1. No category

Hallingplast AS:
Hallingsplasts nyskapning: Synkerøret, et selvsynkende kapperør, med innvendig PE100
transportrør.
Teknisk analyse – vurdering av rørets potensiale for transport av væske, under vann
Innledning
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. Linjen for produksjon av synkerøret var ikke i drift, men vi fikk demonstrert
produksjonen av et to-kompositt rør under fabrikkbesøket som gav en delvis illustrasjon av
teknikken brukt for et rør med fire elementer: 14. januar.produksjonen av et to-kompositt rør gav
delvis en illustrasjon av teknikken brukt for et rør bygget opp med fire elementer: Vannrøret i PE
/ PP / PP-vektelementet og ytterst, kapperøret i PP. Skissen nedenfor viser et typisk snitt av
synkerøret.
Tverrsnitt av Synkerøret med sine fire elementer: Standard PE-rør, PE100 RC+, PP-sjikt, mineralfylt PP-sjikt
(vekt) og PP-kappe.
Det ble dessverre ikke tid til en presentasjon og kommentar av denne nyskapning. I stedet har jeg
utarbeidet en teknisk presentasjon, delvis analyse, av synkerøret, som kan legges ut på
hjemmesiden til Hallingplast AS og www.hallingtreff.no.
Jeg har brukt uttrykkene «synkerør» og «selvsynkende kapperør» helt bevisst og om hverandre,
egentlig som et uttrykk for at det første kanskje kan forbedres? Dette kompositt-røret og denne
nyskapning fortjener det beste navnet, et navn som kan yte rettferdighet til et genialt rør-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,
foruten at 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/ selvsynkende kapperør- tekniske forhold/ dimensjonering
Rørsnittet på side l viser rørets tekniske oppbygging:
1.
2.
3.
4.
Innerst, selve transportrøret, PElOO SDRxx, identisk med tradisjonell løsning.
Et tynt PP-kapperør mot PE-røret.
Vekt-elementet, et PP-sjikt med tykkelse, e, med høy densitet, 2200 - 2400 kg/m3.
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:
3. 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.
4. Det ytre kapperøret i PP gir synkerøret nødvendig mekanisk styrke, bl.a. evne til å tåle punkttrykk. 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. PElOO 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-fordeler med synkerøret til Hallingplast 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.
***