SS-EN 13941
Fastställd 2003-04-04
Utgåva 1
Fjärrvärmesystem – Konstruktion och
installation av rörsystem med förisolerade rör
med fast förband mellan värmeisolering och
medierör respektive mantelrör
Projektovanje i montaža predizolovanog sistema
višeslojnih cevi u daljinskom grejanju
ICS 91.140.10 Språk: engelska Objavljeno: maj 2003 © Copyright SIS. Zabranjeno je umnožavanje u bilo kom obliku.
Europastandarden EN 13941:2003 gäller som svensk standard. Detta dokument innehåller den officiella engelska versionen av EN 13941:2003.
Evropski standard EN 13941:2003 ima status Švedskog standarda. Ovaj dokument sadrži zvaničnu verziju EN 13941:2003 na engleskom jeziku.
Dokumentet består av 112 sidor.
Upplysningar om sakinnehållet i standarden lämnas av SIS, Swedish Standards Institute, tel 08 - 555 520 00. Standarder kan beställas hos SIS Förlag AB som även lämnar allmänna upplysningar om svensk och utländsk standard.
Postadress: SIS Förlag AB, 118 80 STOCKHOLM Telefon: 08 - 555 523 10. Telefax: 08 - 555 523 11 E-post: [email protected]. Internet: www.sis.se
NORME EUROPÉENNE
EUROPÄISCHE NORM
Mart 2003
ICS 91.140.10
Verzija na engleskom jeziku
Projektovanje i montaža predizolovanog sistema višeslojnih cevi
daljinskog grejanja
Ovi Evropski standardi su odobreni od strane CEN-a 27.10.2002.
Članovi CEN-a su u obavezi da rade u skladu sa CEN/CENELEC Međunarodnim propisima koji bezuslovno zahtevaju da ovi Evropski standardi imaju status državnih standarda. Najnovije liste i bibliografska uputstva koje se tiču ovakvih državnih standarda mogu se nabaviti podnošenjem zahteva Centralnoj Upravi ili bilo kom članu CEN-a.
Ovi Evropski standardi postoje u tri zvanične verzije (na engleskom, francuskom i nemačkom). Verzija koja je prevedena na bilo koji drugi jezik u odgovornosti je člana CEN-a i kao takva kada je overena od strane Centralne Uprave ima isti status kao i zvanične verzije.
Članovi CEN su tela za državne standarde Austrije, Belgije, Republike Češke, Danske, Finske, Francuske, Nemačke, Grčke, Mađarske, Islanda, Irske, Italije, Luksemburga, Malte, Holandije, Norveške, Portugala, Slovačke, Španije, Švedske, Švajcarske i Ujedinjenog Kraljevstva.
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
Management Centre: rue de Stassart, 36 B-1050 Brussels
© 2003 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved Ref. No. EN 13941:2003 E worldwide for CEN national Members.
Sadržaj
Predgovor Uvod 1 Delokrug 2 Normativna uputstva 3 Jedinice i simboli 3.1 Jedinice 3.2 Simboli 4 Pojmovi i definicije5 Opšta razmatranja o projektovanju sistema 5.1 Opšti zahtevi
5.2 Eksploatacioni vek 5.3 Preliminarna ispitivanja 5.4 Određivanje projektne klase 5.4.1.1 Procena rizika 5.4.1.2 Projektne klase 5.5 Projektna dokumentacija 5.5.1 Opšte
5.5.2 Radni podaci
5.5.3 Podaci vezani za cevovod 5.5.4 Specifikacije kontrole kvaliteta 6 Komponente i materijali
6.1 Osnovni zahtevi 6.1.1 Opšte
6.1.2 Nestandardizovane komponente 6.2 Komponente čeličnih cevi
6.2.1 Opšte
6.2.2 Dokumentacija
6.2.3 Karakteristične vrednosti za čelik 6.2.4 Posebni zahtevi za kolena i priključke 6.2.5 Posebni zahtevi za suženjima i proširenjima 6.2.6 Posebni zahtevi za druge komponente 6.3 Izolacija poliuretanskom penom
6.4 PE obloga
6.5 Ekspanzioni jastuci 6.6 Ventili i oprema 6.6.1 Opšti zahtevi
6.6.2 Obeležavanje i dokumentacija 7 Delovanja i granična stanja 7.1 Opšte
7.2 Pojednostavljena procedura analize 7.3 Delovanja
7.3.1 Opšte
7.3.2 Klasifikacija delovanja 7.4 Granična stanja
7.4.1. Opšte
7.4.2 Granična stanja za čelične radne cevi 7.4.3 Uslovi potisnog napona
8. Montaža 8.1 Opšte
8.2 Transport i skladištenje 8.3. Iskopavanje kanala za cev 8.4. Montaža cevi i komponenata 8.4.1 Opšte
8.4.2 Čelične cevi 8.4.3 PUR – PE spojnice 8.4.4 Prateća oprema 8.4.5 Ekspanzione zone
8.5 Zavarivanje čeličnih cevi i ispitivanje čeličnih zavarenih spojeva 8.5.1 Opšte
8.5.2 Sistem kvaliteta za različite projektne klase 8.5.3 Kvalifikacija procedura zavarivanja
8.5.4 Potrošni materijal za zavarivanje 8.5.5 Mesto i pozicija zavarivanja 8.5.6 Zavarivanje
8.5.7 Posebne procedure
8.5.8 Ispitivanje zavarenih spojeva 8.5.9 Dokumentacija
8.6 Ispitivanje čvrstoće na pritisak i ispitivanje zaptivenosti 8.7 Montaža obložnih cevi, spojeva i izolacija na terenu 8.8 Zatrpavanje rova
8.9 Kolena cevi i druge komponente 8.9.1 Kolena cevi
8.9.2 Ogranci 8.9.3 Ventili i oprema 8.10 Puštanje u rad 8.10.1 Opšte
8.10.2 Punjenje vodom radi početka rada 8.10.3 Sistem nadzora
8.11 Posebne konstrukcije 8.11.1 Posebne komponente
8.11.2 Nadzemni cevovodi sa predizolovanim cevima 8.11.3 Umetanje u obložnu cev
8.12 Građevinski radovi tokom faze rada
Aneks A (normativ) Projektovanje cevnih komponenti koje su pod unutrašnjim pritiskom A.1 Opšte
A.2 Simboli
A.3 Prave cevi i kolena A.3.1 Prave cevi A.3.2 Kolena
A.4 Priključci i veza za grane A.4.1 Opšti aspekti i ograničenja A.4.2 Ojačanje
A.5 Suženja i proširenja
A.5.1 Minimalna debljina zida konusa A.5.2 Ekscentrični reduciri
Aneks B (informativno) Geotehnika i uzajamno delovanje cevi i tla B.1. Delokrug
B.1.1 Opšti zahtevi B.2 Simboli i jedinice
B.3 Karakteristike tla potrebne za sveukupnu analizu (uzajamno delovanje cevi i tla) B.3.1 Moduliranje međusobnog uticaja tla i cevi
B.3.2 Trenje cevi i tla (aksijalno)
B.3.3 Koeficijent horizontalnog otpora tla (bočno)
B.3.4 Kombinovana krutoća PUR pene, ekspanzionih jastuka i tla B.4 Karakteristične vrednosti za opterećenje tla i karakteristike tla B.4.1 Opšte
B.4.2 Studija mehanike tla
B.5 Specifični zahtevi postojanosti B.5.1 Opšte
B.5.2 Vertikalna stabilnost B.5.3 Horizontalna stabilnost
B.6 Posebni zahtevi kod paralelnih iskopavanja B.6.1 Opšte
B.6.2 Smanjeno trenje
B.7 Zahtevi koji se odnose na meko tlo i okolnu oblast B.7.1 Opšte
B.7.2 Različita okruženja
Aneks C (informativno) Sveukupne i analize poprečnog preseka C.1 Opšte
C.2 Simboli
C.3 Pregled graničnih stanja za čelik C.4 Lokacije koje treba proceniti
C.4.1 Komponente koje treba uzeti u obzir C.4.2 Površine koje treba uzeti u obzir C.5 Delovanja C.5.1 Opšte C.5.2 Ciklusi delovanja C.6 Sveukupne analize C.6.1 Opšte C.6.2 Elastičnost C.6.3 Granični uslovi C.7 Izračunavanje naprezanja C.7.1 Pojednostavljena procedura C.7.2 Analize poprečnog preseka, čelik
C.7.3 Prave cevi C.7.4 Kolena C.7.5 Priključci
C.7.6 Ostale komponente C.7.7 PUR pena i PE obloga C.8 Analize zamora materijala
C.8.1 Podaci o granici zamora materijala
C.8.2 Podaci o granici zamora materijala, detaljni nacrt C.8.3 Projektovani vek trajanja do zamora materijala C.9 Kasnija delovanja
Aneks D (informativno) Izračunavanje gubitaka toplote D.1 Opšte
D.2 Gubitak toplote po paru cevi D.3 Termički otpor tla
D.4 Termički otpor izolacionog materijala
D.5 Otpor razmene toplote između napojne i povratne cevi
Predgovor
Ovaj dokument (EN 13941:2003) je pripremio Tehnički Komitet CEN/TC 107 ”Sistem montažnih cevi daljinskog grejanja”,sekretarijata koji je pod rukovodstvom Danske Asocijacije za Standarde.
Ovim Evropskim Standardima će biti dat status državnih standarda, ili putem publikacije identičnog teksta ili andosmanom, najkasnije do septembra 2003, dok državni standardi koji su u kontradiktornosti sa ovim treba da budu povučeni najkasnije do septembra 2003.
Aneks A je normativ, dok su Aneksi B, C i D informativni. Ovaj dokument sadrži i bibliografiju.
U skladu sa Internim propisima CEN/CENELEC, sledeće zemlje su u obavezi da sprovode ove Evropske Standarde: Austrija, Belgija, Republika Češka, Danska, Finska, Francuska, Nemačka, Grčka, Mađarska, Island, Irska, Italija, Luksemburg, Malta, Holandija, Norveška, Portugal, Slovačka, Španija, Švedska, Švajcarska i Ujedinjeno Kraljevstvo.
Uvod
Ove standarde je pripremila JWG1, grupa koja je radila u saradnji sa CEN/TC 267 “Industrijske cevi i cevovod”, a u skladu sa delokrugom CEN/TC 107.
• Zadatak CEN/TC 107/TC267/JWG1 je da navede propise za projektovanje, proračun i montažu cevodovodnog sistema za podzemnu toplovodnu mrežu u skladu sa EN 253, EN 448, EN 488 i EN 489.
• CEN/TC107/TC267/JWG1 takođe može da navede propise za funkcionalne testove predizolovanog višeslojnog cevovodnog sistema podzemne toplovodne mreže.
• Osnovni propisi projektovanja, proračuna i montaže su zasnovani na funkcionalnim zahtevima. • Svrha ovog rada je da ustanovi jednobrazne osnove za projektovanje, izgradnju i rad sistema
daljinskog grejanja, da se obezbedi da sistem bude pouzdan, efikasan i bezbedan za okolinu, životnu sredinu i zdravlje stanovnika.
• Oprema koja se koristi za povezivanje cevovodnog sistema mora da bude u koordinaciji sa EN 489. Ovaj standard uzima u obzir stečeno iskustvo, nova saznanja o ponašanju materijala, naprezanju i dozvoljenim deformacijama kao i o usavršavanju tehnike montaže.
Odeljci ovog standarda međusobno su povezani i pa se pri upotrebi ne mogu razdvajati. Standard se sastoji od glavnog dela i četiri aneksa.
U zavisnosti od svojstva pojedinačnih klauzula, napravljena je razlika u ovim standardima između propisa i pravila primene.
Propisi sadrže:
- opšte izjave, definicije i zahteve za koje nema alternative, kao i
- zahteve i analitičke modele za koje nikakve alternative nisu dozvoljene izuzev u slučaju kada je to posebno navedeno.
Propisi su štampani slovima uobičajene veličine (font 10).
Pravila primene su opšte prihvaćeni propisi, koji prate propise i ispunjavaju njihove zahteve. Pravila primene:
Pravila primene i komentari na propise i pravila za primenu su štampani u fontu 8. Ovo je pravilo primene.
Alternativna pravila za projektovanje se mogu koristiti umesto pravila za primenu koja su data u ovim standardima, pod uslovom da je alternativno pravilo u skladu sa odgovarajućim propisima i podudarno u odnosu na otpornost, upotrbu i trajanje sistema.
Aneks A je deo standarda (propisa). Aneksi B, C i D imaju status pravila primene.
Ovi standardi sadrže brojne zahteve kojima je cilj da obezbede valjan rad distributivnih mreža daljinskog grejanja. Zahtevi navedeni u ovim standarima predstavljaju funkcionalne zahteve.
Zahtevi i propisi koji su sadržani u ovim standardima treba da budu primenjeni uzimajući u obzir osnovnu svrhu standarda kao i određeni projekat o kome je reč. Pretpostavlja se da korisnik ovih standarda ima potreban tehnički uvid u predmet primene i potrebno znanje o pravnim i drugim propisima koji su vezani za praktičnu primenu standarda.
U delokrugu ovih standarda se mogu pojaviti posebne situacije koje njegov sadržaj ne pokriva. U svakom specifičnom slučaju potrebno je izvršiti procenu da li se sadržaj standarda odnosi na određenu situaciju u kojoj je potrebna njegova primena.
CEN/TC 107 L “Montažni cevovodni sistemi daljinskog grejanja” trenutno priprema standarde za predizolovane fleksibilne cevi cevovodnog i kontrolnog sistema.
1.
Delokrug
Ovi standardi određuju propise za projektovanje, proračune i montažu podzemnog sistema predizolovanih toplovodnih cevi i prenosne mreže, Slika 2, sa cevnom konstrukcijom u skladu sa EN 253, a za kontinualni rad sa toplom vodom različitih temperatura do 1200C i povremeno sa vršnim temperaturama do 1400C i maksimalnim unutrašnjim pritiskom od 25 bara (nadpritisak).
Pravilo primene:
Za veće dimenzije cevi i pritisak ispod 25 bara može se tražiti veća debljina zida od one koja je navedena u EN 253 za prave cevi, kolena i priključke.
Načela standarda se mogu primeniti na sisteme predizolovanih cevi koje su pod pritiskom većim od 25 bara, imajući u vidu da posebna pažnja treba da se obrati na uticaj pritiska. Priključne cevi koje su u mreži (npr. cevi u kanalima, ventilske komore, prelaziznad saobraćajnica itd.) mogu se projektovati i ugraditi u skladu sa ovim standardima.
Standardi podrazumevaju upotrebu vode, koja je po mekoći, demineralizaciji, deaeraciji, dodavanju hemikalija ili na neki drugi način obrađivana u cilju sprečavanja unutrašnje korozije i taloga u cevima. Ovaj standard nije primenljiv za sledeće jedinice:
- pumpe, - izmenjivače,
- instalacije kotla i rezervoara, - instalacije kod korisnika.
Potrebno je da bude obezbeđena puna radna sposobnost i trajanja ovih jedinica uzimajući u obzir uticaj sistema daljinskog grejanja i druge uticaje koji se pojavljuju zbog uslova pod kojima su ugrađene.
Smernice za proveru kvaliteta proizvoda i testirispitivanje spojnica na terenu date su u aneksu A EN 448:2003, aneksu D EN 253:2003, aneksu A 488:2003 i aneksu B EN 489:2003.
Smernice za zavarivanje polietilenskog omotača su date u aneksu B EN 448:2003.
Procena očekivanog veka trajanja, uzimajući u obzir temperaturne promene, data je u aneksu B EN 253:2003.
2.
Normativna uputstva
Ovi Evropski Standardi sadrže uputstva sa i bez datuma koja su preuzeta iz drugih izdanja. Ova normativna uputstva su navedena na određenim mestima u tekstu, a publikacije su date dalje u tekstu. Za uputstva sa određenim datumom, kasniji amandmani ili izmene bilo koje od ovih publikacija mogu se primenjivati na ove Evropske Standarde samo onda kada su u njih uneti amandmanom ili izmenom. Za uputstva neutvrđenog datuma, primenjuje se najnovije izdanje publikacije (uključujući amandmane).
EN 253 2003 Cevi daljinskog grejanja - Predizolovani višeslojni cevovodni sistemi za toplovodnu mrežu sa direktno položenim cevima – cevna konstrukcija za čelične radne cevi, poliuretansku termoizolaciju i spoljne obloge od polietilena.
EN 287-1 Atest za varioce – fuziono zavarivanje – Deo 1: Čelici.
EN 288-1 1992 Specifikacija i kvalifikacija postupka zavarivanja za materijale od metala – Deo 1: Opšti propisi za fuziono zavarivanje.
EN 288-2 : Specifikacija i atesti procedure zavarivanja za materijale od metala – Deo 2: Specifikacija procedure zavarivanja kod elektrolučnog zavarivanja.
EN 288-3 : Specifikacija i atesti procedure zavarivanja za materijale od metala – Deo 3: Testovi procedure zavarivanja kod elektrolučnog zavarivanje čelika.
EN 444: Ispitivanje bez razaranja– Opšti principi radiografskog ispitivanja materijala od metala pomoću X i gama zraka.
EN 448 2003 Cevi daljinskog grejanja - Predizolovani višeslojni cevovodni sistemi za toplovodnu mrežu sa direktno položenim cevima – Konstrukcija armature čeličnih radnih cevi, poliuretanske termoizolacije i spoljnog polietilenskog omotača.
EN 488 : 2003 Cevi daljinskog grejanja - Predizolovani višeslojni cevovodni sistemi za toplovodnu mrežu sa direktno položenim cevima – Konstrukcija čeličnih ventila za radne čelične cevi, poliuretanske termoizolacije i spoljnog polietilenskog omotača.
EN 489 2003 Cevi daljinskog grejanja - Predizolovani višeslojni cevovodni sistemi za toplovodnu mrežu sa direktno položenim cevima – Konstrukcija spojnica za čelične radne cevi, poliuretanske termoizolacije i spoljnog polietilenskog omotača.
EN 571-1 Ispitivanje bez razaranja – Ispitivanje penetrantima – Deo 1: Opšti propisi. EN 583-1 Ispitivanje bez razaranja – Ultrazvučno ispitivanje – Deo 1: Opšti principi. EN 719 1994 Koordinacija zavarivanja – Zadaci i obaveze.
EN 729-1 Zahtevi kvaliteta zavarivanja – fuziono zavarivanje materijala od metala – Deo 1: Smernice za izbor i upotrebu.
EN 729-2 Zahtevi kvaliteta zavarivanja – fuziono zavarivanje materijala od metala – Deo 2: Sveobuhvatni zahtevi kvaliteta.
EN 729-3 Zahtevi kvaliteta zavarivanja – fuziono zavarivanje materijala od metala – Deo 3: Standardni zahtevi kvaliteta.
EN 729-4 Zahtevi kvaliteta zavarivanja – fuziono zavarivanje materijala od metala – Deo 4: Osnovni zahtevi kvaliteta.
EN 970 Ispitivanje bez razaranja fuzionih zavarenih spojeva – Vizuelno ispitivanje. EN 1289 Ispitivanje bez razaranja fuzionih zavarenih spojeva – Ispitivanje zavarenih
spojeva penetrantima –Prihvatljivi nivo.
EN 1290 Ispitivanje bez razaranja fuzionih zavarenih spojeva – Ispitivanje zavarenih spojeva magnetnim česticama.
EN 1291 Ispitivanje bez razaranja fuzionih zavarenih spojeva – Ispitivanje zavarenih spojeva magnetnim česticama – Prihvatljivi nivo.
EN 1418 Varioci – Atest za varioce za fuziono zavarivanje i zavarivanje otporom (zavarivanje otporom - sabijanjem) sa potpuno mehanizovanim i automatskim zavarivanjem materijala od metala.
EN 1435 Ispitivanje bez razaranja zavarenih spojeva – Radiografsko ispitivanje zavarenih spojeva.
EN 1589 Gasovodi – Cevovodi za maksimalni radni pritisak preko 16 bara – Radni zahtevi.
EN 1712 Ispitivanje bez razaranja zavarenih spojeva – Ultrazvučno ispitivanje zavarenih spojeva – Prihvatljiv nivo.
EN 1714 Ispitivanje bez razaranja zavarenih spojeva – Ultrazvučno ispitivanje zavarenih spojeva.
EN 10204 Proizvodi od metala – Vrste dokumentacije za ispitivanje.
EN 10216-2 Bešavne čelične cevi za upotrebu pod pritiskom - Tehnički uslovi isporuke – Deo 2: Nelegirane i legirane čelične cevi sa posebnim karakteristikama pri povišenoj temperaturi.
EN 10217-2 Zavarene čelične cevi za upotrebu pod pritiskom - Tehnički uslovi isporuke – Deo 2: Električno zavarivanje nelegiranog i legiranog čelika sa posebnim karakteristikama pri povišenoj temperaturi.
EN 10217-5 Zavarene čelične cevi za upotrebu pod pritiskom - Tehnički uslovi isporuke – Deo 5: Zavarivanje pod zaštitnim slojem nelegiranog i legiranog čelika sa posebnim karakteristikama pri povišenoj temperaturi.
EN 13018 Ispitivanje zavarenih spojeva bez razaranja – Vizuelno ispitivanje – Opšti principi.
EN 25817 Lučno zavareni spojevi od čelika – Smernice sa nivoima kvaliteta u slučaju nedostaka (ISO 5817:1992).
EN 29692 Prekriveno elektrolučno zavarivanje obloženom elektrodom, metalom sa zaštitnim elektrodama, elektrolučno zavarivanje topljivom elektrodom u zaštiti gasa i gasno zavarivanje - Priprema spojnica za čelik – (ISO 9692:1992). ISO 1000 Sl jedinice i preporuke za upotrebu njihovih sadržitelja i drugih određenih
jedinica.
ISO 3419 Nelegirana i legirana čelična armatura sučeono zavarena.
3
Jedinice i simboli
3.1 Jedinice
Sistem jedinica koje su primenjene u ovim standardima je SI sistem (Système International d'Unités), vidite ISO 1000 i ostale.
Upotrebljavane su sledeće jedinice i njihovi kvadrati:
Dužina m (metar)
mm (milimetar)
Masa kg (kilogram)
Sila N (Njutn)
Naprezanje N/mm2 (Njutn po kvadratnom milimetru) Pritisak Pa (Paskal = Njutn po kvadratnom metru) Druge korišćene jedinice
Temperatura 0C (stepeni Celzijusa) Pritisak bar (1 bar = 105 Pa = N/mm2)
3.2 Simboli
A Površina
d Kohezija tla, fabrička tolerancija D Prečnik omotača
d Prečnik radne cevi E Modul elastičnosti F Sila trenja
F Dozvoljeno naprezanje, sila trenja po jedinici površine, izvijanje G Težina
I Moment inercije
i Faktor povećanog naprezanja L Dužina trenja
I Dužina
M Moment savijanja
N Normalna sila, broj punih ciklusa n Broj
p Unutrašnji pritisak
Re Zadata minimalna gornja čvrstoća na istezanje
Rm Zatezna čvrstoća
R Poluprečnik savijanja r Poluprečnik cevi T Temperatura t Debljina zida cevi
W Koeficijent preseka (otporni moment) Z Dubina rova (merena do ose cevi)
γ Specifična težina, parcijalni koeficijent sigurnosti
δ Ugao trenja između cevi i tla, pomeranje usled toplotnog izduženja
ε Izduženje
Θ Ugao
λ Koeficijent toplotne provodljivosti
µ Koeficijent trenja između cevi i tla
ρ Gustina
σ Normalno naprezanje
τ Naprezanje na smicanje
ν Poisson-ov koeficijent
φ Unutrašnji ugao trenja tla
Indeksi
a Delovanje
b Cev ogranka (na priključnim vezama) c Omotač
d Projekat
fat Zamor materijala i Unutra, unutrašnji j Referenca
m Sredina, membrana, materijal min Minimum
n Nominalni, broj (zamor materijala usled višestruko ponovljenog ciklusa opterećenja) o Spolja, Spoljašnji
r Glavna cev (na priključku) res Rezultirajući
u Lom v Vertikalno
4
Pojmovi i definicije
U svrhu ovih standarda, dati su pojmovi i definicije u EN 253:2003. Primenjuje se sledeće. 4.1
delovanje
grupa koncentrisanih ili raspoređenih sila koje deluju na cevni sistem (delovanje izazvano silom), slučaj zadatih ili prinudnih deformacija u sistemu (delovanje izazvano pomeranjem). Delovanja se često nazivaju “Opterećenjima”.
4.2
ciklus delovanja
jedan ciklus delovanja podrazumeva jedan uticaj sa datim opsegom naprezanja. Jedan ciklus delovanja se sastoji od jednog punog toka delovanja (što predstavlja dva puta amplitude delovanje izračunate iz prosečne vrednosti).
Oznake
1 Jedan ciklus delovanja
2 Temperaturni opseg ili opseg naprezanja SLIKA 1 Ciklus delovanja 4.3
višeslojni sistem
se sastoji od radnih cevi, izolacionog materijala i omotača povezanih izolacionim matrijalom. 4.4
hladno montirajuće predizolovane višeslojne cevi
u sistemu daljinskog grejanja u kome se cevi montiraju i puštaju u rad bez prethodnog prednaprezanja predgrejavanjem.
4.5
plastično razvlačenje materijala
spora progresivna deformacija materijala usled uticaja naprezanja. 4.6
projektovani pritisak
je unutrašnji pritisak koji je jednak ili viši od maksimalnog radnog pritiska u bilo kojoj tački cevovoda koji se pojavljuje u komponenti sistema ili delu cevovoda i pomnožen je parcijalnim stepen sigurnosti.
4.7
projektovana temperatura
je maksimalna temperatura koja se koristi za projektovanje komponenti ili dela cevovoda. 4.8
delovanje izazvano pomeranjem
je delovanje izazvano prinudnom deformacijom ili pomeranjem, npr. toplotnom ekspanzijom ili sleganjem tla. 4.9
distibucioni cevovod
je cevovod koji ide od proizvodnog postrojenja ili prenosnog voda do grejnih instalacija. Glavne distributivne mreže su glavni cevovodi ili kućni radni priključci, vidite Sliku 2.
4.10
elastični materijal
je materijal koji je približan linearnoj elastičnosti do istezanja pri naprezanju ili do 0,2% otpornosti na naprezanje i ima minimalno 14% izduženja pri lomu.
4.11
duboko izvučeni priključci
su priključci proizvedeni sa ucrtanim obodom na koji se cevi grane zavaruju. Obod se zavaruje na prenosni komad koji povećava debljinu zida tako da je lokalno naprezanje priključka smanjeno pre prave cevi sa normalnom debljinom zida.
4.12
montažni priključci
se prave zavarivanjem cevi grane direktno na cev voda. 4.13
granica zamora
je opseg naprezanja konstantne amplitude koja pod datim okolnostima dovodi do pucanja usled umora materijala.
4.14
delovanje izazvano silom
je delovanje koje zadržava svoju veličinu nezavisno od deformacija strukture, npr. delovanje pritiska i težine. 4.15
kućni radni priključak
Oznake
1. PRENOSNI SISTEM 2. DISRTIBUCIONI SISTEM 3. PRENOSNA CEV 4. GLAVNA CEV
5. KUĆNI RADNI PRIKLJUČAK 6. NAPOJNA CEV
7. POTROŠAČ 8. CEV POVRATA 9. KOMORA ZA VENTILE 10. PROIZVODNJA TOPLOTE
11. STANICA ZA RAZMENU TOPLOTE 12. PUMPNA STANICA
Slika 2 – Distribucioni i prenosni sistemi 4.16
instalaciona temperatura
podrazumeva podizanje temperature od temperature prostorije tokom polaganja ili montaže, od one koja preovladava u vreme delovanja.
4.17
glavni cevovod
4.18
broj ekvivalentnih ciklusa punog delovanja
je broj ciklusa delovanja sa konstantnim punim opsegom delovanja izračunatim iz poznate ili pretpostavljene istorije temperature pomoću Palmgren-Miner-ove formule i odgovarajuće SN-krive.
4.19
radni pritisak
je maksimalni unutrašnji pritisak koji deluje na zidove cevi u bilo kojoj tački ili u bilo kom delu cevovoda pri zadatoj radnoj temperaturi.
Pravilo primene:
Ovo je, potreban unutrašnji pritisak uzimajući u obzir statički pritisak, frikcione gubitke i zadati spoljni pritisak.
4.20
radna temperatura
je temperatura vode u komponenti ili delu cevovoda tokom zadatih radnih uslova. 4.21
sistem sa predgrevanjem
je sistem koji se posle montaže, a pre zatrpavanja zagreva do temperature predgrevanja da bi se sistem proširio bez vršenja dodatnog naprezanja.
4.22
predizolavani sistem
je sistem koji se montira na terenu, a sastoji se od montažnih cevnih elemenata i komponenti sa integrisanim zaštitnim omotačem, izolacijom i radnom cevi.
4.23 pritisak
podrazumeva nadpritisak ili podpritisak u poređenju sa normalnim atmosferskim pritiskom. Ukoliko drugačije nije navedeno, pritisak se odnosi na merni pritisak.
4.24
temperatura prednaprezanja
je temperatura koja se primenjuje tokom prednaprezanja predgrevanog sistema. Pravilo primene:
Temperatura predgrejavanja se bira kao približno prosečna temperatura za dobijanje aksijalnog naprezanja u odnosu na nivoe aksijalnog naprezanja pri određenoj temperaturi sredine i maksimalnoj radnoj temperaturi.
4.25
osnovno naprezanje
se izračunava (sa oznake) preko membrane ili rezultirajućeg naprezanja pomoću Tresca-ove ili Mises-ove formule.
Pravilo primene: Formule su date u 7.4.3.
4.26
rezultirajuće naprezanje
je svo naprezanje koje se pojavljuje u jednoj tački, tj. naprezanje membrane plus naprezanje koje varira preko debljine zida.
4.27 vek trajanja
je vremenski period u kome se očekuje da mreža radi bez većih zamena, uz uobičajeno održavanje i radne uslove koji su opisani u projektu.
4.28 radna cev
je čelična cev koja sadrži vodu. 4.29
jednom napregnut kompenzator
radi tokom predgrevanja. Posle predgrevanja kompenzator je blokiran. 4.30
istezanje
deformacija jedinice tj. produženje ili smanjenje po jedinici dužine. 4.31
opseg naprezanja
je razlika između maksimalnog i minimalnog naprezanja pojedinačnog ciklusa opterećenja, vidite Sliku 1. 4.32
prednaponski pritisak (vodeni udarac)
je variranje pritiska u relativno kratkom periodu, koje je uzrokovano promenom brzine cirkulacije vode. Ovakva promena može da bude posledica zatvaranja ventila, kvara pumpe, pregrejavanja, udara od nepovratnih ventila, blokade, pucanja u cevovodu, itd.
4.33 sistem
podrazumeva potpunu instalaciju cevovoda uključujući spojnice, ogranke, prateću opremu itd. i priključne cevovode.
4.34
temperaturni opseg
podrazumeva apsolutnu vrednost razlike između dva temperaturna ekstrema koja se pojavljuju u jednom ciklusu, uzimajući u obzir radne i uslove i uticaje sredine, vidite Sliku 1.
4.35
ispitni pritisak
unutrašnji pritisak koji se pojavljuje unutar cevovoda ili dela cevovoda tokom ispitivanja čvrstoće (ispitivanja čvrstoće na pritisak ) ili ispitivanja zaptivenosti (ispitivanja zaptivenosti pritiskom).
4.36
prenosni cevovod
je glavni cevovod koji vodi od proizvodnog postrojenja do distribucionog cevovoda, vidite Sliku 2. 4.37
ventili i prateća oprema
predstavljaju kontrolnu, radnu i sigurnosnu opremu koja je direktno postavljena na cevovod daljinskog grejanja.
4.38
zavareni priključci
5
Opšta razmatranja o projektovanju sistema
5.1 Opšti zahtevi
Projektovanje i ugradnja cevovodnog sistema daljinskog grejanja treba da obezbedi da sistem bude:
- prihvatljivog trajanja, čvrstoće i pouzdanosti u odnosu na spoljna i unutrašnja opterećenja i udare, kojima sistem može da bude izložen u normalnom radu.
- prihvatljive sigurnosti pri neuobičajenim radnim uslovima ili havarijama u kojima treba da bude obezbeđena bezbednost ljudi i okoline,
- dobro energetski iskorišćen, - dobrih radnih svojstava, - sigurne isporuke. Pravilo primene:
Troškovi vezani za montažu, održavanje i rad koji se tokom godina povećavaju, treba da budu uračunati u vrednosnu procenu sistema. Procena radnih karakteristika treba da uzme u obzir mogućnost ispitivanja i održavanja.
5.2 Eksploatacioni vek
Kada je sistem koji je projektovan prema ovim standardima izložen temparaturi koja prelazi 1200C, potrebno je ponovo izračunati eksploatacioni vek komponenti imajući u vidu da su premašeni ovde dati zahtevi za eksploatacioni vek od 30 godina pri stalnom radu na 1200C koji su proračunati u skladu sa aneksom B EN 253:2003.
Pravilo primene:
Minimalni zahtev za tipsko testitanje EN 253 (zasnovano na jačini na smicanje između PUR pene i čelične cevi) je eksploatacioni vek od 30 godina pri stalnom radu na 1200C.
Ako ukupno starenje zahteva trajanje duže od 30 godina pri radu na 1200C potrebni su posebni dokumenti o karakteristikama starenja.
5.3 Preliminarna ispitivanja
Potrebno je izvršiti preliminarna ispitivanja koja se sastoje od procene svih uslova važnih za projekat daljinskog grejanja.
Ova ispitivanja treba da razjasne sva pitanja planiranja, projektovanja, izvršenja i faze rada kao i posledice bilo koje vrste kvara u sistemu.
Postupak koji se zasniva na preliminarnim ispitivanjima predstavlja osnovne podatke aktuelnog sistema npr. podatke koji se odnose na:
- rad,
- pritisak i temperaaturu, - dimenzije,
- dubinu iskopa (kanala), - materijale,
- razdaljinu i prenošenje toplote do drugih radnih mreža, zgrada i priključaka, - geotehničke parametre i parametre podzemnih voda, itd.
Pravilo primene::
Preliminarna ispitivanja obuhvataju objašnjenja sledećih pitanja: - trasa cevovoda,
- radne uslove sistema, npr. varijacije pritiska i temperature i zahteve za sigurnom isporukom, - radni mod sistema tokom faze rada i održavanja kao i otpor na odgovarajuće udare kao što su:
- opterećenja prouzrokovana instalacijom i radom, - unutrašnje i spoljno opterećenje i deformacije, - posledice posebne vrste kvara sistema,
- zahteve nadležnih organa, sredine i treće strana, - načine izvršenja.
5.4 Određivanje projektne klase
5.4.1 Procena rizika
Potrebno je izvršiti procenu mogućih događaja koji bi mogli dovesti do povrede personala ili da imaju posledice po životnu sredinu ili društvo.
Pravilo primene:
Pri proceni mogućeg rizika treba uzeti u obzir mogućnost kvara kao i uticaje koji dovode do njega.
Uticaji koji dovode do kvara u sistemu daljinskog grejanja su vezani za temperaturu, pritisak i prečnik cevovoda. Mogućnost kvara je zasnovana na unutrašnjim i spoljnim faktorima i kvalitetu projekta, montaže i rada.
Mogući rizici su:
- isticanje tople vode kao posledica prskanja ili curenja, što uključuje rizik od ključanja, poplave, preplavljivanja prolaza itd., - oštećenje instalacije, uključujući prekid snabdevanja toplotom,
- oštećenje instalacije uključujući rizik od daljeg širenja oštećenja instalacije, - gubitak sigurnosti isporuke grejanja.
Posledice kvara mogu biti vezane za ceo sistem ili samo jedan deo sistema. Projektna klasa određuje nivo projekta i instalacije cevovodnog sistema. 5.4.2 Projektne klase
Izbor projektne klase je povezan sa nivoom sigurnosti i složenosti izvršenja u odnosu na procedure projektovanja i konstrukcije.
U odnosu na preliminarna ispitivanja i procenu rizika, cevovodni sistem se može klasifikovati u jednu od sledećih klasa:
Tabela 1 – Projektne klase
Projektna klasa A - mali i srednji prečnici cevi sa malim askijalnim naprezanjem - cevi sa malim rizikom povrede radnika ili okoline
cevi sa malim rizikom od ekonomskih gubitaka
Projektna klasa B - veliko aksijalno naprezanje, mali i srednji prečnici cevi Projektna klasa C - cevi velikog prečnika i / ili sa visokim pritisakom
- cevi sa velikim rizikom povrede radnika ili okoline posebne ili složene kontrukcije
Pravilo primene:
Posebne ili složene kontrukcije se odnose na prelaze preko pruga, autoputeva, plovnih kanala koji se obično projektuju uz konsultacije sa vlasnicima i / ili nadležnim organima. Kod prelaza preko rovova i odbranbenih nasipa od poplave mogu biti zahtevane dodatne mere u cilju sprečavanja plavljenja priobalnog pojasa.
Delovi sistema koji nisu direktno izloženi pritisku ali čija havarija uključuje lom ili curenje u delovima pod pritiskom, zastupljeni su u istoj projektnoj klasi kao i delovi koji su pod pritiskom.
Cevovodi koji su pristupačni tokom rada treba najmanje da budu svrstani u projektnu klasu B. Prema očekivanim uticajima, projektne klase A, B i C su određene na Slici 3.
Slika 3 Definicija projektne klase za čelik sa zadatim minimumom čvrstoće na istezanje Re(230C) = 235 N/mm2
Tabela 2 - Zahtevi za projektnom klasom
Pravilo primene:
U odnosu na projektnu klasu potrebno je uzeti u obzir sledeće:
- zahteve za dokumentacijom,
- određivanje γfat u Palmgren-Miner-ovoj formuli, - zahteve zavarivanja,
- opseg ispitivanja zavarenih šavova, - kvalitet nadzora i opseg ispitivanja.
Sve instalacije se uvek mogu klasifikovati u višu projektnu klasu od one koja je navedena na Slici 3. Projektna klasa
Slika 3
Kontrlola zavarivanja 8.5.8
Analiza zamora materijala 7.4.2 Dokumentacija A ≥ 5%
5
fat=
γ
Opšta dokumenatcija 7.2 B ≥ 10%6
67
fat,
γ =
Opšta dokumenatcija 7.2 C ≥ 20%10
fat=
γ
Zahtevana posebna dokumenatcijaPravilo primene:
Sledeći uslovi se mogu dovesti do svrstavanja u višu projektnu klasu:
- projekat sistema i složenost, - uslovi tla i podzemnih voda, - saobraćajni uslovi,
- položaj u odnosu na druge strukture ili komunalne mreže, - iskustvo sa određenim instalacijama,
- novi metodi,
- lokacija cevovoda i mogućnosti održavanja i remonta.
5.5 Projektna dokumentacija
5.5.1 Opšte
Sve cevne instalacije se moraju konstruisati na osnovu projektne dokumentacije koja je dovoljno detaljna da može da obezbedi izvršenje projekta u pretpostavljenom kvalitetu.
Ukoliko se tokom konstrukcije vrše izmene u instalaciji, projektna dokumentacija mora da bude izmenjena u skladu s tim.
Glavna projektna dokumentacija u svim projektnim klasama treba da se sastoji od: - glavnih radnih podataka,
- podataka koji se odnose na cevovod, - specifikacija kontrole kvaliteta. 5.5.2 Radni podaci
Radni podaci:
- projektovani eksploatacioni vek, projektovani pritisak i projektovana temperatura,
- broj ciklusa radne temperature i pritiska i njihovo trajanje tokom eksploatacionog veka cevovoda (pretpostaveljna šema rada cevovoda tokom njegovog trajanja).
Pravilo primene:
Potrebno je navesti određene vrednosti za letnje i zimske uslove kao i očekivani broj punih ciklusa.
5.5.3 Podaci vezani za cevovod
Podaci o lokaciji cevovoda, materijalima i posebnim uslovima. a) Podaci o trasi cevovoda.
Crtež treba da sadrži sve informacije koje su potrebne za siguran i pouzdan projekat, kao što su: - karta planirane trase,
- podužni profil,
- lokaciju cevovoda u odnosu na ostale strukture uključujući presecanje sa drugim cevovodima ili paralelne cevovode, položaj kablova, zgrada i drugih prepreka,
- položaj horizontalnih i vertikalnih kolena, priključaka i reducira, omotača, čvrstih tačaka, betonskih kanala, itd.,
Pravilo primene:
Gore navedeni podaci se mogu prikazati u formi:
- geografskih karata sa, ako je moguće, naznačenim oblastima i ucrtanim pojedinačnim trasama, - karta trasa ili sličnih crteža,
- detaljnih karat i crteža standardnih struktura koji prikazuju potrebne trase i obezbeđuju sve informacije potrebne za procenu instalacije projekta.
Sledeći crteži mogu biti zahtevani:
- crteži elemenata cevovoda, čvrstih tačaka, omotača, itd., - crteži izometrijskih proračuna posebnih stuktura,
- rastojanja između cevovoda i zgrada (premerena razdaljina) i projektnih klasa, na odvojenojlisti ili karti trase, - crteži - plan pobijanja šipova.
b) Podaci vezani za dimenzije cevovoda: - spoljni prečnik i tolerancije,
- nominalna debljina zida i tolerancije,
- bitni podaci o armaturi, uključujući poluprečnike kolena i ostale informacije vezane za elemente cevovoda (reducire, priključke, itd.),
- dozvoljena korozija ukoliko je potrebno,
- podaci o podudarnim strukturama i osloncima koji utiču na raspodelu sile koja deluje na cevovod koji je nosilac medijuma.
c) Podaci o materijalu:
- specifikacije materijala i sertifikati. d) Podaci o instalaciji.
Mogu biti potrebne informacije između ostalog i :
- o bilo kom prednaprezanju kojem je bio izložen cevovod, tačke na kojima je i metodi kojima je prednaprezanje bilo primenjeno,
- o malim ugaonim odstupanjima i dozvoljenim elastičnim savijanjima poluprečnika koja su primenjena na cevovod, (i trajna i privremena),
- o ispitnom pritisaku, - o temperaturi instalacije. e) Crteži izvedenog stanja
- registrovanje lokacije. Pravilo primene:
5.5.4 Specifikacije kontrole kvaliteta Pravilo primene:
Za svaki projekat treba da bude urađen plan kontrole kvaliteta. Kontrola kvaliteta može, na primer, da bude podeljena u pet faza:
- nabavka, - projekat, - montaža i prijem, - puštanje u rad, - rad
Kontrola kvaliteta treba da bude obezbeđena u svakoj fazi i da obuhvata sledeće domene: - nadzor i organizaciju kontrole kvaliteta,
- nadzor i organizaciju ispitivanja. Predlaže se:
- da se uporedi nacrt projekta sa posebnim ciljevima i uslovima planiranog rada, - da se proveri projekat,
- da se provere predizolovane komponente,
- da se proveri svaka faza izvršenja, da se obrati posebna pažnja na građevinske detalje,
- da se zahteva inspekcija, ispitivanje kao i sertifikati koji su navedeni u planu kontrole kvaliteta za upotrebljen materijal pre puštanja u rad.
Tokom svake faze izvršenja isporučilac, proizvođač i vlasnik treba da imaju ažuriranu kompletnu dokumentaciju: - opis materijal,
- plan kontrole kvaliteta, - projektni izveštaj, - izveštaj o puštanju u rad, - izveštaj o održavanju,
- sertifikate inspekcije za materijale, radove, zavarivanje, ispitivanja itd., kako je navedeno u planu kontrole kvaliteta, izveštaj o primopredaji korisniku.
6.
Komponente i materijali
6.1 Osnovni zahtevi
6.1.1 Opšte
Predizolovani višeslojni sistemi cevi daljinskog grejanja koji imaju konstrukciju od čeličnih radnih cevi, poliuretanske termoizolacije i spoljnjeg omotača od polietilena velike gustine, treba najmanje da budu u skladu sa osnovnim zahtevima za materijal EN 253, EN 448, EN 488 i EN 489.
Sav materijal koji je bitan za pravilno funkcionisanje sistema treba da ima stabilne karakteristike tokom eksploatacionog veka sistema, imajući u vidu temperature i ostala delovanja kojima je materijal izložen. Zamor materijala, plastično razvlačenje materijala i starenje treba da se uzme u obzir u ovom kontekstu. Pri projektovanju sistema treba da se izračunaju karakteristike komponenata u vrednostima koje će važiti sve vreme ekspoatacionog veka sistema.
Pravilo primene:
Karakteristike koje direktno ne utiču na eksploatacioni vek sistema, kao što je toplotna provodljivost, treba da budu izračunate sa ponderisanom prosečnom vrednošću.
6.1.2 Nestandardizovane komponente
U slučaju kada su predizolovane cevi koje nisu obuhvaćene gore navedenim standardima korišćene za cirkulaciju vode daljinskog grejanja, potrebno je utvrditi potrebne zahteve za svojstva materijala, čvrstoću i trajanje, na osnovu odgovarajućih Evropskih Standarda ili je potrebno dokumentovati suprotno - da su svojstva i projekat sistema u skladu sa zahtevima ovih standarda i važi sve vreme eksploatacionog veka sistema.
Nestandardizovane komponente treba da ispune zahteve standardizovanih komponenata kada god je to moguće.
6.2 Komponente čeličnih cevi
6.2.1 Opšte
Komponente čeličnih cevi prema obimu ovih standarda podrazumevaju: - prave cevi
- kolena
- priključke i priključke grana - suženja i proširenja,
- ostale čelične komponente kao što su prolazi kroz zid i jednom napregnuti kompenzatori (E-muf) 6.2.2 Dokumentacija
Sve čelične cevi i komponenete koje se koriste za izradu cevnog sistema, prema ovim standardima, treba da budu isporučeni najmanje sa 3.1 B sertifikatom prema EN 10204.
Proizvođač treba da vodi dokumentaciju sa sertifikatima. 6.2.3 Karakteristične vrednosti za čelik
6.2.3.1 Opšte
Materijali za čelične radne cevi treba da budu ili zavarene cevi u skladu sa EN 10217 –2 ili EN 12017 – 5 ili bešavne cevi u skladu sa EN 10216-2 sa tolerancijom prečnika u skladu sa EN 253.
Pravilo primene:
En 253 navodi manju toleranciju prečnika nego što je navedeno u gore pomenutim standardima za čelik. Kao alternativa se mogu koristiti ekvivalentni Evropski ili nacionalni standardi.
6.2.3.2 Čelik sa zadatim karakteristikama na povišenoj temperaturi
Vrednosti naprezanja na početku istezanja pri projektovanoj temperaturi treba da se izvedu iz zadatog naprezanja na početku istezanja ili 0,2 % - otpornosti na naprezanje pri povišenoj temperaturi datoj prema odgovarajućem standardu za materijal. Ove navedene minimalne vrednosti, koje su garantovane za uslove isporuke, mogu se koristiti u svrhe projektovanja, sem kada je poznato da će termička obrada dovsti do nižih vrednosti. U takvim slučajevima vrednosti koje će se koristiti treba da budu dogovorene među zainteresovanim stranama.
U slučaju kada su čelične cevi ili cevne komponente isporučene bez traženih sertfikata u skladu sa 6.2.2, zadato minimalno naprezanje na početku istezanja treba da bude podeljeno dodatnim stepenom sigurnosti
γ
m,yield = 1,2. (Ovaj faktor treba da se pomnoži sa parcijalnim koeficijent istezanje osnovnog materijala, uPravilo primene:
Ispitivanja koja vrši proizvođač čeličnih cevi pri povišenoj temperaturi u cilju utvrđivanja vrednosti čvrstoće pri istezanju, za posebnu isporuku materijala mogu da dovedu do prihvatanja više vrednosti čvrstoće pri istezanju pri povišenoj temperaturi u poređenju sa vrednostima navedenim u odgovarajućim standardima.
6.2.3.3 Čelik bez zadatih karakteristika na povišenoj temperaturi
U slučajevima kada standardi materijala za nelegirani i nisko legirani čelik ne navode vrednosti za čvrstoću na izvlsčenje pri povišenim temperaturama, potrebno je primeniti sledeće formule:
400
1
720
m p0.2.
T
R
R
=
−
za 500C ≤ T ≤ 1400C6.2.3.4 Modul elastičnosti (E) i koeficijent linearnog toplotnog širenja (α) pri povišenoj temperaturi
Pravilo primene:
Sledeće formule je potrebno koristiti za nelegirani i nisko legirani čelik pri temperaturi do 1400C:
4
10
175
4
21
⋅
−
=
,
T
E
(N/mm2) 610
129
4
11
⋅
−
+
=
α
,
T
(1/K)Za osnovne projekte i temperature do 1000C, vrednost proizvoda E·
α se može vrednovati jednakim 2,52 N/mm2/K.
6.2.4 Posebni zahtevi za kolena i priključke
Kod radnih cevi obično nije dozvoljena upotreba jednodelnih kolena napravljenih na delu sa pravim cevima. Uobičajeno je da se kolena i priključci prave od čelika iste (ili više) minimalne čvrstoće pri istezanju nego priključne prave cevi.
Pri ugradnji kolena ili priključaka u cevovodni sistem, nominalna debljina zida zavarujućeg kraja kolena ili priključka ne sme da bude manja od nominalne debljine zida priključne prave cevi.
Mogu se koristiti samo naležuće grane. Nije dozvoljena upotreba ogranaka zavarenih na glavne cevi
Priključci mogu biti ojačani povećanom debljinom zida glavne cevi i / ili cevi ogranka ili upotrebom kompenzujućih ploče da bi mogli da izdrže unutrašnji pritisak, momente savijanja i aksijalne potisne sile pritiska u skladu sa zahtevima aneksa A i C.
Pravilo primene:
Za proširene priključke projektne klase C, nominalno projktovano naprezanje treba u proseku da bude smanjeno do 90% od σd dato u 6.2.3.
6.2.4.1 Kompenzujuće ploče
Ojačanje priključaka kompenzujućim pločama u projektnoj klasi C je ograničeno na stepen prečnika dob/dor ≤
0,8 gde su dob i dor spoljni prečnici grane odnosno glavne cevi.
6.2.5 Posebni zahtevi za suženja i proširenja
Materijali za suženja treba da imaju istu ili veću čvrstoću pri istezanju od priključnih pravih cevi. Aneks A navodi dodatne zahteve koji su dati za nestandardizovane komponente.
Pravilo primene:
Kao alternativa ISO 4319 mogu se koristiti odgovarajući Evropski ili nacionalni standardi. Vidite 4.1.5 EN 448:2003.
6.2.6 Posebni zahtevi za druge komponente
Druge komponente kao prolaz kroz zid i jednom napregnuti kompenzatori se smatraju nestandardizovanim komponentama za koje se primenjuju uslovi tačke 6.1.2.
6.3 Izolacija poliuretanskom penom
Toplotna izolacija treba da bude u skladu sa zahtevima EN 253. Pravilo za primenu:
Karakteristične vrednosti za PUR penu:
Modul elastičnosti EPUR = 6,5 Mpa (dug period na 1400C) EPUR = 10,0 Mpa (na 230C)
Zbog debljine izolacije vidite aneks D.
6.4 PE obloga
PE obloga i zavarivanje PE obloge treba da bude uskladu sa zahtevima EN 253, EN 448, i EN 489.
6.5 Ekspanzioni jastuci
Materijali odabrani za upotrebu u ekspanzionim jastucima treba da obezbede zahtevanu elastičnost, da budu hemijski stabilni i imaju traženu čvrstoću, tokom celog eksplatacionog veka cevnog sistema, a pri projektovanom temperaturnom rasponu.
Debljina jastuka treba da se izabere tako da temperatura površine PE obložne cevi ne prelazi 500C.
Modul elastičnosti kao funkcija procenta kompenzacije (sekantni modul elastičnosti) treba, zasnovan na ispitivanjima, da bude naveden od strane proizvođača.
Pravilo primene:
Ekspanzioni jastuci treba da budu zatvorene jedinice i takve da mogu da obezbede progresivno zbijanje uzrokovano peskom koji ulazi u šupljine nastale pomeranjm cevi.
Kada se koriste krive opterećenje-deformacije dobijene uni-aksijalnim ispitivanjem potrebno je utvrditi pomoću Poisson-ovog koeficijenta da li su jastuci u praksi približno dva puta krući.
6.6 Ventili i oprema
6.6.1 Opšti zahtevi
Predizolovani ventili treba da budu u skladu sa EN 488.
Potrebno je da proizvodne metode i korišćeni materijali budu takvi da projektni uslovi mogu da budu ispunjeni tokom celog eksploatacionog veka.
Ventili i oprema treba da budu dimenzionisani tako da mogu da izdrže radne uslove i spoljna dejstva u skladu sa odgovarajućim poglavljima i aneksima ovih standarda. Potrebno je, u ograničenim delovima cevovoda, obezbediti vršenje preuzimanja visoke aksijalne sile pritiska.
Predizolovane cevi podzemne instalacije treba da budu tako projektovane da zahtevaju minimalno održavanje.
Svaka predizolovana komponenta treba da bude u potpunosti zavarena. 6.6.2 Obeležavanje i dokumentacija
Potrebno je da ventili i oprema budu jasno i trajno obeleženi što bi omogućilo identifikaciju proizvođača, klasu pritiska (ukoliko je primenljivo), projektnu temperaturu, itd.
Proizvođač treba da vodi dokumentaciju iz koje se vidi da su komponente projektovane u skladu sa ovim standardima.
Pravilo primene:
Svaka montažna komponenta koja je deo sistema daljinskog grejanja, treba da ima naznaku sa navedenim uslovima za koje je projektovana i proizvedena.
Deklaracija treba da ima naznačene sledeće projektne podatke: - materijal i klasu,
- max. radni pritisak,
- maksimalno aksijalno naprezanje za delove pravih cevi ili maksimalnu aksijalnu silu, - max. momenat savijanja (za ventile i jednom napregnute kompenzatore),
- način montaže.
A: Klasični način montaže (npr. predgrevanje, jednom napregnuti kompenzatori). B: Hladna montaža.
7.
Delovanja i granična stanja
7.1 Opšte
Projekat i proračuni treba da se izrade na takav način da se obezbedi dovoljna dokumentacija koja bi pokazala da cevovodni sistem može da izdrži određena delovanja i ispuni sigurnosne i radne zahteve tokom svog ekspolatacionog veka.
Pravilo primene:
Praćenje postupaka projektovanja i proračuna određenog cevovodnog sistema koji je dat na Slici 5 uključuje sledeće korake: I Procena projektnih podataka
II Klasifikacija delovanja
III Podela cevovoda duž predložene trase po odeljcima radi analize naprezanja. IV Određivanje projektne klasei mogućnosti pojednostavljenih analiza.
V Selekcija postupaka koji treba uzeti u obzir.
VI Nacrt graničnog stanja (i stepena sigurnosti koje treba primeniti)
VII Određivanje sila poprečnog preseka i pomeranja uslovljenih izračunatim grupama delovanja. VIII Izračunavanje naprezanja (i/ili istezanja)
IX Izbor kriterijuma na kojima će se zasnivati procena (granična stanja i njihove granične vrednosti) XI Provera izračunatih naprezanja, istezanja i deformacije graničnih vrednosti
Detaljnost ovih analiza za svaki od ovih koraka zavisi od:
- složenosti cevnog sistema u potrebnom delu cevovoda - fizičkih parametara sistema
- projektne klase
II
Klasifikacija delovanja (Montaža i faza rada)
I
Projektni podaci - radni podaci - podaci o trasi - geografski podaci - podaci o cevima - podaci o sredini
III
Podela cevovoda duž predložene trase po odeljcima radi analiziranja
IV
Određivanje projektne klase IV
Mogućnosti pojednostavljenih analiza
- generalizovana dokumentacija - korišćenje proverenih pojedinosti
V
Grupe postupaka koje treba uzeti u obzir za određeni odeljak
cevovoda
VI
Nacrt graničnog stanja Parcijalni stepen sigurnosti
VII
Izračunavanje sila, momenata i pomeranja
(Sveukupne analize)
VIII
Izračunavanje naprezanja (i / ili istezanja) (Analize poprečnog preseka)
IX Izbor kriterijuma na kome će se zasnivati procena
Granične vrednosti
X Procena
7.2. Pojednostavljena procedura analize
U projektnim klasama A i B, projekat i montaža se mogu vršiti na osnovu generalizovane dokumentacije, s tim što ona mora da bude u skladu sa zahtevima ovog standarda i da ispunjava preduslove (vezane za pritisak, temperaturu, saobraćaj, itd.) prema odgovarajućim lokalnim uslovima.
Pravilo primene:
Generalizovana dokumentacija može da podrazumeva npr. standarde preduzeća ili uputstva proizvođača, pod uslovom da preduzeće ili proizvođač vode dokumentaciju i da su njihovi standardi i uputstva u skladu sa ovim standardima.
Proverene delovi konstrukcije se mogu ugraditi na osnovu stečenog iskustva, pod uslovom da nova konstrukcija nije izložena jakim delovanjima.
Pravilo primene:
Granica zamora materijala mora uvek da bude proveravana proračunom brojeva punih temperaturnih ciklusa za cevovod o kome je reč, vidite C.5.2. Broj ciklusa treba da bude niži od brojeva punih temperaturnih ciklusa predloženih u generalizovanoj dokumentaciji (minimalne vrednosti, vidite Tabelu 4).
7.3 Delovanja
7.3.1 Opšte
Delovanje treba da se odredi na takav način da obrazac za izračunavanje koji se koristi obezbedi dovoljnu dokumetaciju potrebnu da instalacija bude u skladu sa radni zahtevima.
Pravilo primene:
Karakteristična vrednost stohastičke promenljive delovanja se definiše kao vrednost delovanja koja po verovatnoći od 95% neće biti premašena. Specifična težina u većini slučajeva može da se izračuna na osnovu nazivhnih dimenzija i srednje vrednosti mase jedinice.
Za procenu delovanja i mogućih kombinacija, potrebno je uzeti u obzir fazu montaže i fazu rada kao i sve predviđene izmene pri upotrebi sadašnje instalacije i površina.
Pravilo primene:
Faza montaže uključuje transport, obradu, zavarivanje, polaganje, zatrpavanje, ispitivanje, puštanje u rad (treba imati u vidu da delovanje koji raste tokom faze montaže može da se nastavi tokom faze rada npr. prednaprezanje).
Radna faza uključuje situacije po završetku montaže, bez obzira da li je cevovod u radu ili ne.
Projektovana delovanja se dobijaju množenjem (ili deljenjem) karakterističnih vrednosti parcijalnim stepenom sigurnosti γa.
7.3.2 Klasifikacija delovanja
Delovanja i parcijalni stepen sigurnosti koje treba uzeti u obzir pri projektovanju dati su u Tabeli 3. Delovanja se mogu podeliti na:
- delovanja izazvana silom i - delovanja izazvana pomeranjem.
Tabela 3 - Klasifikacija delovanja i parcijalni stepen sigurnosti
Napomena 1 Pravilo primene:
U cilju smanjenja rizika od udara pritiska potrebno je preduzeti korake u projektovanju i radu. U projektnoj klasi C potrebno je analizirati mogućnosti i posledice udarnog pritiska.
Napomena 2 Projektovani pritisak za vakum ≥ -1bar
Napomena 3 Ukoliko nije prihvatljivo da cevi prate sleganje tla, težinu tla treba uzimati kao delovanje izazvano silom.
Napomena 4 U zavisnosti od standarda korišćenih za delovanje.
DELOVANJA IZAZVANA SILOM PARCIJALNI STEPEN SIGURNOSTI
γ
a PRITISAK- radni pritisak
- udarni pritisak. Napomena 1 - spoljni pritisak
- unutrašnji vakum. Napomena 2 - ispitni pritisak 1,2 1,2 1,05 1,2 1,0 STALNA DELOVANJE specifična težina - cevna konstrukcija - voda
- prateća oprema (ventili itd.) - potisak
- neutralni / pasivni pritisak tla (vidite Napomenu 4) - sleganje tla. Napomena 3
1,0 1,0 1,0 1,2 1,0 – 1,5 1,2 PROMENLJIVA DELOVANJA (vidite Napomenu 4)
- saobraćaj - vetar - sneg
1,0 – 1,5
DELOVANJA IZAZVANA POMERANJEM TEMPERATURNE PROMENE
- promene tokom rada - ciklus starta / gašenja - bočno delovanje tla - trenje tla / cevi
1,0
STALNA DELOVANJA - prednaprezanja toplotno, električno mehaničko
- sleganje tla. Napomena 4 - diferencijalno sleganje tla - deformacije tokom montaže
1,0 1,5 1,0 1,2 1,0
7.4 Granična stanja
7.4.1. Opšte
Cevovodi sistema daljinskog grejanja treba da budu projektovani i konstruisani tako da verovatnoća prelaženja krajnjeg graničnog stanje i graničnog stanje upotrebljivosti bude izuzetno niska tokom planiranog radnog veka.
Pravilo primene:
Metodologija koja u daljem tekstu opisana predstavlja način dokazivanja da su ispunjeni gore navedeni funkcionalni zahtevi.
Uticaj projektovanih delovanja, izračunatih naprezanja, istezanja i deformacije ne sme da premaši odgovarajuća granična stanja meterijala cevi.
Tražena sigurnosna granica između “radnih” uslova cevovoda i graničnog stanja je izražena ternima: karakteristična vrednost, parcijalni stepen sigurnosti i projektovano delovanje.
Pravilo primene
(Preostale) nesigurnosti koje parcijalni stepen sigurnosti treba da kompenzuje uključuju: - mogućnost da delovanje bude veće od karakteristične vrednosti,
- mogućnost da stvarna vrednost čvrstoće cevovoda bude niža od korišćene karakteristične vrednosti, - odstupanje od fizičke realnosti zbog načina izračunavanja koji je bio upotrebljen u procesu analize. Krajnja granična stanja su ona koja se odnose na kolapse i druge vidove kvara konstrukcije:
- kvar uzrokovan plastičnom deformacijom (granično stanje A),
- pucanje uzrokovano zamorom materijala (viši ili niži ciklus), (granično stanje B), - nestabilnost cevovodnog sistema ili dela sistema (granično stanje C),
- curenje (uzrokovano drugim uzrocima, npr. korozijom ili oštećenjem uzrokovanim trećom stranom), koje može da utiče na bezbednost.
Granična stanje upotrebljivosti odgovaraju stanjima preko kojih navedeni radni kriterijum nije ispoštovan: - deformacije i ulegnuća koja negativno utiču na efektnu upotrebu ili održavanje cevovodnog sistema
ili nanose štetu elementima završne obrade ili konstrukcionim elementima koji nisu deo cevovoda kao što su ugrađena oprema i / ili podudarne konstrukcije (granično stanje D).
7.4.2 Granična stanja za čelične radne cevi 7.4.2.1 Opšte
Za čelične cevi sledeća granična stanja se izvode iz krajnjeg graničnog stanje i graničnog stanje upotrebljivosti.
7.4.2.2. Granično stanje A: Kvar uzrokovan plastičnom deformacijom
Granično stanje A1: Krajnje granično stanje dostignuto jednim jakim dejstvom (kapacitet podnošenja opterećenja)
Granično stanje A2: Krajnje granično stanje dostignuto posle više jakih dejstava (postepena plastična deformacija)
Za delovanja se koristi parcijalni stepen sigurnosti u skladu sa Tabelom 3.
Granično stanje A1: Krajnje granično stanje dostignuto jednim jakim dejstvom (kapacitet podnošenja opterećenja)
Ravnoteža polja naprezanja je svako polje naprezanja koje je neophodno da zadovolji jednačina uravnotežavanja za delovanja uzrokovana silom.
Odgovarajuće naprezanje u svakoj tački konstrukcije ne sme da bude veće od karakterističnog parametra za materijal podeljenog parcijalnim stepenom sigurnosti.
Instalacija koja obuhvata ventile i prateću opremu, treba da se ispita pojedinačnim povišenim uticajem najnepovoljnije grupe delovanja uzrokovanih silom.
Pravilo primene:
Grupe delovanja obuhvataju radne uslove kao i uslove tokom ispitivanja pod pritiskom
U nekim posebnim slučajevima aksijalna sila membrane nastala od delovanja uzrokovanih pomeranjem treba da bude uključena pri proračunavanju ravnoteže polja naprezanja (npr. slobodno postavljene cevi sa visokim aksijalnim silama prednaprezanja i grejanja).
Pri projektovanju se koristi model elasto-plastičnog materijala. Pri proračunavanju se upotrebljava čisto linearni odnos elastičnog naprezanja – istezanja, koji se koristi i za naprezanja koja prelaze čvrstoću pri istezanju.
Projekat zidova čvrste konstrukcije sa naprezanjem membrane i naprezanjem pri savijanju potvrđuje da je uočeno sledeće kod glavnih naprezanja i kod osnovnog naprezanja grupnog naprezanja:
m e d m j m γ = σ ≤ σ σ R(T) , d m j d m j m j d d res j d m d m m d d res
67
0
za
67
0
za
5
1
5
2
5
1
67
0
za
67
0
za
5
1
5
2
5
1
σ
⋅
>
σ
σ
⋅
≤
σ
σ
⋅
−
σ
⋅
σ
⋅
≤
σ
σ
⋅
>
σ
σ
⋅
≤
σ
σ
⋅
−
σ
⋅
σ
⋅
≤
σ
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
, , , , gde je σd projektovano naprezanjeσm projektovano opterećenje membrane
σj,m projektovano osnovno naprezanje za opterećenje membrane
σres projektobvano ukupno naprezanje opterećenja membrane i naprezanja pri savijanju
σj,res projektovano osnovno naprezanje ukupnog naprezanja opterećenja membrane i naprezanja pri
savijanju
Slika 6 – Opseg graničnog stanja A1 Pravilo primene:
Zahtevi za σres i σj,res će uvek biti ispunjeni ako σj,res ≤ ≤ Re (T) / γm. Ipak gore dati uslovi će dozvoliti veća ovalna naprezanja. Za prave cevi sa T≤ 1400C, kružni napon iz unutrašnjeg pritiska može da se izračuna iz
z
t
d
p
⋅
⋅
⋅
=
min o d pd2
σ
gde jeσpd projektovani kružni napon,
z faktor zavarivanja za uzdužne zavarene spojeve (obično = 1 za zavarene spojeve urađene od strane proizvođača cevi),
tmin nominalna debljina zida minus dozvoljena odstupanja debljine i moguća odstupanja zbog korozije.
Pravilo primene:
Granično stanje 1 se odnosi na sprečavanje kvara do koga može da dođe zbog delovanja uzrokovanog silom. Granično stanje A1 može da bude od presudnog značaja za visok pritisak i u slučaju velikih momenata delovanja nastalih silom (npr. specifična tezina slobodno postavljenih cevi) ili kod ovalnih naprezanja (npr. nastalih pod dejstvom saobraćaja ili težine tla).
Parcijalni stepen sigurnosti za čelik se koristi kod standarda za metarijal od nelegiranog i nisko legiranog čelika koji daju vrednosti za čvrstinu pri istezanju na povišenoj temperaturi:
Istezanje osnovnog materijala, istezanje šava zavarenog spoja, γm = 1.25.
Parcijalni stepen sigurnosti za delovanja – vidite Tabelu 3. Pravilo primene:
Sa parcijalnim stepenom 1,2 po pritisku ovo daje stepen sigurnosti 1,2·1,25 =1,5 za delovanja nastala silom.
Granična stanja A2: Krajnja granična stanja dostignuta posle više dejstava (postepena plastična deformacija) Pravilo primene:
Granično stanje 2 se odnosi na veliki kolaps i blokadni napon.
Potrebno je sprečiti lomove nastale uzastopnim istezanjem ili postepenim povećavanjem plastične deformacije.
Instalacija, uključujući ventile i prateću opremu, će biti ispitana na najnepoželjnije kombinacije delovanja sila i pomeranja.
Pritisak radnog fluida može da ima pozitivan uticaj npr. manji rizik od nestabilnosti (efekat balona), i neće biti uključen u ovakvim slučajevima.
Pravilo primene
Granično stanje za zaporno naprezanje kod potpuno ograničenog odeljka:
−
+
−
≤
∆
⋅
=
2 e 2 2 e e max)
(
σ
4
3
γ
)
(
σ
4
3
1
)
(
α
T
R
T
R
E
T
R
T
ε
p p gde jeγ
je stepen sigurnosti,γ
= 0,7. Parcijalni stepen sigurnosti za p i ∆T je 1,0.∆T maksimalna pozitivna temperaturna razlika koja se pojavljuje u cevnom odeljku u bilo kom trenutku
σ
p je kružno naprezanje,t
2
d
p
⋅
⋅
=
i pσ
Postepena plastična deformacija (zaporno naprezanje) može biti uzrokovana vrlo visokim pritiskom i velikim prečnicima cevi. Zaporno naprezanje ne može da se pojavi ukoliko su ispunjeni sledeći zahtevi, vidite Sliku 7:
1. Granično stanje A je ispunjeno.
2. Granično stanje za istezanje u pravim cevima u C1 je ispunjeno. 3. p ≤ 20 bar.
Oznake
1. Lokalno izvijanje, homogeno istezanje 2. Zaporni mehanizam 25 bar, 1300C 3. Zaporni mehanizam 25 bar, 1400C 4. Granično stanje C1, vidite Sliku 3
7.4.2.3 Granično stanje B “Pucanje uzrokovano zamorom materijala” Granično stanje B1: Niski ciklus zamora materijala (uzastopno istezanje) Granično stanje B2: Visoki ciklus zamora materijala
Za procene sigurnosti instalacija kod kojih je prisutan zamor materijala γa = 1,0 se koristi za delovanja, a γm=
1,0 se koristi za parametre materijala.
Granično stanje B1: Niski ciklus zamora materijala (Uzastopno istezanje)
Dokumentacija koja se odnosi na kvar uzrokovan zamorom materijala treba da obrati pažnju na odgovarajuća delovanja u tim grupama tako da može da se dobije stvarna slika o promenama u veličini i učestalosti promena naprezanja u individualnim komponentama.
Zaštita od kvara nastalog zamorom materijala treba da bude potvrđena u smislu varijacija udara koji se očekuju u periodu eksploatacionog veka sistema.
Pravilo za primenu:
Ograničena stanja niskog ciklusa zamora materijala će biti bitna uglavnom za kolena, priključke, reducire, ali ih takođe treba proveriti i kod pravih delove cevovoda sa jakim aksijalnim silama, gde npr. zamor materijala ivice zavarenog spoja može da bude od presudnog značaja.
Broj izabranih punih ciklusa delovanja za cevovode u normalnom radu ne sme da bude niži od broja ekvivalentnih punih ciklusa delovanja navedenih u Tabeli 4, vidite C.5.2
Tabela 4 – Ekvivalentost punih ciklusa delovanja za m = 4 i ∆Tref = 1100C
Magistralni cevovodi 100
Glavni cevovodi 250
Kućni radni priključci 1000 Pravilo primene:
Veliki cevovodi mogu da budu npr. prenosni cevovodi i cevovodi priključeni na proizvodno postrojenje.
Normalan rad se vrši npr. kada se regulacija temperature razvoda reguliše u odnosu na sobnu temperaturu . Neuobičajen rad može da bude uzrokovan slivanjem neiskorišćene vode ili vraćanjem zaostale vode preko noći. Najveći broj ciklusa obično stvaraju potrošači u cevima povrata. Najniži broj punih ciklusa se može očekivati npr. u mrežama sa niskom temperaturom.
Kontrola dovoljne sigurnosti od lomova nastalih zamorom materijala se vrši pomoću Palmgren – Minerove formule fat i i i
γ
1
≤
∑
N
n
gde je:ni broj ciklusa opsega naprezanja ∆Si tokom zahtevanog zatadog projektovanog trajanja
Ni broj ciklusa opsega naprezanja ∆Si koji uzrokuju kvar
γfat stepen sigurnosti za lom usled zamora materijala
i broj različitih opsega naprezanja Pravilo za primenu: Ni se može izračunati iz 4 i i i
