Industrislangarman dimensioneras normalt utifrån medium, arbetstryck, temperatur, böjningsradie och anslutningar. En belastning som är lättare att förbise är torsion, alltså att slangen vrids runt sin egen längdaxel.
Torsion kan uppstå redan vid montering men också under drift när en koppling, slangände eller ansluten utrustning roterar. Belastningen skiljer sig från vanlig böjning och kan med tiden ge skador på både slang och ändanslutningar. Torsionsbelastning är ofta en vanlig orsak till haverier på kompositslang, PTFE-slang och korrugerad slang i rostfritt stål.
Torsion är inte samma sak som böjning
En slang är konstruerad för att kunna böjas inom sin angivna böjningsradie. Då förändras slangens riktning utan att hela konstruktionen behöver rotera runt sin egen axel.
Vid torsion vrids däremot slangens olika lager eller korrugeringar i förhållande till slangens längdriktning. Belastningen kan koncentreras till en kort del av slangen, ofta nära kopplingen eller där slangen redan är böjd. På en kompositslang består konstruktionen av inre och yttre metallspiraler med flera lager filmer och vävar mellan dem. Konstruktionen skapar en flexibel slang för vätskeöverföring, men slangens funktion bygger på att de olika lagren arbetar på avsett sätt.
En vridande rörelse belastar konstruktionen på ett annat sätt än tryck och normal böjning.
Hur uppstår torsionsbelastning?
Ett vanligt scenario är att slangen monteras mellan två fasta anslutningar samtidigt som ena slangänden redan är vriden. Slangen försöker då återgå till sitt naturliga läge och står under konstant torsionsbelastning.
Problemet förekommer även i slangsystem där användaren regelbundet ansluter och kopplar loss slangen. Om kopplingen behöver roteras samtidigt som den är förbunden med slangen kan rörelsen överföras direkt till slangledningen.
Andra orsaker kan vara:
- slangdragning där slangen tvingas röra sig i flera plan
- roterande eller rörliga anslutningspunkter
- slangar som lyfts, flyttas eller dras i kopplingen
- installationer där slangens naturliga viloläge inte har tagits med i utformningen
En slang som ligger stabilt när systemet är trycklöst kan alltså utsättas för en annan belastning när anslutningen flyttas eller roteras under drift.
Vad händer med slangen?
Effekten beror på slangens konstruktion.
På en kompositslang kan vridningen påverka samspelet mellan metallspiralerna och de mellanliggande lagren. På en korrugerad metallslang belastas korrugeringarna, och upprepad torsion kan bidra till mekanisk utmattning. För PTFE-slangar behöver även innerslangens och eventuell armerings rörelse beaktas. Skadan behöver inte uppstå direkt. Upprepad vridning kan istället successivt påverka slangens konstruktion tills deformation, läckage eller skador vid kopplingen uppstår.
Tecken som bör undersökas är exempelvis att slangen försöker vrida tillbaka kopplingen när den släpps, att slangens böj förändras efter anslutning eller att deformationer uppstår nära ändkopplingen.
När används en slangsvivel?
En slangsvivel används när rotation behöver kunna ske mellan två delar av slangsystemet utan att samma rörelse överförs till själva slangen. Principen är mekaniskt enkel. Sviveln tillåter relativ rotation mellan anslutningarna och gör att slangledningen kan återgå till sitt naturliga läge. Sviveln kan exempelvis användas vid tankning, lastning och lossning samt andra installationer där slangänden regelbundet flyttas eller roteras. Det finns olika konstruktioner beroende på belastning, dimension, medium och anslutning. Material och tätning måste samtidigt vara kompatibla med vätskan eller gasen som transporteras.
En svivel ersätter inte korrekt slangdragning
En slangsvivel ska inte användas för att kompensera för en felaktigt dimensionerad installation.
Slangen behöver fortfarande ha rätt längd, följa den angivna minsta böjningsradien och placeras så att den inte utsätts för onödiga drag- eller sidokrafter. En svivel kan ta upp rotation vid anslutningen men löser inte problem som beror på för kort slang, felaktig upphängning eller olämplig slangdragning.
Vid installation bör man därför kontrollera hur slangen kommer att röra sig under hela arbetscykeln, inte bara hur den ligger när utrustningen står still.
Slangens rörelse behöver ingå i dimensioneringen
Tryck, temperatur och kemisk kompatibilitet är relativt enkla att kontrollera mot ett datablad. Slangens faktiska rörelse i installationen kräver ofta mer praktisk analys.
Om anslutningspunkten roterar bör det bedömas om rotationen kan tas upp av utrustningen, av en svivel eller om slangdragningen kan ändras. För komposit-, PTFE- och korrugerade metallslangar är detta särskilt relevant eftersom torsionsbelastning kan förkorta slangledningens användningstid.
