Synkerøret, - en innovativ nyskapning

26.01.2015

-Når nye produkter når markedet, er det alltid spennende å avvente respons og reaksjoner fra bransjehold. Når bransje-nestor, 84-åringen Einar Grann-Meyer, kommer med sin vurdering av vårt nyeste produkt, synkerøret,  er det noe vi tar med oss videre i vår innovative prosess.
Det sier daglig leder i Hallingplast, Steinar Tragethon

Grann-Meyer var en av æresgjestene under årets Hallingtreff. Han har en eventyrlig reise i inn- og utland innenfor vannbransjen, og ikke minst innenfor sjøledningsteknologien. Med sine 84 år er han fortsatt i daglig aktivitet på sitt kontor i Svolvær, og han er en sivilingeniør med tydelig budskap og klare meninger.    Her er Grann-Meyers vurdering av synkerørets potensial for transport av væske under vann.

 

Av sivilingeniør senior Einar Grann-Meyer

-Det var givende og svært interessant å være «førstereis-gutt» på Hallingtreff 14. til 16. januar 2015, kanskje særlig i en alder av 84 år. Av bransje-nyheter kunne jeg bl.a. glede meg over nyskapningen Synkerøret, presentert av Hallingplast as. Produktet ble vist på utstillingen under fagkonferansen. Linjenforproduksjonavsynkerøret varikkeidrift,menvifikkdemonstrertproduksjonenav etto-komposittrørunderfabrikkbesøket som ga en delvis illustrasjon av teknikken brukt for et rør med fire elementer:  14.januar.produksjonenavetto-kompositt rørgadelvisenillustrasjonavteknikken bruktforetrørbyggetoppmedfireelementer: Vannrøret i PE / PP /PP-vektelementetogytterst, kapperøret i PP. Skissen nedenfor viser et typisk snitt av synkerøret.

Det ble dessverre ikke tid til en presentasjon og kommentar av denne nyskapning. I stedet har jeg utarbeidet entekniskpresentasjon, delvis analyse, av synkerøret.

Jegharbruktuttrykkene«synkerør»  og«selvsynkendekapperør»heltbevisstogomhverandre, egentligsometuttrykk foratdetførstekanskjekanforbedres?Dettekompositt-røretogdenne nyskapningfortjenerdetbestenavnet,etnavnsomkanyterettferdighettiletgenialtrør-produkt.

 

Bakgrunn

Dimensjonering av sjøledninger  i PE har vært mitt fagområde siden 1960, både i Norge og i utlandet. Anleggene  gjelder transport av ferskvann og avsløpsvann/ spillvann, også sjøvann, f.eks. avsaltings-anlegg eller kjølevann. Dimensjonene  viser stor spennvidde, fra 3000mm (DI) til 110mm (OD). SDR-tallet ligger alltid mellom 26 og 11. SDR > 26 er kapperør.  

Belastningen  av sjøledningene i standard utførelse, dvs. vanlige trykkrør mellom 110mm til 1600mm, skjer alltid med tradisjonelle  betonglodd, med bolter eller uten bolter. Det man da gjør, er å kombinerer to materialer som har vesentlig forskjellige egenskaper i sjøvannsmiljøet:

  •          PE er upåvirket  av sjøvann og har en levetid på > 100 år, når det er korrekt dimensjonert.
  •          Betong er i høyeste grad påvirket av sjøvann, og her kreves spesielle tiltak om kravet til levetid  > 50 år. Temperatur  og salinitet spiller også en stor rolle for levetiden.
  •          Er stål introdusert  (bolter/ flenser o.a.) kreves ekstra beskyttelse i form av offer-anoder,  forutenat stålkvaliteten minst må være St. 50 og epoxy -beskyttet.

Markedet har lenge hatt et behov for et rørkonsept uten betongvekter, at man altså fjerner det svake element på sjøledningene: betongvektene. At man samtidig foretar en forbedring av selve rørkonseptet gjør konseptet enda mer attraktivt. Det er et slikt rørkonsept som nå er presentert av Hallingplast AS, gjennom det såkalte, synkerøret, foreløpig begrenset til ø315 PE100.

Synkerøret/selvsynkendekapperør-tekniskeforhold/dimensjonering

Rørsnittet (se bilde til høyre) viser rørets tekniske oppbygging:

  1.       Innerst, selve transportrøret,  PElOO SDRxx, identisk med tradisjonell løsning.
  2.       Et tynt PP-kapperør mot PE-røret.
  3.       Vekt-elementet, et PP-sjikt med tykkelse, e, med høy densitet, 2200 - 2400 kg/m3.
  4.       Ytterst et beskyttende kapperør i PP, med dimensjonert tykkelse.

 

Skjøting skjer ved l), elektromuffe  eller 2), speilsveising. Flensekoblinger er uaktuelt. Bruk av elektromuffe synes mest aktuelt for sjøledninger, spesielt for dimensjoner < 400mm.

Det er element nr. 3 og 4 som er av spesiell interesse:

  1.       Vekt-elementet gir røret den vekt røret må ha for å etablere tilstrekkelig friksjon mellom rør og sjøbunnen  (sjøledning  er da lagt på bunnen), eller den vekt røret må ha om det ligger nedgravet i grøft. Det er rørets stabilitet vi her snakker om. Nødvendig vekt av element nr. 3 bør beregnes av prosjekterende ut ifra de gitte forhold: strømkrefter, bølgekrefter  eller krefter fra strøm, generelt av vind på overflaten. Vekt-elementet beregnes på basis av tykkelsen, e, i mm. Vekten oppgis som neddykket vekt i kg per meter rør. Dermed kan friksjonskraften beregnes.
  1.       Det ytre kapperøret i PP gir synkerøret nødvendig mekanisk styrke, bl.a. evne til å tåle punkt-trykk. Polypropylen har langt bedre egenskaper i så henseende  enn PE. Kapperøret samt vektelementet gir til sammen en tykkelse som reduserer et punkt­ trykk mot kapperøret betydelig,  før trykket kommer inn til overflaten på PE røret. Reduksjon kan raskt komme ned i 1/3 av ytre overflatetrykk,  slik at punktbelastnings­effekten på PE-røret forsvinner, mer eller mindre. Dette kan beregnes. 

Det selvsynkende kapperøret vil normalt være i konkurranse-situasjon med tradisjonell  PE­ løsning, med betongvekter som belastning. Vekt-elementet til kapperøret og dets tykkelse, e, er derfor viktig. Det skal gi kapperøret den vekt som er nødvendig, men ikke mer. Rørets

sikkerhet overfor miljøkrefter  (bølger/ strøm o.a.) skal være tilstrekkelig, og kan gjeme tillates omkring  1.5, såfremt stabilitetsberegningene utføres profesjonelt og grundig. Slike beregninger krever kapperøret normalt, om prosjektet skal bli vellykket.

Transportrøret, dvs. PE 1OO røret, forutsettes også dimensjonert profesjonelt, basert på gitte data. Med en beregnet levetid på minimum 100 år, med utnyttelse av rørets visko-elastiske egenskaper og det faktum, at røret ikke opptrer som en ring, statisk, men som et rør = en sum av uendelig mange ringer, skal prosjekterende komme frem til rørets korrekte SDR-tall. Kontroll av rørets langtids-sikkerhet basert på dette SDR-tall vil da normalt vise, at man kommer høyere enn 1.6, med levetid> 100 år. Det kan kanskje virke overraskende på de fleste.

Korrekt dimensjonering av transportrøret i synkerøret er med på å sikre røret dets konkurranse ­evne. Overdimensjonering av PE-røret, når det gjelder SDR-tallet, eventuelt også av vekt­ elementet, gjennom tykkelsen, e, går selvfølgelig i motsatt retning.

Drifts-fordelermedsynkerøret tilHallingplast AS

De hydrauliske  forhold for en tradisjonell sjøledning i PE-trykkrør og et synkerør fra Hallingplast AS, med samme dimensjon på transportrøret, vil selvfølgelig være de samme. Følgelig  blir også driften den samme, bl.a. med samme pumpekostnader. Forskjellen mellom de to rørkonsepter går primært på de utvendige forhold:

  •          Synkerøret er glatt og vil, om det er riktig belastet i forhold til miljøkreftene, ganske snart aure seg ned i sjøbunnen, hvis denne består av sand, silt eller leire. Dette er en ideell situasjon med tanke på fiskeredskaper, garn, line eller juksa. Lokale fiskarlag har faktisk fremhevet denne fordel som spesielt viktig.
  •          Tradisjonelle sjøledninger  vil som regel alltid ha betonglodd:

-          Disse vil alltid være til hinder for fiskeredskaper, kfr. avsnittet ovenfor.
-          Betongloddene,  med eller uten bolter, er eksponert for korrosjon og nedbrytning, og stiller dermed strengere kvalitetskrav om levealderen skal være 100 år.

  •          Synkerørets  levealder vil, om det er korrekt dimensjonert, aldri ha noen problemer med å tilfredsstille  kravet til 100 års levetid, eller mer.
  •          På grunn av sin konstruksjon er synkerøret langt mer robust med tanke på lokale trykkpåkjenninger fra feks. ankere, fra kryssende wire, fra dumping av stein (opp til en viss størrelse, selvsagt) og fra dumping av skrot. Det er både det ytre kapperøret i PP og vektelementet (et PP-materiale) som bidrar til denne robusthet.

Senkningsfasen

Senkningsprosedyren for et selvsynkende kapperør er i prinsippet lik senkningen av PE-trykkrør belastet med betongvekter. På grunn av kapperøret må oppdrift og strekk-kraft beregnes av rørets displacement, dvs. volum av fortrengt væskemengde.  Teorien for senkning blir dermed enkel og basert på kjente parametere: Rørets nettovekt under vann, rørets belastningsprosent basert på rørets displacement, indre luft-trykk ned til beregnet dybde (normalt< l.0bar) og dybden på det sted hvor synkerøret  forlater overflaten. Disse parametere, sammen med krav til et bøyetall ved overflaten lik OD/ R > 30 (et krav jeg beregnet teoretisk omkring 1980), finner man nødvendig strekk-kraft  på røret i overflaten. Denne kraft avhenger av kapperørets ytre diameter, OD. Strekk­ kraften skal oppgis i anbudet og ikke overlates til entreprenøren,  å beregne.

Sluttkommentar

I løpet av 2015 vil synkerørets  posisjon vis a vis tradisjonelle, bunnforlagte sjøledninger bli nærmere avklaret, særlig prismessig.  Bl.a. vil et prosjekt i Nord-Norge da være avklaret gjennom åpen anbudskonkurranse. Det gjelder sjøledninger i åpent hav. Det ligger i kortene at dette prosjektet og prosjekter i regi av Hallingsplast AS, kan bli aktuelle temaer for senere Hallingtreff.

Umbraco CMS fra MarkedsPartner