig bespreken, alsook
hun specifieke toepassingen.
Een vergelijking van de fysische eigenschappen laat ons toe reeds een eerste selectie te maken. Hierbij dient opgemerkt te
worden dat de mechanische eigenschappen van kunststoffen van enkele belangrijke faktoren afhankelijk zijn:
- de temperatuursbestendigheid
- de tijdsduur van de belasting, omwille van de kruipeigenschappen
- de drukbestendigheid
- de weerstand tegen de inwerking van een agressief medium en/of omgeving (afvalwater, chemicaliën,...)
Aangezien deze 4 eigenschappen onderling van elkaar afhankelijk zijn, is steeds voorzichtigheid geboden bij het beoordelen
van de beschikbare technische gegevens i.v.m. deze eigenschappen.
Naast deze basiscriteria kunnen nog andere faktoren van belang zijn, zoals o.a.:
- weersbestendigheid
- bestendigheid tegen energierijke straling
- voedingsgeschiktheid
- brandweerstand
- elektrostatische oplading
- slijtvastheid
- gasdoorlaatbaarheid
- veiligheidseisen
- beschikbaarheid van de vereiste leidingsonderdelen.
- aard van de installatie: ondergronds of bovengronds
Alvorens de specifieke eigenschappen van elke kunststof te bespreken, gaan wij dieper in op de invloed van de belangrijkste
criteria voor de keuze van een kunststof drukleiding voor vloeistoftransport..
1.1.2 Temperatuur -Drukbestendigheid
De temperatuur-drukbestendigheid is vanzelfsprekend één van de hoofdcriteria bij de keuze van een drukleidingssysteem.
Voor de dimensionering van kunststofbuizen wordt er uitgegaan van de experimentele bepaling van de maximum toegelaten
wandspanning in funktie van de tijd bij verschillende temperaturen. De bekomen grafieken (zie volgende pag.) werden
opgesteld door verschillende internationale instanties, en tonen ons de minimaal vereiste wandspanning waaraan de kunst-
stofbuizen moeten kunnen weerstaan.
Het verband tussen de wanddikte en de drukbestendigheid van de buis, en de toelaatbare wandspanning wordt vrij
nauwkeurig benaderd door volgende formule:
(D - s)
σ = p
2 s
waarin: σ = wandspanning (N/mm2
)
p = drukbestendigheid (N/mm2
)
D = buitendiameter van de buis (mm)
s = wanddikte van de buis (mm)
D.m.v. deze formule werden de wanddikten gestandardiseerd voor verschillende diameters in een aantal standaard druktrap-
pen: ND (of PN) 2,5 - 3,2 - 4 - 6 - 10 - 16 - 20 - 25. ND staat voor “nominale druk”, PN staat voor “pression nominale”. Deze
druktrappen geven de drukbestendigheid van een buizenserie weer bij 20 °C, voor een levensduur van 50 jaren bij het trans-
port van een neutraal medium zoals water. Om deze druktrappen te bepalen, neemt men de wandspanning, bekomen uit de
hogervermelde grafieken, aangepast met een veiligheidsfaktor. Deze wordt ingevoerd om rekening te houden met onvoorziene
extra belastingen die in de praktijk kunnen voorkomen (drukstoten, externe beschadigingen van het buisoppervlak,.....).
Zoals tevens blijkt uit deze grafieken, neemt de toelaatbare wandspanning en dus ook de drukbestendigheid van een kunst-
stofbuis af bij stijgende temperatuur.
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
10
PVC PVC-C
PE80 PE100
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
11
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
PP-H PP-R
De door Vink geleverde kunststofleidingen voldoen, wat afmetingen en temperatuur-drukbestendigheid betreft, aan de eisen
gesteld door de internationale normen zoals ISO, DIN, UNI,..........
Bij transport van agressieve chemicaliën dient, naargelang de chemische bestendigheid van de desbetreffende kunststof, een vei-
ligheidsfaktor toegepast worden.
PVDF ECTFE
12
1.1.3 Chemische bestendigheid
1.1.3.1 Chemische bestendigheid van de materialen
Het mechanisme van de chemische inwerking op kunststoffen verschilt sterk van dit bij metalen. Metalen laten immers van-
wege hun dichte kristallijne struktuur geen indringing van gas- of vloeistofmoleculen toe, zodat de aantasting van metalen aan
het oppervlak ontstaat.
Vanwege de relatief grote ruimtes tussen de molekuulketens van thermoplastische kunststoffen, kunnen de veel kleinere
vloeistof- of gasmolekulen, naargelang hun grootte, min of meer tussen de kunststofketens indringen en mikroskopisch kleine
druppels vormen.
Deze kunnen in geval van een onvoldoende bestendigheid van de desbetreffende kunststof, op verschillende manieren
schadelijk inwerken. Zo kunnen bijvoorbeeld toevoegstoffen zoals kleurstoffen, stabilisatoren, weekmakers, enz...... uit de
kunststof opgelost worden, kan er een chemische reactie optreden, waarbij de kunststofketens verbroken worden of de
ketenopbouw gewijzigd wordt of kan de kunststof gaan oplossen. De aard en de gradatie van de chemische aantasting wordt
door veel faktoren bepaald. Aard, concentratie en temperatuur van de chemicaliën zijn van overwegend belang, maar de druk
in de leiding, de mechanische belasting, de aanwezigheid van rechtstreeks zonlicht, UV-straling, de spanningen in het materiaal
kunnen in vele gevalllen een zeer belangrijke rol spelen.
Omwille van de complexiteit van invloeden zijn ook een ganse reeks bestendigheidstesten in de praktijk van toepassing, zoals
de bepaling van gewichts- en volumewijziging, van de mechanische eigenschappen onder verschillende omstandigheden,
enz......
Bij de eindbeoordeling onderscheidt men algemeen drie gradaties:
Bestendig: het materiaal heeft een zodanige weerstand t.o.v. de betrokken chemicaliën, dat het gebruik van
het materiaal aangewezen is.
Betrekkelijk bestendig: het materiaal heeft een zekere weerstand t.o.v. aantasting door de betrokken chemicaliën, maar
de toepasbaarheid van het materiaal dient per geval te worden onderzocht; eventueel dienen
bijkomende testen gedaan te worden. In ieder geval zal de levensduur bij dergelijke toepassingen
verminderen.
Niet bestendig: het gebruik van het materiaal voor de aangeduide chemicaliën is af te raden.
1.1.3.2 Chemische bestendigheid van verbindingen
Verlijmingen zijn alleen bij PVC, PVC-C en ABS gebruikelijk. Voor PVC wordt in de meeste gevallen gebruik gemaakt van een
tetrahydrofuraan(THF)-lijm, zoals bv. Tangit , welke ongeveer dezelfde chemische bestendigheid vertoont als PVC.
Als enige uitzonderingen gelden:
zwavelzuur ; H2SO4 bij concentraties groter dan 70%
zoutzuur ; HCl bij concentraties groter dan 25%
salpeterzuur ; HNO3 bij concentraties groter dan 20%
fluorwaterstofzuur; HF bij alle concentraties
Bij deze chemicaliën is een THF-lijm zoals Tangit slechts “beperkt bestendig”, wat inhoudt dat de levensduur van de verlijming
ingekort wordt, zodat na bepaalde tijd lekkages kunnen optreden. Veelvuldige testen hebben aangetoond, dat Dytex - een lijm
op methyleenchloridebasis - in voornoemde gevallen wel geschikt is. ABS dient men te verlijmen met speciale ABS-lijm op
basis van methylethylketon (MEK). Het gebruik van een speciale ABS-reiniger is eveneens vereist.
1.1.3.3 Chemische bestendigheid van dichtingen en membranen
Aangezien in praktisch elke kunststofleiding eveneens rubberdichtingen en membranen gebruikt worden, is een overzicht van
de eigenschappen van de meest voorkomende dichtingsmaterialen hier zeker op zijn plaats.
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Benaming Samenstelling Temperatuursbestendigheid
Lange duur °C Korte duur °C
Natuurrubber isopreen -30 +90 +120
slechts bestand tegen neutrale media
veroudert vrij snel
NBR (Perbunanâ
)) Acrylonitrile-Butyleenrubber -30 +90 +130
goed bestand tegen vetten, oliën, benzine
minder goed bestand tegen oxyderende zuren
EPDM (Dutralâ
) Ethyleen-propyleen-terpolymeerrubber -50 +100 +140
goed bestand tegen de meeste zuren, basen
en zouten, minder geschikt voor oliën en vetten
FPM (Vitonâ
) Vinylideenfluoride-hexafluorpropyleenrubber -30 +200 +220
zelfde toepassingsgebied als EPDM, maar
algemeen gezien wel geschikt voor oliën en
vetten. Niet bestand tegen esters en ketonen
CSM (Hypalonâ
) Chloorsulfonpolyethyleen -40 +100 +140
ongeveer dezelfde bestendigheid als EPDM
CR (Neopreenâ
) Chloor-butadieen polymeer -30 +80 +110
bestand tegen verdunde zuren en basen
slechte bestendigheid t.o.v. koolwaterstoffen,
esters, ketonen
GR/PE gegrafiteerd polyethyleen (FIP ontwikkeling) -30 +70 +90
zelfde bestendigheid als polyethyleen
PTFE (Teflonâ
) Polytetrafluorethyleen -100 +260 +280
bestand tegen praktisch alle chemicaliën
PTFE enveloppe omhulsel in PTFE onder gesloten enveloppe -100 +260 +280
ITC pakkingvulling
Een gedetailleerde chemische bestendigheidslijst is op aanvraag verkrijgbaar.
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
13
1.1.4 Weersbestendigheid
Gezien de uitstekende corrosiebestendigheid van kunststoffen, is buitengebruik geen probleem wat bijv. roest betreft. Men
dient echter enige voorzorgen te nemen voor de weerstand tegen rechtstreekse zonnestraling (UV).
Van PVC, HDPE zwart (met 2 à 3 % koolstof), PVDF en ECTFE leidingen is bekend dat ze zich, zelfs na jaren, zeer goed
gedragen bij installatie in open lucht. Voor PVC dient men wel rekening te houden met een min of meer sterke verkleuring en
een geringe afname van de slagvastheid.
PP dient steeds afgeschermd te worden tegen rechtstreekse zonnestraling. Dit kan onder andere door een beschermende
coating (AGRU) aan te brengen of door een extra isolatiemateriaal te voorzien. Verder is het ook mogelijk om de optredende
aantasting onder invloed van UV te voorzien, door bij het ontwerp van de leidingen een extra wanddikte toe te voegen als
compensatie van het voorziene verlies in wanddikte. Er moet minstens 2 mm bijgerekend worden.
PP is evenals PE leverbaar met een koolstofvulling. Deze kwaliteit bezit dan tevens een goede UV-bestendigheid.
Kunststofleidingen kunnen, alhoewel niet vereist, eventueel ook geschilderd worden met verven op latex-basis, welke
uitstekend hechten op kunststoffen. Met een witte verf bereikt men naast de afscherming tegen zonnestraling bovendien een
geringere warmteopslag in het materiaal. Bij keuze van de verf dient steeds gelet te worden op de chemische bestendigheid
tegen het in de verf gebruikte solvent.
1.1.5 Slijtvastheid
Aan de hand van verschillende experimenten is reeds meermaals de uitstekende slijtweerstand van kunststoffen aangetoond
in vergelijking met traditionele materialen zoals beton, staal, asbestcement,....
Zeer goede ervaring werd opgedaan met bv. polyethyleen voor het hydraulisch transport van steenkool of erts-slurry in de
mijnindustrie, het transport van zand-water-mengsels in zandgroeven, het transport van gipsmengsels en bij drainagewerken.
De bovenstaande figuur geeft het resultaat van een abrasietest weer, waarin de erosiebestendigheid van HDPE-buis
vergeleken werd met die van een stalen buis onder invloed van een zand-water-mengsel. Bij de proef werden mengsels van
respectievelijk 7 en 14 gewichtsprocent kwartszand en water (korrelgrootte kwartszand 1 tot 2,5 mm) door een gebogen
leiding gepompt met variërende leiding radius.
Proefomstandigheden:
buisafmeting: 63 x 6 mm
vloeistofsnelheid: 7 m/s
temperatuur: 30°C à 35°C
druk: 1,4 bar
vervanging zand bij 14% mengsel: alle 45 uren
7 % mengsel: alle 60 uren
De abrasieweerstand geeft het aantal uren werking weer tot er een gat in het materiaal ontstaat.
Volgende figuur geeft u een vergelijking van verschillende materialen in een vergelijkbare test.
14
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Opmerkingen :
1. Bij een vaste stofgehalte tot 700 g/l, een korrelgrootte < 10 mm en een vloeistofsnelheid beneden 3 m/s, is de levensduur
aanvaardbaar goed.
2. Algemeen zijn deze testen enkel geldig voor volledig gevulde buizen. In andere gevallen gaat de slijtage meer gecon-
centreerd plaatsvinden op de bodem van de buis.
3. Voor het transport van een droge, abrasieve stof, zijn kunststoffen slechts beperkt inzetbaar.
1.1.6 Voedingsgeschiktheid
In de voedings- en farmaceutische industrie worden in vele gevallen speciale toxicologische eisen gesteld aan leidingson-
derdelen. PE, PP, PVDF en ECTFE voldoen in regel steeds aan de hier gestelde eisen. In tegenstelling tot PP-H en PP-R, zijn
PP-S en PP-SEL niet voedingsgeschikt.
PVC buizen worden hoofdzakelijk gefabriceerd met een Pb-stabilisator waardoor uiterst kleine hoeveelheden lood in de buizen
kunnen migreren. Mits een degelijke fabricage- en kwaliteitscontrole zijn deze migratiehoeveelheden verwaarloosbaar klein,
zodat ze zonder risico aangewend kunnen worden voor drinkwaterleidingen. De door Vink geleverde PVC drukleidingen
beantwoorden daaromtrent aan de voorschriften van het Ministerie voor Volksgezondheid. Wanneer nog hogere eisen gesteld
worden, kunnen Sn-gestabiliseerde PVC buizen geleverd worden.
PVC fittings en kranen van de bekendste merken zijn steeds uit Sn-gestabiliseerd PVC vervaardigd. PVDF is qua materiaal-
zuiverheid de meest hoogstaande thermoplast.
De Vink PVDF leidingen zijn vervaardigd uit Solef-PVDF en vertonen een dermate lage migratie, dat ze kunnen aangewend
worden bij de bereiding en het transport van hoog zuiver gedemineraliseerd water, met een weerstand van meer dan
18M.Ωcm . Gedetailleerde informatie met extraktie- en uitgassingstest worden op aanvraag verstrekt.
Vink PVDF leidingen worden om die reden ook veelvuldig gebruikt in de waterbehandeling, voedings- en farmaceutische
industrie.
Bovendien hebben kunststoffen een zeer gladde binnenwand, zodat bacteriëngroei uitgesloten wordt. Voor dichtingen en
membranen worden bij voorkeur FPM of PTFE gebruikt.
1.1.7 Elektrostatische oplading
Kunststoffen worden vanwege hun hoge oppervlakteweerstand (1012
tot 1015
Ω) veelvuldig toegepast als isolator in de elek-
triciteitssektor. Bijvoorbeeld als bekleding van elektrische kabels, schakelaars, isolatie tegen elektrochemische corrosie. Deze
eigenschap levert echter het nadelige effect op van de elektrostatische oplading. Bij een oppervlakteweerstand > 109
Ω treedt
immers geen neutralisatie van ladingen (ontstaan door bv. wrijving) op, zoals bij elektrisch geleidende materialen.
Wanneer zo’n elektrostatische spanning te hoog wordt, treden ontladingen op tussen elektrisch positief en elektrisch negatief
geladen vlakken. Dit kan in bepaalde gevallen gepaard gaan met een overslag van vonken. Bij gebruik in explosiebeveiligde
ruimtes of bij transport van licht ontvlambare vloeistoffen of gassen dienen dus steeds de nodige voorzieningen getroffen te
worden om elektrostatische oplading te vermijden.
15
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Mogelijke maatregelen:
- ioniseren van de omgevingslucht
- verhoging van de luchtvochtigheidsgraad (tot > 65%)
- aarding van de buiswand
- toepassen van elektrisch geleidende kunststofmaterialen : PVC-EL, PP-SEL, ...
PP-SEL is een elektrisch geleidende kunststof, UV-bestendig maar niet meer geschikt voor het transport van drinkwater en
voedingsmiddelen, wegens de toevoeging van extra additieven.
Voor die toepassingen waar de elektrostatische oplading een groot probleem vormt, werden er antistatische kunststoffen
ontwikkeld.
Dit is op 2 manieren gebeurd :
1. Door grafiet te mengen in de kunststof, zoals bij PVC-EL en PP-SEL. Deze materialen zijn door toevoeging van grafiet
steeds zwart gekleurd.
2. Door een geleidende toplaag aan te brengen zoals bij PC, PMMA, PVC transparant.
1.1.8 Brandbestendigheid
Wat betreft brandwerendheid worden de kunststoffen ingedeeld volgens DIN 4102 in:
- klasse B2: normaal ontvlambare materialen PE-HD, PP-H, PP-R
- klasse B1: moeilijk ontvlambare materialen PVC, PVC-C, PP-S, PVDF, ECTFE, PP-SEL.
Deze laatsten zijn zelfdovend, maar PVC en PVC-C verspreiden bij verbranding chloorhoudende dampen, PVDF verspreidt
fluorhoudende dampen, wat brandbestrijding kan bemoeilijken.
(Opmerking: PP-S mag niet bewerkt worden boven de 230°C, zoniet gaat zijn brandwerendheid verloren.)
Kunststofleidingen kunnen bij muurdoorvoeringen voorzien worden van brandvrije moffen. Door het opzwellen van het binnen-
ste deel van deze moffen in geval van brand, wordt de buis vuurbestendig en rookgasdicht afgesloten.
Bepaalde types brandvrije manchetten kunnen na installatie van de leiding nog worden aangebracht.
Tabel: Verklaring van de verschillende brandnormen
Eenheid
Klasse A1 en A2 Onbrandbaar
Klasse B1 Moeilijk ontvlambaar, zelfdovend
Klasse B2 Normaal ontvlambaar, niet zelfdovend
Klasse B3 Licht ontvlambaar
Norm UL94
Klasse V0 Blijft minder dan 10 sec. nabranden
Klasse V1 < 30 sec.
Klasse V2 < 30 sec., brand druipend
Klasse V3 > 30 sec.
Norm NEN6065
Klasse 1 Zeer zwak bijdragend tot brandvoortplanting
Klasse 2 Zwak bijdragend
Klasse 3 Matig bijdragend
Klasse 4 Sterk bijdragend
Klasse 5 Zeer sterk bijdragend
1.1.9 Energierijke straling
Thermoplastische kunststoffen zijn niet onbeperkt bruikbaar in de omgeving van energierijke straling. Als grenswaarden stelt
men 6 Mrad voor PVC en 1 Mrad voor HDPE.
Kunststofleidingen uit HDPE worden al geruime tijd toegepast als afvoerkanalen van laboratoria, koelwaterinstallaties en afval-
water bij kerncentrales. Sommige afvalwaters bevatten β en γ stralen. HDPE leidingen worden zelfs na jarenlang gebruik niet
radioactief, op voorwaarde dat de gemiddelde stralendosis kleiner blijft dan 104 Gray.
16
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.1.10 Algemene materiaaleigenschappen
17
Eigenschappen Eenheid Testmethode PVC PVC-C HD-PE HDPE PP-H PP-R PP-S PVDF ECTFE ABS PP-
PE 80 PE 100 (solef) SEL
Fysische
Dichtheid bij 23°C kg/dm3
DIN 53479 ~ 1,4 ~ 1,55 ~ 0,95 ~ 0,96 ~ 0,92 ~ 0,91 ~ 0,95 ~ 1,78 ~ 1,68 1.06 1.12
g/cm3
ISO R1183
ASTM D792
Mechanische (23°C)
Treksterkte N/mm2
DIN 53455 ≥ 50 ≥ 75 ≥ 24 ≥ 25 ≥ 33 ≥ 21 ≥ 30 ≥ 55 ≥ 31 ≥ 37 29
MPa ISO/R 527
Rek bij breuk % ISO/R 527 ≥ 40 ≥ 10 ≥ 800 ≥ 600 ≥ 300 ≥ 800 - - ≥ 200 > 8 25
Slagsterkte kJ/m2
DIN 53453 (23°C) geen geen geen geen geen geen geen geen geen
ISO 179 breuk breuk breuk breuk breuk breuk breuk breuk breuk - -
(proefstaaf 2)
Kerfsterkte (charpy) kJ/m2
DIN 53453 ≥ 2 > 2 ≥ 15 ≥ 17 ≥ 11 ≥ 15 ≥ 11 - - 44 IZOD 4 IZOD
ISO 179 (23°C)
(proefstaaf 2)
Buigsterkte N/mm2
DIN 53452 70 120 21 23 43 26 44 94 43 - -
M Pa
Elasticiteitsmodulus N/mm2
DIN 53457 ≥ 3000 ≥ 3400 ≥ 800 ≥ 1000 ≥ 1200 ≥ 800 ≥ 1200 ≥ 2000 ≥ 1700 2100 1000
M Pa
Shore hardheid D DIN 53505 83 - 60 - 63 - 60 - 75 - -
Thermische
Kristallijn smeltpunt °C polarisatie- 120-130 - 127-131 128-135 160-165 140-150 158-164 175-178 240 90-106 148
mikroskoop
Vicat °C DIN 53460-B ≥ 78 ≥ 105 ≥ 67 ≥ 68-77 ≥ 90 - ≥ 85 147 112 90 80
verwerkingspunt
Gebruikstemperatuur Min. °C ISO 306 -10 -10 -30 -10 -10 -10 -40 -75 -40 -10
onbelast Max. °C +60 +90 +70 +100 +100 +100 +140 +170 +60 +100
Thermische W/m°K DIN 52612 0,16 0,12 0,41 0,40 0,22 0,24 0,22 0,14 0,16 0.20 0.24
geleidbaarheid
Lineaire mm DIN 52328 0,08 0,07 0,20 0,20 0,16 0,16 0,16 0,12 0,10 0.10 0.15
uitzettingscoëfficient
Vervormingstemp. °C - 120-140 165-185 130-140 155-170 150-165 155-170 +/-185 - - -
Elektrische
Oppervlakte Ω DIN 53482 > 1013
- >1014
>1015
>1013
>1013
>1013
>1013
>1015
- 3 x 102
weerstand VDE 0303 deel 3
Specifieke Ω mm DIN 53482 > 1015
> 1015
>1018
> 1015
> 1016
> 1016
> 1016
> 5.1014
1015
3.5 . 1016
3 . 102
weerstand VDE 0303 deel 3
Doorslagspanning kV/cm DIN 53481 350 450 700 220-530 800 800 800 100 80 - -
VDE0303 deel 2
Relatieve diëlektr. - DIN 53481 3.3 3.4 2.5 2.3 2.3 2.3 9 - - -
constante bij 2.106
Hz VDE 0330 deel 4
Diëlektrische verlies- DIN 53483 0.02 - 0.04 0.02 - 0.04 > 5.0 . 10-4
> 5.0 . 10-4
> 5.0 . 10-4
> 5.0 . 10-4
0.03 - - -
factor tan δ bij 50 Hz VDE 0303 deel 4
Algemeen
Brandgedrag - DIN 4102 deel 1 B1 B1 B2 B2 B2 B2 B1 B1 - B2 -
UL 94 - VO HB VO
Verlijmbaarheid - - + + - - - - - - - + -
Lastemperatuur
- stomplas °C - - - - 200 220 200 220 250 280 - -
- moflas °C - - - - 300 270 270 - 260 - -
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.1.11 PE 80 t.o.v. PE 100
Ontwikkelingen in het polymerisatieproces voor de produktie van hoge dichtheidspolyethyleen hebben gedurende het
afgelopen decennium geresulteerd in aanzienlijke verbeteringen in materiaaleigenschappen.
De belangrijkste materiaaleigenschappen die bepalend zijn voor HDPE buis zijn:
- lange duur sterkte
- weerstand tegen kerfgevoeligheid
- weerstand tegen snelle scheurgroei
- weerstand tegen aggressieve milieus
Weerstand tegen snelle scheurvoortplanting (RCP = Rapid Crack Propagation):
= RCP is het fenomeen weerbij in een kunststofstruktuur, een defekt n.a.v. een accidentele impakt, zich snel voortplant onder
invloed van de trillingsgolf in de struktuur. Dit gedrag treedt vooral op bij grotere wanddiktes en bij lagere bedrijfs-
temperaturen.
In het kader van die ontwikkelingen in de vorige decinnia, spreekt men van :
- 1e
generatie HDPE
- 2e
generatie HDPE
- 3e
generatie HDPE
Op alle van de bovengenoemde eigenschappen zijn grote verbeteringen gerealiseerd (van PE 50/63 -> PE 100).
Deze verbeteringen zijn omgezet in een hogere veiligheidsfaktor of in een verhoging van de ontwerpspanning.
Daarmee verkrijgt men een verlaging van de wanddikte voor eenzelfde drukklasse.
Om ieder misverstand te vermijden:
- 1e
generatie HDPE <-> PE MRS63 (= PE 63) vroegere PE 50
- 2e
generatie HDPE <-> PE MRS80 (= PE 80)
- 3e
generatie HDPE <-> PE MRS100 (= PE 100)
Opmerking: MRS = Minimum Required Strength
= gemiddelde lange termijn hydrostatische sterkte, verminderd met een veiligheidscoëfficient
T.o.v. de 2e
generatie HDPE (PE 80) biedt PE 100 de volgende voordelen:
Eigenschap Voordeel
Hoger weerstand tegen inwendige druk Materiaalkostenbesparing ten gevolge van kleiner benodigde
wanddikte
Hogere weerstand tegen scheurgroeivoortplanting Lange levensduur van minimaal 50 jaar bij veiligheidsfaktor 2,5
Hogere weerstand tegen kerfwerking Lange levensduur van minimaal 50 jaar bij veiligheidsfaktor 2,5
PE 100 kan gelast worden met alle op de markt aanwezige HDPE kunststofsoorten, volgens de DVS normen.
18
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
19
1.2 ONTWERP VAN KUNSTSTOF DRUKLEIDINGEN
1.2.1 Inleiding
Enige voorafgaande verklaringen omtrent veel gebruikte begrippen bij het specifiëren van kunststofbuizen is hier wel op zijn
plaats:
Buitendiameter (mm) - D :
Meestal aangeduid als D (ook nog Du of OD outside diameter). Deze is de meest gebruikte maat voor het aanduiden van
kunststofbuizen. Eenheid mm. De ISO/TC (International Standardisation Organisation / Technical Committee) standardi-
seerde de buitendiameter van kunststofbuizen in de ISO R 161-norm. Hierop is alleen een positieve tolerantie toegelaten.
Binnendiameter (mm) - d :
Meestal aangeduid met d (ook Di of ID inside diameter) is geen gestandardiseerde waarde.
Eenheid mm.
Nominale diameter (dimentieloos) - DN :
Meestal aangeduid als DN (ook nog NW, ND) is een dimensieloos kencijfer dat op elkaar passende leidingonderdelen (buis,
fittings, kranen) kenmerkt. De nominale diameter benadert bij kunststofdrukleidingen de binnendiameter (in mm) van de
leiding.
Nominale druk (bar) - ND / PN / NP :
Meestal aangeduid als ND (ook nog PN-pression nominale, NP - nominal pressure) deze geeft de werkdruk waarmee de
buizen mogen belast worden bij transport van water op 20°C. Eenheid kg/cm2
(bar)
Wanddikte - s :
Gestandardiseerde waarde, meestal weergegeven als s (ook nog e).
Kunststofleidingen vertonen een bijzonder glad oppervlak in vergelijking met traditionele materialen. Dit maakt dat de wrijving
van de getransporteerde vloeistof (gas) met de binnenwand van de buis veel geringer is, zodat kleinere drukverliezen optre-
den. Bovendien is uit de praktijk gebleken dat de gladheid van kunststofbuizen dankzij de goede chemische bestendigheid en
abrasieweerstand, jarenlang behouden blijft.
Dit kan op verschillende manieren besparingen opleveren op de kostprijs van een installatie. Kunststofleidingen hebben
immers een grotere transportkapaciteit als leidingen in traditionele materialen van dezelfde diameter, zodat in kunststof
eventueel kleinere buisdiameters kunnen gebruikt worden voor eenzelfde doorstromingscapaciteit met een gelijk drukverlies.
Bij behoud van de buisdiameter en vereiste transportcapaciteit is vanwege de geringere drukverliezen een kleiner pompvermo-
gen vereist.
1.2.2 Drukverliezen & debiet
1.2.2.1 Bepaling van de buisdiameter
Volgende formules geven het verband tussen de binnendiameter van een buis, het debiet en de vloeistofsnelheid:
di = 18,8 Q1
v
di = 35,7 Q2
v
di = binnendiameter van de buis (mm)
Q1 = debiet (m3
/h)
Q2 = debiet (l/s)
v = vloeistofsnelheid (m/s)
Richtwaarden voor de vloeistofsnelheid zijn:
v ~ 0,5 - 1,0 m/s zuigleiding
v ~ 1,0 - 3,0 m/s persleiding
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
20
1.2.2 2 Bepaling van drukverliezen
We maken hierbij een onderscheid tussen de “continue” drukverliezen, veroorzaakt door wrijving met de buiswand en onder-
linge wrijving van de vloeistofmoleculen (aangezien de vloeistofsnelheid niet even hoog is over de ganse doorsnede van de
buis) en de plaatselijke drukverliezen, welke ontstaan door een richtingsverandering van de vloeistofstroom of van een
gedeelte ervan in bv. Fittings, kranen, apparaten, ...
Het drukverlies in een leidingssysteem kan men definiëren op volgende wijze:
∆∆Ptot = ∆∆PB + ∆∆PF + ∆∆PA + ∆∆PV
∆∆PB = drukverlies in de buizen
∆∆PF = drukverlies in de fittingen
∆∆PA = drukverlies in de afsluiters
∆∆PV = drukverlies aan de verbindingen
1.2.2.3 Drukverliezen in buizen
Bij het transport van vloeistof door cirkelvormige leidingen kunnen verschillende stromingstypes optreden.
De bekende proef van Osborn Reynold maakt zichtbaar dat bij zeer lage debieten de fluïdumdeeltjes parallel met de
buiswand bewegen. Men definieert dit als laminaire stroming. Bij hogere debieten wordt het fluïdum voortdurend omge-
woeld. Dit stromingstype noemt men turbulent.
De overgang van de laminaire naar de turbulente stroming is niet alleen afhankelijk van de vloeistofsnelheid, maar tevens van
de buisdiameter, de viscositeit en de densiteit van het fluïdum en wordt bepaald door het Reynolds getal.
Dit is een dimensieloze grootheid weergegeven door volgende verhouding:
Re = ρρvd = vd
µµ v
Re = Reynolds getal
ρρ = densiteit
v = gemiddelde fluïdumsnelheid
µµ = absolute viscositeit
d = binnendiameter
v = kinematische viscositeit
Uit praktische proeven is gebleken voor
Re < 2000 de stroming laminair is
Re > 4000 de stroming turbulent is
v = Q = 4Q
A ππd2
v = gemiddelde snelheid
Q = debiet in m3
/s
d = binnendiameter
A = oppervlakte doorsnede m2
De berekening van de drukverliezen in rechte leidingen gebeurt, ongeacht het buismateriaal, aan de hand van de formule
∆∆p = f l ρρv2
(1)
d 2g
l = lengte van de leiding (m)
g = gravitatie versnelling 9,81 m/s2
f = wrijvingsfaktor die functie is van het Reynolds getal en de relatieve wandruwheid d/k (dimensieloos).
Voor laminaire stroming is een lineair verband tussen de wrijvingsfaktor en het Reynolds getal gegeven door de verhouding
f = 64 = 64µµ
Re ρρvd
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Deze verhouding ingevuld in formule (1) laat ons toe het drukverlies bij laminaire stroming te berekenen.
∆∆p = 32 l µµ v (wet van Poisseuille)
d2
g
In praktisch alle industriële drukleidingen zal de stroming echter turbulent zijn. Hier wordt de invloed van de buiswandruwheid
van groot belang. In onderstaande grafiek kan de invloed nagegaan worden van de ruwheid (K) van de buiswand op de
wrijvingsfactor f.
Voor zeer gladde buizen zoals kunststofbuizen of glazen buizen is de ruwheid van de buiswand (K) zodanig klein (1 à 7 µm)
dat een goed idee kan verkregen worden van de drukverliezen door toepassing van volgende verhouding voor de wrijvings-
factor:
f = 0,3164
Re
1/4
Dit geeft de formule van Blasius bij het invullen van f in bovenstaande formules, die geldig is bij Reynolds waarden van 4000
tot 10000. Deze formule is grafisch weergegeven (zie tabel op volgende pag.) en laat ons toe drukverliezen voor kunststoflei-
dingen te bepalen voor de in de praktijk meest voorkomende toepassingen. Tevens biedt ze de mogelijkheid een keuze te
maken van de vereiste diameter voor een vooropgestelde transportcapaciteit.
De formule van Colebrook is zonder restrictie toepasbaar voor alle buismaterialen en vloeistof bij Re waarden > 4000
1 = 2log K + 2,51
f 3,71d Re f
Waarden voor de absolute ruwheid K vindt U in onderstaande tabel
Gelaste verbindingen veroorzaken een extra wrijvingsweerstand vooral in leidingen met kleine diameters (<110 mm).
In een rechte leiding met verbindingsafstanden op 5 of 6 m moet rekening gehouden worden met een supplementair drukver-
lies voor stomplassen van +/- 3% en voor moflassen en elektromoflassen +/- 1 à 1,5 % bedraagt t.o.v. de verliezen in de
gladde rechte leiding.
Voor grotere diameters (>110 mm) neemt de invloed van de verbindingen vrij snel af.
Tabel : Absolute ruwheid K (mm) voor buizen in verschillende materialen
Materiaal K (mm)
PVDF (Agru) 0,0002 -/- 0,0004
PP / PE 0,001 -/- 0,007
PVC 0,005 -/- 0,007
Naadloze stalen buizen 0,05
Stalen buis gelast (nieuw) 0,05 -/- 0,1
Stalen buis gelast (oud) 0,15 -/- 0,2
Betonnen buis 0,2 -/- 0,3
Cementbuis 0,3 -/- 0,007
GVK-buizen 0,03 -/- 0,06
21
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
22
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Nomogram van Blasius
1.2.2.4 Drukverliezen in fittings
Voor turbulente stroming kunnen de drukverliezen in fittings berekend worden aan de hand van de formule
∆∆p = ξ v2
ρρ
2g
waarin ξ de drukverliesfaktor is, afhankelijk van de vorm en de afmeting van de fitting. De faktor ξ is experimenteel bepaald
voor een ganse reeks fittings.
ζζ Waarde voor bochten
r
d
αα 1 1,5 2 4 6
15° 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03
30° 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07
45° 0,14 0,11 0,09 0,08 0,075
60° 0,19 0,16 0,12 0,10 0,09
90° 0,21 0,18 0,14 0,11 0,09
ζζ Waarde voor knieën
αα 10° 1,5° 30° 45° 60° 90°
ζζ 0,013 0,042 0,134 0,236 0,471 1,13
Aftakkingen en toevoeren op leidingen
drukverlies in de aftakking ∆p2 = ζ 2 v2
ρ
2g
23
Deze tabel geeft voor de standaard FIP PVC fittings de lengte (m) rechte buis met overeenkomstige
drukverliezen
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Drukverlies in de rechte leiding ∆p1 = ζ 1 v2
ρ
2g
Q2 = afgetakt debiet
Q = toegevoerd debiet
ζζ waarde voor aftakkingen
Q2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Q
ζζ2 0,96 0,88 0,89 0,96 1,10 1,29 α = 90°
ζζ1 0,05 -0,08 -0,04 0,07 0,21 0,35 d1 = d2
ζζ2 0,9 0,66 0,47 0,33 0,29 0,35 α = 45°
ζζ1 0,04 -0,06 -0,04 0,07 0,02 0,33 d1 = d2
ζζ waarde voor toevoeren
Q2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0
Q
ζζ2 -1,04 -0,4 0,1 0,47 0,73 0,92 α = 90°
ζζ1 0,06 -0,18 0,3 0,4 0,5 0,6 d1 = d2
ζζ2 -0,9 -0,37 0 0,22 0,37 0,38 α = 45°
ζζ1 0,05 -0,17 -0,18 0,05 -0,20 -0,57 d1 = d2
ζζ waarde voor geleidelijke reduktie
ζ = (0,15 ... 0,20) 1- A1
2
A2
α = 6,5 ... 10°
1.2.2.5 Drukverliezen in kranen
Om de doorstromingskapaciteit van kranen uit te drukken werd een conventionele factor gecreëerd.
Deze factor, gedefiniëerd als doorstromingscoëfficiënt, Kv geeft het aantal m3
water bij 10°C dat per uur door de volledig
geopende kraan stroomt met een drukval van 1bar (105
N/m2
).
Andere gebruikelijke doorstromingscoëfficiënten, bepaald in verschillende proefomstandigheden of uitgedrukt in verschillende
eenheden zijn Cv, f, Kv100, Av.
Omrekeningsfactoren voor het omzetten van de verschillende doorstromingscoëfficiënten zijn gegeven in onderstaande tabel.
Het verband tussen het drukverlies en de doorstromingsfactor wordt bepaald door de vergelijking
∆∆p = S ( Q )2
Kv
S = specifiek gewicht van de getransporteerde vloeistof in verhouding tot dat van water bij 15°C
Kv = doorstromingscoëfficiënt m3
/uur/ bar
Q = debiet in m3
/uur
∆∆p = drukverlies in bar
24
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
( )
X Cv Kv Kv100 f Av
Cv 1 0,865 14,28 0,84 24 x 10-6
Kv 1,156 1 16,50 0,96 28 x 10-6
Kv100 0,07 0,06 1 0,068 1,68 x 10-6
f 1,2 1,038 17,13 1 29 x 10-6
Av 41,67 x 103
35,72 x 103
59,52 x 103
34,5 x 103
1
(x = vermenigvuldigen)
Tabel: Kv100 waarden voor de verschillende kraantypes in L/min.
D 16 20 25 32 40 50 63 75 90 110
DN 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100
Kogelkraan VK 80 200 385 770 1100 1750 3400
Membraankraan VM 34 70 135 205 365 460 780 1200 1600
Kraan met
schuine zitting VV 47 110 205 375 560 835 1300 1950 2600 3500
Vuilvanger RV 24 40 70 103 188 255 410 650 1050 1700
Voor de berekening van de globale doorstromingscoëfficiënt van in serie geplaatste kranen gelden volgende
formules :
1 = 1 + 1 + 1 + ... + 1
K
2
v(totaal) K
2
v(1) K
2
v(2) K
2
v(3) K
2
v(n)
n kranen parallel gemonteerd :
Kv(totaal) = Kv(1) + Kv(2) + Kv(3) + ... + Kv(n)
25
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.2.2.6 Drukverlies aan de verbindingen
Hier is een exacte berekening niet mogelijk, aangezien de aard van de verbinding en de werkelijke uitvoering steeds verschil-
lend zijn (lassen, schroefverbindingen, flenzen, ...).
Men neemt voor alle zekerheid een verhoging van de reeds berekende drukverliezen met 3% tot 5%.
26
Diagram van het drukverlies in functie van het debiet voor verschillende Kv100 waarden
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.2.3 Uitzetting
1.2.3.1 Opvangen van thermische uitzetting
Zoals blijkt zetten kunststoffen gevoelig meer uit dan metalen. Bij ontwerp van de leiding dient daarom bijzondere aandacht
besteed te worden aan het opvangen van thermische uitzetting en krimp.
De uitzetting van kunststofleidingen is gemakkelijk te berekenen aan de hand van de formule
∆∆L = L x λλ x ∆∆T
∆∆L = uitzetting
L = lengte van de leiding (m)
λλ == thermische uitzettingscoëfficiënt (mm/m°C)
∆∆T = temperatuursverschil (°C)
Het in rekening te brengen temperatuursverschil hangt af van de minimale en maximale temperatuur van het medium, de
minimale en maximale omgevingstemperaturen en de temperatuur bij de installatie.
De uitzetting wordt bepaald met ∆T = T max. - T inst.
De inkrimping wordt bepaald met ∆T = T inst. - T min.
T inst. = materiaaltemperatuur bij installatie
In sommige gevallen wordt de invloed van de omgeving belangrijk (bv. leidingen in de buurt van warmtebronnen).
De uitzetting van kunststofleidingen kan worden opgevangen d.m.v. een starre beugeling, uitzettingscompensatoren, richtings-
veranderingen en lirabochten.
1.2.3.2 Starre beugeling
Deze methode wordt voor procesleidingen zeer weinig toegepast. Ze bestaat erin de leiding dermate vast in te klemmen dat
de optredende axiale krachten, veroorzaakt door de thermische uitzetting, in het materiaal worden geabsorbeerd (dit is
mogelijk dankzij de relatief lage elasticiteitsmodulus van kunststoffen) zonder dat de leiding kan knikken.
Deze methode is zeker af te raden als standaardoplossing voor geëxtrudeerde buisleidingen, aangezien grote spanningen in
de buiswand kunnen ontstaan, die de max. toelaatbare druk en/of trekspanning van het materiaal kunnen overschrijden, of die
bij sterke temperatuursschommelingen materiaalmoeheid kunnen veroorzaken.
27
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
0.017
0.08
0.10 0.10
0.12
0.16
0.20
0.022
0.012
Staal Cu Al PVC ABS ECTFE PVDF PP PE-HD
PVC-C PE-LD
PE-MD
mm/m°C
1.2.3.3 Uitzettingscompensatoren
Uitzettingscompensatoren zijn speciale montageonderdelen die de beweging, veroorzaakt door uitzetting van de leiding, kun-
nen absorberen.
Ze zijn zeer efficiënt in leidingen onderhevig aan veelvuldige temperatuurschommelingen.
Uitzettingscompensatoren worden steeds tussen twee ankerpunten geplaatst. Via geleidingsbeugels wordt alle uitzetting
tussen de verankeringsbeugels naar de compensatoren geleid zie fig. hieronder.
De optredende axiale krachten op de verankeringsbeugels zijn te berekenen als:
1. Axiale reaktiekrachten t.g.v. de thermische uitzetting.
Deze zijn te berekenen met de formule:
F = A E λλ ∆∆ΤΤ
F = axiale kracht t.g.v. thermische uitzetting (N)
A = buissektie = π (D2
- d2
) (mm2
)
4
(D = buitendiameter)
(d = binnendiameter)
E = elasticiteitsmodulus (N/mm2
)
λλ = thermische uitzettingscoëfficiënt (m/m°C)
∆∆ΤΤ = temperatuursschommeling (°C)
2. Inwendige drukkrachten t.g.v. de druk in de leiding. Deze worden berekend als:
F = A1 p
F = axiale kracht t.g.v. de inwendige druk (N)
A1 = inwendige sektie van de buis = π d2
(mm2
)
4
p = inwendige druk in de leiding (N/mm2
)
3. Compensatoren moeten ook krimp (contracties) van het leidingsysteem kunnen opvangen, te wijten aan
temperaturen lager dan de installatietemperatuur. Daarom is het dikwijls noodzakelijk om een voorgespannen
compensator te installeren. De lengte van deze voorspanning kan berekend worden volgens:
L* = R T inst - T min.
T max. - T min
L* = Voorspanlengte (mm)
R = geschatte krimp (mm)
T inst = installatietemperatuur (°C)
T min. = minimum temperatuur (°C)
T max. = maximum temperatuur (°C)
Schuifkoppelingen
Dit type compensator bestaat uit een zuiger en een cylinder die door het in elkaar schuiven de thermische uitzetting van een
leiding kunnen opvangen.
Schuifkoppelingen hebben het voordeel dat ze een volledig vrije doorgang hebben (dus gering wrijvingsverlies) en relatief
hoge uitzettingen (100 à 460 mm) kunnen opnemen.
Ook leidingtorsies kunnen door deze compensatoren worden opgevangen.
Schuifcompensatoren zijn wel af te raden wanneer risico bestaat op kristallisatie of bezinking uit het getransporteerde fluïdum
en kunnen geen hoekbewegingen opvangen. Een goede glijbeugeling is dan ook onontbeerlijk.
Schuifcompensatoren vereisen een regelmatig en degelijk onderhoud, omwille van de dichtings- en geleidingsringen.
Bij installatie moet rekening gehouden worden met de installatietemperatuur om de instelafstand van de schuifkoppeling te
bepalen.
De totale uitzettingsweg dient verdeeld te worden over de mogelijke uitzetting (bepaald door ∆Τ = T max - T inst) en krimp
(bepaald met ∆Τ = T inst - T min)
28
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Tabel: Afmetingen in mm voor een uitzettingsweg LD = 100 mm
DN Lmax Lmin
75 490 390
90 tot 180 550 450
200 tot 355 590 tot 610 490 tot 510
400 tot 800 610 tot 660 510 tot 560
Opmerking: het is eveneens mogelijk gebruik te maken van steekmoffen of uitzettingsmoffen
Flexibele koppelingen
Uitzettingen kunnen eveneens opgevangen worden door het inbrengen van flexibele leidingelementen.
Afhankelijk van het toepassingsgebied kan men gebruik maken van balgen of van rubber slangen.
Balgtypes zijn geconstrueerd met één of meerdere golven van een flexibel materiaal (meestal rubber of PTFE)
Balgcompensatoren hebben als belangrijkste voordelen dat ze geen dichtingen bevatten zoals de schuifcompensatoren (min-
der risico op lekkage) en dat ze naast axiale verplaatsingen (bij uitzetting of krimp van de leiding) eveneens laterale en/of
hoekbewegingen kunnen opvangen.
29
PE-PP Schuifkoppeling
1. Cylinder
2. Dichtingen
3. Steun- en spanring
4. Wartelmoer
5. Zuiger
PTFE balgkompensator
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Het nadeel van balgcompensatoren is de beperkte laterale opvangcapaciteit (+/- 5 tot 50 mm).
Balgcompensatoren worden daarom vaak gebruikt als scharnierpunten, waardoor ze grotere uitzettingen kunnen opnemen.
Rubber balgcompensatoren worden bovendien veelvuldig aangewend voor de absorptie van trillingen in een leiding.
Het opvangen van de trillingen van pompen bv. d.m.v. een rubbercompensator is in ieder geval steeds aan te bevelen.
Tabel: Montage van uitzettingsbalgen
Buisdiam. X1
(cm) X2
(cm)
16 6,5 (1) 12,8 (1)
20 8,0 (1) 16,0 (1)
25 10,0 20,0
32 12,8 25,5
40 16,0 32,0
50 20,0 40,0
63 25,0 40,5
75 30,0 60,0
90 36,0 72,0
110 44,0 88,0
125 50,0 100,0
140 56,0 112,0
160 64,0 128,0
180 72,0 144,0
200 80,0 160,0
225 90,0 180,0
30
Rubber balgcompensator
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Om knikken van de leiding te beletten zijn maximum afstanden voor geleidingsbeugels aan te bevelen.
Aangezien de optredende axiale krachten, opgewekt door uitzetting in een kunststofleiding, relatief laag zijn, moet bij keuze
van een balgcompensator rekening gehouden worden met de samendrukkingsweerstand van de compensator, die door de
leverancier kan worden opgegeven.
De montage van een rubber slang tussen de leiding is eveneens een eenvoudige manier voor het opvangen van thermische
uitzetting.
Controle van de maximum toelaatbare buigradius, chemische- temperatuur- en drukbestendigheid zijn vanzelfsprekend onont-
beerlijk bij de keuze van het juiste type slang.
1.2.3.4 Richtingsveranderingen en lira bochten
Dankzij de flexibiliteit van kunststofbuizen is het mogelijk, thermische uitzetting en krimp op te vangen in de bochten van een
leiding. Wel dient hierbij aandacht besteed te worden aan de plaatsing van de beugels, om de spanningen in de leiding tot
een minimum te beperken. Het principe wordt duidelijk in volgende tekening.
De afstand a kan volgens DIN 16928 berekend worden aan de hand van de formule:
a = c ∆∆L D
c = materiaalfactor
∆∆L = uitzetting of krimp (mm)
D = buitendiameter buis (mm)
31
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Tabel: c waarden geldig bij een montagetemperatuur van +/- 20°C
Bij opeenvolgende temperatuurwisselingen
Materiaal 0°C 10°C 30°C 40°C 60°C
PVC 30 33 39 42 -
PE 16 17 23 28 -
PP 23 25 29 31 40
Bij eenmalige temperatuurwisseling
Materiaal 0°C 10°C 30°C 40°C 60°C
PVC 25 27 32 32 -
PE 12 12 16 17 -
PP 18 18 20 20 24
Voor drukloze leidingen (ventilatie, afvoerkanalen) kan in de formule c vervangen worden door c = 0,71 c.
2
Bij aftakkingen in de leiding die niet geblokkeerd werden, moet de afgetakte buis over eenzelfde afstand vrij kunnen bewegen.
Wanneer onvoldoende richtingsveranderingen in de leiding aanwezig zijn om de thermische uitzetting op te vangen, kunnen
kunstmatig “lira-bochten” aangelegd worden zoals afgebeeld op onderstaande tekening.
a kan ook hier weer berekend worden met de bovenstaande formule, mits vervanging van ∆∆L door ∆∆L .
2
De aanbevolen afstanden voor de geleidingsbeugels (X1 en X2) zijn gegeven in de tabel “Montage van uitzettingsbalgen”.
Bij deze methode moet er vooral op gelet worden dat de leiding in de uitzetrichting niet geblokkeerd wordt.
De op te vangen krachten door de ankerpunten worden berekend volgens de formules weergegeven in punt 1.2.3.3
Uitzettingscompensatoren.
32
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.2.4 Beugeling
De beugeling is in de eerste plaats bedoeld voor het ondersteunen van een leiding. Bij de keuze van het type en de plaats
van de beugel dient echter naast de statische belasting (gewicht leiding + fluïdum), eveneens rekening gehouden te worden
met het geleiden en opvangen van uitzettingen en krimp (1.2.3.1 opvangen van thermische uitzetting) en het compenseren
van hydraulische belasting bij plotselinge richtingsveranderingen of reducties in de leiding.
1.2.4.1 Ondersteuningsafstanden
De ondersteuningsafstanden dienen zodanig gekozen te worden dat in de gegeven werkomstandigheden enerzijds de supple-
mentaire buig- en drukspanningen, die bij doorbuiging in een buis ontstaan, tot een minimum beperkt worden en anderzijds de
doorbuiging zodanig klein is dat in de doorzakking geen bezinking optreedt of vloeistof achterblijft bij ledigen van de leiding
(risico bij bv. bevriezen van de leiding).
De beugels moeten zodanig uitgevoerd worden, dat er geen extra puntbelastingen op het materiaal geïnduceerd worden.
D.w.z. dat de beugeling aan de vorm van de buizen moet aangepast worden.
Scherpe randen moeten ten alle tijden voorkomen worden.
De doorbuiging en ondersteuningsafstand kan berekend worden op basis van de elasticiteitsmodulus, een temperatuur- en
tijdsafhankelijke materiaalconstante (zie grafiek op volgende pag.) d.m.v. de formule:
f = t P L4
E I
f = doorbuiging in mm
P = statische belasting per lengte-eenheid (gewicht buis + gewicht fluïdum) in N/mm (**)
L = afstand tussen de steunpunten in mm
E = elasticiteitsmodulus in N/mm2
(zie grafiek op volgende pag.)
I = traagheidsmoment in mm4
(*)
t = doorbuigingscoëfficiënt (zie tabel met symbolen op volgende pag.)
(*) I = π (D4
- d4
)
64
D = buitendiameter buis (mm)
d = binnendiameter buis (mm)
(**) gewicht buis/m (kg/m)
gewicht fluïdum/m = πd2
ρ (kg/m)
4
ρ = densiteit (kg/m3
)
d = binnendiameter van de buis (m)
33
Het risico op bezinking of achterblijven van vloeistof in de leiding kan
vermeden worden door de helling van de leiding groter te maken dan
de maximale doorbuiging.
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Tabel
Symbool Benaming t
Buis met vaste beugeling 0,0026
Buis met geleiding 0,013
Buis met één zijde vast en andere zijde geleiding 0,0054
Buis met aan één zijde een axiale stop 0,125
34
Elasticiteitsmodulus in functie van de temperatuur (korte duurproef volgens DIN 53457) voor verschillende KS leidingen met T-waarden
overeenkomstig de DIN normen.
Opmerking :
Lange duur elasticiteitsmodulus bij 20°C (10 jaren)
PVC 1500 N/mm2
PP 300 N/mm2
PE-HD 200 N/mm2
PVDF 1200 N/mm2
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Tabel: Beugelafstanden voor PVC buizen - PN 10 -PN 16
Tabel: Beugelafstanden voor PE 80 (PE 100) buizen - PN 10
35
D (mm) Beugelafstand (cm)
20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
16 75 60 * * *
20 85 70 50 * *
25 90 75 55 * *
32 100 85 65 50 *
40 110 100 80 60 *
50 125 115 95 70 *
63 140 130 110 85 55
75 150 140 120 95 60
90 165 155 135 105 70
110 185 175 155 120 80
140 215 205 185 160 110
160 225 215 200 170 130
225 250 240 225 200 160
D Beugelafstand (cm)
(mm) 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C
16 50 45 45 40 35
20 57 55 50 45 40
25 65 60 55 55 50
32 75 75 65 65 55
40 90 85 75 75 65
50 105 100 90 85 75
63 120 115 105 100 90
75 135 130 120 110 100
90 150 145 135 125 115
110 165 160 150 145 130
125 175 170 160 155 140
140 190 185 175 165 150
160 205 195 185 175 160
200 230 220 210 200 190
225 245 235 225 215 205
250 260 250 240 230 210
280 275 265 255 240 220
315 290 280 270 255 235
355 310 300 290 275 255
400 330 315 305 290 270
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Tabel: Beugelafstanden voor PPH buizen - PN 10
Tabel: Beugelafstanden voor PVDF buizen
36
D Beugelafstand (cm)
(mm) 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C 70°C 80°C
16 65 62 60 57 55 52 50
20 70 67 65 62 60 57 55
25 80 77 75 72 70 67 65
32 95 92 90 87 85 80 75
40 110 107 105 100 95 92 87
50 125 122 120 115 110 105 100
63 145 142 140 135 130 125 120
75 155 150 145 140 135 130 125
90 165 160 155 150 145 140 135
110 185 180 175 170 160 150 140
125 200 195 190 180 170 160 150
140 210 205 200 190 180 170 160
160 225 220 210 200 190 180 170
200 250 240 230 220 210 200 190
225 265 255 245 235 225 215 200
250 280 270 260 250 240 230 215
280 295 285 275 265 255 245 230
315 315 305 295 285 270 260 245
355 355 325 315 300 285 275 260
400 355 345 335 320 305 290 275
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Tabel: Beugelafstanden voor ECTFE buizen
Buisafmetingen Max. beugelafstanden (cm)
(mm) +20°C +90°C
20 x 1,9 75 55
25 x 1,9 80 60
32 x 2,4 90 65
40 x 2,4 100 70
50 x 3,0 110 80
63 x 3,0 120 90
90 x 4,3 140 105
110 x 5,3 155 120
160 x 7,7 190 145
De beugeling moet zodanig ontworpen worden dat de kranen gemakkelijk bedienbaar blijven en goed bereikbaar voor onder-
houd. Bij sterke thermische uitzetting is het aan te bevelen verankeringsbeugels vlak naast de kraan te monteren om het
kraanlichaam tegen de mechanische belasting, veroorzaakt door de uitzetting, te beschermen.
Zwaardere leidingsonderdelen zoals kranen, regelapparaten of pompen dienen steeds extra ondersteund te worden.
Opmerkingen:
1. Bovenstaande ondersteuningsafstanden zijn geldig bij transport van een medium met een dichtheid van 1 g/cm3
(kg/dm3
).
2. Bij de berekening van de ondersteuningsafstanden werd rekening gehouden met een maximale doorbuiging tussen 2
ondersteuningen (of beugels) van L (PE, PP) en L (PVC, PVDF, ECTFE).
500 300
3. Voor andere druktrappen bij PE en PP mag men rekening houden met volgende correctiefactoren:
PN 3,2 - 25%
PN 6 - 9%
PN 16 + 7%
4. Voor vloeistoffen met een dichtheid tussen 1,0 g/cm3
en 1,25 g/cm3
, moet men de ondersteuningsafstanden verminderen
met 4 %.
5. Voor de berekening van de ondersteuningsafstanden van PP-R buizen, moet men de waarden van PP-H verminderen met
25%.
37
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.2.4.2 Beugeltypes
Verankeringsbeugels of vaste steunpunten
Verankeringspunten of vaste steunpunten worden toegepast om krachten, die ontstaan bij thermische uitzetting en krimp of
door hydraulische belasting bij statische of dynamische druk op te vangen en de uitzettingsbeweging te richten.
Hydraulische belasting uit zich in die leidingsecties waar richtingsveranderingen optreden of de leidingdoormeter gereduceerd
wordt. Deze delen komen dus in de eerste plaats voor beugeling in aanmerking. De grafiek geeft de hydraulische belasting
door statische druk in verschillende fittings.
Reservoirs, apparaten, muur- en vloerdoorgangen komen als eerste in aanmerking voor het realiseren van verankeringspun-
ten. Dikwijls zijn echter nog extra vaste punten in de leiding vereist.
Voor sommige verankeringssystemen kan gebruik gemaakt worden van bepaalde verbindingselementen zoals bv. flenzen.
Ankers die rechtstreeks op de buis worden aangebracht moeten zodanig uitgevoerd worden dat de buiswand niet kan
beschadigd worden. (kunststofmanchet in metalen beugels, ...)
De verankeringspunten moeten voldoende stevig zijn om de door de thermische uitzetting en door de inwendige druk ontstane
krachten te kunnen opvangen.
38
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Bij een vaste inklemming, wordt er een kracht geïntroduceerd, gekend als de VASTE PUNT BELASTING (Fvp).
Deze wordt berekend volgens de formule:
Fvp = A.Ec.εε
A = buiswandoppervlak (mm2
)
Ec = kruipmodulus (N/mm2
)
εε = de verhinderde uitzetting
t.g.v.: - uitzetting onder invloed van temperatuurverschil
- inwendige vloeistofdruk
- opzwellen van de buis
εε kan men op volgende manieren benaderen:
- uitzetting onder invloed van temperatuur:
εε = ∝∝ ∆∆T
∝∝ = lineaire uitzettingscoëfficiënt (1/°C)
∆∆T = maximaal temperatuursverschil (°C)
- inwendige vloeistofdruk
εε = (0,1) P (1-2µµ)
Ec (da2
- 1)
di2
P = bedrijfsdruk (bar)
µµ = dwarscontractiecoëfficiënt (POISSON: ≈ 0,4 voor thermoplasten)
Ec = kruipmodulus (N/mm2
)
da = buitendiameter (mm)
di = binnendiameter (mm)
- opzwellen van de buis
εε = 0,025 - 0,040
Hier is een vaste inklemming niet direkt aangewezen, wegens de lokale verzwakking van
het buismateriaal.
Bij vast ingeklemde buizen, dient men steeds een controle te doen met betrekking tot de ondersteuningsafstanden.
Men berekent de kritische kniklengte LKN. Indien LKN kleiner is dan de ondersteuningsafstanden uit de tabellen, dient men
LKN toe te passen. De berekening van LKN houdt rekening met een veiligheidscoëfficiënt van 2.
LKN = 3,17 JR
εε AR
LKN = kritische kniklengte (mm)
JR = traagheidsmoment (mm4
)
εε = de verhinderde uitzetting (-)
AR = buiswandoppervlak (mm2
)
Bij hogere temperaturen dient men LKN nog met 20% te verminderen.
39
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Geleidingsbeugels
Geleidingsbeugels worden gebruikt als ondersteuning van buizen onderhevig aan uitzetting en krimp.
Geleidingsbeugels laten enkel een axiale beweging van de buizen toe.
Aangezien deze beugels een beweging van de buis moeten toelaten, mogen ze geen scherpe randen hebben en niet te sterk
rond de buis klemmen.
Metalen beugelsystemen worden bij voorkeur van een kunststofglijlaag voorzien.
Enkele voorbeelden van geleidingsbeugels zijn afgebeeld in volgende tekeningen.
Een continue ondersteuning kan relatief goedkoop en degelijk gerealiseerd worden d.m.v. kabelbanen. Dit heeft naast de
eenvoudige montage, de ordelijke schikking en de uitstekende ondersteuning van de leiding nog het voordeel dat de kabelba-
nen nog voor andere doeleinden kunnen gebruikt worden.
Hieronder vindt U enkele voorbeelden van beugeling.
40
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
41
1.2.5 Waterslag
Waterslag is het drukgolfeffect dat ontstaat in een leiding wanneer de snelheid van het medium plots wordt afgeremd of ver-
hoogd. Bij het plotseling afremmen van een vloeistof wordt de kinetische energie van het stromende fluïdum omgezet in
potentiële energie (bij het versnellen van een vloeistofstroom gebeurt het omgekeerde) en ontstaat een drukgolf (positieve en
negatieve druk) door wisselwerking van de afgeremde (of versnelde) vloeistof en de elasticiteit van de buiswand.
Deze drukgolf verplaatst zich langs de buis met een snelheid c en doet de buiswand afwisselend uitzetten en krimpen tot alle
energie is geabsorbeerd en de drukgolf gedempt.
c = 1
ρρ (1 + (D - 2) 1)
K s E
c = voortplantingssnelheid drukgolf
ρρ = dichtheid
K = kompressiemodulus
D = buitendiameter van de buis
s = wanddikte van de buis
E = elasticiteitsmodulus buismateriaal
De drukverandering kan mits verwaarlozing van de wrijvingsverliezen berekend worden met de formule van
Joukowsky +/- ∆∆p = c ∆∆v
g
∆∆p = drukverschil in m H2O kolom
g = gravitatiekonstante (m/s2
)
∆∆v = snelheidsverandering (m/s)
Drukverhogingen (positieve druk) veroorzaakt door waterslag, moeten bij de aanwezige statische druk worden opgeteld om
de drukbestendigheid van de leiding te beoordelen. Drukverlagingen (negatieve druk) veroorzaakt door waterslag, moeten
van de statische druk afgetrokken worden om de onderdrukweerstand van de leiding te beoordelen.
De meest frequente oorzaken van waterslag zijn:
- snel openen of sluiten van manuele of automatische kranen
- plots uitvallen van een pomp (bv. bij stroompanne)
- plots inschakelen van een pomp bij overdimensionering van de pomp
- snel dichtklappen van terugslagkleppen.
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Het risico op waterslag kan op verschillende manieren beperkt worden.
- vermindering van de vloeistofsnelheid
- veilige dimensionering van de leiding en de pompen
- verhoging van sluit- en openingstijden van kranen
- inbouwen van waterslagdempers
Zodra een drukgolf ontstaat, beweegt zij in de leiding heen en weer met afnemende kracht en snelheid, en met een regel-
matige frequentie, tot zij verdwijnt door wrijving en inertie.
Over het algemeen aanvaardt men een maximale drukstijging van 50% (men houdt zich vaak aan 15%) van de totale druk in
de leiding voor de waterslag.
42
Voorbeeld:
Statische druk P = 3 bar
Snelheid van de vloeistof V = 2,5 m/s
Lengte van de leiding L = 200 m
Sluitingstijd van de afsluiter T = 2 sec.
Van V = 2,5 trekt men een horizontale lijn tot L = 200. Van daar trekt men een loodrechte lijn tot T = 2. Vanuit dit punt geeft de horizontale lijn
een drukstoot c.q. overdruk van 13 bar. De te kiezen buis moet dus minstens tegen 13 + 3 = 16 bar bestand zijn.
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.2.6 Vacuüm (onderdruk) - Uitwendige druk
In sommige gevallen zijn drukleidingen onderhevig aan een uitwendige overdruk (knikbelasting):
- bij plaatsing in water of bodem, onder de grondspiegel
- bij vacuümleidingen (onderdruk-toepassingen)
De overdruk o.i.v. kritische knikbelasting kan berekend worden via volgende formule:
Pk = 10 Ec ( s )
3
4 (1 - µµ2
) rm
Pk = kritische overdruk (bar)
Ec = kruipmodulus (zie tabellen) (N/mm2
)
µµ = dwarscontractiecoëfficiënt (-)
0,4 voor thermoplasten
s = wanddikte (mm)
rm = gemiddelde straal van de buis (mm)
De bijhorende kritische knikspanning τk kan dan berekend worden:
ττk = Pk rm
s
ττk = kritische knikspanning (N/mm2
)
Pk = kritische overdruk (N/mm2
)
rm = gemiddelde straal van de buis (mm)
s = wanddikte van de buis (mm)
Meestal rekent men nog met een veiligheidscoëffiënt van 2 à 3.
Tabel: Toelaatbare knikdruk (onderdruk) voor PP-H, PP-R en PE80 in Bar.
Deze waarden zijn geldig voor water
43
SDR41 SDR 33 SDR17,6 SDR 11
Serie 20 Serie 16 Serie 8,3 Serie 5
PN 2,5 PN 3,2 PN 6 PN 10
°C levens- PP-H PP-R PE80 PP-H PP-R PE80 PP-H PP-R PE80 PP-H PP-R PE80
duur
20 1 0,080 0,060 0,040 0,170 0,125 0,090 1,11 0,83 0,60 5,15 3,80 2,75
10 0,060 0,050 0,035 0,130 0,110 0,070 0,86 0,73 0,47 3,95 3,35 2,20
25 0,055 0,050 0,030 0,120 0,110 0,065 0,78 0,70 0,43 3,65 3,25 1,95
30 1 0,070 0,050 0,035 0,150 0,110 0,070 0,96 0,71 0,47 4,45 3,30 2,20
10 0,055 0,045 0,030 0,115 0,100 0,060 0,75 0,64 0,39 3,50 2,95 1,80
25 0,050 0,045 0,025 0,110 0,095 0,055 0,71 0,61 0,35 3,30 2,85 1,65
40 1 0,060 0,045 0,025 0,130 0,095 0,055 0,83 0,62 0,37 3,85 2,85 1,70
10 0,050 0,040 0,020 0,105 0,090 0,050 0,68 0,57 0,32 3,15 2,65 1,50
25 0,045 0,040 0,020 0,100 0,085 0,045 0,64 0,55 0,29 2,95 2,55 1,35
50 1 0,050 0,040 0,020 0,110 0,080 0,045 0,73 0,53 0,29 3,40 2,45 1,35
10 0,045 0,035 0,015 0,095 0,075 0,040 0,61 0,49 0,25 2,85 2,30 1,15
25 0,040 0,035 0,015 0,090 0,075 0,035 0,57 0,48 0,23 2,65 2,20 1,10
60 1 0,045 0,035 0,015 0,100 0,070 0,035 0,64 0,47 0,23 2,95 2,15 1,05
10 0,040 0,030 - 0,085 0,065 - 0,55 0,43 - 2,55 2,00 -
25 0,035 0,030 - 0,080 0,065 - 0,52 0,42 - 2,40 1,95 -
70 1 0,040 0,030 0,010 0,085 0,060 0,025 0,57 0,41 0,18 2,65 1,90 0,80
10 0,035 0,025 - 0,075 0,055 - 0,49 0,37 - 2,25 1,70 -
25 0,030 0,025 - 0,070 0,055 - 0,46 0,36 - 2,15 1,65 -
80 1 0,035 0,025 - 0,075 0,050 - 0,50 0,34 - 2,30 1,60 -
10 0,030 0,020 - 0,065 0,045 - 0,44 0,31 - 2,00 1,45 -
95 1 0,030 0,020 - 0,065 0,040 - 0,41 0,27 - 1,90 1,25 -
10 0,025 0,015 - 0,055 0,035 - 0,35 0,23 - 1,65 1,05 -
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.2.7 Buigradius
Bij 20°C moet men rekening houden met de volgende toegelaten minimum buigradius:
PVC 300 x Du
HDPE & PP
Drukklasse HDPE PP
2,5 50 x Du 75 x Du
3,2 40 x Du 60 x Du
4 30 x Du 45 x Du
6 20 x Du 30 x Du
10 20 x Du 30 x Du
Opmerking:
Du = buitendiameter
Bij 0°C moet men de opgegeven waarden vergroten met een faktor 2,5.
1.2.8 Ondergrondse leidingen
Kunststofleidingen gedragen zich uitstekend bij het ingraven. Zij zijn immers immuum tegen korrosie door zwerfstromen of
agressieve bodems.
De firma VINK adviseert U vrijblijvend bij uw materiaalkeuze en wanddikteberekening voor ingegraven leidingen.
U hoeft hiervoor enkel het onderstaande formulier (volgens ATV 127) nauwkeurig in te vullen en ons op te sturen.
44
1. Algemeen: Aard van de werf :
Werf :
Bouwheer :
2. Buis: Materiaal :
Buitendiam. (mm) :
Nominale diam. (mm) :
Binnendiam. (mm) :
Wanddikte (mm) :
3. Bodem:
4. Installatie- / inbouwgegevens:
In een dam in een gracht/greppel
- Grindbedekking boven de top van de buis (min. 2 x Du) H = (m)
- breedte van de greppel B = (m)
- Glooiingshoek β = (°)
Zone 1 2 3 4
Bodemgroep G (1,2,3,4)
Aard v/d bodem (zand, leem, grind, klei)
Gewicht (kN/m3
)
Procterdichtheid (%)
E-Modulus bodem (EB) (N/mm2
)
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Bijhorende informatie:
Punt 1 : Algemeen
Ter bevordering van de éénduidigheid van een project
Punt 2.: Buis
Het belangrijkste is de materiaalkeuze (PVC, PE, PP, ...)
De buisafmetingen zijn meestal vooraf reeds bepaald.
Punt 3/4: Bodem + installatiegegevens
Er zijn verschillende bodemgroepen volgens ATV 127
Bij de berekening van de vervormingsmodulus van de bodem wordt er rekening gehouden met volgende
zone’s:
E1 = Bedekking van de top van de buis E2 = aanleggende bedekking
E3 = aanleggende bodem naast de greppel E4 = grond onder de buisgreppel (bestaande ondergrond)
45
5. Belasting:
Aarde straatvuil
- Bedekkingshoogte H = (m)
- Gewicht γ
B = (kN/m3
)
- oppervlaktebelasting F = (kN/m2
)
Verkeersbelasting
Zonder
LKW 12
SLW 30
SLW 60
6 Bedrijfscondities van de buizen:
A. Drukloze afvoerleiding
Bedrijfstemperatuur: T = (°C)
% doorlaat bij drainageleidingen: AE = (%)
B. Afvoerleiding onder druk:
Bedrijfstemperatuur: T = (°C)
Bedrijfsdruk: p = (bar)
Groep Gewicht Inwendige Vervormingsmodulus EB (N/mm2
)
gB wrijvingshoek bij verschillende Proctordichtheden (%)
(kN/m3
) ϕϕ DPR
85 90 92 95 97 100
G1 20 35 2,0 6 9 16 23 40
G2 20 30 1,2 3 4 8 11 20
G3 20 25 0,8 2 3 5 8 13
G4 20 20 0,6 1,5 2 4 6 10
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Punt 5 : Belasting
Met grondbelasting op de buis bedoelt men:
- bij een greppel: greppeldiepte tot top van de buis
- bij een dam : hoogte van de grondophoping boven de buis
Punt 6: Bedrijfscondities
- Voor elke toepassing de correcte bedrijfsomstandigheden vermelden!
1.2.9 Inbedrijfname van leidingen
Bij de inbedrijfname van kunststofdrukleidingen, dient men rekening te houden met de algemene richtlijnen van DIN 4279.
Bij kamertemperatuur gelden volgende regels:
PN < 10 bar drukproef bij “1,5 x PN”
PN > 10 bar drukproef bij “PN + 5 bar”
De drukproef wordt minstens gedurende 1 uur uitgevoerd.
Men moet ook steeds rekening houden met een drukterugloop tijdens de drukproef, ten gevolge van de elasticiteit van de
kunststof en/of temperatuursinvloeden.
0,5 bar/uur voor PVC
0,8 bar/uur voor PP en PVDF
0,1 bar/5 min. voor HDPE
46
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.3 MONTAGEVOORSCHRIFTEN
1.3.1 Inleiding
Bij constructies uit kunststoffen kan het voorkomen dat bepaalde montagetechnieken niet aangewezen of zelfs onmogelijk zijn,
door bijvoorbeeld gebrek aan ruimte of door de complexiteit van de structuur. De keuze tussen lijmen, lassen of mechanisch
verbinden hangt van geval tot geval af.
Niet alleen de mechanische sterkte van de verbinding speelt een rol bij de keuze, ook de weerstand tegen temperatuursver-
schillen, de bestendigheid tegen chemisch agressieve milieus, etc. hebben hun invloed op de keuze van de verbindings-
techniek.
De keuze van de montagetechniek is afhankelijk van :
- constructieve eisen
- de te verwachten sterkte van de verbinding
- de aard van de kunststof
- de beschikbaarheid van de juiste apparatuur
- de gebruiksomstandigheden
- de kostprijs van de verbinding
1.3.2 Lijmen
Verlijming is slechts praktisch mogelijk bij polaire kunststoffen zoals PVC, PVC-C en ABS. Alhoewel lijmen een eenvoudige
techniek is, dient toch aandacht besteed te worden aan een aantal belangrijke factoren.
Keuze van de lijm
- Naargelang tolerantie op de verbinding
Tangit®
is een vullijm. Dit maakt het mogelijk om een goede verbinding te maken tot een maximaal maatverschil van 0.8mm
tussen buis en fitting. Ook bij een perspassing met een maatverschil tot minimaal 0.2 mm tussen buis en fitting kan men met
deze vullijm een verantwoorde verbinding maken. Voor zeer nauwe perspassingen is het gebruik van Dytex®
lijm
aangewezen.
- Naargelang de chemische bestendigheid
Tangit®
lijm is geschikt voor praktisch alle media waarvoor PVC geschikt is, met uitzondering van volgende zuren, waarvoor
Dytex®
lijm dient gebruikt te worden : H2SO4 conc. > 70%
HCl conc. > 25%
HNO3 conc. > 20 %
HF alle conc.
Voorbereiding buis en fitting
Buizen haaks afzagen en de uiteinden afschuinen volgens het schema in volgende figuur op volgende pagina. Reinig de lij-
moppervlakken vooraf grondig met Tangit®
reiniger of spiritus met een pluisvrij, niet abrasief en niet gekleurd papier of doek.
Lijmprocedure
Lijmen met Tangit®®
Tangit®
wordt gebruiksklaar geleverd en mag niet verdund worden. Goed roeren. De lijm met een kwast eerst aanbrengen in
de te verlijmen fitting in radiale richting en op het spie-einde van de buis in axiale richting. De lijm royaal en gelijkmatig aan-
brengen. Het opbrengen van de lijm dient binnen de 45 seconden te gebeuren om voortijdig indrogen van het lijmoppervlak te
vermijden. Daarom is het noodzakelijk dat bij een diameter boven 75 mm het insmeren door 2 personen wordt uitgevoerd.
47
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
d L Sm
16 14 1.5
20 16 1.5
25 19 3.0
32 22 3.0
40 26 3.0
50 31 3.0
63 38 5.0
75 44 5.0
90 51 5.0
110 61 5.0
125 69 5.0
140 76 5.0
160 86 5.0
180 96 5.0
200 106 5.0
225 119 5.0
250 131 5.0
Direct na het aanbrengen van de lijm, de beide delen in elkaar steken, zonder onderlinge verdraaiing. Overtollige lijm onmid-
dellijk verwijderen met crêpepapier. Hiervoor geen reinigingsmiddel gebruiken. De verlijmde delen gedurende 10 minuten niet
mechanisch belasten.
Droogtijd : zie onderstaande tabel.
Lijmen met Dytex®®
De lijmoppervlakken (buisuiteinde + binnenzijde mof) insmeren met Dytex®
verdunner tot ze week worden (vingernageltest).
Dytex®
lijm aanbrengen in de richting van de as en gedurende ca. 30 seconden laten opdrogen. Indien bij de test vóór het lij-
men is gebleken dat buis en fitting onvoldoende klemmen, kunnen 2 of 3 lagen Dytex®
lijm aangebracht worden. Vóór het aan-
brengen van deze extra lagen moet de vorige laag droog zijn. (minstens 30 seconden wachten).
Na het aanbrengen en drogen van de lijm, opnieuw Dytex®
verdunner aanbrengen op beide oppervlakken, zodat deze
opnieuw week worden, waarna de volgende laag lijm kan aangebracht worden. Buis en fitting in elkaar schuiven zonder te
draaien. Hierbij moet een duidelijke weerstand voelbaar zijn. Aan de rand van de fitting moet zich een uniforme lijmuitstulping
vormen. Dit lijmoverschot voorzichtig verwijderen.
Droogtijden
Omgevings- Buiten- Droogtijd terwijl Wachttijd Wachttijd voor het
temperatuur diameter mm richten nog mogelijk voor montage in werking stellen
boven 25°C tot 63 1/2 minuut 10 minuten per 1 bar : 1/4 uur
van 75 1 minuut 15 minuten per 1 bar :1/2 uur
van 10-25°C tot 63 1 minuut 20 minuten per 1 bar : 1/2 uur
van 75 2 minuten 30 minuten per 1 bar : 1 uur
onder 10°C tot 63 2.5 minuten 60 minuten per 1 bar : 1 uur
van 75 5 minuten 90 minuten per 1 bar : 2 uur
Bij spoedgevallen (reparatie) kunnen de tabelwaarden, met inachtname van een groter risico, verlaagd worden.
Bij perspassing op 1/4 de bovengenoemde waarden.
Bij 0-0.3 mm speling op 1/2 de bovengenoemde waarden.
Bij speling groter dan 0.3 mm gelden de tabelwaarden.
48
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Vereiste hoeveelheid Tangit®
lijm Vereiste hoeveelheid Dytex®
lijm, verdunner, reiniger in kg
en reiniger in kg voor 100 verlijmingen voor 100 verlijmingen
Diameter buis lijm reiniger lijm verdunner reiniger
16 0.35 0.10
20 0.3 0.15
25 0.4 0.20
32 0.5 0.35
40 0.7 0.45
50 0.9 0.60
63 1.3 0.75 1.1 1.1 0.75
75 1.8 0.80 1.5 1.5 0.80
90 2.4 0.90 2.1 2.2 0.90
110 3.3 1.20 2.9 3.5 1.20
125 3.8 1.40 3.4 4.4 1.40
140 4.8 1.80 4.5 6.1 1.80
160 6.8 2.80 7.2 10.0 2.60
180 7.9 3.90
200 9.1 5.30
225 11.5 7.40
250 12.8 8.20
Verlijming onder de 10°C is niet aan te raden vanwege de vertraging van de polymerisatiereactie bij lagere temperatuur.
Droogtijd : zie tabel op vorige bladzijde.
Algemene opmerkingen
- borstels of ander gereedschap kunnen gereinigd worden met ontvettingsmiddel of verdunner.
- na gebruik dienen lijm, ontvettingsmiddel en verdunner onmiddellijk terug afgesloten te worden om verdamping van de sol-
venten te vermijden.
- het inhaleren van de solventen is schadelijk en moet bijgevolg zoveel mogelijk vermeden worden. In overeenkomst met de
veiligheidsvoorschriften ter zake, moet steeds in geventileerde ruimtes gewerkt worden.
Aanbevolen afmetingen borstels
voor buis D borstel
6 - 16 mm ∅ 3 mm
20 - 25 mm ∅ 10 mm
32 - 63 mm ∅ 20 mm
75 - 250 mm 30 x 5 mm
tot 50 x 10 mm
of ∅ 30 tot 40 mm
Opmerking:
Veiligheidsinformatiebladen i.v.m. Tangit®
en Dytex®
(lijm en reiniger) zijn te verkrijgen op aanvraag..
1.3.3 Lassen
1.3.3.1 Inleiding
Lassen is de meest gebruikte verbindingstechniek voor HDPE, PP, PVDF en ECTFE leidingsystemen. Bij het lassen moet
rekening gehouden worden met 3 belangrijke parameters : temperatuur
tijd
druk
Voor de montage van drukleidingen zijn de meest gebruikte lastechnieken : stomplassen
moflassen
electromoflassen
Het principe van het lassen van kunststoffen berust op een samenspel van warmte en druk. De warmte is nodig om het mate-
riaal voldoende plastisch te maken, de druk om vervolgens de verwarmde lasvlakken in elkaar te laten vloeien.
49
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.3.3.2 Stomplassen
Stomplassen is de meest gebruikte lastechniek voor leidingen in PE, PP, PVDF en ECTFE. Het principe van deze lastechniek
berust op het verwarmen van buis en/of fittinguiteinde (die in dit geval dezelfde diameter hebben) op een vlak verhittingsele-
ment. Hierdoor worden de lasvlakken van buis en fitting plastisch en door de druk waarmee de vlakken tegen het verhittingse-
lement worden aangedrukt ontstaat een lasril. Na welbepaalde tijd worden de te lassen delen van het verwarmingselement
afgenomen en met de lasvlakken tegen elkaar gedrukt, waardoor tijdens de afkoeling de las ontstaat.
Een goed uitgevoerde las levert een lasfactor van 80 à 100% op. Om een hoge lasfaktor te bereiken zijn de volgende punten
doorslaggevend :
- zuiver passende en schone lasoppervlakken
- lastemperatuur
- opwarmdruk
- doorwarmtijd
- omschakeltijd
- lasdruk
- afkoeltijd
Instructies voor het stomplassen
- Installeer de lasmachine en monteer de buis-en fittingklemmen vóór de te lassen diameter.
- Stel de exacte lastemperatuur in aan de lasspiegel
- Klem de buis en/of fitting in de machine en lijn uit.
- Breng de frees van de machine tussen de te lassen uiteinden en frees gelijkmatig af onder een lichte druk.
- Verwijder de frees en controleer of beide uiteinden perfect op elkaar passen. Zoniet dient de freesprocedure herhaald te wor-
den tot de max. spleet tussen de delen 0.5 mm bedraagt.
- Reinig de lasspiegel met MEK of spiritus
- Controleer de temperatuur van de lasspiegel.
- Breng de spiegel tussen de lasuiteinden en druk de te lassen delen op de spiegel met de vereiste opwarmdruk.
- Als de hoogte van de lasril die vervolgens ontstaat aan de lasvlakken, overeenkomt met die opgegeven in tabel
“Lasapparatuur voor stomplassen van kunststoffen”, wordt de druk opgeheven, maar moeten de te lassen delen tegen de
lasspiegel blijven gedurende een bepaalde tijd.
- Na de doorverwarmtijd wordt de lasspiegel snel verwijderd en worden de lasvlakken tegen elkaar gedrukt. De aan te
brengen lasdrukkracht is gegeven in dezelfde tabel. Het opbouwen van de lasdruk moet geleidelijk aan gebeuren.
- Laat de las afkoelen.
- Verwijder de druk op de machine.
- Demonteer de gelaste delen.
- Ingeval buiten gewerkt wordt, moet de verhittingsspiegel van eventuele wind afgeschermd worden.
Schematische voorstelling van de lasstadia voor stomplassen
50
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Berekening van de specifieke lasdruk
In de meeste gevallen wordt de in te stellen lasdruk op de machine weergegeven in “bar” of “kp” (in tabelvorm). Om de speci-
fieke lasdruk te kunnen instellen dient men eerst de laskracht te berekenen volgens onderstaande formules.
Lasoppervlak A = (d
2
u - d
2
i) . π (mm2
) met : du = buitendiameter (mm)
4 di = binnendiameter (mm)
Laskracht F = p spez. . A (N)
9.81
Lasparameters voor stomplassen van kunststoffen
lasdruk (N/mm2
) lastemperatuur (°C)
PE 80 0.15 200 - 210
PP-H 0.10 195 - 205
PP-R
PVDF 0.13 225 - 235
ECTFE 0.08 - 0.09 275 - 285
Stomplassen HDPE
Wand Ril Doorwarmen Schakelen Druk Koelen
mm mm sec. sec. sec. min.
2.0 - 3.9 0.5 30 - 40 4 4 - 6 4 - 5
4.3 - 6.9 0.5 40 - 70 5 6 - 8 6 - 10
7.0 - 11.4 1.0 70 - 120 6 8 - 10 10 - 16
12.2 - 18.2 1.0 120 - 170 8 10 - 15 17 - 24
20.1 - 25.5 1.5 170 - 210 10 16 - 20 25 - 32
28.3 - 32.2 1.5 210 - 250 12 21 - 25 33 - 40
34.5 - 38.7 2.0 250 - 300 14 26 - 30 40 - 47
40.2 - 45.5 2.5 300 - 350 16 31 - 35 48 - 55
46.2 - 53.9 2.5 400 - 450 18 36 - 40 56 - 63
55.2 - 61.6 3.0 450 - 500 20 45 - 50 64 - 70
Stomplassen PP
Wand Ril Doorwarmen Schakelen Druk Koelen
mm mm sec. sec. sec. min.
2.0 - 3.9 0.5 30 - 65 4 4 - 6 4 - 6
4.3 - 6.9 0.5 65 - 115 5 6 - 8 6 - 12
7.0 - 11.4 1.0 115 - 180 6 8 - 10 12 - 20
12.2 - 18.2 1.0 180 - 290 8 10 - 15 20 - 30
20.1 - 25.5 1.5 290 - 330 10 16 - 20 30 - 40
28.3 - 32.2 1.5 330 - 440 12 21 - 25 40 - 50
34.7 - 40.2 2.0 440 - 490 14 26 - 35 50 - 60
41.0 - 50.0 2.5 490 - 550 16 36 - 45 60 - 70
51
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Stomplassen PVDF
Wand Ril Doorwarmen Schakelen Druk Koelen
mm mm sec. sec. sec. min.
2.4 - 3.5 0.5 40 - 70 4 3 - 6 4 - 6
3.5 - 5.5 0.5 70 - 90 5 4 - 8 6 - 8
5.5 - 10.0 1.0 90 - 120 6 6 - 10 8 -12
10.0 - 15.0 1.5 120 - 150 8 8 - 12 12 - 16
Stomplassen ECTFE
Wand Ril Doorwarmen Druk Koelen
mm mm sec. sec. min.
20 x 1.9 12 4 5 3
25 x 1.9 15 4 5 3
32 x 2.4 18 4 5 3
40 x 2.4 20 4 5 4
50 x 3.0 25 4 5 5
63 x 3.0 25 4 5 5
90 x 4.3 30 4 5 6
110 x 5.3 40 4 5 7
160 x 7.7 50 4 5 10
Het beoordelen van de lasril - Bron : DVS 2202, deel 1 en DVS 2206
52
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Schematische voorstelling van de lasstadia voor moflassen
1.3.3.3 Moflassen
Deze techniek wordt toegepast voor kleine diameters leidingen (tot 125 mm max.) in PE, PP en PVDF. Principieel bestaat
deze lasmethode erin om het buisuiteinde aan de buitenzijde en de fittingmof aan de binnenzijde met een verhittingselement
te verwarmen, waarna de plastisch geworden uiteinden in elkaar geschoven worden. Tot D 40 mm kan het moflassen
manueel gebeuren. Voor diameters groter dan D40 mm is een machine vereist die toelaat de buizen en fittings in te klemmen.
Instructies voor het moflassen
- Plaats de lasmof en -doorn van de te lassen diameter op het verhittingselement.
- Reinig de lasmof en -doorn met MEK of spiritus op een pluisvrij, niet abrasief en niet gekleurd papier.
- Regel de thermostaat op de correcte temperatuur.
- Schuin de haaks afgesneden buizen af volgens bijgaande tabel.
- Indien geen afstandhouder voorzien is op het lasapparaat, teken dan de mofdiepte af op de buis. Bij manueel lassen is een
horizontale markering op buis of fitting noodzakelijk, daar deze bij het in elkaar brengen niet t.o.v. elkaar mogen gedraaid
worden.
- Buis en fitting reinigen met MEK of spiritus op een pluisvrij, niet abrasief en niet gekleurd papier.
- Controleer de temperatuur van lasmof en -doorn
- Breng gelijktijdig de buis in de lasmof en de fitting over de lasdoorn, rekening houdend met de gemarkeerde lasdiepte.
Respecteer de opwarmtijd aangegeven in de tabel.
- Verwijder buis en fitting uit de verhittingselementen en schuif deze zonder ze te draaien in elkaar tot de gemarkeerde las-
diepte of tot de door de afstandhouder geregelde lasdiepte. Respecteer de aangegeven omsteltijden.
- Laat de las afkoelen aan de lucht, gedurende de in de tabel aangegeven koeltijden.
- Koel nooit af met water of een andere koelvloeistof.
D 16 20 25 32 40 50 63 75 90 110
Sm 2 3
L 13 15 16 18 20 23 26 30 34 40
53
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Moflassen HDPE en PP PN 10
Buisdiameter wanddikte opwarmtijd afkoeltijd
mm mm sec. min.
16 2.0 5 2
20 2.0 5 2
25 2.3 7 2
32 3.0 8 4
40 3.7 12 4
50 4.6 18 4
60 5.8 24 6
75 6.9 30 6
90 8.2 40 6
110 10.0 50 8
125 11.4 50 8
Omschakeltijd 16 t/m 25 : 4 sec.
32 t/m 50 : 6 sec.
63 t/m 90 : 8 sec.
110 t/m 125 : 10 sec.
Moflassen hard PE en PP PN 6
Buisdiameter wanddikte opwarmtijd afkoeltijd
mm mm sec. min.
75 4.3 15 6
90 5.1 22 6
110 6.3 30 8
125 7.1 30 8
Omschakeltijd 16 t/m 25 : 4 sec.
32 t/m 50 : 6 sec.
63 t/m 90 : 8 sec.
110 t/m 125 : 10 sec.
Bron : DVS 2207, deel 1
Lastemperatuur
Kunststof Temperatuur
HDPE 250 - 270°C
PP 250 - 270°C
Bron : DVS 2207, deel 11
54
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Moflassen PVDF
Buisdiameter wanddikte opwarmtijd afkoeltijd
mm mm sec.
16 1.5 3 3
20 1.9 3 3
25 1.9 4 3
32 2.4 5 3
40 2.4 6 4
50 2.9 8 5
63 3.0 10 6
75 3.6 12 6
90 4.3 15 8
110 5.3 20 10
Omschakeltijd 16 t/m 25 : 4 sec.
32 t/m 50 : 6 sec.
63 t/m 90 : 8 sec.
110 t/m 125 : 10 sec.
Bron : Agru
Lastemperatuur
Materiaal Temperatuur
PVDF 260 - 270°C
Bron : DVS 2207, deel 15
Het beoordelen van de las
Bron DVS 2202, deel 1
55
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.3.3.4 Electromoflassen
Inleiding
Bij het electromoflassen worden buis en fitting door middel van weerstandsdraden opgewarmd en gelast. De weerstands-
draden zijn in een lasmof ingegoten. De energievoorziening gebeurt via een lastransformator, waardoor buis en fitting plas-
tisch worden en samenvloeien. Na afkoeling is het lasproces voltooid.
Polyethyleen (HDPE)
Enkel gelijkaardige materialen kunnen met elkaar op deze manier gelast worden. Het smeltbereik van de HDPE-electromoffen
ligt tussen 0.7 en 1.3 gram/10 minuten. Deze moffen kan men gebruiken voor buizen en fittingen met een smeltbereik tussen
0.4 en 1.3 gram/10 minuten.
Lasparameters
Buiten Lastijd (sec) bij temperatuur van Min.
diameter 0°C 10°C 20°C 30°C 40°C afkoeltijd
(mm) min. max. min. max. min. max. min. max. min. max. (min.)
20 17 26 17 26 17 26 17 26 17 26 10
25 17 26 17 26 17 26 17 26 17 26 10
32 17 37 17 35 17 33 17 31 17 29 10
40 29 51 28 49 26 45 25 44 23 42 15
50 42 69 41 67 39 65 38 62 36 60 15
63 75 120 71 113 66 106 62 100 58 94 20
90 134 206 125 193 117 181 110 171 103 160 20
110 179 270 168 254 159 240 150 227 141 215 30
125 218 329 206 311 194 295 184 280 175 266 30
160 278 423 264 401 250 381 238 363 227 346 30
180 314 478 298 455 283 433 270 412 257 394 30
200 364 547 346 521 329 496 314 474 300 453 30
225 390 588 371 560 353 534 337 510 322 488 30
Voorbereiding
Opruwen met een buisschraper en reinigen (aceton, kunststofreiniger Tangit) van het lasoppervlak op buis en/of fitting. De bin-
nenzijde van de electromof mag niet bewerkt worden. Het is aan te raden de lasmoffen in te klemmen.
De lastijd is afhankelijk van volgende factoren : de weerstand van de wikkeling, de netspanning en de omgevingstemperatuur.
Zolang deze gegevens binnen de toleranties van het geautomatiseerde lasprotocol vallen, zal de lasprocedure volledig
uitgevoerd worden. Voor het lassen met electromoffen kan men gebruik maken van een volautomatisch lastoestel. Door mid-
del van een leesstift kan men een barcode lezen die ook aanwezig is op de lasmof. Deze barcode bevat alle nodige las-
gegevens en toelaatbare toleranties voor dat type lasmof.
Polypropyleen (PP)
Het smeltbereik van PP-R electromoffen ligt tussen 0.2 en 0.4 g/10 min. Deze moffen kan men gebruiken voor buizen en
fittingen met een smeltbereik tussen 0.2 en 0.8 g/10 min.
Lasparameters
Buitendiameter Lastijd Afkoeltijd
(mm) (sec) (min.)
20 23 - 25 10
25 23 - 25 10
32 28 - 32 10
40 35 - 40 15
50 47 - 55 15
63 70 - 75 15
75 92 - 99 20
90 108 - 118 20
110 145 - 155 30
De aangegeven richtwaarden zijn geldig bij omgevingstemperaturen van 5 tot 30°C. Lassen bij temperaturen die hierbuiten vallen, is niet aan te raden.
56
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.3.4 Demonteerbare verbindingen
1.3.4.1 Schroefdraadverbindingen
De schroefdraadaansluitingen worden praktisch uitsluitend toegepast in PVC,. PE, PP en PVDF. Draadaansluitingen zijn
slechts toepasbaar wanneer geen te sterke temperatuursschommelingen optreden en de leiding niet te sterk mechanisch
belast wordt (een goede ondersteuning is dus in ieder geval vereist). PE, PP, en PVDF zijn immers veel zachtere materialen
dan PVC, zodat beschadiging van de schroefdraad zou kunnen optreden.
De FIP PVC schroefdraadkoppelingen hebben een parallelle schroefdraad volgens BS norm. De afdichting op de schroef-
draad kan worden verzekerd door gebruik van PTFE afdichtingslint.
Richtlijnen voor montage
Het onderdeel met uitwendige schroefdraad, wordt omwikkeld met Teflon band. Het Teflon lint dient bij voorkeur in
tegengestelde richting van de spoel aangebracht te worden. De PTFE band werkt zelfsmerend en afdichtend. Het gebruik van
andere dichtingsmaterialen zoals gebruikt in metalen leidingen is af te raden.
Beide delen moeten volledig in elkaar kunnen geschroefd worden zonder overdreven weerstand. Indien het aanschroeven te
los of te moeilijk gaat, dient meer of minder PTFE tape aangebracht te worden.
Bij gebruik van sleutels voor het aanschroeven, dient er op gelet te worden dat deze de koppelingen niet kunnen beschadigen.
Bescherm eventueel de koppeling door een doek tussen sleutel en koppelingen aan te brengen.
1.3.4.2 Driedelige koppelingen
Driedelige koppelingen zijn beschikbaar in PVC met lijm of draadaansluiting. Driedelige koppelingen voor moflasaansluiting
zijn leverbaar in PP en in PVDF.
In PP, PE en PVDF zijn bovendien driedelige koppelingen beschikbaar die zowel voor stomplas als moflasmontage geschikt
zijn.
Het belangrijkste voordeel van driedelige koppelingen is dat ze, net als de flensaansluiting, een radiale demontage van
leidingonderdelen toelaten. De driedelige koppeling bevat echter geen metalen delen, wat een bijkomend pluspunt betekent.
57
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.3.4.3 Snelkoppelingen
Snelkoppelingen laten toe alle types kunstofbuizen en zelfs metalen buizen te koppelen. De afdichting wordt verzekerd door
een O-ring.
De mechanische koppeling met de buis wordt verzekerd dankzij de polyacetaal klemring. Voor zachte materialen zoals PE en
PP volstaat de polyacetaal ring. Voor hardere materialen zoals PVC, PVC-C, ABS, ijzer, roestvrij staal, gegalvaniseerd ijzer,
koper, worden polyacetaalringen geleverd met een ingebedde verzinkte stalen rand. De gepatenteerde FIP klemring laat toe,
zowel buizen met een maximale tolerantie als geovaliseerde buizen te koppelen.
1.3.4.4 Mechanische koppelingen
Voor het verbinden van kunststofbuizen zijn eveneens mechanische aansluitkoppelingen beschikbaar. De koppelingen
bestaan uit een metalen huis met een inwendige rubbermanchet. Het klemmen van koppelingen gebeurt d.m.v. bouten.
De belangrijkste voordelen van dit systeem zijn de snelheid en de eenvoud van het systeem. De koppelingen kunnen zowel
ondergronds als bovengronds toegepast worden.
1.3.4.5 Flensverbindingen
Algemeen
Wanneer leidingsonderdelen met flenzen verbonden worden, dient men rekening te houden met volgende zaken :
Uitlijnen van de flenzen en dichtingen
Alvorens men de bouten voorspant, moeten de dichtingen en kragen vlakparallel t.o.v. elkaar gemonteerd zijn. Dit om achteraf
een schuin aanspannen van de flenzen (met bijbehorende extra belasting) te vermijden.
58
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Aandraaien van de bouten
De lengte van de bouten is zo te kiezen dat de schroefdraad eindigt ter hoogte van de moer (indien mogelijk). Zowel bij de
bout als bij de moer is het gebruik van rondellen aangeraden. Men moet er tevens op toezien dat de bouten aangedraaid wor-
den met een momentsleutel (zie tabellen voor de draaimomenten).
Om het losdraaien van de boutverbindingen na langere tijd te vergemakkelijken, is het aan te raden de draad in te smeren (vb.
MoS2). Men dient hierbij rekening te houden met de chemische bestendigheid van de gebruikte dichtingen.
In een PVC leidingsysteem kan men een flensverbinding realiseren door combinatie van twee gevulde vlakke kragen (type
QRV) of door combinatie van een gevulde vlakke kraag en een kraag met groef (type QGV). In beide gevallen worden deze
kragen samengehouden door middel van PVC flenzen (type ODV) of PVC-GFK flenzen met stalen kern. Bij beide vlakke kra-
gen maakt men gebruik van vlakke dichtingen in EPDM of FPM. Bij de combinatie van een vlakke gevulde kraag en een kraag
met groef, maakt men gebruik van een O-ring. In extreme gevallen zijn PTFE enveloppe dichtingen aangewezen.
HDPE, PP en PVDF moflaskragen en stomplaskragen worden bij voorkeur gemonteerd met glasvezelversterkte PP flenzen
met stalen kern. Deze flenzen zijn zwart in de massa gekleurd, waardoor ze UV-bestendig zijn.
Draaimomenten
Volgende tabellen geven de dimensies en draaimomenten bij verschillende overschuifflenzen. Bij het testen (proefdruk : 1.5 x
nominale druk bij 20°C) gaan deze draaimomenten een perfecte afdichting verzekeren, zowel bij vlakke dichtingen als bij
dichtingen. Het aandraaien van de bouten boven de in deze tabellen opgegeven waarden, kan schadelijk zijn voor de
dichtingen, kragen of flenzen. Het aandraaien van de flensbouten gebeurt bij voorkeur kruisgewijs, in de volgorde zoals in
onderstaande figuur.
59
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Draaimoment en dimensies voor PVC-overschuifflenzen
Draaimoment
DN d PN E d1 a Sp bouten g Nm
15 20 10 96 28 65 11 M12 x 70 60 ≤ 8 ≤ 10
20 25 10 107 34 75 12 M12 x 70 85 ≤ 8 ≤ 10
25 32 10 117 42 85 14 M12 x 70 120 8 10
32 40 10 143 51 100 15 M16 x 85 190 8 13
40 50 10 153 62 110 16 M16 x 85 225 8 13
50 63 10 168 78 125 18 M16 x 95 280 10 15
65 75 10 188 92 145 19 M16 x 95 390 10 17
80 90 10 203 109 160 20 M16 x 105 460 10 18
100 110 10 222 132 180 22 M16 x 105 515 10 20
110 125 10 230 149 190 24 M16 x 115 530 12 25
125 140 10 251 166 210 26 M16 x 120 715 15 30
150 160 10 290 189 240 29 M20 x 135 915 20 45
200 200 10 340 235 295 30 M20 x 140 1210 38 50
200 225 10 340 252 295 30 M20 x 140 1090 38 60
250 250 10 396 278 350 34 M20 x 150 1790 - 70
250 280 10 396 309 350 35 M20 x 160 1880 - -
300 315 10 465 349 400 40 M20 x 180 3050 - -
350* 355 4 505 386 460 32 M20 x 180 3600 - -
400* 400 4 565 434 515 33 M22 x 180 4500 - -
450* 450 4 615 489 565 32 M22 x 160 4400 - -
500* 500 4 650 540 600 31 M20 x 160 4200 - -
Bij gebruik Bij gebruik
van O-ring van vlakke dichting
Opmerking :
Indien ODV met een metalen tegenflens
draaimoment = Nm x 1/2
60
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Losse flenzen met stalen kern in PP
volgens DIN 16.962/16.963
Schroeven* PN 10/ISO S-5/SDR 11
da DN D±2
k±1
Nm3)
d2
±1
aantal draad 1)
d6
±1.5
2)
d6
±1.5
b±1
gewicht
mm mm mm mm mm mm mm mm kg/st
20 15 96 65 15 14 4 M12 28 - 12 0.25
25 20 106 75 15 14 4 M12 34 - 12 0.31
32 25 116 85 15 14 4 M12 42 - 16 0.42
40 32 141 100 25 18 4 M16 51 - 16 0.66
50 40 151 110 35 18 4 M16 62 - 18 0.70
63 50 166 125 35 18 4 M16 78 - 18 0.79
75 65 187 145 40 18 4 M16 92 - 18 1.15
90 80 202 160 40 18 8 M16 108 - 20 1.24
90 80 222 160 40 18 8 M16 - 110 20 1.20
110 100 222 180 40 18 8 M16 128 - 20 1.36
110 100 220 180 40 18 8 M16 - 133 20 1.54
125 100 220 180 45 18 8 M16 135 - 20 1.30
125 100 222 180 45 18 8 M16 - 149 20 1.32
140 125 250 210 50 18 8 M16 158 - 24 2.07
140 125 250 210 50 18 8 M16 - 167 24 1.80
160 150 287 240 60 22 8 M20 178 - 24 2.48
160 150 285 240 60 22 8 M20 - 190 24 2.67
180 150 287 240 60 22 8 M20 188 - 24 2.46
200 200 341 295 70 22 8 M20 235 - 24 3.27
225 200 341 295 70 22 8 M20 238 - 24 2.82
225 200 340 295 70 22 8 M20 - 250 24 3.08
250 250 409 350 100 22 12 M20 288 - 30 6.07
280 250 409 350 100 22 12 M20 294 - 30 5.75
315 300 463 400 110 22 12 M20 338 - 34 9.96
355 350 515 460 160 22 16 M20 376 - 42 14.65
400 400 574 515 170 26 16 M24 430 - 46 17.63
1)
voor voorlaskragen uit PE 80, PP
2)
voor kraagbussen uit PE 80, PP
volgens DIN 125
3)
draaimoment
61
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Losse flenzen met stalen kern in PP
volgens ANSI
Schroeven* PN 10/ISO S-5/SDR 11
da da D±2
k±1
k d6
±1.5
d2
±1
d2 aantal b±1
Nm1)
gewicht
mm inch mm mm inch mm mm inch mm kg/st
20 1/2” 95 60.4 2 3/8” 28 16 5/8” 4 12 15 0.22
25 3/4” 102 69.7 2 3/4” 34 16 5/8” 4 12 15 0.28
32 1” 114 79.2 3 1/8” 42 16 5/8” 4 16 15 0.45
40 1 1/4” 130 88.7 3 1/2” 51 16 5/8” 4 16 25 0.54
50 1 1/2” 133 98.3 3 7/8” 62 16 5/8” 4 18 35 0.60
63 2” 162 120.0 4 3/4” 78 20 3/4” 4 18 35 0.88
75 2 1/2” 178 139.7 5 1/2” 92 20 3/4” 4 18 40 1.10
90 3” 194 152.4 6” 108 20 3/4” 4 18 40 1.22
110 4” 229 190.6 7 1/2” 128 20 3/4” 8 18 40 1.85
160 6” 283 241.2 9 1/2” 178 22 7/8” 8 24 60 2.30
200 8” 345 298.2 11 3/4” 236 22 7/8” 8 24 70 3.59
250 10” 412 360.9 14 1/4” 288 25 1” 12 27 100 5.74
315 12” 487 431.2 17” 338 25 1” 12 32 110 12.16
volgens DIN 125
1) draaimoment
Losse flens uit plaat gedraaid, volgens DIN norm
schroeven* PN 3.2/ISO S-16/SDR 33
da D k d6
±1.0
b±1.0
d2
±0.2
aantal draad Nm1)
gewicht
mm mm mm mm mm mm kg/st
450 670 620 517 38 27 20 M24 190 8.7
500 670 620 533 40 27 20 M24 240 9.6
560 780 725 618 40 30 20 M27 280 12.1
630 780 725 645 40 30 24 M27 330 11.2
710 895 840 740 45 30 24 M27 385 18.1
800 1015 950 843 45 33 24 M30 445 24.0
900 1115 1050 947 50 33 28 M30 510 29.6
1000 1230 1160 1050 50 36 28 M33 570 35.3
62
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
63
1 4 MANUELE AFSLUITERS
1.4.1 Algemeen
Dit hoofdstuk behandelt enkel de handbediende afsluiters. Gemotoriseerde of gestuurde afsluiters worden behandeld in een
volgend hoofdstuk. We bespreken achtereenvolgens : : - kogelafsluiters
- membraanafsluiters
- vrijstroomafsluiters (schuine zitting)
- vlinderkleppen
- terugslagkleppen
- diversen
Voor een gedetailleerde, technische beschrijving van de bovenstaande afsluiters, verwijzen wij naar onze catalogus
INDUSTRIE.
1.4.2 Gebruik van de manuele afsluiters
Kogelafsluiters
De kogelkraan is eerder bedoeld als een “open/dicht”-kraan, en is minder geschikt voor debietcontrole. In “volledig-open” -
stand heeft een kogelkraan een zelfde opening als de buisdiameter, zodat het wrijvingsverlies in vergelijking met andere kra-
nen gering is. De stand van de kogelkraan wordt duidelijk aangetoond door de hendel. D.m.v. driedelige koppelingen is de
montage en demontage van kogelkranen vrij éénvoudig.
Het VK type is voorzien van een demonteerbaar slot, met schroefdraad, zodat de leiding zonder risico gedemonteerd kan wor-
den in de uitstroomrichting wanneer de kraan gesloten is. De kogelafdichting is bovendien bijregelbaar. Een kogelkraan is in
beide stromingsrichtingen bruikbaar. Een kogelkraan kan praktisch overal toegpast worden, uitgezonderd in die gevallen waar
zich vaste, onopgeloste deeltjes in de vloeistof bevinden (sterke kans op kristallisatie). In dit geval zal men een membraanaf-
sluiter aanwenden.
Alle manuele afsluiters moeten steeds ondersteund of opgehangen worden d.m.v. ankers of kraanhouders. De ondersteuning
moet het eigen gewicht van de kraan, maar ook eventuele extra belastingen onder werkcondities kunnen opvangen. Hiervoor
kan men de VKSV kogelkraanhouders (∅16 - ∅63) aanwenden. Bij grotere diameters zijn deze kraanhouders reeds geïnte-
greerd in de kraan (∅75 − ∅110). Bij gebruik van een kogelkraanhouder, fixeert men de kogelkraan als een vast punt in het
leidingsysteem. Men moet de nodige voorzorgen nemen om extra belasting op de kraan, te wijten aan thermische uitzetting,
te vermijden. Aangeraden wordt :
- de kraan aan beide zijden te ondersteunen.
- te controleren dat de kraan in lijn is met de leiding.
- er voor te zorgen dat er voldoende ruimte is voor krimp en uitzetting van de leiding vanaf de kraan.
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
64
Membraanafsluiters
Door hun voordelige regelkarakteristiek zijn membraankranen uitstekend geschikt voor de realisatie van een debietcontrole.
Bovendien zijn ze geschikt om onzuivere fluïda (verzadigde oplossingen, zouten, vloeistoffen met vaste onzuiverheden) per-
fect af te dichten. De elasticiteit van het membraan zorgt ervoor dat onzuiverheden die op de zitting achterblijven, deze niet
beschadigen. De debietregeling kan gecontroleerd worden aan de hand van een standaanduiding (niveau-indicators). Het
werkingsprincipe van een membraankraan garandeert een minimaal wrijvingsverlies. Doch dit wrijvingsverlies is in ieder geval
steeds hoger dan bij kogelkranen of kranen met een schuine zitting. Het membraan kan geleverd worden in EPDM, FPM of
PTFE.
De membraanafsluiter kan in elke stand in de leiding geïnstalleerd worden. De membraanafsluiter kan bevestigd worden
d.m.v. flenzen. Dankzij 2 bevestigingsschroefbussen die zich onderaan het lichaam bevinden, kan de membraankraan beves-
tigd worden op panelen of op gelijk welke steun. Bij het vertikaal installeren van de afsluiter moet worden voorkomen, bij
verlijming, dat de lijm in het huis loopt, daar anders ernstige schade wordt aangericht aan de zitting en het membraan.
Vrijstroomafsluiters
Evenals een membraankraan, laat de vrijstroomafsluiter een debietcontrole toe, maar met een lager drukverlies.
Een vrijstroomafsluiter geeft alleen een perfecte afdichting met zuivere vloeistoffen. Het gebruik van een filter in lijn met de
afsluiter is dus steeds aan te bevelen.
Een vrijstroomafsluiter mag in elke positie geïnstalleerd worden. De vrijstroomafsluiter dient steeds geplaatst te worden met
de pijl in de stroomrichting.
Bij het tot stand brengen van een vertikale lijmverbinding moet voorkomen worden dat er lijm in de afsluiter loopt, daar anders
de zitting en de O-ring onherstelbaar beschadigd worden en de afsluiter niet meer kan functioneren.
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Vlinderkleppen
Vlinderkleppen hebben vooral een “open/toe” functie, vooral voor leidingen met grotere diameters. Vlinderkleppen zijn geschikt
voor toepassingen in eender welke positie, onafhankelijk van de vloeistofstroomkarakteristiek.
Een vlinderklep wordt tussen 2 flenzen geïnstalleerd. Men installeert de vlinderklep het beste in gesloten toestand en men
dient er zeker van te zijn dat de vlinderklep volledig in lijn staat met de beide flenzen, om lekken te vermijden.
Een vlinderklep kan in elke positie geïnstalleerd worden.
Terugslagkleppen
Om te vermijden dat een fluïdum in omgekeerde richting gaat stromen, plaatsen we een terugslagklep. De terugslagklep
werkt door middel van de zwaartekracht. Het tegengewicht is zodanig ontworpen dat het een minimum stromingsweerstand
oplevert, maar ook een perfekte afdichting bij de minste tegendruk verzekert. De terugslagklep kan zowel horizontaal als
vertikaal geplaatst worden, zolang het stempelhuis steeds naar boven gericht is (omwille van het principe van de
zwaartekracht).
Er zijn 3 types: - terugslagklep met schuine zitting
- kogelterugslagklep zonder veer
- kogelterugslagklep met veer
65
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Voetkleppen
Bij het opzuigen van vloeistoffen uit reservoirs.
De voetklep zorgt ervoor dat de leidingen en pompen gevuld blijven met de opgezogen vloeistof.
H = minimum bodemdiepte > 0.5 DN
H1 = minimum statische druk > Vs2
+ 0.1 m
2g
Vs = snelheid in de aanzuigleiding
DN = binnendiameter aanzuigleiding
Vuilvangers
Als beveiliging voor pompen, kranen met schuine zitting, automatische ventielen en terugslagkleppen is een vuilvanger
aangewezen. De concentratie aan vaste deeltjes mag niet te hoog zijn. De vuilvangers kunnen geleverd worden met PVC,
PP of INOX zeefjes met verschillende maaswijdtes.
Een vuilvanger kan in elke stand in de leiding ingebouwd worden, met de pijl in de stroomrichting en het zeefgedeelte naar
beneden gericht.
De vuilvangers zijn ook in transparante uitvoering verkrijgbaar. Deze zijn echter wel onderworpen aan enkele beperkingen:
- invallend licht bevordert de groei van micro-organismen
- zonnestraling versnelt het verouderingsproces van de PVC
- extra bescherming tegen mechanische trillingen is vereist, zeker in de nabijheid van pompen.
66
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.5 AUTOMATISATIE
1.5.1 Algemeen
In dit hoofdstuk gaan we in op de mogelijkheden met gemotoriseerde of gestuurde kunststofafsluiters. De geautomatiseerde
afsluiters worden ingedeeld aan de hand van het besturingstype. Zo wordt er een onderscheid gemaakt tussen :
- elektrisch gestuurde afsluiters
- pneumatisch gestuurde afsluiters
- elektromagnetisch gestuurde ventielen
Voor een gedetailleerde technische beschrijving van de verschillende gemotoriseerde afsluiters, verwijzen we naar onze cata-
logus INDUSTRIE. Hierna volgen enkele algemene principes.
1.5.2 Elektrisch gestuurde afsluiters
- Het werkingsprincipe van een elektrisch gestuurde afsluiter berust op de bekrachtiging van een spoel in de motor, met een
standverandering van de afsluiter als gevolg.
- Elektrisch gestuurde afsluiters hebben meestal een langere levensduur dan pneumatisch gestuurde afsluiters. Zij behoeven
eveneens geen compressor.
- Elektrisch gestuurde afsluiters creëren minder vlug drukgolven (waterslag) bij het openen of sluiten, dan pneumatisch ge-
stuurde afsluiters.
- Elektrisch gestuurde afsluiters zijn minder gemakkelijk te sturen wat betreft debietscontrole en dosering.
- De elektrische motors worden gekenmerkt door een IP-factor (zie later).
- Een elektrisch gestuurde afsluiter bestaat meestal uit volgende onderdelen: - huis van de afsluiter
- opbouwstuk (tussen motor en afsluiter)
- elektrische motor
67
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
1.5.3 Pneumatsich gestuurde afsluiters
- Een pneumatische afsluiter wordt gestuurd via een inert fluïdum. De afsluiter is standaard gesloten (of geopend) en wordt
geopend (of gesloten) met een stuurfluïdum. Het aanwezige stuurmembraan dient om de sturing van de perslucht te
controleren. Directe sturing van de perslucht kan gebeuren voor een opgebouwd pilootventiel.
- Pneumatisch gestuurde afsluiters zijn zeer betrouwbaar voor debietscontrole en dosering en zijn uitermate geschikt voor het
gebruik van vervuilde vloeistoffen.
- Een pneumatische motor is beschikbaar in volgende uitvoeringen : - normaal gesloten (veer gesloten)
- normaal open (veer geopend)
- dubbelwerkend
- Een pneumatisch gestuurde afsluiter bestaat meestal uit volgende onderdelen : - lichaam (huis) van de afsluiter
- opbouwstuk
- pneumatische motor
1.5.4 Elektromagnetisch gestuurde ventielen
Het werkingsprincipe van deze ventielen berust op de elektromagneet die het ventiel stuurt. Deze bestaat uit een magneetkern
die verbonden is met het afsluitonderdeel (membraan, balg, klapanker,...) van het ventiel. Door het magnetiseren van de mag-
neetspoel (bij stroomdoorgang) wordt de magneetkern in de magneetspoel getrokken, waardoor het ventiel zich opent. Sluiten
van het ventiel gebeurt d.m.v. een sluitveer die het ventiel weer afdicht bij uitschakelen van de elektromagneet.
68
1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
Hfd01 kunststof+drukleidingen+voor+vloeistoftransport
Hfd01 kunststof+drukleidingen+voor+vloeistoftransport
Hfd01 kunststof+drukleidingen+voor+vloeistoftransport
Hfd01 kunststof+drukleidingen+voor+vloeistoftransport
Hfd01 kunststof+drukleidingen+voor+vloeistoftransport
Hfd01 kunststof+drukleidingen+voor+vloeistoftransport
Hfd01 kunststof+drukleidingen+voor+vloeistoftransport
Hfd01 kunststof+drukleidingen+voor+vloeistoftransport

More Related Content

What's hot

Megújuló Energiaforrások
Megújuló  EnergiaforrásokMegújuló  Energiaforrások
Megújuló EnergiaforrásokPasaréti Gimi
 
Trópusi esőerdők 
Trópusi esőerdők Trópusi esőerdők 
Trópusi esőerdők Kisgabor
 
Serviços de Convergência.pdf
Serviços de Convergência.pdfServiços de Convergência.pdf
Serviços de Convergência.pdfOs Fantasmas !
 
Fibra optica
Fibra opticaFibra optica
Fibra opticaasmendes
 
Distribuidores telefônicos (dg’s)
Distribuidores telefônicos (dg’s)Distribuidores telefônicos (dg’s)
Distribuidores telefônicos (dg’s)Marcio
 
Multimédia. O que é?
Multimédia. O que é?Multimédia. O que é?
Multimédia. O que é?flwring
 
Seguranca da Informação - VPN
Seguranca da Informação - VPNSeguranca da Informação - VPN
Seguranca da Informação - VPNLuiz Arthur
 

What's hot (7)

Megújuló Energiaforrások
Megújuló  EnergiaforrásokMegújuló  Energiaforrások
Megújuló Energiaforrások
 
Trópusi esőerdők 
Trópusi esőerdők Trópusi esőerdők 
Trópusi esőerdők 
 
Serviços de Convergência.pdf
Serviços de Convergência.pdfServiços de Convergência.pdf
Serviços de Convergência.pdf
 
Fibra optica
Fibra opticaFibra optica
Fibra optica
 
Distribuidores telefônicos (dg’s)
Distribuidores telefônicos (dg’s)Distribuidores telefônicos (dg’s)
Distribuidores telefônicos (dg’s)
 
Multimédia. O que é?
Multimédia. O que é?Multimédia. O que é?
Multimédia. O que é?
 
Seguranca da Informação - VPN
Seguranca da Informação - VPNSeguranca da Informação - VPN
Seguranca da Informação - VPN
 

More from Menno Schaafsma

Lindegas rvs promotie eqin juni 2018
Lindegas rvs promotie eqin juni 2018Lindegas rvs promotie eqin juni 2018
Lindegas rvs promotie eqin juni 2018Menno Schaafsma
 
Bohler voestalpine rvs promotie eqin juni 2018
Bohler voestalpine rvs promotie eqin juni 2018Bohler voestalpine rvs promotie eqin juni 2018
Bohler voestalpine rvs promotie eqin juni 2018Menno Schaafsma
 
Welding+solutions+for+the+chemical+industry+(en)
Welding+solutions+for+the+chemical+industry+(en)Welding+solutions+for+the+chemical+industry+(en)
Welding+solutions+for+the+chemical+industry+(en)Menno Schaafsma
 
Besluit wob-verzoek-pijpleiding-twente-3-november-2015
Besluit wob-verzoek-pijpleiding-twente-3-november-2015Besluit wob-verzoek-pijpleiding-twente-3-november-2015
Besluit wob-verzoek-pijpleiding-twente-3-november-2015Menno Schaafsma
 
Lgw lezing-kruip-2mrt2017-door-mc-knowhow-2
Lgw lezing-kruip-2mrt2017-door-mc-knowhow-2Lgw lezing-kruip-2mrt2017-door-mc-knowhow-2
Lgw lezing-kruip-2mrt2017-door-mc-knowhow-2Menno Schaafsma
 
Lgw lezing-18-1-2018-lijmen
Lgw lezing-18-1-2018-lijmenLgw lezing-18-1-2018-lijmen
Lgw lezing-18-1-2018-lijmenMenno Schaafsma
 
Wet en-regelgeving (atag)
Wet en-regelgeving (atag)Wet en-regelgeving (atag)
Wet en-regelgeving (atag)Menno Schaafsma
 
Corrosie (rev 7 a, 2011)hu ik2 lesboek 89 pag.
Corrosie (rev 7 a, 2011)hu ik2 lesboek    89 pag.Corrosie (rev 7 a, 2011)hu ik2 lesboek    89 pag.
Corrosie (rev 7 a, 2011)hu ik2 lesboek 89 pag.Menno Schaafsma
 
Phased array voor onderzoek aan pe electrolassen
Phased array voor onderzoek aan pe electrolassenPhased array voor onderzoek aan pe electrolassen
Phased array voor onderzoek aan pe electrolassenMenno Schaafsma
 

More from Menno Schaafsma (13)

Corrosie grassroots
Corrosie grassrootsCorrosie grassroots
Corrosie grassroots
 
Dryer handbook
Dryer handbookDryer handbook
Dryer handbook
 
Lindegas rvs promotie eqin juni 2018
Lindegas rvs promotie eqin juni 2018Lindegas rvs promotie eqin juni 2018
Lindegas rvs promotie eqin juni 2018
 
Bohler voestalpine rvs promotie eqin juni 2018
Bohler voestalpine rvs promotie eqin juni 2018Bohler voestalpine rvs promotie eqin juni 2018
Bohler voestalpine rvs promotie eqin juni 2018
 
Vacuumsystemen
VacuumsystemenVacuumsystemen
Vacuumsystemen
 
Welding+solutions+for+the+chemical+industry+(en)
Welding+solutions+for+the+chemical+industry+(en)Welding+solutions+for+the+chemical+industry+(en)
Welding+solutions+for+the+chemical+industry+(en)
 
Besluit wob-verzoek-pijpleiding-twente-3-november-2015
Besluit wob-verzoek-pijpleiding-twente-3-november-2015Besluit wob-verzoek-pijpleiding-twente-3-november-2015
Besluit wob-verzoek-pijpleiding-twente-3-november-2015
 
Lgw lezing-kruip-2mrt2017-door-mc-knowhow-2
Lgw lezing-kruip-2mrt2017-door-mc-knowhow-2Lgw lezing-kruip-2mrt2017-door-mc-knowhow-2
Lgw lezing-kruip-2mrt2017-door-mc-knowhow-2
 
Lgw lezing-18-1-2018-lijmen
Lgw lezing-18-1-2018-lijmenLgw lezing-18-1-2018-lijmen
Lgw lezing-18-1-2018-lijmen
 
Wet en-regelgeving (atag)
Wet en-regelgeving (atag)Wet en-regelgeving (atag)
Wet en-regelgeving (atag)
 
Argi gas (vincotte)
Argi gas   (vincotte)Argi gas   (vincotte)
Argi gas (vincotte)
 
Corrosie (rev 7 a, 2011)hu ik2 lesboek 89 pag.
Corrosie (rev 7 a, 2011)hu ik2 lesboek    89 pag.Corrosie (rev 7 a, 2011)hu ik2 lesboek    89 pag.
Corrosie (rev 7 a, 2011)hu ik2 lesboek 89 pag.
 
Phased array voor onderzoek aan pe electrolassen
Phased array voor onderzoek aan pe electrolassenPhased array voor onderzoek aan pe electrolassen
Phased array voor onderzoek aan pe electrolassen
 

Hfd01 kunststof+drukleidingen+voor+vloeistoftransport

  • 2. 8
  • 3. 9 1.1 MATERIAALKEUZE 1 1.1 Inleiding In de wereld van de kunststofdrukleidingen worden volgende materialen veel gebruikt, elk in hun specifieke domein: PVC, PVC-C, HDPE, PP, PP-S, PP-SEL, PVDF, ECTFE en ABS. Wij zullen elk van deze kunststoffen grondig bespreken, alsook hun specifieke toepassingen. Een vergelijking van de fysische eigenschappen laat ons toe reeds een eerste selectie te maken. Hierbij dient opgemerkt te worden dat de mechanische eigenschappen van kunststoffen van enkele belangrijke faktoren afhankelijk zijn: - de temperatuursbestendigheid - de tijdsduur van de belasting, omwille van de kruipeigenschappen - de drukbestendigheid - de weerstand tegen de inwerking van een agressief medium en/of omgeving (afvalwater, chemicaliën,...) Aangezien deze 4 eigenschappen onderling van elkaar afhankelijk zijn, is steeds voorzichtigheid geboden bij het beoordelen van de beschikbare technische gegevens i.v.m. deze eigenschappen. Naast deze basiscriteria kunnen nog andere faktoren van belang zijn, zoals o.a.: - weersbestendigheid - bestendigheid tegen energierijke straling - voedingsgeschiktheid - brandweerstand - elektrostatische oplading - slijtvastheid - gasdoorlaatbaarheid - veiligheidseisen - beschikbaarheid van de vereiste leidingsonderdelen. - aard van de installatie: ondergronds of bovengronds Alvorens de specifieke eigenschappen van elke kunststof te bespreken, gaan wij dieper in op de invloed van de belangrijkste criteria voor de keuze van een kunststof drukleiding voor vloeistoftransport.. 1.1.2 Temperatuur -Drukbestendigheid De temperatuur-drukbestendigheid is vanzelfsprekend één van de hoofdcriteria bij de keuze van een drukleidingssysteem. Voor de dimensionering van kunststofbuizen wordt er uitgegaan van de experimentele bepaling van de maximum toegelaten wandspanning in funktie van de tijd bij verschillende temperaturen. De bekomen grafieken (zie volgende pag.) werden opgesteld door verschillende internationale instanties, en tonen ons de minimaal vereiste wandspanning waaraan de kunst- stofbuizen moeten kunnen weerstaan. Het verband tussen de wanddikte en de drukbestendigheid van de buis, en de toelaatbare wandspanning wordt vrij nauwkeurig benaderd door volgende formule: (D - s) σ = p 2 s waarin: σ = wandspanning (N/mm2 ) p = drukbestendigheid (N/mm2 ) D = buitendiameter van de buis (mm) s = wanddikte van de buis (mm) D.m.v. deze formule werden de wanddikten gestandardiseerd voor verschillende diameters in een aantal standaard druktrap- pen: ND (of PN) 2,5 - 3,2 - 4 - 6 - 10 - 16 - 20 - 25. ND staat voor “nominale druk”, PN staat voor “pression nominale”. Deze druktrappen geven de drukbestendigheid van een buizenserie weer bij 20 °C, voor een levensduur van 50 jaren bij het trans- port van een neutraal medium zoals water. Om deze druktrappen te bepalen, neemt men de wandspanning, bekomen uit de hogervermelde grafieken, aangepast met een veiligheidsfaktor. Deze wordt ingevoerd om rekening te houden met onvoorziene extra belastingen die in de praktijk kunnen voorkomen (drukstoten, externe beschadigingen van het buisoppervlak,.....). Zoals tevens blijkt uit deze grafieken, neemt de toelaatbare wandspanning en dus ook de drukbestendigheid van een kunst- stofbuis af bij stijgende temperatuur. 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 4. 10 PVC PVC-C PE80 PE100 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 5. 11 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport PP-H PP-R De door Vink geleverde kunststofleidingen voldoen, wat afmetingen en temperatuur-drukbestendigheid betreft, aan de eisen gesteld door de internationale normen zoals ISO, DIN, UNI,.......... Bij transport van agressieve chemicaliën dient, naargelang de chemische bestendigheid van de desbetreffende kunststof, een vei- ligheidsfaktor toegepast worden. PVDF ECTFE
  • 6. 12 1.1.3 Chemische bestendigheid 1.1.3.1 Chemische bestendigheid van de materialen Het mechanisme van de chemische inwerking op kunststoffen verschilt sterk van dit bij metalen. Metalen laten immers van- wege hun dichte kristallijne struktuur geen indringing van gas- of vloeistofmoleculen toe, zodat de aantasting van metalen aan het oppervlak ontstaat. Vanwege de relatief grote ruimtes tussen de molekuulketens van thermoplastische kunststoffen, kunnen de veel kleinere vloeistof- of gasmolekulen, naargelang hun grootte, min of meer tussen de kunststofketens indringen en mikroskopisch kleine druppels vormen. Deze kunnen in geval van een onvoldoende bestendigheid van de desbetreffende kunststof, op verschillende manieren schadelijk inwerken. Zo kunnen bijvoorbeeld toevoegstoffen zoals kleurstoffen, stabilisatoren, weekmakers, enz...... uit de kunststof opgelost worden, kan er een chemische reactie optreden, waarbij de kunststofketens verbroken worden of de ketenopbouw gewijzigd wordt of kan de kunststof gaan oplossen. De aard en de gradatie van de chemische aantasting wordt door veel faktoren bepaald. Aard, concentratie en temperatuur van de chemicaliën zijn van overwegend belang, maar de druk in de leiding, de mechanische belasting, de aanwezigheid van rechtstreeks zonlicht, UV-straling, de spanningen in het materiaal kunnen in vele gevalllen een zeer belangrijke rol spelen. Omwille van de complexiteit van invloeden zijn ook een ganse reeks bestendigheidstesten in de praktijk van toepassing, zoals de bepaling van gewichts- en volumewijziging, van de mechanische eigenschappen onder verschillende omstandigheden, enz...... Bij de eindbeoordeling onderscheidt men algemeen drie gradaties: Bestendig: het materiaal heeft een zodanige weerstand t.o.v. de betrokken chemicaliën, dat het gebruik van het materiaal aangewezen is. Betrekkelijk bestendig: het materiaal heeft een zekere weerstand t.o.v. aantasting door de betrokken chemicaliën, maar de toepasbaarheid van het materiaal dient per geval te worden onderzocht; eventueel dienen bijkomende testen gedaan te worden. In ieder geval zal de levensduur bij dergelijke toepassingen verminderen. Niet bestendig: het gebruik van het materiaal voor de aangeduide chemicaliën is af te raden. 1.1.3.2 Chemische bestendigheid van verbindingen Verlijmingen zijn alleen bij PVC, PVC-C en ABS gebruikelijk. Voor PVC wordt in de meeste gevallen gebruik gemaakt van een tetrahydrofuraan(THF)-lijm, zoals bv. Tangit , welke ongeveer dezelfde chemische bestendigheid vertoont als PVC. Als enige uitzonderingen gelden: zwavelzuur ; H2SO4 bij concentraties groter dan 70% zoutzuur ; HCl bij concentraties groter dan 25% salpeterzuur ; HNO3 bij concentraties groter dan 20% fluorwaterstofzuur; HF bij alle concentraties Bij deze chemicaliën is een THF-lijm zoals Tangit slechts “beperkt bestendig”, wat inhoudt dat de levensduur van de verlijming ingekort wordt, zodat na bepaalde tijd lekkages kunnen optreden. Veelvuldige testen hebben aangetoond, dat Dytex - een lijm op methyleenchloridebasis - in voornoemde gevallen wel geschikt is. ABS dient men te verlijmen met speciale ABS-lijm op basis van methylethylketon (MEK). Het gebruik van een speciale ABS-reiniger is eveneens vereist. 1.1.3.3 Chemische bestendigheid van dichtingen en membranen Aangezien in praktisch elke kunststofleiding eveneens rubberdichtingen en membranen gebruikt worden, is een overzicht van de eigenschappen van de meest voorkomende dichtingsmaterialen hier zeker op zijn plaats. 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 7. Benaming Samenstelling Temperatuursbestendigheid Lange duur °C Korte duur °C Natuurrubber isopreen -30 +90 +120 slechts bestand tegen neutrale media veroudert vrij snel NBR (Perbunanâ )) Acrylonitrile-Butyleenrubber -30 +90 +130 goed bestand tegen vetten, oliën, benzine minder goed bestand tegen oxyderende zuren EPDM (Dutralâ ) Ethyleen-propyleen-terpolymeerrubber -50 +100 +140 goed bestand tegen de meeste zuren, basen en zouten, minder geschikt voor oliën en vetten FPM (Vitonâ ) Vinylideenfluoride-hexafluorpropyleenrubber -30 +200 +220 zelfde toepassingsgebied als EPDM, maar algemeen gezien wel geschikt voor oliën en vetten. Niet bestand tegen esters en ketonen CSM (Hypalonâ ) Chloorsulfonpolyethyleen -40 +100 +140 ongeveer dezelfde bestendigheid als EPDM CR (Neopreenâ ) Chloor-butadieen polymeer -30 +80 +110 bestand tegen verdunde zuren en basen slechte bestendigheid t.o.v. koolwaterstoffen, esters, ketonen GR/PE gegrafiteerd polyethyleen (FIP ontwikkeling) -30 +70 +90 zelfde bestendigheid als polyethyleen PTFE (Teflonâ ) Polytetrafluorethyleen -100 +260 +280 bestand tegen praktisch alle chemicaliën PTFE enveloppe omhulsel in PTFE onder gesloten enveloppe -100 +260 +280 ITC pakkingvulling Een gedetailleerde chemische bestendigheidslijst is op aanvraag verkrijgbaar. 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 13
  • 8. 1.1.4 Weersbestendigheid Gezien de uitstekende corrosiebestendigheid van kunststoffen, is buitengebruik geen probleem wat bijv. roest betreft. Men dient echter enige voorzorgen te nemen voor de weerstand tegen rechtstreekse zonnestraling (UV). Van PVC, HDPE zwart (met 2 à 3 % koolstof), PVDF en ECTFE leidingen is bekend dat ze zich, zelfs na jaren, zeer goed gedragen bij installatie in open lucht. Voor PVC dient men wel rekening te houden met een min of meer sterke verkleuring en een geringe afname van de slagvastheid. PP dient steeds afgeschermd te worden tegen rechtstreekse zonnestraling. Dit kan onder andere door een beschermende coating (AGRU) aan te brengen of door een extra isolatiemateriaal te voorzien. Verder is het ook mogelijk om de optredende aantasting onder invloed van UV te voorzien, door bij het ontwerp van de leidingen een extra wanddikte toe te voegen als compensatie van het voorziene verlies in wanddikte. Er moet minstens 2 mm bijgerekend worden. PP is evenals PE leverbaar met een koolstofvulling. Deze kwaliteit bezit dan tevens een goede UV-bestendigheid. Kunststofleidingen kunnen, alhoewel niet vereist, eventueel ook geschilderd worden met verven op latex-basis, welke uitstekend hechten op kunststoffen. Met een witte verf bereikt men naast de afscherming tegen zonnestraling bovendien een geringere warmteopslag in het materiaal. Bij keuze van de verf dient steeds gelet te worden op de chemische bestendigheid tegen het in de verf gebruikte solvent. 1.1.5 Slijtvastheid Aan de hand van verschillende experimenten is reeds meermaals de uitstekende slijtweerstand van kunststoffen aangetoond in vergelijking met traditionele materialen zoals beton, staal, asbestcement,.... Zeer goede ervaring werd opgedaan met bv. polyethyleen voor het hydraulisch transport van steenkool of erts-slurry in de mijnindustrie, het transport van zand-water-mengsels in zandgroeven, het transport van gipsmengsels en bij drainagewerken. De bovenstaande figuur geeft het resultaat van een abrasietest weer, waarin de erosiebestendigheid van HDPE-buis vergeleken werd met die van een stalen buis onder invloed van een zand-water-mengsel. Bij de proef werden mengsels van respectievelijk 7 en 14 gewichtsprocent kwartszand en water (korrelgrootte kwartszand 1 tot 2,5 mm) door een gebogen leiding gepompt met variërende leiding radius. Proefomstandigheden: buisafmeting: 63 x 6 mm vloeistofsnelheid: 7 m/s temperatuur: 30°C à 35°C druk: 1,4 bar vervanging zand bij 14% mengsel: alle 45 uren 7 % mengsel: alle 60 uren De abrasieweerstand geeft het aantal uren werking weer tot er een gat in het materiaal ontstaat. Volgende figuur geeft u een vergelijking van verschillende materialen in een vergelijkbare test. 14 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 9. Opmerkingen : 1. Bij een vaste stofgehalte tot 700 g/l, een korrelgrootte < 10 mm en een vloeistofsnelheid beneden 3 m/s, is de levensduur aanvaardbaar goed. 2. Algemeen zijn deze testen enkel geldig voor volledig gevulde buizen. In andere gevallen gaat de slijtage meer gecon- centreerd plaatsvinden op de bodem van de buis. 3. Voor het transport van een droge, abrasieve stof, zijn kunststoffen slechts beperkt inzetbaar. 1.1.6 Voedingsgeschiktheid In de voedings- en farmaceutische industrie worden in vele gevallen speciale toxicologische eisen gesteld aan leidingson- derdelen. PE, PP, PVDF en ECTFE voldoen in regel steeds aan de hier gestelde eisen. In tegenstelling tot PP-H en PP-R, zijn PP-S en PP-SEL niet voedingsgeschikt. PVC buizen worden hoofdzakelijk gefabriceerd met een Pb-stabilisator waardoor uiterst kleine hoeveelheden lood in de buizen kunnen migreren. Mits een degelijke fabricage- en kwaliteitscontrole zijn deze migratiehoeveelheden verwaarloosbaar klein, zodat ze zonder risico aangewend kunnen worden voor drinkwaterleidingen. De door Vink geleverde PVC drukleidingen beantwoorden daaromtrent aan de voorschriften van het Ministerie voor Volksgezondheid. Wanneer nog hogere eisen gesteld worden, kunnen Sn-gestabiliseerde PVC buizen geleverd worden. PVC fittings en kranen van de bekendste merken zijn steeds uit Sn-gestabiliseerd PVC vervaardigd. PVDF is qua materiaal- zuiverheid de meest hoogstaande thermoplast. De Vink PVDF leidingen zijn vervaardigd uit Solef-PVDF en vertonen een dermate lage migratie, dat ze kunnen aangewend worden bij de bereiding en het transport van hoog zuiver gedemineraliseerd water, met een weerstand van meer dan 18M.Ωcm . Gedetailleerde informatie met extraktie- en uitgassingstest worden op aanvraag verstrekt. Vink PVDF leidingen worden om die reden ook veelvuldig gebruikt in de waterbehandeling, voedings- en farmaceutische industrie. Bovendien hebben kunststoffen een zeer gladde binnenwand, zodat bacteriëngroei uitgesloten wordt. Voor dichtingen en membranen worden bij voorkeur FPM of PTFE gebruikt. 1.1.7 Elektrostatische oplading Kunststoffen worden vanwege hun hoge oppervlakteweerstand (1012 tot 1015 Ω) veelvuldig toegepast als isolator in de elek- triciteitssektor. Bijvoorbeeld als bekleding van elektrische kabels, schakelaars, isolatie tegen elektrochemische corrosie. Deze eigenschap levert echter het nadelige effect op van de elektrostatische oplading. Bij een oppervlakteweerstand > 109 Ω treedt immers geen neutralisatie van ladingen (ontstaan door bv. wrijving) op, zoals bij elektrisch geleidende materialen. Wanneer zo’n elektrostatische spanning te hoog wordt, treden ontladingen op tussen elektrisch positief en elektrisch negatief geladen vlakken. Dit kan in bepaalde gevallen gepaard gaan met een overslag van vonken. Bij gebruik in explosiebeveiligde ruimtes of bij transport van licht ontvlambare vloeistoffen of gassen dienen dus steeds de nodige voorzieningen getroffen te worden om elektrostatische oplading te vermijden. 15 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 10. Mogelijke maatregelen: - ioniseren van de omgevingslucht - verhoging van de luchtvochtigheidsgraad (tot > 65%) - aarding van de buiswand - toepassen van elektrisch geleidende kunststofmaterialen : PVC-EL, PP-SEL, ... PP-SEL is een elektrisch geleidende kunststof, UV-bestendig maar niet meer geschikt voor het transport van drinkwater en voedingsmiddelen, wegens de toevoeging van extra additieven. Voor die toepassingen waar de elektrostatische oplading een groot probleem vormt, werden er antistatische kunststoffen ontwikkeld. Dit is op 2 manieren gebeurd : 1. Door grafiet te mengen in de kunststof, zoals bij PVC-EL en PP-SEL. Deze materialen zijn door toevoeging van grafiet steeds zwart gekleurd. 2. Door een geleidende toplaag aan te brengen zoals bij PC, PMMA, PVC transparant. 1.1.8 Brandbestendigheid Wat betreft brandwerendheid worden de kunststoffen ingedeeld volgens DIN 4102 in: - klasse B2: normaal ontvlambare materialen PE-HD, PP-H, PP-R - klasse B1: moeilijk ontvlambare materialen PVC, PVC-C, PP-S, PVDF, ECTFE, PP-SEL. Deze laatsten zijn zelfdovend, maar PVC en PVC-C verspreiden bij verbranding chloorhoudende dampen, PVDF verspreidt fluorhoudende dampen, wat brandbestrijding kan bemoeilijken. (Opmerking: PP-S mag niet bewerkt worden boven de 230°C, zoniet gaat zijn brandwerendheid verloren.) Kunststofleidingen kunnen bij muurdoorvoeringen voorzien worden van brandvrije moffen. Door het opzwellen van het binnen- ste deel van deze moffen in geval van brand, wordt de buis vuurbestendig en rookgasdicht afgesloten. Bepaalde types brandvrije manchetten kunnen na installatie van de leiding nog worden aangebracht. Tabel: Verklaring van de verschillende brandnormen Eenheid Klasse A1 en A2 Onbrandbaar Klasse B1 Moeilijk ontvlambaar, zelfdovend Klasse B2 Normaal ontvlambaar, niet zelfdovend Klasse B3 Licht ontvlambaar Norm UL94 Klasse V0 Blijft minder dan 10 sec. nabranden Klasse V1 < 30 sec. Klasse V2 < 30 sec., brand druipend Klasse V3 > 30 sec. Norm NEN6065 Klasse 1 Zeer zwak bijdragend tot brandvoortplanting Klasse 2 Zwak bijdragend Klasse 3 Matig bijdragend Klasse 4 Sterk bijdragend Klasse 5 Zeer sterk bijdragend 1.1.9 Energierijke straling Thermoplastische kunststoffen zijn niet onbeperkt bruikbaar in de omgeving van energierijke straling. Als grenswaarden stelt men 6 Mrad voor PVC en 1 Mrad voor HDPE. Kunststofleidingen uit HDPE worden al geruime tijd toegepast als afvoerkanalen van laboratoria, koelwaterinstallaties en afval- water bij kerncentrales. Sommige afvalwaters bevatten β en γ stralen. HDPE leidingen worden zelfs na jarenlang gebruik niet radioactief, op voorwaarde dat de gemiddelde stralendosis kleiner blijft dan 104 Gray. 16 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 11. 1.1.10 Algemene materiaaleigenschappen 17 Eigenschappen Eenheid Testmethode PVC PVC-C HD-PE HDPE PP-H PP-R PP-S PVDF ECTFE ABS PP- PE 80 PE 100 (solef) SEL Fysische Dichtheid bij 23°C kg/dm3 DIN 53479 ~ 1,4 ~ 1,55 ~ 0,95 ~ 0,96 ~ 0,92 ~ 0,91 ~ 0,95 ~ 1,78 ~ 1,68 1.06 1.12 g/cm3 ISO R1183 ASTM D792 Mechanische (23°C) Treksterkte N/mm2 DIN 53455 ≥ 50 ≥ 75 ≥ 24 ≥ 25 ≥ 33 ≥ 21 ≥ 30 ≥ 55 ≥ 31 ≥ 37 29 MPa ISO/R 527 Rek bij breuk % ISO/R 527 ≥ 40 ≥ 10 ≥ 800 ≥ 600 ≥ 300 ≥ 800 - - ≥ 200 > 8 25 Slagsterkte kJ/m2 DIN 53453 (23°C) geen geen geen geen geen geen geen geen geen ISO 179 breuk breuk breuk breuk breuk breuk breuk breuk breuk - - (proefstaaf 2) Kerfsterkte (charpy) kJ/m2 DIN 53453 ≥ 2 > 2 ≥ 15 ≥ 17 ≥ 11 ≥ 15 ≥ 11 - - 44 IZOD 4 IZOD ISO 179 (23°C) (proefstaaf 2) Buigsterkte N/mm2 DIN 53452 70 120 21 23 43 26 44 94 43 - - M Pa Elasticiteitsmodulus N/mm2 DIN 53457 ≥ 3000 ≥ 3400 ≥ 800 ≥ 1000 ≥ 1200 ≥ 800 ≥ 1200 ≥ 2000 ≥ 1700 2100 1000 M Pa Shore hardheid D DIN 53505 83 - 60 - 63 - 60 - 75 - - Thermische Kristallijn smeltpunt °C polarisatie- 120-130 - 127-131 128-135 160-165 140-150 158-164 175-178 240 90-106 148 mikroskoop Vicat °C DIN 53460-B ≥ 78 ≥ 105 ≥ 67 ≥ 68-77 ≥ 90 - ≥ 85 147 112 90 80 verwerkingspunt Gebruikstemperatuur Min. °C ISO 306 -10 -10 -30 -10 -10 -10 -40 -75 -40 -10 onbelast Max. °C +60 +90 +70 +100 +100 +100 +140 +170 +60 +100 Thermische W/m°K DIN 52612 0,16 0,12 0,41 0,40 0,22 0,24 0,22 0,14 0,16 0.20 0.24 geleidbaarheid Lineaire mm DIN 52328 0,08 0,07 0,20 0,20 0,16 0,16 0,16 0,12 0,10 0.10 0.15 uitzettingscoëfficient Vervormingstemp. °C - 120-140 165-185 130-140 155-170 150-165 155-170 +/-185 - - - Elektrische Oppervlakte Ω DIN 53482 > 1013 - >1014 >1015 >1013 >1013 >1013 >1013 >1015 - 3 x 102 weerstand VDE 0303 deel 3 Specifieke Ω mm DIN 53482 > 1015 > 1015 >1018 > 1015 > 1016 > 1016 > 1016 > 5.1014 1015 3.5 . 1016 3 . 102 weerstand VDE 0303 deel 3 Doorslagspanning kV/cm DIN 53481 350 450 700 220-530 800 800 800 100 80 - - VDE0303 deel 2 Relatieve diëlektr. - DIN 53481 3.3 3.4 2.5 2.3 2.3 2.3 9 - - - constante bij 2.106 Hz VDE 0330 deel 4 Diëlektrische verlies- DIN 53483 0.02 - 0.04 0.02 - 0.04 > 5.0 . 10-4 > 5.0 . 10-4 > 5.0 . 10-4 > 5.0 . 10-4 0.03 - - - factor tan δ bij 50 Hz VDE 0303 deel 4 Algemeen Brandgedrag - DIN 4102 deel 1 B1 B1 B2 B2 B2 B2 B1 B1 - B2 - UL 94 - VO HB VO Verlijmbaarheid - - + + - - - - - - - + - Lastemperatuur - stomplas °C - - - - 200 220 200 220 250 280 - - - moflas °C - - - - 300 270 270 - 260 - - 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 12. 1.1.11 PE 80 t.o.v. PE 100 Ontwikkelingen in het polymerisatieproces voor de produktie van hoge dichtheidspolyethyleen hebben gedurende het afgelopen decennium geresulteerd in aanzienlijke verbeteringen in materiaaleigenschappen. De belangrijkste materiaaleigenschappen die bepalend zijn voor HDPE buis zijn: - lange duur sterkte - weerstand tegen kerfgevoeligheid - weerstand tegen snelle scheurgroei - weerstand tegen aggressieve milieus Weerstand tegen snelle scheurvoortplanting (RCP = Rapid Crack Propagation): = RCP is het fenomeen weerbij in een kunststofstruktuur, een defekt n.a.v. een accidentele impakt, zich snel voortplant onder invloed van de trillingsgolf in de struktuur. Dit gedrag treedt vooral op bij grotere wanddiktes en bij lagere bedrijfs- temperaturen. In het kader van die ontwikkelingen in de vorige decinnia, spreekt men van : - 1e generatie HDPE - 2e generatie HDPE - 3e generatie HDPE Op alle van de bovengenoemde eigenschappen zijn grote verbeteringen gerealiseerd (van PE 50/63 -> PE 100). Deze verbeteringen zijn omgezet in een hogere veiligheidsfaktor of in een verhoging van de ontwerpspanning. Daarmee verkrijgt men een verlaging van de wanddikte voor eenzelfde drukklasse. Om ieder misverstand te vermijden: - 1e generatie HDPE <-> PE MRS63 (= PE 63) vroegere PE 50 - 2e generatie HDPE <-> PE MRS80 (= PE 80) - 3e generatie HDPE <-> PE MRS100 (= PE 100) Opmerking: MRS = Minimum Required Strength = gemiddelde lange termijn hydrostatische sterkte, verminderd met een veiligheidscoëfficient T.o.v. de 2e generatie HDPE (PE 80) biedt PE 100 de volgende voordelen: Eigenschap Voordeel Hoger weerstand tegen inwendige druk Materiaalkostenbesparing ten gevolge van kleiner benodigde wanddikte Hogere weerstand tegen scheurgroeivoortplanting Lange levensduur van minimaal 50 jaar bij veiligheidsfaktor 2,5 Hogere weerstand tegen kerfwerking Lange levensduur van minimaal 50 jaar bij veiligheidsfaktor 2,5 PE 100 kan gelast worden met alle op de markt aanwezige HDPE kunststofsoorten, volgens de DVS normen. 18 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 13. 19 1.2 ONTWERP VAN KUNSTSTOF DRUKLEIDINGEN 1.2.1 Inleiding Enige voorafgaande verklaringen omtrent veel gebruikte begrippen bij het specifiëren van kunststofbuizen is hier wel op zijn plaats: Buitendiameter (mm) - D : Meestal aangeduid als D (ook nog Du of OD outside diameter). Deze is de meest gebruikte maat voor het aanduiden van kunststofbuizen. Eenheid mm. De ISO/TC (International Standardisation Organisation / Technical Committee) standardi- seerde de buitendiameter van kunststofbuizen in de ISO R 161-norm. Hierop is alleen een positieve tolerantie toegelaten. Binnendiameter (mm) - d : Meestal aangeduid met d (ook Di of ID inside diameter) is geen gestandardiseerde waarde. Eenheid mm. Nominale diameter (dimentieloos) - DN : Meestal aangeduid als DN (ook nog NW, ND) is een dimensieloos kencijfer dat op elkaar passende leidingonderdelen (buis, fittings, kranen) kenmerkt. De nominale diameter benadert bij kunststofdrukleidingen de binnendiameter (in mm) van de leiding. Nominale druk (bar) - ND / PN / NP : Meestal aangeduid als ND (ook nog PN-pression nominale, NP - nominal pressure) deze geeft de werkdruk waarmee de buizen mogen belast worden bij transport van water op 20°C. Eenheid kg/cm2 (bar) Wanddikte - s : Gestandardiseerde waarde, meestal weergegeven als s (ook nog e). Kunststofleidingen vertonen een bijzonder glad oppervlak in vergelijking met traditionele materialen. Dit maakt dat de wrijving van de getransporteerde vloeistof (gas) met de binnenwand van de buis veel geringer is, zodat kleinere drukverliezen optre- den. Bovendien is uit de praktijk gebleken dat de gladheid van kunststofbuizen dankzij de goede chemische bestendigheid en abrasieweerstand, jarenlang behouden blijft. Dit kan op verschillende manieren besparingen opleveren op de kostprijs van een installatie. Kunststofleidingen hebben immers een grotere transportkapaciteit als leidingen in traditionele materialen van dezelfde diameter, zodat in kunststof eventueel kleinere buisdiameters kunnen gebruikt worden voor eenzelfde doorstromingscapaciteit met een gelijk drukverlies. Bij behoud van de buisdiameter en vereiste transportcapaciteit is vanwege de geringere drukverliezen een kleiner pompvermo- gen vereist. 1.2.2 Drukverliezen & debiet 1.2.2.1 Bepaling van de buisdiameter Volgende formules geven het verband tussen de binnendiameter van een buis, het debiet en de vloeistofsnelheid: di = 18,8 Q1 v di = 35,7 Q2 v di = binnendiameter van de buis (mm) Q1 = debiet (m3 /h) Q2 = debiet (l/s) v = vloeistofsnelheid (m/s) Richtwaarden voor de vloeistofsnelheid zijn: v ~ 0,5 - 1,0 m/s zuigleiding v ~ 1,0 - 3,0 m/s persleiding 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 14. 20 1.2.2 2 Bepaling van drukverliezen We maken hierbij een onderscheid tussen de “continue” drukverliezen, veroorzaakt door wrijving met de buiswand en onder- linge wrijving van de vloeistofmoleculen (aangezien de vloeistofsnelheid niet even hoog is over de ganse doorsnede van de buis) en de plaatselijke drukverliezen, welke ontstaan door een richtingsverandering van de vloeistofstroom of van een gedeelte ervan in bv. Fittings, kranen, apparaten, ... Het drukverlies in een leidingssysteem kan men definiëren op volgende wijze: ∆∆Ptot = ∆∆PB + ∆∆PF + ∆∆PA + ∆∆PV ∆∆PB = drukverlies in de buizen ∆∆PF = drukverlies in de fittingen ∆∆PA = drukverlies in de afsluiters ∆∆PV = drukverlies aan de verbindingen 1.2.2.3 Drukverliezen in buizen Bij het transport van vloeistof door cirkelvormige leidingen kunnen verschillende stromingstypes optreden. De bekende proef van Osborn Reynold maakt zichtbaar dat bij zeer lage debieten de fluïdumdeeltjes parallel met de buiswand bewegen. Men definieert dit als laminaire stroming. Bij hogere debieten wordt het fluïdum voortdurend omge- woeld. Dit stromingstype noemt men turbulent. De overgang van de laminaire naar de turbulente stroming is niet alleen afhankelijk van de vloeistofsnelheid, maar tevens van de buisdiameter, de viscositeit en de densiteit van het fluïdum en wordt bepaald door het Reynolds getal. Dit is een dimensieloze grootheid weergegeven door volgende verhouding: Re = ρρvd = vd µµ v Re = Reynolds getal ρρ = densiteit v = gemiddelde fluïdumsnelheid µµ = absolute viscositeit d = binnendiameter v = kinematische viscositeit Uit praktische proeven is gebleken voor Re < 2000 de stroming laminair is Re > 4000 de stroming turbulent is v = Q = 4Q A ππd2 v = gemiddelde snelheid Q = debiet in m3 /s d = binnendiameter A = oppervlakte doorsnede m2 De berekening van de drukverliezen in rechte leidingen gebeurt, ongeacht het buismateriaal, aan de hand van de formule ∆∆p = f l ρρv2 (1) d 2g l = lengte van de leiding (m) g = gravitatie versnelling 9,81 m/s2 f = wrijvingsfaktor die functie is van het Reynolds getal en de relatieve wandruwheid d/k (dimensieloos). Voor laminaire stroming is een lineair verband tussen de wrijvingsfaktor en het Reynolds getal gegeven door de verhouding f = 64 = 64µµ Re ρρvd 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 15. Deze verhouding ingevuld in formule (1) laat ons toe het drukverlies bij laminaire stroming te berekenen. ∆∆p = 32 l µµ v (wet van Poisseuille) d2 g In praktisch alle industriële drukleidingen zal de stroming echter turbulent zijn. Hier wordt de invloed van de buiswandruwheid van groot belang. In onderstaande grafiek kan de invloed nagegaan worden van de ruwheid (K) van de buiswand op de wrijvingsfactor f. Voor zeer gladde buizen zoals kunststofbuizen of glazen buizen is de ruwheid van de buiswand (K) zodanig klein (1 à 7 µm) dat een goed idee kan verkregen worden van de drukverliezen door toepassing van volgende verhouding voor de wrijvings- factor: f = 0,3164 Re 1/4 Dit geeft de formule van Blasius bij het invullen van f in bovenstaande formules, die geldig is bij Reynolds waarden van 4000 tot 10000. Deze formule is grafisch weergegeven (zie tabel op volgende pag.) en laat ons toe drukverliezen voor kunststoflei- dingen te bepalen voor de in de praktijk meest voorkomende toepassingen. Tevens biedt ze de mogelijkheid een keuze te maken van de vereiste diameter voor een vooropgestelde transportcapaciteit. De formule van Colebrook is zonder restrictie toepasbaar voor alle buismaterialen en vloeistof bij Re waarden > 4000 1 = 2log K + 2,51 f 3,71d Re f Waarden voor de absolute ruwheid K vindt U in onderstaande tabel Gelaste verbindingen veroorzaken een extra wrijvingsweerstand vooral in leidingen met kleine diameters (<110 mm). In een rechte leiding met verbindingsafstanden op 5 of 6 m moet rekening gehouden worden met een supplementair drukver- lies voor stomplassen van +/- 3% en voor moflassen en elektromoflassen +/- 1 à 1,5 % bedraagt t.o.v. de verliezen in de gladde rechte leiding. Voor grotere diameters (>110 mm) neemt de invloed van de verbindingen vrij snel af. Tabel : Absolute ruwheid K (mm) voor buizen in verschillende materialen Materiaal K (mm) PVDF (Agru) 0,0002 -/- 0,0004 PP / PE 0,001 -/- 0,007 PVC 0,005 -/- 0,007 Naadloze stalen buizen 0,05 Stalen buis gelast (nieuw) 0,05 -/- 0,1 Stalen buis gelast (oud) 0,15 -/- 0,2 Betonnen buis 0,2 -/- 0,3 Cementbuis 0,3 -/- 0,007 GVK-buizen 0,03 -/- 0,06 21 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 16. 22 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport Nomogram van Blasius
  • 17. 1.2.2.4 Drukverliezen in fittings Voor turbulente stroming kunnen de drukverliezen in fittings berekend worden aan de hand van de formule ∆∆p = ξ v2 ρρ 2g waarin ξ de drukverliesfaktor is, afhankelijk van de vorm en de afmeting van de fitting. De faktor ξ is experimenteel bepaald voor een ganse reeks fittings. ζζ Waarde voor bochten r d αα 1 1,5 2 4 6 15° 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 30° 0,07 0,07 0,07 0,07 0,07 45° 0,14 0,11 0,09 0,08 0,075 60° 0,19 0,16 0,12 0,10 0,09 90° 0,21 0,18 0,14 0,11 0,09 ζζ Waarde voor knieën αα 10° 1,5° 30° 45° 60° 90° ζζ 0,013 0,042 0,134 0,236 0,471 1,13 Aftakkingen en toevoeren op leidingen drukverlies in de aftakking ∆p2 = ζ 2 v2 ρ 2g 23 Deze tabel geeft voor de standaard FIP PVC fittings de lengte (m) rechte buis met overeenkomstige drukverliezen 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 18. Drukverlies in de rechte leiding ∆p1 = ζ 1 v2 ρ 2g Q2 = afgetakt debiet Q = toegevoerd debiet ζζ waarde voor aftakkingen Q2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Q ζζ2 0,96 0,88 0,89 0,96 1,10 1,29 α = 90° ζζ1 0,05 -0,08 -0,04 0,07 0,21 0,35 d1 = d2 ζζ2 0,9 0,66 0,47 0,33 0,29 0,35 α = 45° ζζ1 0,04 -0,06 -0,04 0,07 0,02 0,33 d1 = d2 ζζ waarde voor toevoeren Q2 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Q ζζ2 -1,04 -0,4 0,1 0,47 0,73 0,92 α = 90° ζζ1 0,06 -0,18 0,3 0,4 0,5 0,6 d1 = d2 ζζ2 -0,9 -0,37 0 0,22 0,37 0,38 α = 45° ζζ1 0,05 -0,17 -0,18 0,05 -0,20 -0,57 d1 = d2 ζζ waarde voor geleidelijke reduktie ζ = (0,15 ... 0,20) 1- A1 2 A2 α = 6,5 ... 10° 1.2.2.5 Drukverliezen in kranen Om de doorstromingskapaciteit van kranen uit te drukken werd een conventionele factor gecreëerd. Deze factor, gedefiniëerd als doorstromingscoëfficiënt, Kv geeft het aantal m3 water bij 10°C dat per uur door de volledig geopende kraan stroomt met een drukval van 1bar (105 N/m2 ). Andere gebruikelijke doorstromingscoëfficiënten, bepaald in verschillende proefomstandigheden of uitgedrukt in verschillende eenheden zijn Cv, f, Kv100, Av. Omrekeningsfactoren voor het omzetten van de verschillende doorstromingscoëfficiënten zijn gegeven in onderstaande tabel. Het verband tussen het drukverlies en de doorstromingsfactor wordt bepaald door de vergelijking ∆∆p = S ( Q )2 Kv S = specifiek gewicht van de getransporteerde vloeistof in verhouding tot dat van water bij 15°C Kv = doorstromingscoëfficiënt m3 /uur/ bar Q = debiet in m3 /uur ∆∆p = drukverlies in bar 24 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport ( )
  • 19. X Cv Kv Kv100 f Av Cv 1 0,865 14,28 0,84 24 x 10-6 Kv 1,156 1 16,50 0,96 28 x 10-6 Kv100 0,07 0,06 1 0,068 1,68 x 10-6 f 1,2 1,038 17,13 1 29 x 10-6 Av 41,67 x 103 35,72 x 103 59,52 x 103 34,5 x 103 1 (x = vermenigvuldigen) Tabel: Kv100 waarden voor de verschillende kraantypes in L/min. D 16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 DN 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100 Kogelkraan VK 80 200 385 770 1100 1750 3400 Membraankraan VM 34 70 135 205 365 460 780 1200 1600 Kraan met schuine zitting VV 47 110 205 375 560 835 1300 1950 2600 3500 Vuilvanger RV 24 40 70 103 188 255 410 650 1050 1700 Voor de berekening van de globale doorstromingscoëfficiënt van in serie geplaatste kranen gelden volgende formules : 1 = 1 + 1 + 1 + ... + 1 K 2 v(totaal) K 2 v(1) K 2 v(2) K 2 v(3) K 2 v(n) n kranen parallel gemonteerd : Kv(totaal) = Kv(1) + Kv(2) + Kv(3) + ... + Kv(n) 25 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 20. 1.2.2.6 Drukverlies aan de verbindingen Hier is een exacte berekening niet mogelijk, aangezien de aard van de verbinding en de werkelijke uitvoering steeds verschil- lend zijn (lassen, schroefverbindingen, flenzen, ...). Men neemt voor alle zekerheid een verhoging van de reeds berekende drukverliezen met 3% tot 5%. 26 Diagram van het drukverlies in functie van het debiet voor verschillende Kv100 waarden 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 21. 1.2.3 Uitzetting 1.2.3.1 Opvangen van thermische uitzetting Zoals blijkt zetten kunststoffen gevoelig meer uit dan metalen. Bij ontwerp van de leiding dient daarom bijzondere aandacht besteed te worden aan het opvangen van thermische uitzetting en krimp. De uitzetting van kunststofleidingen is gemakkelijk te berekenen aan de hand van de formule ∆∆L = L x λλ x ∆∆T ∆∆L = uitzetting L = lengte van de leiding (m) λλ == thermische uitzettingscoëfficiënt (mm/m°C) ∆∆T = temperatuursverschil (°C) Het in rekening te brengen temperatuursverschil hangt af van de minimale en maximale temperatuur van het medium, de minimale en maximale omgevingstemperaturen en de temperatuur bij de installatie. De uitzetting wordt bepaald met ∆T = T max. - T inst. De inkrimping wordt bepaald met ∆T = T inst. - T min. T inst. = materiaaltemperatuur bij installatie In sommige gevallen wordt de invloed van de omgeving belangrijk (bv. leidingen in de buurt van warmtebronnen). De uitzetting van kunststofleidingen kan worden opgevangen d.m.v. een starre beugeling, uitzettingscompensatoren, richtings- veranderingen en lirabochten. 1.2.3.2 Starre beugeling Deze methode wordt voor procesleidingen zeer weinig toegepast. Ze bestaat erin de leiding dermate vast in te klemmen dat de optredende axiale krachten, veroorzaakt door de thermische uitzetting, in het materiaal worden geabsorbeerd (dit is mogelijk dankzij de relatief lage elasticiteitsmodulus van kunststoffen) zonder dat de leiding kan knikken. Deze methode is zeker af te raden als standaardoplossing voor geëxtrudeerde buisleidingen, aangezien grote spanningen in de buiswand kunnen ontstaan, die de max. toelaatbare druk en/of trekspanning van het materiaal kunnen overschrijden, of die bij sterke temperatuursschommelingen materiaalmoeheid kunnen veroorzaken. 27 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport 0.017 0.08 0.10 0.10 0.12 0.16 0.20 0.022 0.012 Staal Cu Al PVC ABS ECTFE PVDF PP PE-HD PVC-C PE-LD PE-MD mm/m°C
  • 22. 1.2.3.3 Uitzettingscompensatoren Uitzettingscompensatoren zijn speciale montageonderdelen die de beweging, veroorzaakt door uitzetting van de leiding, kun- nen absorberen. Ze zijn zeer efficiënt in leidingen onderhevig aan veelvuldige temperatuurschommelingen. Uitzettingscompensatoren worden steeds tussen twee ankerpunten geplaatst. Via geleidingsbeugels wordt alle uitzetting tussen de verankeringsbeugels naar de compensatoren geleid zie fig. hieronder. De optredende axiale krachten op de verankeringsbeugels zijn te berekenen als: 1. Axiale reaktiekrachten t.g.v. de thermische uitzetting. Deze zijn te berekenen met de formule: F = A E λλ ∆∆ΤΤ F = axiale kracht t.g.v. thermische uitzetting (N) A = buissektie = π (D2 - d2 ) (mm2 ) 4 (D = buitendiameter) (d = binnendiameter) E = elasticiteitsmodulus (N/mm2 ) λλ = thermische uitzettingscoëfficiënt (m/m°C) ∆∆ΤΤ = temperatuursschommeling (°C) 2. Inwendige drukkrachten t.g.v. de druk in de leiding. Deze worden berekend als: F = A1 p F = axiale kracht t.g.v. de inwendige druk (N) A1 = inwendige sektie van de buis = π d2 (mm2 ) 4 p = inwendige druk in de leiding (N/mm2 ) 3. Compensatoren moeten ook krimp (contracties) van het leidingsysteem kunnen opvangen, te wijten aan temperaturen lager dan de installatietemperatuur. Daarom is het dikwijls noodzakelijk om een voorgespannen compensator te installeren. De lengte van deze voorspanning kan berekend worden volgens: L* = R T inst - T min. T max. - T min L* = Voorspanlengte (mm) R = geschatte krimp (mm) T inst = installatietemperatuur (°C) T min. = minimum temperatuur (°C) T max. = maximum temperatuur (°C) Schuifkoppelingen Dit type compensator bestaat uit een zuiger en een cylinder die door het in elkaar schuiven de thermische uitzetting van een leiding kunnen opvangen. Schuifkoppelingen hebben het voordeel dat ze een volledig vrije doorgang hebben (dus gering wrijvingsverlies) en relatief hoge uitzettingen (100 à 460 mm) kunnen opnemen. Ook leidingtorsies kunnen door deze compensatoren worden opgevangen. Schuifcompensatoren zijn wel af te raden wanneer risico bestaat op kristallisatie of bezinking uit het getransporteerde fluïdum en kunnen geen hoekbewegingen opvangen. Een goede glijbeugeling is dan ook onontbeerlijk. Schuifcompensatoren vereisen een regelmatig en degelijk onderhoud, omwille van de dichtings- en geleidingsringen. Bij installatie moet rekening gehouden worden met de installatietemperatuur om de instelafstand van de schuifkoppeling te bepalen. De totale uitzettingsweg dient verdeeld te worden over de mogelijke uitzetting (bepaald door ∆Τ = T max - T inst) en krimp (bepaald met ∆Τ = T inst - T min) 28 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 23. Tabel: Afmetingen in mm voor een uitzettingsweg LD = 100 mm DN Lmax Lmin 75 490 390 90 tot 180 550 450 200 tot 355 590 tot 610 490 tot 510 400 tot 800 610 tot 660 510 tot 560 Opmerking: het is eveneens mogelijk gebruik te maken van steekmoffen of uitzettingsmoffen Flexibele koppelingen Uitzettingen kunnen eveneens opgevangen worden door het inbrengen van flexibele leidingelementen. Afhankelijk van het toepassingsgebied kan men gebruik maken van balgen of van rubber slangen. Balgtypes zijn geconstrueerd met één of meerdere golven van een flexibel materiaal (meestal rubber of PTFE) Balgcompensatoren hebben als belangrijkste voordelen dat ze geen dichtingen bevatten zoals de schuifcompensatoren (min- der risico op lekkage) en dat ze naast axiale verplaatsingen (bij uitzetting of krimp van de leiding) eveneens laterale en/of hoekbewegingen kunnen opvangen. 29 PE-PP Schuifkoppeling 1. Cylinder 2. Dichtingen 3. Steun- en spanring 4. Wartelmoer 5. Zuiger PTFE balgkompensator 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 24. Het nadeel van balgcompensatoren is de beperkte laterale opvangcapaciteit (+/- 5 tot 50 mm). Balgcompensatoren worden daarom vaak gebruikt als scharnierpunten, waardoor ze grotere uitzettingen kunnen opnemen. Rubber balgcompensatoren worden bovendien veelvuldig aangewend voor de absorptie van trillingen in een leiding. Het opvangen van de trillingen van pompen bv. d.m.v. een rubbercompensator is in ieder geval steeds aan te bevelen. Tabel: Montage van uitzettingsbalgen Buisdiam. X1 (cm) X2 (cm) 16 6,5 (1) 12,8 (1) 20 8,0 (1) 16,0 (1) 25 10,0 20,0 32 12,8 25,5 40 16,0 32,0 50 20,0 40,0 63 25,0 40,5 75 30,0 60,0 90 36,0 72,0 110 44,0 88,0 125 50,0 100,0 140 56,0 112,0 160 64,0 128,0 180 72,0 144,0 200 80,0 160,0 225 90,0 180,0 30 Rubber balgcompensator 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 25. Om knikken van de leiding te beletten zijn maximum afstanden voor geleidingsbeugels aan te bevelen. Aangezien de optredende axiale krachten, opgewekt door uitzetting in een kunststofleiding, relatief laag zijn, moet bij keuze van een balgcompensator rekening gehouden worden met de samendrukkingsweerstand van de compensator, die door de leverancier kan worden opgegeven. De montage van een rubber slang tussen de leiding is eveneens een eenvoudige manier voor het opvangen van thermische uitzetting. Controle van de maximum toelaatbare buigradius, chemische- temperatuur- en drukbestendigheid zijn vanzelfsprekend onont- beerlijk bij de keuze van het juiste type slang. 1.2.3.4 Richtingsveranderingen en lira bochten Dankzij de flexibiliteit van kunststofbuizen is het mogelijk, thermische uitzetting en krimp op te vangen in de bochten van een leiding. Wel dient hierbij aandacht besteed te worden aan de plaatsing van de beugels, om de spanningen in de leiding tot een minimum te beperken. Het principe wordt duidelijk in volgende tekening. De afstand a kan volgens DIN 16928 berekend worden aan de hand van de formule: a = c ∆∆L D c = materiaalfactor ∆∆L = uitzetting of krimp (mm) D = buitendiameter buis (mm) 31 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 26. Tabel: c waarden geldig bij een montagetemperatuur van +/- 20°C Bij opeenvolgende temperatuurwisselingen Materiaal 0°C 10°C 30°C 40°C 60°C PVC 30 33 39 42 - PE 16 17 23 28 - PP 23 25 29 31 40 Bij eenmalige temperatuurwisseling Materiaal 0°C 10°C 30°C 40°C 60°C PVC 25 27 32 32 - PE 12 12 16 17 - PP 18 18 20 20 24 Voor drukloze leidingen (ventilatie, afvoerkanalen) kan in de formule c vervangen worden door c = 0,71 c. 2 Bij aftakkingen in de leiding die niet geblokkeerd werden, moet de afgetakte buis over eenzelfde afstand vrij kunnen bewegen. Wanneer onvoldoende richtingsveranderingen in de leiding aanwezig zijn om de thermische uitzetting op te vangen, kunnen kunstmatig “lira-bochten” aangelegd worden zoals afgebeeld op onderstaande tekening. a kan ook hier weer berekend worden met de bovenstaande formule, mits vervanging van ∆∆L door ∆∆L . 2 De aanbevolen afstanden voor de geleidingsbeugels (X1 en X2) zijn gegeven in de tabel “Montage van uitzettingsbalgen”. Bij deze methode moet er vooral op gelet worden dat de leiding in de uitzetrichting niet geblokkeerd wordt. De op te vangen krachten door de ankerpunten worden berekend volgens de formules weergegeven in punt 1.2.3.3 Uitzettingscompensatoren. 32 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 27. 1.2.4 Beugeling De beugeling is in de eerste plaats bedoeld voor het ondersteunen van een leiding. Bij de keuze van het type en de plaats van de beugel dient echter naast de statische belasting (gewicht leiding + fluïdum), eveneens rekening gehouden te worden met het geleiden en opvangen van uitzettingen en krimp (1.2.3.1 opvangen van thermische uitzetting) en het compenseren van hydraulische belasting bij plotselinge richtingsveranderingen of reducties in de leiding. 1.2.4.1 Ondersteuningsafstanden De ondersteuningsafstanden dienen zodanig gekozen te worden dat in de gegeven werkomstandigheden enerzijds de supple- mentaire buig- en drukspanningen, die bij doorbuiging in een buis ontstaan, tot een minimum beperkt worden en anderzijds de doorbuiging zodanig klein is dat in de doorzakking geen bezinking optreedt of vloeistof achterblijft bij ledigen van de leiding (risico bij bv. bevriezen van de leiding). De beugels moeten zodanig uitgevoerd worden, dat er geen extra puntbelastingen op het materiaal geïnduceerd worden. D.w.z. dat de beugeling aan de vorm van de buizen moet aangepast worden. Scherpe randen moeten ten alle tijden voorkomen worden. De doorbuiging en ondersteuningsafstand kan berekend worden op basis van de elasticiteitsmodulus, een temperatuur- en tijdsafhankelijke materiaalconstante (zie grafiek op volgende pag.) d.m.v. de formule: f = t P L4 E I f = doorbuiging in mm P = statische belasting per lengte-eenheid (gewicht buis + gewicht fluïdum) in N/mm (**) L = afstand tussen de steunpunten in mm E = elasticiteitsmodulus in N/mm2 (zie grafiek op volgende pag.) I = traagheidsmoment in mm4 (*) t = doorbuigingscoëfficiënt (zie tabel met symbolen op volgende pag.) (*) I = π (D4 - d4 ) 64 D = buitendiameter buis (mm) d = binnendiameter buis (mm) (**) gewicht buis/m (kg/m) gewicht fluïdum/m = πd2 ρ (kg/m) 4 ρ = densiteit (kg/m3 ) d = binnendiameter van de buis (m) 33 Het risico op bezinking of achterblijven van vloeistof in de leiding kan vermeden worden door de helling van de leiding groter te maken dan de maximale doorbuiging. 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 28. Tabel Symbool Benaming t Buis met vaste beugeling 0,0026 Buis met geleiding 0,013 Buis met één zijde vast en andere zijde geleiding 0,0054 Buis met aan één zijde een axiale stop 0,125 34 Elasticiteitsmodulus in functie van de temperatuur (korte duurproef volgens DIN 53457) voor verschillende KS leidingen met T-waarden overeenkomstig de DIN normen. Opmerking : Lange duur elasticiteitsmodulus bij 20°C (10 jaren) PVC 1500 N/mm2 PP 300 N/mm2 PE-HD 200 N/mm2 PVDF 1200 N/mm2 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 29. Tabel: Beugelafstanden voor PVC buizen - PN 10 -PN 16 Tabel: Beugelafstanden voor PE 80 (PE 100) buizen - PN 10 35 D (mm) Beugelafstand (cm) 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C 16 75 60 * * * 20 85 70 50 * * 25 90 75 55 * * 32 100 85 65 50 * 40 110 100 80 60 * 50 125 115 95 70 * 63 140 130 110 85 55 75 150 140 120 95 60 90 165 155 135 105 70 110 185 175 155 120 80 140 215 205 185 160 110 160 225 215 200 170 130 225 250 240 225 200 160 D Beugelafstand (cm) (mm) 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C 16 50 45 45 40 35 20 57 55 50 45 40 25 65 60 55 55 50 32 75 75 65 65 55 40 90 85 75 75 65 50 105 100 90 85 75 63 120 115 105 100 90 75 135 130 120 110 100 90 150 145 135 125 115 110 165 160 150 145 130 125 175 170 160 155 140 140 190 185 175 165 150 160 205 195 185 175 160 200 230 220 210 200 190 225 245 235 225 215 205 250 260 250 240 230 210 280 275 265 255 240 220 315 290 280 270 255 235 355 310 300 290 275 255 400 330 315 305 290 270 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 30. Tabel: Beugelafstanden voor PPH buizen - PN 10 Tabel: Beugelafstanden voor PVDF buizen 36 D Beugelafstand (cm) (mm) 20°C 30°C 40°C 50°C 60°C 70°C 80°C 16 65 62 60 57 55 52 50 20 70 67 65 62 60 57 55 25 80 77 75 72 70 67 65 32 95 92 90 87 85 80 75 40 110 107 105 100 95 92 87 50 125 122 120 115 110 105 100 63 145 142 140 135 130 125 120 75 155 150 145 140 135 130 125 90 165 160 155 150 145 140 135 110 185 180 175 170 160 150 140 125 200 195 190 180 170 160 150 140 210 205 200 190 180 170 160 160 225 220 210 200 190 180 170 200 250 240 230 220 210 200 190 225 265 255 245 235 225 215 200 250 280 270 260 250 240 230 215 280 295 285 275 265 255 245 230 315 315 305 295 285 270 260 245 355 355 325 315 300 285 275 260 400 355 345 335 320 305 290 275 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 31. Tabel: Beugelafstanden voor ECTFE buizen Buisafmetingen Max. beugelafstanden (cm) (mm) +20°C +90°C 20 x 1,9 75 55 25 x 1,9 80 60 32 x 2,4 90 65 40 x 2,4 100 70 50 x 3,0 110 80 63 x 3,0 120 90 90 x 4,3 140 105 110 x 5,3 155 120 160 x 7,7 190 145 De beugeling moet zodanig ontworpen worden dat de kranen gemakkelijk bedienbaar blijven en goed bereikbaar voor onder- houd. Bij sterke thermische uitzetting is het aan te bevelen verankeringsbeugels vlak naast de kraan te monteren om het kraanlichaam tegen de mechanische belasting, veroorzaakt door de uitzetting, te beschermen. Zwaardere leidingsonderdelen zoals kranen, regelapparaten of pompen dienen steeds extra ondersteund te worden. Opmerkingen: 1. Bovenstaande ondersteuningsafstanden zijn geldig bij transport van een medium met een dichtheid van 1 g/cm3 (kg/dm3 ). 2. Bij de berekening van de ondersteuningsafstanden werd rekening gehouden met een maximale doorbuiging tussen 2 ondersteuningen (of beugels) van L (PE, PP) en L (PVC, PVDF, ECTFE). 500 300 3. Voor andere druktrappen bij PE en PP mag men rekening houden met volgende correctiefactoren: PN 3,2 - 25% PN 6 - 9% PN 16 + 7% 4. Voor vloeistoffen met een dichtheid tussen 1,0 g/cm3 en 1,25 g/cm3 , moet men de ondersteuningsafstanden verminderen met 4 %. 5. Voor de berekening van de ondersteuningsafstanden van PP-R buizen, moet men de waarden van PP-H verminderen met 25%. 37 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 32. 1.2.4.2 Beugeltypes Verankeringsbeugels of vaste steunpunten Verankeringspunten of vaste steunpunten worden toegepast om krachten, die ontstaan bij thermische uitzetting en krimp of door hydraulische belasting bij statische of dynamische druk op te vangen en de uitzettingsbeweging te richten. Hydraulische belasting uit zich in die leidingsecties waar richtingsveranderingen optreden of de leidingdoormeter gereduceerd wordt. Deze delen komen dus in de eerste plaats voor beugeling in aanmerking. De grafiek geeft de hydraulische belasting door statische druk in verschillende fittings. Reservoirs, apparaten, muur- en vloerdoorgangen komen als eerste in aanmerking voor het realiseren van verankeringspun- ten. Dikwijls zijn echter nog extra vaste punten in de leiding vereist. Voor sommige verankeringssystemen kan gebruik gemaakt worden van bepaalde verbindingselementen zoals bv. flenzen. Ankers die rechtstreeks op de buis worden aangebracht moeten zodanig uitgevoerd worden dat de buiswand niet kan beschadigd worden. (kunststofmanchet in metalen beugels, ...) De verankeringspunten moeten voldoende stevig zijn om de door de thermische uitzetting en door de inwendige druk ontstane krachten te kunnen opvangen. 38 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 33. Bij een vaste inklemming, wordt er een kracht geïntroduceerd, gekend als de VASTE PUNT BELASTING (Fvp). Deze wordt berekend volgens de formule: Fvp = A.Ec.εε A = buiswandoppervlak (mm2 ) Ec = kruipmodulus (N/mm2 ) εε = de verhinderde uitzetting t.g.v.: - uitzetting onder invloed van temperatuurverschil - inwendige vloeistofdruk - opzwellen van de buis εε kan men op volgende manieren benaderen: - uitzetting onder invloed van temperatuur: εε = ∝∝ ∆∆T ∝∝ = lineaire uitzettingscoëfficiënt (1/°C) ∆∆T = maximaal temperatuursverschil (°C) - inwendige vloeistofdruk εε = (0,1) P (1-2µµ) Ec (da2 - 1) di2 P = bedrijfsdruk (bar) µµ = dwarscontractiecoëfficiënt (POISSON: ≈ 0,4 voor thermoplasten) Ec = kruipmodulus (N/mm2 ) da = buitendiameter (mm) di = binnendiameter (mm) - opzwellen van de buis εε = 0,025 - 0,040 Hier is een vaste inklemming niet direkt aangewezen, wegens de lokale verzwakking van het buismateriaal. Bij vast ingeklemde buizen, dient men steeds een controle te doen met betrekking tot de ondersteuningsafstanden. Men berekent de kritische kniklengte LKN. Indien LKN kleiner is dan de ondersteuningsafstanden uit de tabellen, dient men LKN toe te passen. De berekening van LKN houdt rekening met een veiligheidscoëfficiënt van 2. LKN = 3,17 JR εε AR LKN = kritische kniklengte (mm) JR = traagheidsmoment (mm4 ) εε = de verhinderde uitzetting (-) AR = buiswandoppervlak (mm2 ) Bij hogere temperaturen dient men LKN nog met 20% te verminderen. 39 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 34. Geleidingsbeugels Geleidingsbeugels worden gebruikt als ondersteuning van buizen onderhevig aan uitzetting en krimp. Geleidingsbeugels laten enkel een axiale beweging van de buizen toe. Aangezien deze beugels een beweging van de buis moeten toelaten, mogen ze geen scherpe randen hebben en niet te sterk rond de buis klemmen. Metalen beugelsystemen worden bij voorkeur van een kunststofglijlaag voorzien. Enkele voorbeelden van geleidingsbeugels zijn afgebeeld in volgende tekeningen. Een continue ondersteuning kan relatief goedkoop en degelijk gerealiseerd worden d.m.v. kabelbanen. Dit heeft naast de eenvoudige montage, de ordelijke schikking en de uitstekende ondersteuning van de leiding nog het voordeel dat de kabelba- nen nog voor andere doeleinden kunnen gebruikt worden. Hieronder vindt U enkele voorbeelden van beugeling. 40 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 35. 41 1.2.5 Waterslag Waterslag is het drukgolfeffect dat ontstaat in een leiding wanneer de snelheid van het medium plots wordt afgeremd of ver- hoogd. Bij het plotseling afremmen van een vloeistof wordt de kinetische energie van het stromende fluïdum omgezet in potentiële energie (bij het versnellen van een vloeistofstroom gebeurt het omgekeerde) en ontstaat een drukgolf (positieve en negatieve druk) door wisselwerking van de afgeremde (of versnelde) vloeistof en de elasticiteit van de buiswand. Deze drukgolf verplaatst zich langs de buis met een snelheid c en doet de buiswand afwisselend uitzetten en krimpen tot alle energie is geabsorbeerd en de drukgolf gedempt. c = 1 ρρ (1 + (D - 2) 1) K s E c = voortplantingssnelheid drukgolf ρρ = dichtheid K = kompressiemodulus D = buitendiameter van de buis s = wanddikte van de buis E = elasticiteitsmodulus buismateriaal De drukverandering kan mits verwaarlozing van de wrijvingsverliezen berekend worden met de formule van Joukowsky +/- ∆∆p = c ∆∆v g ∆∆p = drukverschil in m H2O kolom g = gravitatiekonstante (m/s2 ) ∆∆v = snelheidsverandering (m/s) Drukverhogingen (positieve druk) veroorzaakt door waterslag, moeten bij de aanwezige statische druk worden opgeteld om de drukbestendigheid van de leiding te beoordelen. Drukverlagingen (negatieve druk) veroorzaakt door waterslag, moeten van de statische druk afgetrokken worden om de onderdrukweerstand van de leiding te beoordelen. De meest frequente oorzaken van waterslag zijn: - snel openen of sluiten van manuele of automatische kranen - plots uitvallen van een pomp (bv. bij stroompanne) - plots inschakelen van een pomp bij overdimensionering van de pomp - snel dichtklappen van terugslagkleppen. 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 36. Het risico op waterslag kan op verschillende manieren beperkt worden. - vermindering van de vloeistofsnelheid - veilige dimensionering van de leiding en de pompen - verhoging van sluit- en openingstijden van kranen - inbouwen van waterslagdempers Zodra een drukgolf ontstaat, beweegt zij in de leiding heen en weer met afnemende kracht en snelheid, en met een regel- matige frequentie, tot zij verdwijnt door wrijving en inertie. Over het algemeen aanvaardt men een maximale drukstijging van 50% (men houdt zich vaak aan 15%) van de totale druk in de leiding voor de waterslag. 42 Voorbeeld: Statische druk P = 3 bar Snelheid van de vloeistof V = 2,5 m/s Lengte van de leiding L = 200 m Sluitingstijd van de afsluiter T = 2 sec. Van V = 2,5 trekt men een horizontale lijn tot L = 200. Van daar trekt men een loodrechte lijn tot T = 2. Vanuit dit punt geeft de horizontale lijn een drukstoot c.q. overdruk van 13 bar. De te kiezen buis moet dus minstens tegen 13 + 3 = 16 bar bestand zijn. 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 37. 1.2.6 Vacuüm (onderdruk) - Uitwendige druk In sommige gevallen zijn drukleidingen onderhevig aan een uitwendige overdruk (knikbelasting): - bij plaatsing in water of bodem, onder de grondspiegel - bij vacuümleidingen (onderdruk-toepassingen) De overdruk o.i.v. kritische knikbelasting kan berekend worden via volgende formule: Pk = 10 Ec ( s ) 3 4 (1 - µµ2 ) rm Pk = kritische overdruk (bar) Ec = kruipmodulus (zie tabellen) (N/mm2 ) µµ = dwarscontractiecoëfficiënt (-) 0,4 voor thermoplasten s = wanddikte (mm) rm = gemiddelde straal van de buis (mm) De bijhorende kritische knikspanning τk kan dan berekend worden: ττk = Pk rm s ττk = kritische knikspanning (N/mm2 ) Pk = kritische overdruk (N/mm2 ) rm = gemiddelde straal van de buis (mm) s = wanddikte van de buis (mm) Meestal rekent men nog met een veiligheidscoëffiënt van 2 à 3. Tabel: Toelaatbare knikdruk (onderdruk) voor PP-H, PP-R en PE80 in Bar. Deze waarden zijn geldig voor water 43 SDR41 SDR 33 SDR17,6 SDR 11 Serie 20 Serie 16 Serie 8,3 Serie 5 PN 2,5 PN 3,2 PN 6 PN 10 °C levens- PP-H PP-R PE80 PP-H PP-R PE80 PP-H PP-R PE80 PP-H PP-R PE80 duur 20 1 0,080 0,060 0,040 0,170 0,125 0,090 1,11 0,83 0,60 5,15 3,80 2,75 10 0,060 0,050 0,035 0,130 0,110 0,070 0,86 0,73 0,47 3,95 3,35 2,20 25 0,055 0,050 0,030 0,120 0,110 0,065 0,78 0,70 0,43 3,65 3,25 1,95 30 1 0,070 0,050 0,035 0,150 0,110 0,070 0,96 0,71 0,47 4,45 3,30 2,20 10 0,055 0,045 0,030 0,115 0,100 0,060 0,75 0,64 0,39 3,50 2,95 1,80 25 0,050 0,045 0,025 0,110 0,095 0,055 0,71 0,61 0,35 3,30 2,85 1,65 40 1 0,060 0,045 0,025 0,130 0,095 0,055 0,83 0,62 0,37 3,85 2,85 1,70 10 0,050 0,040 0,020 0,105 0,090 0,050 0,68 0,57 0,32 3,15 2,65 1,50 25 0,045 0,040 0,020 0,100 0,085 0,045 0,64 0,55 0,29 2,95 2,55 1,35 50 1 0,050 0,040 0,020 0,110 0,080 0,045 0,73 0,53 0,29 3,40 2,45 1,35 10 0,045 0,035 0,015 0,095 0,075 0,040 0,61 0,49 0,25 2,85 2,30 1,15 25 0,040 0,035 0,015 0,090 0,075 0,035 0,57 0,48 0,23 2,65 2,20 1,10 60 1 0,045 0,035 0,015 0,100 0,070 0,035 0,64 0,47 0,23 2,95 2,15 1,05 10 0,040 0,030 - 0,085 0,065 - 0,55 0,43 - 2,55 2,00 - 25 0,035 0,030 - 0,080 0,065 - 0,52 0,42 - 2,40 1,95 - 70 1 0,040 0,030 0,010 0,085 0,060 0,025 0,57 0,41 0,18 2,65 1,90 0,80 10 0,035 0,025 - 0,075 0,055 - 0,49 0,37 - 2,25 1,70 - 25 0,030 0,025 - 0,070 0,055 - 0,46 0,36 - 2,15 1,65 - 80 1 0,035 0,025 - 0,075 0,050 - 0,50 0,34 - 2,30 1,60 - 10 0,030 0,020 - 0,065 0,045 - 0,44 0,31 - 2,00 1,45 - 95 1 0,030 0,020 - 0,065 0,040 - 0,41 0,27 - 1,90 1,25 - 10 0,025 0,015 - 0,055 0,035 - 0,35 0,23 - 1,65 1,05 - 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 38. 1.2.7 Buigradius Bij 20°C moet men rekening houden met de volgende toegelaten minimum buigradius: PVC 300 x Du HDPE & PP Drukklasse HDPE PP 2,5 50 x Du 75 x Du 3,2 40 x Du 60 x Du 4 30 x Du 45 x Du 6 20 x Du 30 x Du 10 20 x Du 30 x Du Opmerking: Du = buitendiameter Bij 0°C moet men de opgegeven waarden vergroten met een faktor 2,5. 1.2.8 Ondergrondse leidingen Kunststofleidingen gedragen zich uitstekend bij het ingraven. Zij zijn immers immuum tegen korrosie door zwerfstromen of agressieve bodems. De firma VINK adviseert U vrijblijvend bij uw materiaalkeuze en wanddikteberekening voor ingegraven leidingen. U hoeft hiervoor enkel het onderstaande formulier (volgens ATV 127) nauwkeurig in te vullen en ons op te sturen. 44 1. Algemeen: Aard van de werf : Werf : Bouwheer : 2. Buis: Materiaal : Buitendiam. (mm) : Nominale diam. (mm) : Binnendiam. (mm) : Wanddikte (mm) : 3. Bodem: 4. Installatie- / inbouwgegevens: In een dam in een gracht/greppel - Grindbedekking boven de top van de buis (min. 2 x Du) H = (m) - breedte van de greppel B = (m) - Glooiingshoek β = (°) Zone 1 2 3 4 Bodemgroep G (1,2,3,4) Aard v/d bodem (zand, leem, grind, klei) Gewicht (kN/m3 ) Procterdichtheid (%) E-Modulus bodem (EB) (N/mm2 ) 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 39. Bijhorende informatie: Punt 1 : Algemeen Ter bevordering van de éénduidigheid van een project Punt 2.: Buis Het belangrijkste is de materiaalkeuze (PVC, PE, PP, ...) De buisafmetingen zijn meestal vooraf reeds bepaald. Punt 3/4: Bodem + installatiegegevens Er zijn verschillende bodemgroepen volgens ATV 127 Bij de berekening van de vervormingsmodulus van de bodem wordt er rekening gehouden met volgende zone’s: E1 = Bedekking van de top van de buis E2 = aanleggende bedekking E3 = aanleggende bodem naast de greppel E4 = grond onder de buisgreppel (bestaande ondergrond) 45 5. Belasting: Aarde straatvuil - Bedekkingshoogte H = (m) - Gewicht γ B = (kN/m3 ) - oppervlaktebelasting F = (kN/m2 ) Verkeersbelasting Zonder LKW 12 SLW 30 SLW 60 6 Bedrijfscondities van de buizen: A. Drukloze afvoerleiding Bedrijfstemperatuur: T = (°C) % doorlaat bij drainageleidingen: AE = (%) B. Afvoerleiding onder druk: Bedrijfstemperatuur: T = (°C) Bedrijfsdruk: p = (bar) Groep Gewicht Inwendige Vervormingsmodulus EB (N/mm2 ) gB wrijvingshoek bij verschillende Proctordichtheden (%) (kN/m3 ) ϕϕ DPR 85 90 92 95 97 100 G1 20 35 2,0 6 9 16 23 40 G2 20 30 1,2 3 4 8 11 20 G3 20 25 0,8 2 3 5 8 13 G4 20 20 0,6 1,5 2 4 6 10 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 40. Punt 5 : Belasting Met grondbelasting op de buis bedoelt men: - bij een greppel: greppeldiepte tot top van de buis - bij een dam : hoogte van de grondophoping boven de buis Punt 6: Bedrijfscondities - Voor elke toepassing de correcte bedrijfsomstandigheden vermelden! 1.2.9 Inbedrijfname van leidingen Bij de inbedrijfname van kunststofdrukleidingen, dient men rekening te houden met de algemene richtlijnen van DIN 4279. Bij kamertemperatuur gelden volgende regels: PN < 10 bar drukproef bij “1,5 x PN” PN > 10 bar drukproef bij “PN + 5 bar” De drukproef wordt minstens gedurende 1 uur uitgevoerd. Men moet ook steeds rekening houden met een drukterugloop tijdens de drukproef, ten gevolge van de elasticiteit van de kunststof en/of temperatuursinvloeden. 0,5 bar/uur voor PVC 0,8 bar/uur voor PP en PVDF 0,1 bar/5 min. voor HDPE 46 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 41. 1.3 MONTAGEVOORSCHRIFTEN 1.3.1 Inleiding Bij constructies uit kunststoffen kan het voorkomen dat bepaalde montagetechnieken niet aangewezen of zelfs onmogelijk zijn, door bijvoorbeeld gebrek aan ruimte of door de complexiteit van de structuur. De keuze tussen lijmen, lassen of mechanisch verbinden hangt van geval tot geval af. Niet alleen de mechanische sterkte van de verbinding speelt een rol bij de keuze, ook de weerstand tegen temperatuursver- schillen, de bestendigheid tegen chemisch agressieve milieus, etc. hebben hun invloed op de keuze van de verbindings- techniek. De keuze van de montagetechniek is afhankelijk van : - constructieve eisen - de te verwachten sterkte van de verbinding - de aard van de kunststof - de beschikbaarheid van de juiste apparatuur - de gebruiksomstandigheden - de kostprijs van de verbinding 1.3.2 Lijmen Verlijming is slechts praktisch mogelijk bij polaire kunststoffen zoals PVC, PVC-C en ABS. Alhoewel lijmen een eenvoudige techniek is, dient toch aandacht besteed te worden aan een aantal belangrijke factoren. Keuze van de lijm - Naargelang tolerantie op de verbinding Tangit® is een vullijm. Dit maakt het mogelijk om een goede verbinding te maken tot een maximaal maatverschil van 0.8mm tussen buis en fitting. Ook bij een perspassing met een maatverschil tot minimaal 0.2 mm tussen buis en fitting kan men met deze vullijm een verantwoorde verbinding maken. Voor zeer nauwe perspassingen is het gebruik van Dytex® lijm aangewezen. - Naargelang de chemische bestendigheid Tangit® lijm is geschikt voor praktisch alle media waarvoor PVC geschikt is, met uitzondering van volgende zuren, waarvoor Dytex® lijm dient gebruikt te worden : H2SO4 conc. > 70% HCl conc. > 25% HNO3 conc. > 20 % HF alle conc. Voorbereiding buis en fitting Buizen haaks afzagen en de uiteinden afschuinen volgens het schema in volgende figuur op volgende pagina. Reinig de lij- moppervlakken vooraf grondig met Tangit® reiniger of spiritus met een pluisvrij, niet abrasief en niet gekleurd papier of doek. Lijmprocedure Lijmen met Tangit®® Tangit® wordt gebruiksklaar geleverd en mag niet verdund worden. Goed roeren. De lijm met een kwast eerst aanbrengen in de te verlijmen fitting in radiale richting en op het spie-einde van de buis in axiale richting. De lijm royaal en gelijkmatig aan- brengen. Het opbrengen van de lijm dient binnen de 45 seconden te gebeuren om voortijdig indrogen van het lijmoppervlak te vermijden. Daarom is het noodzakelijk dat bij een diameter boven 75 mm het insmeren door 2 personen wordt uitgevoerd. 47 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 42. d L Sm 16 14 1.5 20 16 1.5 25 19 3.0 32 22 3.0 40 26 3.0 50 31 3.0 63 38 5.0 75 44 5.0 90 51 5.0 110 61 5.0 125 69 5.0 140 76 5.0 160 86 5.0 180 96 5.0 200 106 5.0 225 119 5.0 250 131 5.0 Direct na het aanbrengen van de lijm, de beide delen in elkaar steken, zonder onderlinge verdraaiing. Overtollige lijm onmid- dellijk verwijderen met crêpepapier. Hiervoor geen reinigingsmiddel gebruiken. De verlijmde delen gedurende 10 minuten niet mechanisch belasten. Droogtijd : zie onderstaande tabel. Lijmen met Dytex®® De lijmoppervlakken (buisuiteinde + binnenzijde mof) insmeren met Dytex® verdunner tot ze week worden (vingernageltest). Dytex® lijm aanbrengen in de richting van de as en gedurende ca. 30 seconden laten opdrogen. Indien bij de test vóór het lij- men is gebleken dat buis en fitting onvoldoende klemmen, kunnen 2 of 3 lagen Dytex® lijm aangebracht worden. Vóór het aan- brengen van deze extra lagen moet de vorige laag droog zijn. (minstens 30 seconden wachten). Na het aanbrengen en drogen van de lijm, opnieuw Dytex® verdunner aanbrengen op beide oppervlakken, zodat deze opnieuw week worden, waarna de volgende laag lijm kan aangebracht worden. Buis en fitting in elkaar schuiven zonder te draaien. Hierbij moet een duidelijke weerstand voelbaar zijn. Aan de rand van de fitting moet zich een uniforme lijmuitstulping vormen. Dit lijmoverschot voorzichtig verwijderen. Droogtijden Omgevings- Buiten- Droogtijd terwijl Wachttijd Wachttijd voor het temperatuur diameter mm richten nog mogelijk voor montage in werking stellen boven 25°C tot 63 1/2 minuut 10 minuten per 1 bar : 1/4 uur van 75 1 minuut 15 minuten per 1 bar :1/2 uur van 10-25°C tot 63 1 minuut 20 minuten per 1 bar : 1/2 uur van 75 2 minuten 30 minuten per 1 bar : 1 uur onder 10°C tot 63 2.5 minuten 60 minuten per 1 bar : 1 uur van 75 5 minuten 90 minuten per 1 bar : 2 uur Bij spoedgevallen (reparatie) kunnen de tabelwaarden, met inachtname van een groter risico, verlaagd worden. Bij perspassing op 1/4 de bovengenoemde waarden. Bij 0-0.3 mm speling op 1/2 de bovengenoemde waarden. Bij speling groter dan 0.3 mm gelden de tabelwaarden. 48 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 43. Vereiste hoeveelheid Tangit® lijm Vereiste hoeveelheid Dytex® lijm, verdunner, reiniger in kg en reiniger in kg voor 100 verlijmingen voor 100 verlijmingen Diameter buis lijm reiniger lijm verdunner reiniger 16 0.35 0.10 20 0.3 0.15 25 0.4 0.20 32 0.5 0.35 40 0.7 0.45 50 0.9 0.60 63 1.3 0.75 1.1 1.1 0.75 75 1.8 0.80 1.5 1.5 0.80 90 2.4 0.90 2.1 2.2 0.90 110 3.3 1.20 2.9 3.5 1.20 125 3.8 1.40 3.4 4.4 1.40 140 4.8 1.80 4.5 6.1 1.80 160 6.8 2.80 7.2 10.0 2.60 180 7.9 3.90 200 9.1 5.30 225 11.5 7.40 250 12.8 8.20 Verlijming onder de 10°C is niet aan te raden vanwege de vertraging van de polymerisatiereactie bij lagere temperatuur. Droogtijd : zie tabel op vorige bladzijde. Algemene opmerkingen - borstels of ander gereedschap kunnen gereinigd worden met ontvettingsmiddel of verdunner. - na gebruik dienen lijm, ontvettingsmiddel en verdunner onmiddellijk terug afgesloten te worden om verdamping van de sol- venten te vermijden. - het inhaleren van de solventen is schadelijk en moet bijgevolg zoveel mogelijk vermeden worden. In overeenkomst met de veiligheidsvoorschriften ter zake, moet steeds in geventileerde ruimtes gewerkt worden. Aanbevolen afmetingen borstels voor buis D borstel 6 - 16 mm ∅ 3 mm 20 - 25 mm ∅ 10 mm 32 - 63 mm ∅ 20 mm 75 - 250 mm 30 x 5 mm tot 50 x 10 mm of ∅ 30 tot 40 mm Opmerking: Veiligheidsinformatiebladen i.v.m. Tangit® en Dytex® (lijm en reiniger) zijn te verkrijgen op aanvraag.. 1.3.3 Lassen 1.3.3.1 Inleiding Lassen is de meest gebruikte verbindingstechniek voor HDPE, PP, PVDF en ECTFE leidingsystemen. Bij het lassen moet rekening gehouden worden met 3 belangrijke parameters : temperatuur tijd druk Voor de montage van drukleidingen zijn de meest gebruikte lastechnieken : stomplassen moflassen electromoflassen Het principe van het lassen van kunststoffen berust op een samenspel van warmte en druk. De warmte is nodig om het mate- riaal voldoende plastisch te maken, de druk om vervolgens de verwarmde lasvlakken in elkaar te laten vloeien. 49 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 44. 1.3.3.2 Stomplassen Stomplassen is de meest gebruikte lastechniek voor leidingen in PE, PP, PVDF en ECTFE. Het principe van deze lastechniek berust op het verwarmen van buis en/of fittinguiteinde (die in dit geval dezelfde diameter hebben) op een vlak verhittingsele- ment. Hierdoor worden de lasvlakken van buis en fitting plastisch en door de druk waarmee de vlakken tegen het verhittingse- lement worden aangedrukt ontstaat een lasril. Na welbepaalde tijd worden de te lassen delen van het verwarmingselement afgenomen en met de lasvlakken tegen elkaar gedrukt, waardoor tijdens de afkoeling de las ontstaat. Een goed uitgevoerde las levert een lasfactor van 80 à 100% op. Om een hoge lasfaktor te bereiken zijn de volgende punten doorslaggevend : - zuiver passende en schone lasoppervlakken - lastemperatuur - opwarmdruk - doorwarmtijd - omschakeltijd - lasdruk - afkoeltijd Instructies voor het stomplassen - Installeer de lasmachine en monteer de buis-en fittingklemmen vóór de te lassen diameter. - Stel de exacte lastemperatuur in aan de lasspiegel - Klem de buis en/of fitting in de machine en lijn uit. - Breng de frees van de machine tussen de te lassen uiteinden en frees gelijkmatig af onder een lichte druk. - Verwijder de frees en controleer of beide uiteinden perfect op elkaar passen. Zoniet dient de freesprocedure herhaald te wor- den tot de max. spleet tussen de delen 0.5 mm bedraagt. - Reinig de lasspiegel met MEK of spiritus - Controleer de temperatuur van de lasspiegel. - Breng de spiegel tussen de lasuiteinden en druk de te lassen delen op de spiegel met de vereiste opwarmdruk. - Als de hoogte van de lasril die vervolgens ontstaat aan de lasvlakken, overeenkomt met die opgegeven in tabel “Lasapparatuur voor stomplassen van kunststoffen”, wordt de druk opgeheven, maar moeten de te lassen delen tegen de lasspiegel blijven gedurende een bepaalde tijd. - Na de doorverwarmtijd wordt de lasspiegel snel verwijderd en worden de lasvlakken tegen elkaar gedrukt. De aan te brengen lasdrukkracht is gegeven in dezelfde tabel. Het opbouwen van de lasdruk moet geleidelijk aan gebeuren. - Laat de las afkoelen. - Verwijder de druk op de machine. - Demonteer de gelaste delen. - Ingeval buiten gewerkt wordt, moet de verhittingsspiegel van eventuele wind afgeschermd worden. Schematische voorstelling van de lasstadia voor stomplassen 50 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 45. Berekening van de specifieke lasdruk In de meeste gevallen wordt de in te stellen lasdruk op de machine weergegeven in “bar” of “kp” (in tabelvorm). Om de speci- fieke lasdruk te kunnen instellen dient men eerst de laskracht te berekenen volgens onderstaande formules. Lasoppervlak A = (d 2 u - d 2 i) . π (mm2 ) met : du = buitendiameter (mm) 4 di = binnendiameter (mm) Laskracht F = p spez. . A (N) 9.81 Lasparameters voor stomplassen van kunststoffen lasdruk (N/mm2 ) lastemperatuur (°C) PE 80 0.15 200 - 210 PP-H 0.10 195 - 205 PP-R PVDF 0.13 225 - 235 ECTFE 0.08 - 0.09 275 - 285 Stomplassen HDPE Wand Ril Doorwarmen Schakelen Druk Koelen mm mm sec. sec. sec. min. 2.0 - 3.9 0.5 30 - 40 4 4 - 6 4 - 5 4.3 - 6.9 0.5 40 - 70 5 6 - 8 6 - 10 7.0 - 11.4 1.0 70 - 120 6 8 - 10 10 - 16 12.2 - 18.2 1.0 120 - 170 8 10 - 15 17 - 24 20.1 - 25.5 1.5 170 - 210 10 16 - 20 25 - 32 28.3 - 32.2 1.5 210 - 250 12 21 - 25 33 - 40 34.5 - 38.7 2.0 250 - 300 14 26 - 30 40 - 47 40.2 - 45.5 2.5 300 - 350 16 31 - 35 48 - 55 46.2 - 53.9 2.5 400 - 450 18 36 - 40 56 - 63 55.2 - 61.6 3.0 450 - 500 20 45 - 50 64 - 70 Stomplassen PP Wand Ril Doorwarmen Schakelen Druk Koelen mm mm sec. sec. sec. min. 2.0 - 3.9 0.5 30 - 65 4 4 - 6 4 - 6 4.3 - 6.9 0.5 65 - 115 5 6 - 8 6 - 12 7.0 - 11.4 1.0 115 - 180 6 8 - 10 12 - 20 12.2 - 18.2 1.0 180 - 290 8 10 - 15 20 - 30 20.1 - 25.5 1.5 290 - 330 10 16 - 20 30 - 40 28.3 - 32.2 1.5 330 - 440 12 21 - 25 40 - 50 34.7 - 40.2 2.0 440 - 490 14 26 - 35 50 - 60 41.0 - 50.0 2.5 490 - 550 16 36 - 45 60 - 70 51 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 46. Stomplassen PVDF Wand Ril Doorwarmen Schakelen Druk Koelen mm mm sec. sec. sec. min. 2.4 - 3.5 0.5 40 - 70 4 3 - 6 4 - 6 3.5 - 5.5 0.5 70 - 90 5 4 - 8 6 - 8 5.5 - 10.0 1.0 90 - 120 6 6 - 10 8 -12 10.0 - 15.0 1.5 120 - 150 8 8 - 12 12 - 16 Stomplassen ECTFE Wand Ril Doorwarmen Druk Koelen mm mm sec. sec. min. 20 x 1.9 12 4 5 3 25 x 1.9 15 4 5 3 32 x 2.4 18 4 5 3 40 x 2.4 20 4 5 4 50 x 3.0 25 4 5 5 63 x 3.0 25 4 5 5 90 x 4.3 30 4 5 6 110 x 5.3 40 4 5 7 160 x 7.7 50 4 5 10 Het beoordelen van de lasril - Bron : DVS 2202, deel 1 en DVS 2206 52 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 47. Schematische voorstelling van de lasstadia voor moflassen 1.3.3.3 Moflassen Deze techniek wordt toegepast voor kleine diameters leidingen (tot 125 mm max.) in PE, PP en PVDF. Principieel bestaat deze lasmethode erin om het buisuiteinde aan de buitenzijde en de fittingmof aan de binnenzijde met een verhittingselement te verwarmen, waarna de plastisch geworden uiteinden in elkaar geschoven worden. Tot D 40 mm kan het moflassen manueel gebeuren. Voor diameters groter dan D40 mm is een machine vereist die toelaat de buizen en fittings in te klemmen. Instructies voor het moflassen - Plaats de lasmof en -doorn van de te lassen diameter op het verhittingselement. - Reinig de lasmof en -doorn met MEK of spiritus op een pluisvrij, niet abrasief en niet gekleurd papier. - Regel de thermostaat op de correcte temperatuur. - Schuin de haaks afgesneden buizen af volgens bijgaande tabel. - Indien geen afstandhouder voorzien is op het lasapparaat, teken dan de mofdiepte af op de buis. Bij manueel lassen is een horizontale markering op buis of fitting noodzakelijk, daar deze bij het in elkaar brengen niet t.o.v. elkaar mogen gedraaid worden. - Buis en fitting reinigen met MEK of spiritus op een pluisvrij, niet abrasief en niet gekleurd papier. - Controleer de temperatuur van lasmof en -doorn - Breng gelijktijdig de buis in de lasmof en de fitting over de lasdoorn, rekening houdend met de gemarkeerde lasdiepte. Respecteer de opwarmtijd aangegeven in de tabel. - Verwijder buis en fitting uit de verhittingselementen en schuif deze zonder ze te draaien in elkaar tot de gemarkeerde las- diepte of tot de door de afstandhouder geregelde lasdiepte. Respecteer de aangegeven omsteltijden. - Laat de las afkoelen aan de lucht, gedurende de in de tabel aangegeven koeltijden. - Koel nooit af met water of een andere koelvloeistof. D 16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 Sm 2 3 L 13 15 16 18 20 23 26 30 34 40 53 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 48. Moflassen HDPE en PP PN 10 Buisdiameter wanddikte opwarmtijd afkoeltijd mm mm sec. min. 16 2.0 5 2 20 2.0 5 2 25 2.3 7 2 32 3.0 8 4 40 3.7 12 4 50 4.6 18 4 60 5.8 24 6 75 6.9 30 6 90 8.2 40 6 110 10.0 50 8 125 11.4 50 8 Omschakeltijd 16 t/m 25 : 4 sec. 32 t/m 50 : 6 sec. 63 t/m 90 : 8 sec. 110 t/m 125 : 10 sec. Moflassen hard PE en PP PN 6 Buisdiameter wanddikte opwarmtijd afkoeltijd mm mm sec. min. 75 4.3 15 6 90 5.1 22 6 110 6.3 30 8 125 7.1 30 8 Omschakeltijd 16 t/m 25 : 4 sec. 32 t/m 50 : 6 sec. 63 t/m 90 : 8 sec. 110 t/m 125 : 10 sec. Bron : DVS 2207, deel 1 Lastemperatuur Kunststof Temperatuur HDPE 250 - 270°C PP 250 - 270°C Bron : DVS 2207, deel 11 54 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 49. Moflassen PVDF Buisdiameter wanddikte opwarmtijd afkoeltijd mm mm sec. 16 1.5 3 3 20 1.9 3 3 25 1.9 4 3 32 2.4 5 3 40 2.4 6 4 50 2.9 8 5 63 3.0 10 6 75 3.6 12 6 90 4.3 15 8 110 5.3 20 10 Omschakeltijd 16 t/m 25 : 4 sec. 32 t/m 50 : 6 sec. 63 t/m 90 : 8 sec. 110 t/m 125 : 10 sec. Bron : Agru Lastemperatuur Materiaal Temperatuur PVDF 260 - 270°C Bron : DVS 2207, deel 15 Het beoordelen van de las Bron DVS 2202, deel 1 55 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 50. 1.3.3.4 Electromoflassen Inleiding Bij het electromoflassen worden buis en fitting door middel van weerstandsdraden opgewarmd en gelast. De weerstands- draden zijn in een lasmof ingegoten. De energievoorziening gebeurt via een lastransformator, waardoor buis en fitting plas- tisch worden en samenvloeien. Na afkoeling is het lasproces voltooid. Polyethyleen (HDPE) Enkel gelijkaardige materialen kunnen met elkaar op deze manier gelast worden. Het smeltbereik van de HDPE-electromoffen ligt tussen 0.7 en 1.3 gram/10 minuten. Deze moffen kan men gebruiken voor buizen en fittingen met een smeltbereik tussen 0.4 en 1.3 gram/10 minuten. Lasparameters Buiten Lastijd (sec) bij temperatuur van Min. diameter 0°C 10°C 20°C 30°C 40°C afkoeltijd (mm) min. max. min. max. min. max. min. max. min. max. (min.) 20 17 26 17 26 17 26 17 26 17 26 10 25 17 26 17 26 17 26 17 26 17 26 10 32 17 37 17 35 17 33 17 31 17 29 10 40 29 51 28 49 26 45 25 44 23 42 15 50 42 69 41 67 39 65 38 62 36 60 15 63 75 120 71 113 66 106 62 100 58 94 20 90 134 206 125 193 117 181 110 171 103 160 20 110 179 270 168 254 159 240 150 227 141 215 30 125 218 329 206 311 194 295 184 280 175 266 30 160 278 423 264 401 250 381 238 363 227 346 30 180 314 478 298 455 283 433 270 412 257 394 30 200 364 547 346 521 329 496 314 474 300 453 30 225 390 588 371 560 353 534 337 510 322 488 30 Voorbereiding Opruwen met een buisschraper en reinigen (aceton, kunststofreiniger Tangit) van het lasoppervlak op buis en/of fitting. De bin- nenzijde van de electromof mag niet bewerkt worden. Het is aan te raden de lasmoffen in te klemmen. De lastijd is afhankelijk van volgende factoren : de weerstand van de wikkeling, de netspanning en de omgevingstemperatuur. Zolang deze gegevens binnen de toleranties van het geautomatiseerde lasprotocol vallen, zal de lasprocedure volledig uitgevoerd worden. Voor het lassen met electromoffen kan men gebruik maken van een volautomatisch lastoestel. Door mid- del van een leesstift kan men een barcode lezen die ook aanwezig is op de lasmof. Deze barcode bevat alle nodige las- gegevens en toelaatbare toleranties voor dat type lasmof. Polypropyleen (PP) Het smeltbereik van PP-R electromoffen ligt tussen 0.2 en 0.4 g/10 min. Deze moffen kan men gebruiken voor buizen en fittingen met een smeltbereik tussen 0.2 en 0.8 g/10 min. Lasparameters Buitendiameter Lastijd Afkoeltijd (mm) (sec) (min.) 20 23 - 25 10 25 23 - 25 10 32 28 - 32 10 40 35 - 40 15 50 47 - 55 15 63 70 - 75 15 75 92 - 99 20 90 108 - 118 20 110 145 - 155 30 De aangegeven richtwaarden zijn geldig bij omgevingstemperaturen van 5 tot 30°C. Lassen bij temperaturen die hierbuiten vallen, is niet aan te raden. 56 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 51. 1.3.4 Demonteerbare verbindingen 1.3.4.1 Schroefdraadverbindingen De schroefdraadaansluitingen worden praktisch uitsluitend toegepast in PVC,. PE, PP en PVDF. Draadaansluitingen zijn slechts toepasbaar wanneer geen te sterke temperatuursschommelingen optreden en de leiding niet te sterk mechanisch belast wordt (een goede ondersteuning is dus in ieder geval vereist). PE, PP, en PVDF zijn immers veel zachtere materialen dan PVC, zodat beschadiging van de schroefdraad zou kunnen optreden. De FIP PVC schroefdraadkoppelingen hebben een parallelle schroefdraad volgens BS norm. De afdichting op de schroef- draad kan worden verzekerd door gebruik van PTFE afdichtingslint. Richtlijnen voor montage Het onderdeel met uitwendige schroefdraad, wordt omwikkeld met Teflon band. Het Teflon lint dient bij voorkeur in tegengestelde richting van de spoel aangebracht te worden. De PTFE band werkt zelfsmerend en afdichtend. Het gebruik van andere dichtingsmaterialen zoals gebruikt in metalen leidingen is af te raden. Beide delen moeten volledig in elkaar kunnen geschroefd worden zonder overdreven weerstand. Indien het aanschroeven te los of te moeilijk gaat, dient meer of minder PTFE tape aangebracht te worden. Bij gebruik van sleutels voor het aanschroeven, dient er op gelet te worden dat deze de koppelingen niet kunnen beschadigen. Bescherm eventueel de koppeling door een doek tussen sleutel en koppelingen aan te brengen. 1.3.4.2 Driedelige koppelingen Driedelige koppelingen zijn beschikbaar in PVC met lijm of draadaansluiting. Driedelige koppelingen voor moflasaansluiting zijn leverbaar in PP en in PVDF. In PP, PE en PVDF zijn bovendien driedelige koppelingen beschikbaar die zowel voor stomplas als moflasmontage geschikt zijn. Het belangrijkste voordeel van driedelige koppelingen is dat ze, net als de flensaansluiting, een radiale demontage van leidingonderdelen toelaten. De driedelige koppeling bevat echter geen metalen delen, wat een bijkomend pluspunt betekent. 57 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 52. 1.3.4.3 Snelkoppelingen Snelkoppelingen laten toe alle types kunstofbuizen en zelfs metalen buizen te koppelen. De afdichting wordt verzekerd door een O-ring. De mechanische koppeling met de buis wordt verzekerd dankzij de polyacetaal klemring. Voor zachte materialen zoals PE en PP volstaat de polyacetaal ring. Voor hardere materialen zoals PVC, PVC-C, ABS, ijzer, roestvrij staal, gegalvaniseerd ijzer, koper, worden polyacetaalringen geleverd met een ingebedde verzinkte stalen rand. De gepatenteerde FIP klemring laat toe, zowel buizen met een maximale tolerantie als geovaliseerde buizen te koppelen. 1.3.4.4 Mechanische koppelingen Voor het verbinden van kunststofbuizen zijn eveneens mechanische aansluitkoppelingen beschikbaar. De koppelingen bestaan uit een metalen huis met een inwendige rubbermanchet. Het klemmen van koppelingen gebeurt d.m.v. bouten. De belangrijkste voordelen van dit systeem zijn de snelheid en de eenvoud van het systeem. De koppelingen kunnen zowel ondergronds als bovengronds toegepast worden. 1.3.4.5 Flensverbindingen Algemeen Wanneer leidingsonderdelen met flenzen verbonden worden, dient men rekening te houden met volgende zaken : Uitlijnen van de flenzen en dichtingen Alvorens men de bouten voorspant, moeten de dichtingen en kragen vlakparallel t.o.v. elkaar gemonteerd zijn. Dit om achteraf een schuin aanspannen van de flenzen (met bijbehorende extra belasting) te vermijden. 58 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 53. Aandraaien van de bouten De lengte van de bouten is zo te kiezen dat de schroefdraad eindigt ter hoogte van de moer (indien mogelijk). Zowel bij de bout als bij de moer is het gebruik van rondellen aangeraden. Men moet er tevens op toezien dat de bouten aangedraaid wor- den met een momentsleutel (zie tabellen voor de draaimomenten). Om het losdraaien van de boutverbindingen na langere tijd te vergemakkelijken, is het aan te raden de draad in te smeren (vb. MoS2). Men dient hierbij rekening te houden met de chemische bestendigheid van de gebruikte dichtingen. In een PVC leidingsysteem kan men een flensverbinding realiseren door combinatie van twee gevulde vlakke kragen (type QRV) of door combinatie van een gevulde vlakke kraag en een kraag met groef (type QGV). In beide gevallen worden deze kragen samengehouden door middel van PVC flenzen (type ODV) of PVC-GFK flenzen met stalen kern. Bij beide vlakke kra- gen maakt men gebruik van vlakke dichtingen in EPDM of FPM. Bij de combinatie van een vlakke gevulde kraag en een kraag met groef, maakt men gebruik van een O-ring. In extreme gevallen zijn PTFE enveloppe dichtingen aangewezen. HDPE, PP en PVDF moflaskragen en stomplaskragen worden bij voorkeur gemonteerd met glasvezelversterkte PP flenzen met stalen kern. Deze flenzen zijn zwart in de massa gekleurd, waardoor ze UV-bestendig zijn. Draaimomenten Volgende tabellen geven de dimensies en draaimomenten bij verschillende overschuifflenzen. Bij het testen (proefdruk : 1.5 x nominale druk bij 20°C) gaan deze draaimomenten een perfecte afdichting verzekeren, zowel bij vlakke dichtingen als bij dichtingen. Het aandraaien van de bouten boven de in deze tabellen opgegeven waarden, kan schadelijk zijn voor de dichtingen, kragen of flenzen. Het aandraaien van de flensbouten gebeurt bij voorkeur kruisgewijs, in de volgorde zoals in onderstaande figuur. 59 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 54. Draaimoment en dimensies voor PVC-overschuifflenzen Draaimoment DN d PN E d1 a Sp bouten g Nm 15 20 10 96 28 65 11 M12 x 70 60 ≤ 8 ≤ 10 20 25 10 107 34 75 12 M12 x 70 85 ≤ 8 ≤ 10 25 32 10 117 42 85 14 M12 x 70 120 8 10 32 40 10 143 51 100 15 M16 x 85 190 8 13 40 50 10 153 62 110 16 M16 x 85 225 8 13 50 63 10 168 78 125 18 M16 x 95 280 10 15 65 75 10 188 92 145 19 M16 x 95 390 10 17 80 90 10 203 109 160 20 M16 x 105 460 10 18 100 110 10 222 132 180 22 M16 x 105 515 10 20 110 125 10 230 149 190 24 M16 x 115 530 12 25 125 140 10 251 166 210 26 M16 x 120 715 15 30 150 160 10 290 189 240 29 M20 x 135 915 20 45 200 200 10 340 235 295 30 M20 x 140 1210 38 50 200 225 10 340 252 295 30 M20 x 140 1090 38 60 250 250 10 396 278 350 34 M20 x 150 1790 - 70 250 280 10 396 309 350 35 M20 x 160 1880 - - 300 315 10 465 349 400 40 M20 x 180 3050 - - 350* 355 4 505 386 460 32 M20 x 180 3600 - - 400* 400 4 565 434 515 33 M22 x 180 4500 - - 450* 450 4 615 489 565 32 M22 x 160 4400 - - 500* 500 4 650 540 600 31 M20 x 160 4200 - - Bij gebruik Bij gebruik van O-ring van vlakke dichting Opmerking : Indien ODV met een metalen tegenflens draaimoment = Nm x 1/2 60 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 55. Losse flenzen met stalen kern in PP volgens DIN 16.962/16.963 Schroeven* PN 10/ISO S-5/SDR 11 da DN D±2 k±1 Nm3) d2 ±1 aantal draad 1) d6 ±1.5 2) d6 ±1.5 b±1 gewicht mm mm mm mm mm mm mm mm kg/st 20 15 96 65 15 14 4 M12 28 - 12 0.25 25 20 106 75 15 14 4 M12 34 - 12 0.31 32 25 116 85 15 14 4 M12 42 - 16 0.42 40 32 141 100 25 18 4 M16 51 - 16 0.66 50 40 151 110 35 18 4 M16 62 - 18 0.70 63 50 166 125 35 18 4 M16 78 - 18 0.79 75 65 187 145 40 18 4 M16 92 - 18 1.15 90 80 202 160 40 18 8 M16 108 - 20 1.24 90 80 222 160 40 18 8 M16 - 110 20 1.20 110 100 222 180 40 18 8 M16 128 - 20 1.36 110 100 220 180 40 18 8 M16 - 133 20 1.54 125 100 220 180 45 18 8 M16 135 - 20 1.30 125 100 222 180 45 18 8 M16 - 149 20 1.32 140 125 250 210 50 18 8 M16 158 - 24 2.07 140 125 250 210 50 18 8 M16 - 167 24 1.80 160 150 287 240 60 22 8 M20 178 - 24 2.48 160 150 285 240 60 22 8 M20 - 190 24 2.67 180 150 287 240 60 22 8 M20 188 - 24 2.46 200 200 341 295 70 22 8 M20 235 - 24 3.27 225 200 341 295 70 22 8 M20 238 - 24 2.82 225 200 340 295 70 22 8 M20 - 250 24 3.08 250 250 409 350 100 22 12 M20 288 - 30 6.07 280 250 409 350 100 22 12 M20 294 - 30 5.75 315 300 463 400 110 22 12 M20 338 - 34 9.96 355 350 515 460 160 22 16 M20 376 - 42 14.65 400 400 574 515 170 26 16 M24 430 - 46 17.63 1) voor voorlaskragen uit PE 80, PP 2) voor kraagbussen uit PE 80, PP volgens DIN 125 3) draaimoment 61 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 56. Losse flenzen met stalen kern in PP volgens ANSI Schroeven* PN 10/ISO S-5/SDR 11 da da D±2 k±1 k d6 ±1.5 d2 ±1 d2 aantal b±1 Nm1) gewicht mm inch mm mm inch mm mm inch mm kg/st 20 1/2” 95 60.4 2 3/8” 28 16 5/8” 4 12 15 0.22 25 3/4” 102 69.7 2 3/4” 34 16 5/8” 4 12 15 0.28 32 1” 114 79.2 3 1/8” 42 16 5/8” 4 16 15 0.45 40 1 1/4” 130 88.7 3 1/2” 51 16 5/8” 4 16 25 0.54 50 1 1/2” 133 98.3 3 7/8” 62 16 5/8” 4 18 35 0.60 63 2” 162 120.0 4 3/4” 78 20 3/4” 4 18 35 0.88 75 2 1/2” 178 139.7 5 1/2” 92 20 3/4” 4 18 40 1.10 90 3” 194 152.4 6” 108 20 3/4” 4 18 40 1.22 110 4” 229 190.6 7 1/2” 128 20 3/4” 8 18 40 1.85 160 6” 283 241.2 9 1/2” 178 22 7/8” 8 24 60 2.30 200 8” 345 298.2 11 3/4” 236 22 7/8” 8 24 70 3.59 250 10” 412 360.9 14 1/4” 288 25 1” 12 27 100 5.74 315 12” 487 431.2 17” 338 25 1” 12 32 110 12.16 volgens DIN 125 1) draaimoment Losse flens uit plaat gedraaid, volgens DIN norm schroeven* PN 3.2/ISO S-16/SDR 33 da D k d6 ±1.0 b±1.0 d2 ±0.2 aantal draad Nm1) gewicht mm mm mm mm mm mm kg/st 450 670 620 517 38 27 20 M24 190 8.7 500 670 620 533 40 27 20 M24 240 9.6 560 780 725 618 40 30 20 M27 280 12.1 630 780 725 645 40 30 24 M27 330 11.2 710 895 840 740 45 30 24 M27 385 18.1 800 1015 950 843 45 33 24 M30 445 24.0 900 1115 1050 947 50 33 28 M30 510 29.6 1000 1230 1160 1050 50 36 28 M33 570 35.3 62 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 57. 63 1 4 MANUELE AFSLUITERS 1.4.1 Algemeen Dit hoofdstuk behandelt enkel de handbediende afsluiters. Gemotoriseerde of gestuurde afsluiters worden behandeld in een volgend hoofdstuk. We bespreken achtereenvolgens : : - kogelafsluiters - membraanafsluiters - vrijstroomafsluiters (schuine zitting) - vlinderkleppen - terugslagkleppen - diversen Voor een gedetailleerde, technische beschrijving van de bovenstaande afsluiters, verwijzen wij naar onze catalogus INDUSTRIE. 1.4.2 Gebruik van de manuele afsluiters Kogelafsluiters De kogelkraan is eerder bedoeld als een “open/dicht”-kraan, en is minder geschikt voor debietcontrole. In “volledig-open” - stand heeft een kogelkraan een zelfde opening als de buisdiameter, zodat het wrijvingsverlies in vergelijking met andere kra- nen gering is. De stand van de kogelkraan wordt duidelijk aangetoond door de hendel. D.m.v. driedelige koppelingen is de montage en demontage van kogelkranen vrij éénvoudig. Het VK type is voorzien van een demonteerbaar slot, met schroefdraad, zodat de leiding zonder risico gedemonteerd kan wor- den in de uitstroomrichting wanneer de kraan gesloten is. De kogelafdichting is bovendien bijregelbaar. Een kogelkraan is in beide stromingsrichtingen bruikbaar. Een kogelkraan kan praktisch overal toegpast worden, uitgezonderd in die gevallen waar zich vaste, onopgeloste deeltjes in de vloeistof bevinden (sterke kans op kristallisatie). In dit geval zal men een membraanaf- sluiter aanwenden. Alle manuele afsluiters moeten steeds ondersteund of opgehangen worden d.m.v. ankers of kraanhouders. De ondersteuning moet het eigen gewicht van de kraan, maar ook eventuele extra belastingen onder werkcondities kunnen opvangen. Hiervoor kan men de VKSV kogelkraanhouders (∅16 - ∅63) aanwenden. Bij grotere diameters zijn deze kraanhouders reeds geïnte- greerd in de kraan (∅75 − ∅110). Bij gebruik van een kogelkraanhouder, fixeert men de kogelkraan als een vast punt in het leidingsysteem. Men moet de nodige voorzorgen nemen om extra belasting op de kraan, te wijten aan thermische uitzetting, te vermijden. Aangeraden wordt : - de kraan aan beide zijden te ondersteunen. - te controleren dat de kraan in lijn is met de leiding. - er voor te zorgen dat er voldoende ruimte is voor krimp en uitzetting van de leiding vanaf de kraan. 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 58. 64 Membraanafsluiters Door hun voordelige regelkarakteristiek zijn membraankranen uitstekend geschikt voor de realisatie van een debietcontrole. Bovendien zijn ze geschikt om onzuivere fluïda (verzadigde oplossingen, zouten, vloeistoffen met vaste onzuiverheden) per- fect af te dichten. De elasticiteit van het membraan zorgt ervoor dat onzuiverheden die op de zitting achterblijven, deze niet beschadigen. De debietregeling kan gecontroleerd worden aan de hand van een standaanduiding (niveau-indicators). Het werkingsprincipe van een membraankraan garandeert een minimaal wrijvingsverlies. Doch dit wrijvingsverlies is in ieder geval steeds hoger dan bij kogelkranen of kranen met een schuine zitting. Het membraan kan geleverd worden in EPDM, FPM of PTFE. De membraanafsluiter kan in elke stand in de leiding geïnstalleerd worden. De membraanafsluiter kan bevestigd worden d.m.v. flenzen. Dankzij 2 bevestigingsschroefbussen die zich onderaan het lichaam bevinden, kan de membraankraan beves- tigd worden op panelen of op gelijk welke steun. Bij het vertikaal installeren van de afsluiter moet worden voorkomen, bij verlijming, dat de lijm in het huis loopt, daar anders ernstige schade wordt aangericht aan de zitting en het membraan. Vrijstroomafsluiters Evenals een membraankraan, laat de vrijstroomafsluiter een debietcontrole toe, maar met een lager drukverlies. Een vrijstroomafsluiter geeft alleen een perfecte afdichting met zuivere vloeistoffen. Het gebruik van een filter in lijn met de afsluiter is dus steeds aan te bevelen. Een vrijstroomafsluiter mag in elke positie geïnstalleerd worden. De vrijstroomafsluiter dient steeds geplaatst te worden met de pijl in de stroomrichting. Bij het tot stand brengen van een vertikale lijmverbinding moet voorkomen worden dat er lijm in de afsluiter loopt, daar anders de zitting en de O-ring onherstelbaar beschadigd worden en de afsluiter niet meer kan functioneren. 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 59. Vlinderkleppen Vlinderkleppen hebben vooral een “open/toe” functie, vooral voor leidingen met grotere diameters. Vlinderkleppen zijn geschikt voor toepassingen in eender welke positie, onafhankelijk van de vloeistofstroomkarakteristiek. Een vlinderklep wordt tussen 2 flenzen geïnstalleerd. Men installeert de vlinderklep het beste in gesloten toestand en men dient er zeker van te zijn dat de vlinderklep volledig in lijn staat met de beide flenzen, om lekken te vermijden. Een vlinderklep kan in elke positie geïnstalleerd worden. Terugslagkleppen Om te vermijden dat een fluïdum in omgekeerde richting gaat stromen, plaatsen we een terugslagklep. De terugslagklep werkt door middel van de zwaartekracht. Het tegengewicht is zodanig ontworpen dat het een minimum stromingsweerstand oplevert, maar ook een perfekte afdichting bij de minste tegendruk verzekert. De terugslagklep kan zowel horizontaal als vertikaal geplaatst worden, zolang het stempelhuis steeds naar boven gericht is (omwille van het principe van de zwaartekracht). Er zijn 3 types: - terugslagklep met schuine zitting - kogelterugslagklep zonder veer - kogelterugslagklep met veer 65 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 60. Voetkleppen Bij het opzuigen van vloeistoffen uit reservoirs. De voetklep zorgt ervoor dat de leidingen en pompen gevuld blijven met de opgezogen vloeistof. H = minimum bodemdiepte > 0.5 DN H1 = minimum statische druk > Vs2 + 0.1 m 2g Vs = snelheid in de aanzuigleiding DN = binnendiameter aanzuigleiding Vuilvangers Als beveiliging voor pompen, kranen met schuine zitting, automatische ventielen en terugslagkleppen is een vuilvanger aangewezen. De concentratie aan vaste deeltjes mag niet te hoog zijn. De vuilvangers kunnen geleverd worden met PVC, PP of INOX zeefjes met verschillende maaswijdtes. Een vuilvanger kan in elke stand in de leiding ingebouwd worden, met de pijl in de stroomrichting en het zeefgedeelte naar beneden gericht. De vuilvangers zijn ook in transparante uitvoering verkrijgbaar. Deze zijn echter wel onderworpen aan enkele beperkingen: - invallend licht bevordert de groei van micro-organismen - zonnestraling versnelt het verouderingsproces van de PVC - extra bescherming tegen mechanische trillingen is vereist, zeker in de nabijheid van pompen. 66 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 61. 1.5 AUTOMATISATIE 1.5.1 Algemeen In dit hoofdstuk gaan we in op de mogelijkheden met gemotoriseerde of gestuurde kunststofafsluiters. De geautomatiseerde afsluiters worden ingedeeld aan de hand van het besturingstype. Zo wordt er een onderscheid gemaakt tussen : - elektrisch gestuurde afsluiters - pneumatisch gestuurde afsluiters - elektromagnetisch gestuurde ventielen Voor een gedetailleerde technische beschrijving van de verschillende gemotoriseerde afsluiters, verwijzen we naar onze cata- logus INDUSTRIE. Hierna volgen enkele algemene principes. 1.5.2 Elektrisch gestuurde afsluiters - Het werkingsprincipe van een elektrisch gestuurde afsluiter berust op de bekrachtiging van een spoel in de motor, met een standverandering van de afsluiter als gevolg. - Elektrisch gestuurde afsluiters hebben meestal een langere levensduur dan pneumatisch gestuurde afsluiters. Zij behoeven eveneens geen compressor. - Elektrisch gestuurde afsluiters creëren minder vlug drukgolven (waterslag) bij het openen of sluiten, dan pneumatisch ge- stuurde afsluiters. - Elektrisch gestuurde afsluiters zijn minder gemakkelijk te sturen wat betreft debietscontrole en dosering. - De elektrische motors worden gekenmerkt door een IP-factor (zie later). - Een elektrisch gestuurde afsluiter bestaat meestal uit volgende onderdelen: - huis van de afsluiter - opbouwstuk (tussen motor en afsluiter) - elektrische motor 67 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport
  • 62. 1.5.3 Pneumatsich gestuurde afsluiters - Een pneumatische afsluiter wordt gestuurd via een inert fluïdum. De afsluiter is standaard gesloten (of geopend) en wordt geopend (of gesloten) met een stuurfluïdum. Het aanwezige stuurmembraan dient om de sturing van de perslucht te controleren. Directe sturing van de perslucht kan gebeuren voor een opgebouwd pilootventiel. - Pneumatisch gestuurde afsluiters zijn zeer betrouwbaar voor debietscontrole en dosering en zijn uitermate geschikt voor het gebruik van vervuilde vloeistoffen. - Een pneumatische motor is beschikbaar in volgende uitvoeringen : - normaal gesloten (veer gesloten) - normaal open (veer geopend) - dubbelwerkend - Een pneumatisch gestuurde afsluiter bestaat meestal uit volgende onderdelen : - lichaam (huis) van de afsluiter - opbouwstuk - pneumatische motor 1.5.4 Elektromagnetisch gestuurde ventielen Het werkingsprincipe van deze ventielen berust op de elektromagneet die het ventiel stuurt. Deze bestaat uit een magneetkern die verbonden is met het afsluitonderdeel (membraan, balg, klapanker,...) van het ventiel. Door het magnetiseren van de mag- neetspoel (bij stroomdoorgang) wordt de magneetkern in de magneetspoel getrokken, waardoor het ventiel zich opent. Sluiten van het ventiel gebeurt d.m.v. een sluitveer die het ventiel weer afdicht bij uitschakelen van de elektromagneet. 68 1. Kunststof drukleidingen voor vloeistoftransport