محاسبه ابعاد یک مهار کننده بتونی در یک زانویی

محاسبه ابعاد یک مهار کننده بتونی در یک زانویی

ابتدا باید یکبار دیگر اصول فصل ٨یادآوری شوند. جائیکه یک زانویی به علت نیروهای فشار داخلی آب باید بوسیله نیروهای مقاومتی بستر بصورت هم وزن(شکل١–٩) تحمل شود.
شکل ١–٩: نیروی منتج RNناشی از فشار آزمون STPدر زانویی

این نیروها به قطر خط لوله، نوع اتصالات، زاویه زانویی ها و فشار تست STPبستگی دارند.

مطابق شکل ١–٩نیروی منتج RNطبق معادله ١–٩حساب می شود.

و محاسبه بزرگی سطح به وسیله تقسیم این نیرو بر فشردگی بستر مجاز طبق معادلهمحاسبه می شود.

جدول ١–٩وابستگی نیرو به زاویه زانویی را نشان می دهد. در نهایت بزرگی نیروی منتج RNو فشردگی مجاز بستر ،SHمقدار سطح دستگاه Fدر بستر رشد کرده را
می دهد که باید از مهار کننده بتونی استفاده شود.

جدول ١–٩:ضریب تابعی انواع اتصالات

 
٢–٩-محاسبه ابعاد یک مهار کننده بتونی در یک زانویی

تعیین ابعاد مطابق با ورقه کار قدیمی GW30نسبتاً آسان می باشد. مطابق اندازه اسمی و نوع اتصال سلول مناسب در جدول انتخاب می شود.
سپس در آنجا سلول فشار آزمون و فشردگی مجازبستر جستجو می شود و سپس مقدار درست سطح تجهیز خوانده می شود(جدول ٢–٩)
پیچیدگی در انتخاب فشردگی بستر مجاز در حالت افقی مربوطه به صورت خاص می باشد. راهنمایی ها جهت نوع بستر مانند وابستگی فشردگی مجاز بستر به عمق حفاری داده می شود. در حالات مشکوک فقط گزارشات داده می شود.
نسخه بازنگری شده در قسمت قوانین کار اروپایی با طرح مسئولیت های گسترش یافته به زودی چاپ می شوند. یک مثال عملی تمرین با داده های خروجی زیر و مقادیر محاسبه ساده در اندازه یک مهار کننده بتونی مطابق ورقه کار ( DVGW-GW310طرح ٢٠٠٢) آورده می شود:

 
جدول ٢–٩: جدول ابعاد مهار کننده بتونی ، برگرفته از GW310-2

در شکل ٣–٩ فشردگی مجاز بستر افقی در عمق حفاری برای انواع بسترهای غیر مخلوط و مخلوط در محل نصب بالای کانال آب زمینی آورده شده است.
شکل٣–٩ : فشردگی بستر افقی مجاز انواع گروه های بسترها در وابستگی با عمق حفاری روی آب
 
برای مثال ذکر شده ماسه NB2نیمه متراکم با پوشش خاک ۱٫۵mو فشردگی بستر افقی، Sh=72 KN/m²نیروی منتج RNدر قوس می شود:

سطح تجهیز لازم Fبرای مهار کننده در بستر رشد کرده می شود:
F=N/Sh
F=87.6KN / 72KN/m²
F=1.21 m²
عرض bvبا در نظر گرفتن سطح به صورت مربعی ۱۱۰ cmمی شود. به صورت معمول گسترش نیرو در مهار کننده با زاویه ° ۹۰در نظر گرفته می شود و عمق مهار
کننده توسط رابطه زیر بدست می آید: L= 1/2 √۲ bv = 0.78m
در شکل ۴–٩و ۵–٩اصول آموزشی مهار کننده ها همراه بااتصال مربوطه نمایش داده شده است.
شکل ۴–٩: ابعاد یک مهار کننده بتونی در یک زانویی(نما از بالا)

شکل ۵–٩: ابعاد یک مهار کننده بتونی در یک زانویی( سطح مقطع )

مهار کننده بتونی از بتون غیر مسلح B25ساخته می شود. با توجه به نیاز زمانی , برای ساخت اغلب فقط سه روز زمان در نظر گرفته می شود.
بنابراین با یک استحکام بتون ،Бzul=2000KN/m²سطح تجهیز Fمی شود:
F= bv.bh =da.bh = N/ Бzul
Da=326mm =0.33 m
bh= 91/(2000* 0.33)=0.13m =13cm
سطح تماس بین اتصال و مهار کننده ۱۳cmپهنا دارد که در تمام کل قطر آن ادامه می یابد.
از دیدگاه موقعیت مورد نیاز باید مهار کننده نسبت به خط لوله بصورت متقارن ساخته شود: سطح تجهیز در دیواره حفاری رشد کننده باید صاف و مستطیل شکل باشد تا نتیجه گرفته شود.
هنگام عدم اطمینان در قضاوت از بستر باید گزارشی از بستر تهیه شود . هنگام اجرای خاص مهار کننده ها در خطوط فشاری در جریان های موازی با هم ، در خطوط شیب دار و دیگر حالت های خاص ویژه از اطلاعات مشروح ورقه کار DVGW-GW310 استفاده می شود.
در جدول ۳-۹مقایسه تصویری نمایش داده شده است که نسخه قدیم نسبت به نسخه جدید ورقه کار DVGW-GW310از نظر نتایج قابل بررسی می باشند.
اندازه گیری ناشی از مقدار فشردگی مجاز بستر با ۷۲ KN/m²با معدل بین ارزش های جداول از ۰٫۵و ۱٫۰ Kg/cm²مطابقت دارد.
استفاده از نسخه جدید به علت سادگی و ترتیب کمی انواع بسترها، عمق حفاری و فشردگی مجاز بستر می باشد.
جهت ارتباط باید به وب سایت انجمن فنی سیستم های لوله های چدنی مراجعه کرد:
، www. Gussrohrtechnik.deکه در فصل ” ابزارهای محاسبه ای ” یک برنامه محاسباتی Onlineطبق ورقه کار DVGW-GW310موجود است که بعد از ورود داده های مورد نیاز به سرعت اندازه های مهارکننده های مورد نیاز نمایش داده و چاپ می شوند.
جدول ٣–٩: جدول اندازه گیری مهار کننده های بتونی (برگرفته از ورقه کار-DVGW GW310-1 )
۱۰- دوام

خطوط لوله از جنس چدن نشکن با دوام هستند. خواص مکانیکی آنها همراه با زمان استفاده فرق نمی کند. از اثرات متغیر ناشی از شرایط محیط بوسیله استفاده از واسطه های حفاظتی معین و مناسب جلوگیری می شود.
این واسطه های حفاظتی شامل پوشش های مناسب( پوشش خارجی) و لایه مناسب داخلی (حفاظت داخلی) می باشد. حفاظت چند جهته می تواند توسط استفاده از واسطه های مربوطه هنگام نصب کامل شود.
١–١٠–کلیات

جهت انتخاب یک سیستم خط لوله از یک جنس معین امروزه عمدتاً ملاک های زیر در نظر گرفته می شود:
• هزینه های سیستم و موجود بودن در بازار
• هزینه های پردازش و نصب
• هزینه های کار و نگهداری هنگام استفاده مداوم
• طول زمان استفاده همراه با مقاومت بالا و مقاومت شیمیایی و مکانیکی
• استفاده مجدد پس از فاز استفاده
خطوط لوله باید دوام داشته باشند یعنی حین مدت استفاده توانایی عملکرد را از دست ندهند. دوام مواد به پایداری شیمیایی یعنی پایداری خوردگی و پایدار ی آنها در برابر تغییر بستگی دارد . خواص مکانیکی خطوط لوله از جنس مواد فلزی در کل طول مدت استفاده تغییر نمی کند. این امر بدین معناست که ذخیره اطمینان موجود هنگام شروع در مقابل تغییرات پیش بینی شده هنگام سرویس از بین نمی رود.
مثلاً هنگام افزایش فشار یا تغییر شرایط حاشیه ای استاتیکی در ساخت و سازهای خیابانی مشکلی وجود ندارد.
در نشریه فنی ” DVGW W401کمک های تصمیم گیری برای نوسازی خطوط آب” در حفاظت با ارزش لوله های چدن نشکن و دوام زیاد آن این تائیدیه وجود دارد ، یعنی با
دورنمای ١٢٠ساله دوام, استفاده همه لوله ها با این جنس صورت می گیرد.
این بخش حاوی درک دوام مورد نیاز عمومی ، بیانات مربوط به خوردگی و حفاظت خوردگی خطوط لوله مدفون شونده از مواد آهنی غیرآلیاژی است(٢–١٠و ٣–١٠)
بخش ٣–١٠با وسایل حفاظت خوردگی خاص لوله چدن نشکن سرو کار دارد. این وسایل بصورت منفرد در فصل ١٢و ١٣توصیف می شوند.
خطوط لوله چدنی دارای مواد پوششی و آب بندی غیر فلزی می باشند که در بخش ۴–١٠و ۵–١٠در رابطه با دوام این مواد بحث می شود.

٢–١٠واسطه های حفاظت خوردگی، اصول
لوله ها از مواد آهنی غیر آلیاژی در بستر آب و خاک دارای واسطه های حفاظت خوردگی هستند که دوام مورد نیاز آن را سبب می شوند.
مطابق DIN 50900بخش یک، حفاظت خوردگی با یک واسطه با هدف جلوگیری از آسیب خوردگی است و به وسیله
• تاثیر گذاشتن به جفت واکنش و یا تغییر شرایط واکنش
• به وسیله جدایش ماده فلزی از واسطه خوردگی با کمک پوشش حفاظتی مورد استفاده
• به وسیله واکنش های الکتروشیمیایی صورت می گیرد.
در بخش های خطوط لوله آب چدن نشکن پوشش های حفاظت خوردگی از معنای قابل توجهی برخوردارند. مفاهیم زیر در استاندارد DIN 50902تعریف می شوند.
لایه محافظ خوردگی: یک لایه محافظ خوردگی از فلز یا در محدوده سطح یک فلز است که شامل یک یا چند لایه می باشد. پوشش های چند لایه بصورت سیستم ضد خوردگی تعریف می شوند.
پوشش خارجی: یک پوشش خارجی شامل یک لایه محافظ خوردگی است که بر سطح خارجی دستگاه ها، مخازن و خطوط لوله موجود دارد مثلاً پوشش خارجی ملات سیمان
پوشش داخلی: یک پوشش داخلی یک لایه محافظ خوردگی است که در سطح داخلی دستگاه ها، مخازن و خطوط لوله وجود دارد. مثلاً پوشش داخلی ملات سیمان
روکش: روکش یک لایه محافظتی خوردگی از مواد روکشی است . مواد روکشی یک اصطلاح عمومی برای مواد جامد، پودری شکل یا مایع است. که چسب و در صورت نیاز
از مواد افزودنی رنگدانه و رنگی، مواد پر کننده، حلال ها و دیگر افزودنی ها دارد. مثلاً پوشش پودری رزین اپوکسی
پوشش: پوشش یک لایه حفاظتی خوردگی از فلزات است که دارای استحاله و یا نفوذ است. مثلاً پوشش زینک، از این بابت پوشش های واکنشی در محیط های تولیدی اعمال نمی شوند.
-۳-۱۰توجهات کلی واسطه های حفاظت خوردگی در خطوط لوله از چدن نشکن
خطوط لوله از چدن نشکن توسط واسطه های حفاظت موثر و ساده در برابر خوردگی محافظت می شوند. نظارت های جاری، مثلاً حفاظت کاتدیک خوردگی لازم نیست . در کانال های فاضلاب از لوله چدن نشکن فواصل بین پوشش داخلی ملات سیمان کنترل می شوند. همچنین بین واسطه های حفاظت خوردگی کارخانه ای و هنگام نصب تفاوت وجود دارد:
• در محل کارخانه
• واسطه های– محافظت خوردگی کارخانه ای
واسطه های محافظت خوردگی کارخانه ای پوشش های داخلی و خارجی می باشندکه دارای مفهوم لایه حفاظت خوردگی اند. مطابق با DIN 50902لوله و اتصالات از جنس چدن نشکن عمدتاً با پوشش داخلی و خارجی تحویل داده می شوند. این پوشش ها در قسمت های کلی لوله ها و اتصالات قرار دارند. محدوده پوشش های ممکن لوله و اتصالات (داخلی و خارجی) در فصل ١٢و ١٣بحث می شوند.

واسطه های حفاظت خوردگی هنگام نصب

واسطه های حفاظت خوردگی هنگام نصب مثلاً پوشش های خارجی در محل های پیوند بصورت کامل وجود دارند. جدا از آن واسطه های ترمیمی حفاظت خوردگی کارخانه ای نیز لازم می باشند. احتمالات لازم واسطه های حفاظت خوردگی هنگام نصب برای پوشش های داخلی و خارجی در فصل ١٢و ١٣آمده است.
خطوط لوله از چدن نشکن توسط واسطه های حفاظت موثر و ساده در برابر خوردگی محافظت می شوند. نظارت های جاری، مثلاً حفاظت کاتدیک خوردگی لازم نیست . در کانال های فاضلاب از لوله چدن نشکن فواصل بین پوشش داخلی ملات سیمان کنترل می شوند. همچنین بین واسطه های حفاظت خوردگی کارخانه ای و هنگام نصب تفاوت وجود دارد:
• در محل کارخانه
• واسطه های– محافظت خوردگی کارخانه ای

واسطه های محافظت خوردگی کارخانه ای پوشش های داخلی و خارجی می باشندکه دارای مفهوم لایه حفاظت خوردگی اند. مطابق با DIN 50902لوله و اتصالات از جنس چدن نشکن عمدتاً با پوشش داخلی و خارجی تحویل داده می شوند. این پوشش ها در قسمت های کلی لوله ها و اتصالات قرار دارند. محدوده پوشش های ممکن لوله و اتصالات(داخلی و خارجی) در فصل ١٢و ١٣بحث می شوند.
واسطه های حفاظت خوردگی هنگام نصب
واسطه های حفاظت خوردگی هنگام نصب مثلاً پوشش های خارجی در محل های پیوند بصورت کامل وجود دارند. جدا از آن واسطه های ترمیمی حفاظت خوردگی کارخانه ای نیز لازم می باشند. احتمالات لازم واسطه های حفاظت خوردگی هنگام نصب برای پوشش های داخلی و خارجی در فصل ١٢و ١٣آمده است.
١–٣–١٠– حفاظت خارجی خوردگی در خطوط لوله چدن نشکن

خطوط لوله چدن نشکن شامل لوله و اتصالات با پیوندهای آببند لاستیکی هستند. این امر بدین معناست که هدایت طولی الکتریکی توسط پیوند آببند شده لوله یا با لاستیک قطع می شود. بنابراین خطوط لوله چدنی حفاظت لازم ندارند. بدون پل زنی الکتریکی محل های پیوند حفاظت کاتدی خطوط لوله بااتصال سرکاسه ای ممکن نیست. واسطه های حفاظت خوردگی نسبت به محیط خارجی مشخص می شوند )نوع بستر، حالت آب زمین و غیره(
-۲-۳-۱۰حفاظت خوردگی داخلی از خطوط لوله از چدن نشکن مطابق با سرویس انتقال یابنده می باشد. لوله و اتصالات برای خطوط آب بصورت استاندارد با لایه ملات سیمان پوشش داده می شوند. پوشش ملات سیمان با پوشش های رزین اپوکسی یا لعاب تعویض می شود. در خطوط لوله گاز جهت تامین گاز در صورتیکه حالت دیگری توافق نشده باشد با بیتومن پوشش داده می شوند.، استاندارد محصول ، DIN EN 969A1پیش بینی حالت جایگزین دیگر را لایه داخلی ملات سیمان کرده است که در پیمانکاری تامین شبکه خط لوله برای گاز و آب از نگهداری دوگانه در انبار جلوگیری می شود.

۴-۱۰-دوام مواد پوشش

بخش های خطوط لوله چدن نشکن می توانند با مواد آلی یا غیر آلی پوشش داده می شوند. مطابق EN598 ، EN545و EN969پوشش های زیر بکار می روند
–مواد پوشش آلی
• بیتومن
• کائوچوی Cyclo
• رزین اپوکسی
• پلی اتیلن
• پلی اورتان
–مواد پوشش غیر آلی
• ملات سیمان
• لعاب
بیتومن، کائوچوی Cycloو لاک رزین اپوکسی پوشش های نازک متخلخلی هستند که ضخامت پوشش آنها حدود ۱۰۰µmاست. آنها اغلب در پیوند با پوشش زینک استفاده
می شوند. اثر به خصوص آنها بدین خاطر است که این لایه های متخلخل با محصولات واکنش زینک یک پوشش ضخیم خیلی با دوام را می سازند.
این اثر در استانداردهای محصول EN545,EN969,EN598 و ” سیستم های حفاظتی خوردگی استاندارد شده” ” پوشش زینک با لایه تکمیلی” به صورت فراوان در آزمایشگاه و بررسی های میدانی به اثبات رسیده است. حوزه استفاده از سیستم” پوشش زینک با لایه تکمیلی” به سرعت توسط استفاده از آلیاژ زینک– آلومینیوم توسعه یابد، جائیکه موازی با سلول های جرمی– المان های ماکرو توسعه می یابند. با این سلول های جرمی واکنش های خوردگی در خاک بستر به صورت آهسته (عکس برداری تک فریم) شبیه سازی می شوند.
مقایسه با سیستم محافظتی متفاوتی برای خطوط لوله مدفون شونده از مواد آهنی غیر آلیاژی نیز ممکن می باشد. کاربرد آن فقط برای جریان خوردگی اتمسفری مشابه سالت اسپری می باشد.
سیستم” پوشش روی با لایه تکمیلی” به صورت مکمل هنگام نصب با پوشش ورقه پلی اتیلن ترکیب می شود که استفاده آن را در خاک های به شدت خورنده ممکن می سازد.
این پوشش های ورقه ای – PEبه صورت رشد یافته به وسیله پوشش های خاص مانند ZMUیا PE-Uجانشین شده و یا با مواد جدیدی مانند Zn-Al15با لایه تکمیلی
جایگزین می شوند. همچنین جهت کاربرد یک محاسبه دقیق حفاظت خوردگی طبق DIN30675-2از اهمیت بالایی برخوردار است.
پوشش رزین اپوکسی طبق EN 14901و پوشش خارجی پلی اتیلن طبق EN14628 پوشش های نهایی بدون تخلخل هستند. استفاده از آنها طبق تجزیه زمانی طولانی تقریباً بیشتر از ۵۰سال اطمینان دارد.
پوشش خارجی ملات سیمان طبق DIN 30674-2و طبق pr EN 15542یک سیستم حفاظت خوردگی چند لایه است. از دهه اول قرن بیستم در بسترهای خاکی خشن)
خورندگی زیاد با سنگ های درشت تا ) ۱۰۰mmاندازه دانه( بصورت موفقیت آمیزی اجرا شده است.
لایه داخلی ملات سیمان در آمریکا به مدت ۱۰۰سال با موفقیت کامل بکار رفته است و در اروپا به مدت ۵۰سال بهترین حالت را ثابت کرده است.
در کانال های فاضلاب لایه داخلی ملات سیمان بکار رفته از سیمان پایه Tonerدر مقابل حملات اسید گوگرد و بیوژینک تحت شرایط سخت پایداری می کند.
همچنین مقاومت مکانیکی آن در برابر تنش ها بوسیله مواد ساینده و فرایند تمیز کاری با آبکشی فشار بالا با بررسی های آزمایشگاهی و تجربه ای کار چندین ساله به اثبات رسیده است.
۵-۱۰-پایداری و دوام واشرها

مواد معمول مورد استفاده عبارتند از:
•  NBR (کائوچوی–نیتریل بوتادین)
• ‌EPDM (اتیلن پروپلین– دین– کوپلیمر)
مواد واشرها طبق محدوده استفاده انتخاب می شوندکه مطابق با استاندارد EN 681-1 آب/فاضلاب و EN682 گاز می باشند.
جهت اطمینان از دوام این استانداردها نیازمندی های بالایی در پارامترهای معین دارند. بخش ۱۱را نگاه کنید.
جهت گواهی عملی, دوام واشرهای پیوند سرکاسه–اسپیگات نوع تایتون بعد از ۵۰سال نصب که بدون وقفه کار شدند، بررسی می شوند. پیوندها همانطور که انتظار می رفت، بودند. آب بندی واشرها همه نیازمندی های استاندارد را مطابق واشرهای نو بصورت گسترده ای برآورده ساختند.
 
 
 
 
 
نوشته محاسبه ابعاد یک مهار کننده بتونی در یک زانویی اولین بار در فروش لوله و اتصالات – قیمت لوله فولادی. پدیدار شد.
Source: poliestil