Ulike rørmaterialer til besvær!

Av Anders Nygård, daglig leder, Basal Aqua-Safe servicekontor

PE-rør koblet mot støpejern som flensforbindelse kan være en utfordring, men det er fullt mulig å oppnå en lekkasjefri kobling. Forutsetningen er at man benytter riktig pakning og at monteringen utføres korrekt.

På større dimensjoner er det fortsatt støpejern som dominerer i ventiler og rørdeler, mens på rørsiden er det en trend at det blir benyttet mer plast, og særlig PE (Polyethylen). Duktile rør (støpejern) blir fortsatt benyttet og har sine fordeler på enkelte områder og får mer avanserte belegg både utvendig og innvendig, som sikrer lang levetid.

Nye utfordringer
I ventilene ser vi en dreining mot avanserte materialer som duplex og superduplex (som er sterkere legeringsvarianter av rustfritt stål).

Nye materialer gir nye utfordringer. Et kjent problem er galvanisk korrosjon. Etter mange års erfaring har man lært hvilke kombinasjoner som fungerer sammen og ikke. Nå introduseres stadig nye materialer, uten at man har mye erfaring med kombinasjonene.
For å få et komplett VA-nett, så må ventiler, konsoller, kummer, rørdeler og rør kobles sammen. Men å koble to banalt enkle ting sammen som en jernflens mot et PE-rør viser seg å skape utfordringer.

Jernflensen er overdimensjonert, og kan tåle belastningen fra bolter som strekkes langt opp mot flytegrensa. PE-kragen derimot, har begrensninger i forhold til flatetrykk pga. plastens egenskaper. PE vil ikke tåle mer enn 10N/mm2 over tid, og dette gir utfordringer i forhold til valg av pakninger. Enkelte pakninger må ha forholdvis stort flatetrykk for å tette og de er derfor uegnet til bruk sammen med jern og PE-rør med krage og løsflens.

Ville finne ut av dette
Det har lenge vært en påstand i markedet at det ikke er mulig å montere et PE-rør med krage og løsflens mot en støpejernflens for så å transportere den ut i grøft, og deretter montere og trykksette sammenstillingen, siden PE-materiale ville relaksere* seg (*=tilpasse seg en kraft og krype sammen), og sammenstillingen vil deretter lekke.

Basal ville finne ut av dette, og se hvor mye PE materialet relakserte. Vi monterte derfor en DN100 flens mot en jernflens og benyttet muttere fra Tension Cam for å måle klemkraften.

Det ble benyttet PE-krage med galvanisert løsflens fra Friatec (Hallingplast AS) og armert flensepakning fra PSI (Ulefos Esco AS), siden de hadde omtrent samme tiltrekkingsmoment for boltene for DN100. Det stod ingen opplysning om hva slags smøremiddel som skulle benyttes. Det ble benyttet Klübersynt VR69-252N. Dette smøremiddelet har ikke veldig god friksjons-reduksjon, men det er drikkevannsgodkjent.

Vi sjekket i tabeller og mente at det var mulig å komme opp i en klemkraft på opp mot 20kN pr. bolt. Totalt 160kN for alle 8 boltene. Dette vil gi en klemkraft på PE-kragen som er under 10N/mm2

Tiltrekking i stjernemønster
Monteringen ble gjort etter VA-miljøblad 83 i fire steg med 25 %, 50 %, 75 % og 100 %, i tillegg gjorde vi en siste runde med ca. 80 % av momentet, siden man av erfaring vet at de første boltene som blir trukket til, aldri «står» med det momentet som blir tilført. Alle sekvensene av tiltrekking ble gjort i stjernemønster.

Etter monteringen ble klemkraften i hver bolt målt. Det var fra 5-13kN pr. bolt. Totalt for hele flensen 84kN, ca. halvparten av hva man skulle oppnå i teorien. Det vil si et flatetrykk på ca. 5N/mm2 på PE-kragen.

Etter 22 timer ble klemkraften målt på nytt. Nå varierte det fra 5-14kN, men den totale klemkraften var gått ned til 69kN.

Etter en måned ble klemkraften igjen målt. Nå varierte det fra 3-9kN, med en total klemkraft på 59kN.

Sammenstillingen hadde i løpet av måneden blitt utsatt for temperaturer fra 10-28 grader C. Merk at vi monterte flensen i 28 grader C, noe som skulle tilsi at man fikk noe reduksjon av tykkelse på PE-kragen når den blir utsatt for kaldt drikkevann.

Etterstramming
Deretter ble hele sammenstillingen fylt med vann ca. åtte grader C, og evakuerte ut luft av HMS-hensyn. Vannet sto i sammenstillingen ca 30 minutter slik at delene skulle tilpasse seg mediet. Trykket i sammenstillingen ble forsiktig økt over ca. 10-15 minutter opptil 21 bar og holdt i 10 min uten at det ble detektert noe lekkasje. Etter trykkprøvingen ble klemkraften i boltene på nytt sjekket. Det var da fra 1-12kN klemkraft i bolten, med en samlet kraft for alle boltene på 59kN. Altså den samme totale kraften, som hadde vært før trykkprøving.

Etter trykkprøvingen ble det gjort en etterstramming av boltene.
Etterstrammingen startet på bolt nr. 2 i stjernediagrammet etter anbefaling fra Tension Cam. De har sett at den bolten man starter med alltid får svært lav klemkraft. Det ble dratt til ca. 80% (45Nm) i frykt for at det nå skulle komme for høyt i klemkraft. Ved måling etter denne siste sekvensen, ble det målt fra 2-17kN i boltene, med en samlet kraft for alle boltene på 66kN. Dette er ca. 30 % av hva PE-kragen kan tåle over tid.

Pakningen som ble benyttet til testen etter den ble tatt ut.

Konklusjon: PE rør mot støpejern ved bruk av flensepakning.

  • Det går fint å montere PE-flenser mot jern, og få sammenstillingaen tett etter lang tid, men det krever riktig montering. 
  • Teori for hvor høy klemkraft man oppnår med oppgitt tiltrekkingsmoment, stemmer dårlig mot hva man virkelig oppnår. 
  • Basal har valgt å benytte PSI-pakninger fra Ulefos Esco, de har behov for lav klemkraft for å tette, og er velegnet til bruk sammen med PE-rør med krage. Den lave klemkraften, gjør at tiltrekkingsmomentet blir forholdsvis lavt, noe som reduserer monteringstiden. Med PSI-pakningen har vi ikke opplevd at gummi blir klipt eller at gummi har løsnet fra stålringen ved riktig montering. 
  • Det er fornuftig å kjøre en etterstramming etter 24 timer. Man bør ikke være redd for mer enn én etterstramming, selv om VA-miljøblad sier at det kun skal gjøres én gang.
PE-rør med krage og o-ring før montering.

Konklusjon: PE rør mot støpejern ved bruk av O-ring pakning.

  • En annen måte å unngå problemer med utette sammenstillinger mellom jernflens og PE-rør er å velge PE-krage systemer som har o-ring spor frest inn i resessen på enden. En o-ring tetter mye lettere enn en armert flensepakning. Samtidig vil det være enklere å oppnå riktig moment på boltene, siden o-ringen komprimeres ved liten klemkraft og resten av klemkraften man tilfører går med til å holde PE mot jern uten gummi imellom. En slik sammenstilling vil også være noe raskere å montere. 
  • Den totale klemkraften på flensen ble deretter målt til 121kN. Noe som er 37kN høyere enn monteringen med armert flensepakning. Den totale klemkraften er langt på innsiden av hva PE-materialet tåler. Klemkraften på boltene varierte fra 23kN til 7kN. 
  • Etter 24 timer ble den totale klemkraften målt til 107kN. Reduksjon i klemkraft er omtrent den samme som for sammenstilling med armert flensepakning. At den ikke taper mer er veldig bra, siden utgangspunktet i total klemkraft var 37kN høyere. Som indikerer at total resuksjon er lavere med denne type løsning.

Vår konklusjon er at det er betydelig tryggere å benytte PE-rør med krage med o-ring spor, siden det er mulig å få høyere klemkraft og et sikrere tetteprinsipp.

Del artikkelen: