Drukvermindering in vloeistof bij dalende temperatuur

[naitsirhc]

Wetenschappelijk vraagje:

 

We hebben een leiding getest met water. Deze leiding heeft een bepaald volume (stel 5m3) Deze leiding moet 24 uur op druk staan.

Tijdens de 24 uur is de druk gezakt. Het volume is niet verandert. De temperatuur is 9 graden gezakt. De druk bij aanvang van de test was 230 barg.

 

Wie kan me voorrekenen hoe ik kan bepalen welke druk de leiding mocht hebben na een delta T van 9 graden?

[kriebie]

Ik vermoed dat dat vrijwel volledig afhangt van de eigenschappen van de leiding. Hoe minder elastisch de leidingwand is, des te groter zal het drukverschil zijn.

Anders gezegd: ik denk dat de belangrijkste parameter ontbreekt in de probleemstelling.

[henkvd1]

Zolang we uit de buurt blijven van +4 graden en lager en het stuk boven het kookpunt dan is de uitzettingscoëfficiënt 0,02 % per delta T.

 

 

 

[naitsirhc]

@all

 

De elastischiteit weet ik niet, maar de pijp is een X60 (carbon steel ) met een wanddikte van 15,9mm.

 

Wie heeft de goede formule voor me.....

[goofykwek]

P1xV1/T1=P2xV2/T2

 

P= de druk

V= het volume

T= temperatuur ingraden Kelvin (0 graden celcius is 273 graden Kelvin)

 

succes

 

Goofykwek

[vGnp]

Origineel bericht van: goofykwek

P1xV1/T1=P2xV2/T2

Dat geldt alleen voor gassen -> Wet van Boyle en Gay-Lussac

vGnp

[goofykwek]

Sorry, foutje.

 

Het is al weer ruim 40 jaar geleden dat ik die formulie voor het laatst eb toegepast.

 

Goofykwek

[Con]

Origineel bericht van: naitsirhc

Wetenschappelijk vraagje:

We hebben een leiding getest met water. Deze leiding heeft een bepaald volume (stel 5m3) Deze leiding moet 24 uur op druk staan.
Tijdens de 24 uur is de druk gezakt. Het volume is niet verandert. De temperatuur is 9 graden gezakt. De druk bij aanvang van de test was 230 barg.

Wie kan me voorrekenen hoe ik kan bepalen welke druk de leiding mocht hebben na een delta T van 9 graden?

Dat is een flinke lastige, enerzijds heb je te maken met de
kubieke uitzettinscoëfficiënt van water en anderzijds de
lineaire uitzettingscoëfficiënt van de buis.

Beide zullen, als de temperatuur afneemt, afnemen, dus het volume
neemt af maar ook de lengte en de dikte van de buis neemt af.

Het is goed te berekenen maar dan moet je wel alle parameters
opgeven dan wil ik daar wel een antwoord op geven.

HG CC

[HD_freak]

Origineel bericht van: naitsirhc

Wetenschappelijk vraagje:

We hebben een leiding getest met water. Deze leiding heeft een bepaald volume (stel 5m3) Deze leiding moet 24 uur op druk staan.
Tijdens de 24 uur is de druk gezakt. Het volume is niet verandert. De temperatuur is 9 graden gezakt. De druk bij aanvang van de test was 230 barg.

Wie kan me voorrekenen hoe ik kan bepalen welke druk de leiding mocht hebben na een delta T van 9 graden?

Voor de volumeverandering onder invloed van druk is de volgende formule te gebruiken:

Delta V = (V0.(p2-p1))/E

Voor minerale olie kan men met een samendrukbaarheidsfactor van 1% per 100 bar rekenen.
Voor waterhoudende vloeistoffen (ca. 95%) rekent men met een factor 0,45% per 100 bar.

De dichtheid is afhankelijk van de druk overeenkomstig de formule:

Rho(p) = Rho(0).(1-Delta p/E)

De dichtheid is óók afhankelijk van de temperatuur overeenkomstig de formule:

Rho(T)= Rho(15°C).(1-alpha.(t-15)) --> Waarin alpha = 0.00067 voor minerale olie

Voor een waarde van E = 10^9 N/m² kunnen de 2 bovenstaande formules worden gecombineerd tot de volgende benadering voor de temeperatuur afhankelijkheid van de druk in een afgesloten hoeveelheid, voor minerale olie:

De drukverhoging in een afgesloten ruimte gevuld met minerale olie is circa 100 bar per 15°C temperatuurverhoging.
(daarmee weet je dus ook de drukval per 15°C temperatuurdaling).

Oh ja, de uitzetting van het vat waarin de vloeistof zit wordt BUITEN beschouwing gelaten in deze berekeningen.

Succes ermee !!

[quattro]

Mag ik zo vrij zijn om te vragen wat voor leiding je op 230bar wilt testen?

 

Ik hoop dat je dit met gezond verstand doet, elke (gas of slak) insluiting in een las kan enorme gevolgen hebben... Wij doen dit soort 24uurs testen op ons werk ook regelmatig en kan je verzekeren dat je echt even goed moet bedenken wat je doet.

 

Bedenk verder ook dat de temperatuur bij lange leidingen niet eenredig hoeft te veranderen. Een stuk wat in de schaduw (of ondergronds) ligt zal minder veranderen dan wat overdag in de volle zon ligt. Als je de temperatuur dan op 1 stuk staat de meten mis je dus hele grote variaties. Je kunt je vorstellen dat de formules niet eenvoudig zijn om dergelijke druktesten te beoordelen. Kortom, om dergelijke druktesten te doen komt even iets meer kijken dan simpelweg de druk en temperatuur monitoren.

 

(en nog een vraagje. Hoe weet je zo zeker dat het volume gelijk is gebleven? Deze test doe je toch om de dichtheid te testen???? Je kunt beter aangeven wat de einddrukis geworden en de vraag stellen of er water weggelekt is.)

[HD_freak]

Dat is inderdaad een betere vraagstelling....maar goed ze zullen er hun redenen wel voor hebben denk ik?

[naitsirhc]

Origineel bericht van: quattro

Mag ik zo vrij zijn om te vragen wat voor leiding je op 230bar wilt testen?

Ik hoop dat je dit met gezond verstand doet, elke (gas of slak) insluiting in een las kan enorme gevolgen hebben
(en nog een vraagje. Hoe weet je zo zeker dat het volume gelijk is gebleven? Deze test doe je toch om de dichtheid te testen???? Je kunt beter aangeven wat de einddrukis geworden en de vraag stellen of er water weggelekt is.)

Je mag deze vraag natuurlijk stellen.
Wij zijn bezig om een riser te testen voor een booreiland. Deze riser wordt gebouwd onder de NEN3650 norm, welke de norm is voor een transport leiding.
Alle lassen zijn gerontgend en magnetisch onderzocht, tevens is er 1 las ge"TOFD" Alle vormen van slak hebben we geen last van omdat we met het GTAW proces lassen.
Je hebt natuurlijk gelijk dat 230 barg niet niks is, maar we zijn een professioneel bedrijf die ook hydrotesten op 1500 barg doen.

Het testen is er voor om de sterkte van de lassen te testen. De testdruk is gebasseerd op 1,43x de designdruk. Tevens is het zo, dat de engineering gebasseerd is op bepaalde specs.

En hoe ik zeker weet dat het volume gelijk is gebleven...? Als het volume groter geworden is, dan zal de testdruk de rekgrens van het materiaal overschreden hebben en dat is hoogst onwaarschijnlijk dat dit gebeurt.

PS de einddruk is 0 barg.(als de test is afgelopen, dan wordt de druk afgelaten.....)
En volgens de Notified Body was er geen water weggelekt....

Zoals je ziet doen we alles met een gezond verstand

[quattro]

Origineel bericht van: naitsirhc

maar we zijn een professioneel bedrijf die ook hydrotesten op 1500 barg doen.

Het testen is er voor om de sterkte van de lassen te testen. De testdruk is gebasseerd op 1,43x de designdruk. Tevens is het zo, dat de engineering gebasseerd is op bepaalde specs.

Zoals je ziet doen we alles met een gezond verstand

Een gespecialiseerd bedrijf. Dan snap ik je vraag niet echt.

Waarschijnlijk haal je een paar dingen door de war. De NEN3650 schrijft een sterkte test voor gedurende 15 minuten. Hierbij is het niet van belang of er water weglekt, maar moet je de druk gedurende die 15min continu houden.

Een dichtheidstest doe je idd op een x keer de ontwerpdruk en duurt 24 uur. Waarschijnlijk bedoel je die dus.

Bovendien zou ik me ernstig zorgen gaan maken als je bij 1,43 x de ontwerpdruk al aan 95% van de rekgrens zit. Die 95% va de rekgrens komt volgens mij uit de NEN3651. (doe het nu even uit mijn hoofd, maar ik zal de NEN er morgen eens bijpakken) Hierbij zie je veelal dat je dan met drukken van 3 tot 4 keer de ontwerpdruk te maken krijgt doordat deze pijpen enorm over gedimensioneerd zijn. .

Blijft de vraag over de formules over. Welnu, zoals gezegd is dit afhankelijk van vele factoren als uitzetting vd pijp, temperatuur verloop (die ook nog eens kunnen varieren in de pijp), etc. etc. Dit is dus even niet zo 1 2 3 te zeggen.

Maar waarom zou je hier zelf aan gaan zitten rekenen? Daar heb je die NOBO toch voor? En anders 100% zeker dat je opdrachtgever eigen specificaties heeft (veelal strenger dan de NEN). Als je echt zelf wilt rekenen zou ik die opvragen en een paar uurtjes de tijd nemen om de verschillende A4tjes met formules na te rekenen. Maar jij liever dan ik...

Leuk he, die leidingbouw

[naitsirhc]

OK...

 

Heel goed heren...

 

Inderdaad schrijft de NEN3650 een sterktetest voor van 15 min echter zit er over een deel van de pijp rubber (splashzone) en een deel van de lassen zijn gecoat en de Notified Body denkt dat de verf een druk van 230 barg tegen houdt. Dus komen ze met de aanvullende eis van een 24uurs test.

De 1,43x de designdruk is gewoon een kwestie van de testdruk delen door de designdruk.....

 

Met de mededeling, dat we een professioneel bedrijf zijn, bedoel ik dat we een professionele aannemer zijn en geen engineeringsbureau. We voeren dus de sterkte test uit en berekenen hem niet.

Zo'n sterkte test voeren we dus tig keer per jaar uit en weten dus ook welke regels erbij komen kijken ed. (we hebben per slot van rekening niet voor niks het VCA-P certificaat)

 

Ik heb me altijd laten vertellen dat een sterkte test altijd op 95% van de rekgrens gebeurt (door dezelfde notified body) dus daar kan ik wellicht mis zitten.

 

Ongelofelijk wat een stof om te discusieren op een sateliet forum

 

Ik begrijp wel, dat het erg moeilijk is om te berekenen wat de druk val mag zijn bij een daling van de temp, omdat je met meerdere onbekende variabelen zit.

 

Ik zet graag de discussie voort.....