PE100 Borular ve SDR Kavramı

PE100, yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) boru malzemesinin bir sınıfıdır. Su temini, kanalizasyon, doğal gaz hatları ve endüstriyel taşıma sistemleri gibi birçok altyapı uygulamasında kullanılır.

PE100 Boruların Temel Özellikleri

• Dayanıklılık: Yüksek iç basınca ve dış yüklere dayanıklıdır.
• Esneklik: Yüksek elastikiyet modülü sayesinde bükülmelere karşı dirençlidir.
• Kimyasal Dayanım: Asitler, bazlar ve birçok kimyasal maddeye karşı dayanıklıdır.
• Korozyona Direnç: Metal borularda görülen korozyon problemi PE borularda bulunmaz.
• Uzun Ömür: Uygun kullanım koşullarında 50 yıl ve üzeri hizmet ömrü sunar.

SDR (Standard Dimension Ratio)

SDR, borunun dış çapının (d) et kalınlığına (s) oranıdır. Formülü:

SDR = d / s

SDR değeri küçüldükçe borunun et kalınlığı artar ve basınca dayanımı yükselir. SDR değeri büyüdükçe boru daha esnek olur fakat basınç dayanımı azalır.

Örnek: SDR 11 PE100 borular 16 bar basınca dayanabilirken, SDR 33 PE100 borular 5 bar basınca dayanır.

PE100 Borularda Stabilite (Çökme) ve Dış Yükler

Toprak altına döşenen PE100 borular, sadece kendi ağırlıkları veya iç basınçları ile değil, çevresel yüklerle de karşı karşıya kalır:

• Toprak yükü
• Yeraltı suyu basıncı
• Gömlekleme betonu yükü
• Vakum veya dış yükler

Toplam yük formülü:

qtotal = qsoil + qwater + qconcrete + qexternal

Çökme deformasyonu formülü:

δ = qtotal / EI
(E: Elastisite modülü, I: Atalet momenti)

PE100 Borularda Isı Değişimi ve Genleşme

PE100 borular sıcaklık değişimlerine bağlı olarak boyca uzama veya kısalma gösterir.

Boyca uzama/kısalma formülü:

ΔL = L × ΔT × α

Uzama katsayısı (α): Yaklaşık 0.18 mm / m·K

1°C sıcaklık artışıyla 1 metre uzunluğundaki PE100 boru yaklaşık 0.18 mm uzar. Bu nedenle uzun PE hatlarında kompansasyon tedbirleri alınmalıdır.

PE100 Borularda Esneklik ve Bükme Yarıçapı

PE100 borular döşenirken belirli bir minimum bükme yarıçapına (Rmin) uyulmalıdır.

Formül: Rmin = Çarpan × d

Örnek:

• SDR 17 → Rmin = 30 × d
• SDR 11 → Rmin = 20 × d

İnce etli borularda kırılma riski, kalın etlilerde büzülme ve gerilme kritik olur.

PE100 Borularda Çevre Gerilmesi

Borunun iç basınca karşı dayanımını belirleyen çevre gerilmesi formülü:

σ = (P × d) / (2 × s)

HDPE sınıflarına göre çevre gerilmesi sınır değerleri:

• PE 63 → 5 N/mm²
• PE 80 → 6.3 N/mm²
• PE 100 → 8 N/mm²

PE100 borular, PE80 ve PE63’e göre daha yüksek basınçlara ve yüklere dayanabilir.

Genel Özet

• PE100 borular uzun ömürlü, yüksek dayanımlı ve esnek altyapı malzemeleridir.
• SDR değeri, borunun et kalınlığı ve basınç dayanımı hakkında bilgi verir.
• Stabilite (çökme) analizleri, dış yükler ve sıcaklık değişimleri dikkate alınmalıdır.
• Bükme yarıçapı ve boyca genleşme gibi mekanik davranışlar mutlaka hesaplanmalıdır.
• Çevre gerilmesi, borunun iç basınca karşı dayanımının temel göstergesidir.