Z jakich wytycznych najlepiej korzystać w tym względzie? W Polsce dużą popularnością cieszą się wytyczne niemieckie DWA 143-2 (DWA), nie tylko dlatego, że ich pierwsze wydanie zostało przetłumaczone na język polski, ale przede wszystkim dlatego, że temat wymiarowania wykładzin traktują bardzo kompleksowo. Ich treść zawiera wskazówki do projektowania wykładzin do renowacji rurociągów o różnych kształtach i w odniesieniu do niemal wszystkich obecnie stosowanych technologii.

Wymiarowanie wykładzin według wytycznych DWA

Wytyczne DWA zawierają szczegółowy algorytm obliczeniowy wymiarowania wykładzin do renowacji rurociągów, który krok po kroku prowadzi nas do otrzymania wyników końcowych w postaci wymaganych parametrów linera. Zapisy tego opracowania można wykorzystywać bezpośrednio, przechodząc samodzielnie przez kolejne etapy wymiarowania lub skorzystać ze stworzonych na ich podstawie gotowych programów komputerowych.

Wykorzystanie MES do wymiarowania wykładzin

W praktyce projektowej pojawiają się jednak sytuacje, w których wykorzystanie gotowych wytycznych jest niemożliwe lub wiązałoby się z obarczeniem wyników końcowych dużymi niedokładnościami. Do takich przypadków należą m.in. renowacje rurociągów o skomplikowanych kształtach przekroju poprzecznego, dla złożonych i zmiennych na długości rurociągu warunków gruntowo-wodnych lub wystawionych na działanie niestandardowego rodzaju obciążeń. Wówczas warto skorzystać z możliwości, które dają nam analizy numeryczne czyli modelowanie pracy rurociągów w gruncie z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych (MES).

Do wykonania tego rodzaju analiz niezbędne jest posiadanie szczegółowych danych, nie tylko o stanie istniejącym macierzystego rurociągu, jego geometrii i zakresie uszkodzeń, ale także o otaczających go warunkach gruntowo-wodnych oraz parametrach wytrzymałościowych materiału konstrukcyjnego macierzystego rurociągu.

Te informacje dają podstawę do rozpoczęcia etapów budowy modelu numerycznego, tj. zdefiniowania jego geometrii, wyboru konstytutywnych modeli materiałów, ustalenia rodzaju i wartości obciążeń oraz określenia warunków brzegowych pracy modelu a następnie dostosowania siatki elementów skończonych. Później pozostaje już tylko określenie zakresu oczekiwanych wyników, przeprowadzenie obliczeń i ostateczne dopasowanie parametrów wykładziny do renowacji.

Podstawowymi zaletami tego rozwiązania są: możliwość wykonania obliczeń dla dowolnej geometrii przekroju, łatwość porównania wielu wariantów renowacji, możliwość uwzględnienia dowolnego układu i zmian warunków gruntowo-wodnych. Bardzo cenna jest także łatwość identyfikacji najbardziej niekorzystnego wariantu obciążenia i przewidzenia jego możliwych skutków.

MES - przydatne narzędzie

MES jest potężnym narzędziem obliczeniowym o bardzo szerokim zastosowaniu w różnych dziedzinach życia i nauki.

Na całym świecie służy zarówno inżynierom, jak i naukowcom, do modelowania niemal dowolnych otaczających nas zjawisk. Od prostych zagadnień inżynierskich, poprzez renowacje rurociągów i wiele, wiele innych, aż do modelowania np. uszkodzeń występujących w organizmie ludzkim (np. w kościach czaszki lub kręgosłupa) pod wpływem czynników zewnętrznych (np. w wyniku zderzenia z samochodem).

Przeczytaj także: II Konferencja CIPP Technology Days - relacja