Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Utveckling av koncept förförbättrade rörkopplingar
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2011 (Swedish)Independent thesis Basic level (degree of Bachelor), 10 credits / 15 HE creditsStudent thesisAlternative title
Development of concepts forimproved pipe couplings (English)
Abstract [sv]

SammanfattningSyftet med detta projekt var att undersöka vilka krafter och yttre förhållanden som verkar på en rörkoppling som ligger nergrävd i marken, samt vilka förbättringar som kan göras gällande vikten och hållfastheten på dagens kopplingar. Målet har varit att förbättra den befintliga rörkopplingen ”MULTI/JOINT® 3007 Wide Range Coupling” från företaget Georg Fischer Piping Systems.Med hjälp av en litteraturstudie, beräkningar och muntliga källor undersöktes vad det är för villkor en rörkoppling måste klara av. Utifrån detta arbetades en kravspecifikation fram, som sedan låg till grund för analysen av kopplingarna. En CAD-modell av rörkopplingen skapades som sedan analyserades i ANSYS där det undersöktes hur bra den uppfyllde de uppsatta hållfasthetskraven.Då det visade sig att spänningarna som uppstod i kopplingen hamnade precis under sträckgränsen för materialet togs beslutet att ta fram tre förslag på hur rörkopplingen kunde förbättras för att minska spänningarna.Det första konceptet har förstärkningar på öronen eftersom det var i just de regionerna som de högsta spänningarna uppkom. Nästa koncept har en förstärkning på flänsen för att på så sätt minska spänningarna i öronen. Det tredje och sista konceptet har fyra öron istället för tre eftersom krafterna då fördelas mer jämt över flänsarna.Även dessa koncept analyserades i ANSYS för att se hur mycket bättre hållfastheten på rörkopplingen blev. Från de här analyserna visade det sig att alla tre koncepten skulle vara bättre än det som används i dagsläget.Kojapo AB är ett företag som inlett ett samarbete med Kungliga Tekniska Högskolan rörande utveckling av en reparationskoppling för vatten- och gasledningar. Efter ett möte med Kojapo AB framkom det att dagens rörkopplingar inte är helt optimala, de läcker vid låga tryck, är inte tillräckligt dragsäkra och klarar inte vinkelavvikelser större än några få grader. Därför arbetades tre koncept fram med en ny utformning för att förbättra rörkopplingen i dessa avseenden. För dessa koncept ställdes för- och nackdelar upp, men inga ytterligare analyser eller tester utfördes.De slutsatser som kan dras efter detta arbete är: Att viktoptimera den befintliga kopplingen med nuvarande material begränsas eftersom enligt standarden EN - 545 måste godstjockleken vara minst 7 mm.6 Referenskopplingen är dragsäker för krafter på upp till 40 kN då rör med en diameter på 132 mm används. Spänningarna som uppstår i referenskopplingen för det simulerade lastfallet överskrider det maximalt tillåtna för segjärn. De högsta spänningarna uppkommer i öronen, och det har även bekräftats att rörkopplingar har gått sönder just där till följd av för högt åtdragningsmoment. Det bästa sättet för att minska spänningarna i rörkopplingen är att öka antalet skruvar från tre till fyra stycken.

Abstract [en]

AbstractThe purpose of this project was to investigate what kind of forces and situations that affect a pipe coupling that is lying buried underground, and also to find out which improvements that could be done according to the weight and the strength of the coupling. The coupling that has been used as a reference coupling is the “MULTI/JOINT® 3007 Wide Range Coupling” from Georg Fischer Piping systems, which is one of the most commonly used pipe couplings over the world.By reading appropriate literature, performing calculations and collecting information from people who sell these kinds of pipe couplings a requirement list could be made that later was used in the analysis of the strength. A CAD-model of the reference coupling was created and implemented in the software ANSYS, which performs calculations of the stress in the material.The ANSYS-analysis led to the result that the stress in the reference coupling was very close to the yield strength limit in the ears where the screws are attached. Therefore three concepts were generated to improve the strength of the coupling. It showed up that all three of these concepts reduced the stress, but one of them, with more ears than the reference coupling, turned out to be the best and reduced the maximum stress with 36 percent.This project was done in collaboration with a company called Kojapo AB. According to them the coupling is not very good in three aspects; it leaks when gas at low pressure is transported within the coupling, it can not handle pulling forces as good as it should and the angular deflection is not very good at all. Because of this, three more concepts were developed with possible solutions to these problems. These concepts were not analyzed at all, they are just ideas of a possible future design.The conclusions that were made during this project are the following: According to the EN – 545 standard, the coupling can not be more optimized considering to the weight, because the thickness of the walls must be at least seven millimeters. The reference coupling can handle pulling forces for up to 40 kN with a pipe diameter of 132 millimeters. In the simulations the stress that occurred was bigger than the tensile strength of cast iron. The highest stress occur at the ears, and it has been confirmed that they can break just by tighten the screws with only a little too much torque. The best way to reduce the stress is to increase the number of screws to four on each side.

Place, publisher, year, edition, pages
2011. , 66 p.
Series
MMKB 2011:61 MKNB 044
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-51371OAI: oai:DiVA.org:kth-51371DiVA: diva2:464035
Uppsok
Technology
Supervisors
Examiners
Available from: 2013-05-28 Created: 2011-12-12 Last updated: 2013-05-28Bibliographically approved

Open Access in DiVA

Development of concepts for improved pipe couplings(2776 kB)278 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 2776 kBChecksum SHA-512
5c0174b76d10cd64958aeac3c355658d38672e21b5331469e43e7680d6ec3fa48c19f5766aa8ef70ca8ee93069d5f6273143db25e0509940caff5c56321dc0cc
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 278 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 65 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf