Figur 1 - Stiv kupling til venstre og fleksibel til høyre. Legg merke til den vinklede anslutningsflaten på den stive kuplingen.

Den fleksible kuplingen har flat anslutningsflate som ved tilstramning gjør at kuplingen ikke låses fast på røret. Dette tillater aksial forskyvning av røret inn og ut av kuplingen, i tillegg til en liten vinkelendring. Videre i denne veiledningen vil vi i hovedsak si noe om den fleksible varianten og hvordan man kan utnytte dens egenskaper til å løse utfordringer rundt rørekspansjon/kontraksjon.

Termisk ekspansjon

Alle materialer opplever utvidelse/krymping som følge av temperaturendringer, og rørsystemer kan både utvide og trekke seg sammen på grunn av endringer i omgivelsestemperaturen og temperaturforskjeller mellom rørsystemet, installasjonen og driftstemperaturene. Hvis denne ekspansjonen og kontraksjonen ikke tas hensyn til under designet, kan det føre til skader på systemet. Her dekker vi tre metoder for å tilpasse termisk ekspansjon og kontraksjon ved bruk av PREM-produkter:

1.    Lineær bevegelse i individuelle PREM fleksible kuplinger:

•    PREM fleksible kuplinger tillater en liten åpning mellom de to rørendene inne i skjøten. For systemer med varme væsker bør skjøten installeres med maksimal tillatt rørendeåpning for å gi plass til at rørendene kan utvide seg. For systemer med kalde væsker bør skjøten installeres med minimal tillatt rørendeåpning for å gi plass til at rørendene kan trekke seg sammen. For systemer som opplever både ekspansjon og kontraksjon, bør rørendene justeres mellom de nevnte grenseverdiene. Når ekspansjonen/kontraksjonen skjer, vil det være plass inni selve kuplingen til å ta opp noe bevegelse. Denne metoden fungerer kun hvis rørstrekket er låst fast i hver ende (les mer om dette i avsnittet om fastpunkter). Et annet viktig hensyn som må tas ved lange rette strekk med fleksible kuplinger er sideveis avstivning. Røret må klamres på en måte som tillater aksial bevegelse men ikke sideveis. Det innvendige trykket prøver å presse rørendene fra hverandre og dermed også knekking utover (se figur 3). Dette løses ved å montere rørklammer på glidere. Les mer om dette i avsnittet om oppheng.
Merk at det ved denne metoden er begrenset hvor mye bevegelse som kan absorberes. Den totale tillatte bevegelsen kommer an på dimensjonen på kuplingen og antall kuplinger.

Bruk vår kalkulator for å regne ut hvor mye bevegelse du kan ta opp i ditt rørsystem.

Stiv vs. fleksibel kupling

Kruge fører to typer kuplinger, stive og fleksible. Den stive kuplingen kjennetegnes av den vinklede anslutningsflaten, som gjør at de to kuplingsdelene sklir i forhold til hverandre og presses ned i rillesporet på røret. I tillegg skyves rørskjøten til maksimal rørendeseparasjon under montering. Dette gir en helt stiv skjøt, som har samme egenskaper som en flenset eller sveiset skjøt.
 

Kreftene vi må holde fast er hovedsakelig trykkraft og friksjon fra rørets bevegelse. Ved et rett strekk bestående av fleksible kuplinger (som vist i eksempel 1), vil det innvendige rørtrykket presse rørendene fra hverandre i hver kupling. Hvis man ønsker at rørets ekspansjon skal tas opp i selve kuplingen, ved at mellomrommet mellom rørendene lukkes, f.eks. i et varmeanlegg, må man ha et fastpunkt i hver ende av det rette strekket. Disse fastpunktene må være sterkere enn kraften som prøver å presse rørendene fra hverandre. Man kan også utnytte det innvendige rørtrykket til å sikre at rørendene er dratt så langt fra hverandre som mulig, før man monterer fastpunktene.

F.eks. ved å la fastpunktklamrene være montert løst mens man setter på testtrykk under montasje, for så å stramme klamrene etter at bevegelsen fra trykket har skjedd. Det er viktig at resten av rørklamringen er av en type som tillater den forventede aksiale bevegelsen fra trykkpåsetting eller termisk ekspansjon. Mer om dette i neste avsnitt.

Se alle våre fastpunktløsninger her. 
 

Oppheng

Hvordan røret klamres er svært viktig for at løsningene nevnt i tidligere avsnitt skal fungere som beskrevet. Det er også noen tommelfingerregler man må være klar over ved oppheng av rillede rør med fleksible kuplinger.

Rillede rør trenger som alle andre rørtyper oppheng for å bære vekten av selve røret, utstyr og rørmediet. Opphenget må være utformet slik at man minimerer spenninger i rørskjøter, rørveggen og bygningskonstruksjonen. I tillegg må opphenget være fleksibelt og tillate bevegelse der det kreves og fastlåsing andre steder.

For å unngå for store spenninger i rørsystemet må man klamre tett nok til at ikke røret siger imellom klamrene. Under følger tabell U2 fra NS 3420-U med største tillatte klammeravstander på horisontale rørledninger av stål.
 

Disse avstandene gjelder for rette strekk med både stive og fleksible kuplinger. Men ved bruk av fleksible kuplinger skal det alltid plasseres et klammer så nærme kuplingen som mulig, eller maksimalt 1/6 av lengden til en rørseksjon. Altså maks. 1 m fra kupling på en 6 m rørseksjon.

På et stigerør med utvidelse (typisk varmerør) vil man få progressivt mer bevegelse i røret jo lengre opp fra fastpunktet man kommer. Benytter man PREM-fleksibel kupling på avgreningene lager man i praksis en ekspansjonslegg hvor man tar opp vinkelavbøyning i selve kuplingen. Dette gjør at man kan slippe unna med en kortere avgrening (L) enn man ellers ville gjort, ved bruk av f.eks. sveisede rør.

Bruk vår kalkulator for å regne ut lengden (L) ekspansjonsleggen må ha for å ta opp bevegelsen i ditt rørsystem.

Hvis man benytter fleksible skjøtekuplinger oppover hovedstammen må man være klar over at man får utvidelse både fra trykket som separerer rørendene og fra termisk utvidelse. 

Bruk vår kalkulator til å regne ut total utvidelse på et stigerør

Er det for trangt i sjakten til at man kan lage avgreningene fleksible nok, må man ty til løsninger som ekspansjonssløyfe, som vi har nevnt i avsnittet om ekspansjon. Da kan man også isolere ekspansjonen i segmenter av rørstrekket, ved å bruke flere fastpunkter oppover sjakten. På den måten blir den totale bevegelsen i røret kortet ned, og avgreningene trenger ikke være like fleksible. Dermed kan lengden på avgreningen (L) være kortere. Dette gjelder som regel i lange sjakter, eller i tilfeller med store temperaturforskjeller. 

Husk at alt som nevnes i denne veiledningen må ses på som generelle retningslinjer og at alle tilfeller må behandles individuelt. 

Vi er klar over at virkeligheten ofte avviker fra teoretiske modeller, så vi i Kruge er behjelpelig med å finne en sjaktløsning for ditt prosjekt.

2.    Bruk av bend med PREM fleksible kuplinger i ekspansjonssløyfer/bøy:

•    PREM fleksible kuplinger kan brukes i ekspansjonssløyfer for å redusere eller eliminere stress i rørsystemet. Vinkelavbøyningsevnen til PREM fleksible kuplinger tillater termisk ekspansjon og/eller kontraksjon å bli absorbert innenfor kuplingene ved retningsendringer i rørsystemet. 

En ekspansjonssløyfe består av 8 x fleksible kuplinger, 4 x 90° bend og tre rørsegmenter (2 x A og 1 x B) som må ha en minimumslengde for at sløyfen skal ha tilstrekkelig fleksibilitet.

Fordelen med en ekspansjonssløyfe designet med fleksible kuplinger kontra sveisede eller flensede skjøter, er at fotavtrykket blir mye mindre. Vinkelendringen skjer i kuplingene i stedet for bøying av selve røret.

Bruk vår kalkulator for å regne ut målene (A og B) ekspansjonssløyfen må ha for å kunne ta opp bevegelsen i ditt rørsystem. 

3.    Bruk av bend med PREM fleksible kuplinger ved retningsendringer (ekspansjonslegg):

•    Vinkelavbøyningsevnen til PREM fleksible kuplinger kan brukes ved systemforskyvninger og retningsendringer for å tilpasse termisk ekspansjon og kontraksjon. Ved strategisk plassering av par med PREM fleksible kuplinger på bend ved retningsendringer, kan termisk ekspansjon og kontraksjon absorberes i et relativt lite fotavtrykk.  I stedet for å utsette røret for elastisk bøying, tas bevegelsen opp som vinkelendring inni selve kuplingene. Ganske likt som med en ekspansjonssløyfe som i forrige eksempel. Men ikke like fleksibel siden det er færre fleksible kuplinger totalt, som kan ta opp vinkelendring.

Hvis tilfellet er et langt rett rørstrekk med en retningsendring i hver ende, vil det være fornuftig å låse strekket i midten med et fastpunkt, og styre ekspansjonen likt ut i hver ende. Da får du halvert den totale bevegelsen som må tas opp (∆L), kontra å sette fastpunktet i en ende og ta opp all bevegelse i motsatt ende.

Bruk vår kalkulator for å regne ut lengden (L) ekspansjonsleggen må ha for å ta opp bevegelsen i ditt rørsystem.

Fastpunkter

For at rørekspansjonen skal skje slik som beskrevet i eksemplene over er det viktig at vi styrer bevegelsen dit vi ønsker den. Dette gjør vi ved å låse bevegelsen på strategiske punkter i rørsystemet, med fastpunkter. Låsingen gjøres med et kraftig klammer som griper hardt rundt røret. Klammeret er igjen festet til bygningskonstruksjonen med tykke skråstag. Det finnes mange varianter og de må tilpasses hver enkelt situasjon.
 

Merk at avstandene i tabellen er maksimale verdier. Man må gjerne klamre tettere.

Vi har til nå nevnt flere ganger at man må tillate den forventede bevegelsen som oppstår ved temperaturendringer i rørsystemet. I tillegg til at vi vil tillate bevegelse i rørets retning vil vi nekte røret og svinge seg ut sideveis. Det er hovedsakelig tre måter å gjøre dette på.

1.    Tradisjonelle klamre skrudd fast i glideelementer
2.    Rundtjernsbøyler eller overfallsklammer
3.    Rørsko

Glideelementer er moduler man monterer imellom klammer og festekonstruksjon. Det være seg tak, montasjeskinne eller veggkonsoll. Fordelen med denne varianten er at man får plass rundt rør og klammer til å isolere, samt at klammeret beveger med røret, så ikke isolasjonen skades når bevegelsen skjer.  Man kan også benytte seg av iso-klammer på kjøleanlegg.
 

Rundtjernsbøyle eller overfallsklammer er en enkel løsning, hvor røret hviler på en montasjeskinne eller bjelke. Bøylen strammer vanligvis ikke rundt røret, men ligger som en sikring rundt røret og tillater at røret sklir igjennom. Man kan stramme bøylen rundt røret så den fungerer som et fastpunkt. Da med noe begrenset motstand.

Denne løsningen fungerer best på uisolerte rørsystemer. Man må også passe på at røret er av samme materiale som skinnen det hviler på, for å unngå problemer med galvanisk korrosjon. Dette kan riktignok løses med bruk av gummierte rundtjernsbøyler og plastinnlegg mellom rør og skinne/bjelke.

Den siste varianten, rørsko, bruker man oftest på litt større rørdimensjoner eller i industriell setting.

En rørsko er som navnet tilsier, en slags sko som både bærer vekten av røret og beskytter det mot friksjonen som oppstår når røret beveger seg frem og tilbake over en bjelke. Man endrer enkelt typen oppheng ved å sette på enten glidebrakett, fastpunktbrakett eller kun la skoen hvile løst på en bjelke. På den måten kan man bestemme i hvilken retning røret skal få bevege seg, eller ikke.

Når rør kommer opp i en viss størrelse er dette den beste måten å montere dem på. Det kan oppstå enorme reaksjonskrefter fra termisk ekspansjon og innvendig trykk. Vår erfaring er at ingen av de tidligere nevnte variantene har styrken og sikkerhetsmargin til å motstå dette, i typiske varme og kjølesystemer med dimensjoner fra DN150. 

Det er ansvarlig røringeniør i prosjektet som skal oppgi de aktuelle reaksjonskrefter som vil oppstå i røropphenget. På det grunnlaget kan vi i Kruge hjelpe til med å designe og dimensjonere opphengssytemet.

Sjakter

Vertikale stigerør i sjakter kan by på utfordringer uavhengig om de er sveisede, flensede eller rillet. Det er store laster som skal bæres, mange avgreninger og trangt om plassen. Det er noen fordeler med rillede rør og PREM fleksible kuplinger man kan utnytte for å løse noen av disse utfordringene.

Tommelfingerregel ved oppheng av rør i sjakter er at man skal ha et fastpunkt i bunn, som bærer 2 x full vekt av hele det vertikale rørstrekket. Dette fastpunktet skal helst festes på den vertikale delen av røret. Klammeret skal hvile mot en sikring som forhindrer røret fra å skli. Dette kan være påsveisede stoppeklosser, en rørhylse, eller enklest, en kupling.  Resterende oppheng oppover sjakten skal kun ha en styrende og avstivende funksjon, og forhindre utsving fra trykkutvidelse og termisk ekspansjon. 

Oppheng av sprinklerrør med skjøtekuplinger

Sprinklerstandard NS-EN 12845 sier i avsnitt 17.2 at det er tillatt med høyst 4 m klammeravstand på stålrør, uansett dimensjon. Vi anbefaler likevel tettere klamring på de minste rørdimensjonene. 

Den sier også at man må ha minst ett oppheng høyst 1 m fra hver skjøt, og minst ett oppheng på hver rørseksjon når det brukes mekaniske rørskjøter. Altså ved bruk av rillede rør med skjøtekuplinger. 

Sprinklerstandarden har da tilsvarende regler som vi anbefaler ved bruk av fleksible kuplinger, selv om alle kuplinger normalt er stive i et sprinklersystem. Vi mener at disse reglene ikke er et krav ved bruk av stive kuplinger i andre typer anlegg. Men er man i tvil så sett på et ekstra klammer. Det blir sjeldent feil.

Andre regler ved bruk av fleksible kuplinger er at alle rørseksjoner over 600 mm mellom to kuplinger skal ha egen klamring. Første klamring etter bend i toppen av stigerør skal være maks. 500 mm fra bend på rør opp til 1″ (DN25) og maks. 800 mm fra bend på rør i størrelse 1-1/4″ (DN32) og større.