Utveckling av koncept förförbättrade rörkopplingar
SammanfattningSyftet med detta projekt var att undersöka vilka krafter och yttre förhållanden som verkar på en rörkoppling som ligger nergrävd i marken, samt vilka förbättringar som kan göras gällande vikten och hållfastheten på dagens kopplingar. Målet har varit att förbättra den befintliga rörkopplingen ?MULTI/JOINT® 3007 Wide Range Coupling? från företaget Georg Fischer Piping Systems.Med hjälp av en litteraturstudie, beräkningar och muntliga källor undersöktes vad det är för villkor en rörkoppling måste klara av. Utifrån detta arbetades en kravspecifikation fram, som sedan låg till grund för analysen av kopplingarna. En CAD-modell av rörkopplingen skapades som sedan analyserades i ANSYS där det undersöktes hur bra den uppfyllde de uppsatta hållfasthetskraven.Då det visade sig att spänningarna som uppstod i kopplingen hamnade precis under sträckgränsen för materialet togs beslutet att ta fram tre förslag på hur rörkopplingen kunde förbättras för att minska spänningarna.Det första konceptet har förstärkningar på öronen eftersom det var i just de regionerna som de högsta spänningarna uppkom. Nästa koncept har en förstärkning på flänsen för att på så sätt minska spänningarna i öronen. Det tredje och sista konceptet har fyra öron istället för tre eftersom krafterna då fördelas mer jämt över flänsarna.Även dessa koncept analyserades i ANSYS för att se hur mycket bättre hållfastheten på rörkopplingen blev. Från de här analyserna visade det sig att alla tre koncepten skulle vara bättre än det som används i dagsläget.Kojapo AB är ett företag som inlett ett samarbete med Kungliga Tekniska Högskolan rörande utveckling av en reparationskoppling för vatten- och gasledningar. Efter ett möte med Kojapo AB framkom det att dagens rörkopplingar inte är helt optimala, de läcker vid låga tryck, är inte tillräckligt dragsäkra och klarar inte vinkelavvikelser större än några få grader. Därför arbetades tre koncept fram med en ny utformning för att förbättra rörkopplingen i dessa avseenden. För dessa koncept ställdes för- och nackdelar upp, men inga ytterligare analyser eller tester utfördes.De slutsatser som kan dras efter detta arbete är:? Att viktoptimera den befintliga kopplingen med nuvarande material begränsas eftersom enligt standarden EN - 545 måste godstjockleken vara minst 7 mm.6? Referenskopplingen är dragsäker för krafter på upp till 40 kN då rör med en diameter på 132 mm används.? Spänningarna som uppstår i referenskopplingen för det simulerade lastfallet överskrider det maximalt tillåtna för segjärn.? De högsta spänningarna uppkommer i öronen, och det har även bekräftats att rörkopplingar har gått sönder just där till följd av för högt åtdragningsmoment.? Det bästa sättet för att minska spänningarna i rörkopplingen är att öka antalet skruvar från tre till fyra stycken.