CVO Leerdorp

Martelaarslaan 13

9000 Gent

BUISFITTEN

STAAL

(Theoretisch gedeelte)

Isometrisch tekenen

Inhoud

1. Historiek Van de buis ........................................................................ 4

1.1 Soorten buizen ............................................................................ 5

2 Doel van het isometrisch tekenen ........................................................ 8

3 Principe ............................................................................................ 8

4 Ruimtelijke oriëntatie ......................................................................... 8

4.1 De windroos of isometrische klok ................................................... 9

4.2 Buisvoorstellingen ........................................................................ 9

5 Gebruikte symbolen van leidingen en hun toebehoren ........................... 10

5.1 Voorstelling van een buis ............................................................ 10

5.2 Voorstelling van kruisende buizen ................................................. 11

5.3 Voorstelling van een gemantelde buis ............................................ 13

5.4 Voorstelling van flenzen ............................................................... 13

5.5 Voorstellingen van bochten .......................................................... 14

5.6 Voorstelling van reducties (verloopstukken) ................................... 14

5.7 Voorstelling van ‘T’-stukken ........................................................ 15

6 Schaal ............................................................................................. 15

7 Uitvoering ........................................................................................ 16

7.1 Pijpstukken gelegen in één vlak .................................................... 16

7.2 Pijpstukken gelegen in twee vlakken ............................................. 17

8 Aanzichten ....................................................................................... 22

8.1 De Europese projectie .................................................................. 22

8.2 Oefeningen ................................................................................ 24

9 Normschrift ...................................................................................... 35

10 Oefening ISO reeks 1 (ISO 1-6 + stoomleiding) .................................. 36

11 Pijpstukken onder verschillende hoeken ............................................. 44

12 Stelling van Pythagoras ................................................................... 46

13 Symbolen die worden gebruikt bij een isometrie ................................. 49

13.1 Symbolen voor hulpstukken ........................................................ 49

13. 2 Buiscomponenten ..................................................................... 49

13.3 Flenzen .................................................................................... 49

13.4 Appendages .............................................................................. 50

13.5 Andere symbolen ...................................................................... 51

13.6 Symbolen voor het bouwen van een leidingnet ............................. 52

14 Goniometrische functies .................................................................. 54

15 Oefening ISO reeks 2 (ISO 7-10) ...................................................... 57

16 ISO lasbochten ............................................................................... 62

16.1 Definitie van lasbochten ............................................................. 62

16.2 Long en short radius bochten 90° en 180° ................................... 62

16.3 Bochten van 45° ...................................................................... 63

16.4 Standaard ................................................................................ 63

17 Hoe een pijpstuk berekenen? ........................................................... 64

17.1 Formules kennen ....................................................................... 64

17.2 Alle gegevens bekijken .............................................................. 64

17.3 Voorbeeld ................................................................................. 64

17.4 Hoe gaan we te werk? ............................................................... 64

17.5 Oefeningen pijpstukken berekenen .............................................. 64

18 Flenzen ......................................................................................... 69

18.1 Algemeen ................................................................................. 69

2

18.2 Soorten .................................................................................... 69

18.3 Materialen voor Flenzen ............................................................. 69 18.4 Afmetingen flenzen .................................................................... 70

18.5 Flensaansluitingen met bouten .................................................... 70 18.6 Flensaansluitingen versus Gelaste verbindingen ............................ 71

18.7 Normen van flenzen .................................................................. 72 18.8 Flenstypes ................................................................................ 76

18.9 Flenstypes in doorsnede ............................................................. 78

19 Opzoeken in catalogi ....................................................................... 79 20 Inbouwmaten ................................................................................. 81

21 Zijden & hoeken ............................................................................. 87 21.1 Rechthoekige driehoeken ........................................................... 87

21.2 De stelling van Pythagoras ......................................................... 87 21.3 Goniometrische funties .............................................................. 88

22 Oefening ISO reeks 3 (ISO 11-13) .................................................... 90 23 Hoeken .......................................................................................... 94

23.1 Complementaire hoeken ............................................................ 94 22.2 Supplementaire hoeken ............................................................. 94

23.3 Overstaande hoeken .................................................................. 94 23.4 Hoeken gevormd door evenwijdige rechten .................................. 95

23.5 Loodrecht snijdende hoeken ....................................................... 96 23.6 Hoeken gevormd door twee evenwijdige rechten, .......................... 97

gesneden door een snijdende rechte ................................................... 97

23.7 Voorbeelden van industriële applicaties ........................................ 97 23.8 Oefeningen - Hoeken ................................................................. 98

24 Twee maal schuin ......................................................................... 100 25 Oefening ISO reeks 4 (ISO 14-20) .................................................. 105

26 Bouwen aan een Industriële installatie ............................................. 116 26.1 Lastenboek piping & apparatenmontage ..................................... 116

26.2 Organisatie van de werf ........................................................... 116 26.3 Bouw & constructie van de installatie ......................................... 116

26.4 Testen & proeven .................................................................... 116 26.5 Oplevering ............................................................................. 116

26.6 Werfinrichting & veiligheid ........................................................ 116 27 Bijlagen ....................................................................................... 117

27.1 Conversietabel tussen DIN en ASME buizen ................................ 118

3

Hoofdstuk I: Isometrisch teke nen

1. Historiek Van de buis

Het gebruik van de buis heeft zijn ontstaan gevonden in de natuur, beken, rivieren en stromen vervoeren het water. De mens heeft het gebruik er van ontwikkeld door het gebruik van holle boomstammen en bamboestok ken.

Ongeveer 700 jaar voor onze tijdrekening hadden de Assyriërs en de Baby loniërs een waterleiding van gebakken aard en pijpen. De aanleg kostte veel tijd en en ergie doch waterdicht was dat systeem oo k niet.

De Romeinen maakten gebruik van aquaducten om het water te transporteren. Aqu aducten waren gemetselde leidingen. Op die manier kon het water uit de heuvels en de bergen ov er grote afstanden aangevoerd worden. Er zijn aqu aducten gevonden met een lengte van 130km. De ze dateren uit ongeveer 300 v. Chr. (zie foto).

De snelle ontwikkeling is er gekomen door het vinden van hardere materi alen zoals: lood, koper en ijzer (staal).

De totale ontplooiing is nog niet zo lang aan de gang, er wordt nog steeds gezocht naar de goede standaardisatie. Die ontp looiing hebben we voor een groot deel te danken aan de ontwikkeling van de petrochemische en de chemische nijverheid. Ook de thermodynamische ontwikkeling heeft een rol gespeeld, terwijl de kernenergie zeker niet op d e achtergrond is gebleven.

Het begrip “buis” of “pijp” is th ans zo belangrijk en omvangrijk in onze ind ustrieën dat het eenvoudig niet meer weg te de nken is.

Het zijn machineonderdelen zoa l in installaties van chemische of raffinaderij installaties, krachtcentrales, gas- of waterwerken, verwarming, afzuiginstallaties en ze lfs als geleiding voor bulkgoederen (bulkgoederen zijn stortgoederen zoals granen).

Door het gebruik van buisleidingen voor diverse doeleinden moet de buisl eidingstechnieker de nodige kennis bezitten op gebied van:

De grondstoffen en d e kwaliteit van de buizen; de afmetingen, door te kunnen omgaan met catalogi;

de montagemogelijkheden van alle verbindingsdelen en apparaten kennen en kunnen uitvoeren; de Europese projectiemethode voldoende onder de knie hebben om technische tekeningen te kunnen lezen; het isometrisch teke nen voldoende beheersen om een pijpleidin g volgens opgaventekening te kunnen uitwerken.

4

1.1 Soorten buizen

1.1.1 Naadloze Buis

1.1.1.1 Volgens het systeem Mannesmann

Tijdens het smeden van aandrijfassen voor stoomschepen ontstonden lange gaten in het midden

van de as. Het smeden geschiedde door een hamer die op en neer bewoog terwijl de as steeds

een weinig werd gedraaid en verder werd doorgevoerd. Dit bracht de Mannesmann broers op het

idee dit fenomeen verder te ontwikkelen om naadloze stalen buizen te maken.

Men leidt een volle ronde staaf tussen, schuin ten opzichte van geplaatste walsen, zodat de staaf gelijktijdig een ronddraaiende beweging en een beweging in de lengterichting verkrijgt.

De walsen zelf zijn kegelvormig en men plaatst er gewoonlijk drie, om de buis te ondersteunen. Tussen de drie walsen ontstaat er dus een steeds nauwer wordende opening. Heeft de staaf dezelfde doorsnede als de nauwste doortocht, dan gebeurt er niets en de staaf passeert ongehinderd het walswerk.

Is de staaf echter dikker en wordt ze uitgewalst en het metaal aan aan de omtrek gestrekt. Dit geschiedt eerst aan de omtrek. Deze metaaldeeltjes trekken de meer naar binnen gelegen metaaldeeltjes mee, zodat binnenin de staaf het metaal gescheiden wordt en er een holte ontstaat. Een doorn drukt het materiaal verder naar de omtrek en maakt de binnenwand glad.

De aldus verkregen buis kan verder uitgewalst worden tot wijdere diameters.

5

1.1.1.2 Volgens het systeem Ehrhardt

Bij deze methode plaatst men een roodgloeiend blok staal, met vierkante doorsnede waarvan het diagonale gelijk is aan de buitenmiddenlijn van de te vervaardigen buis, in een cilindervormige matrijs. Een toegespitste doorn of stempel wordt door een hydraulische pers in het gloeiend blok

geperst. Het blok vult dan langs alle zijden de cilindervormige matrijs, op voorwaarde dat

diameter van de stempel in een bepaalde verhouding staat tot de diameter van de matrijs. De

verhouding kan eenvoudig bepaald worden uit de beschouwing van de oppervlakken. De stempel wordt tot bijna onderaan in het blok geperst, daarna op een trekbak gebracht waar het achtereenvolgens in verschillende matrijzen, met steeds kleiner wordende diameters, wordt geperst.

In de laatste matrijs wordt door de doorn de bodem weggedrukt en de buis is klaar.

1.1.2 Gelaste buizen

1.1.2.1 Elektrisch weerstandslassen

Weerstandlassen is een elektrisch lasprocedé waarbij

de twee te verbinden voorwerpen tegen elkaar aan

worden gedrukt. Men laat een grote elektrische stroom

door de twee voorwerpen lopen. Doordat de weerstand

het hoogst is op het contactvlak, ontstaat daar een

grote temperatuursverhoging waardoor het metaal in

het contactvlak in een deegachtige toestand verandert

of smelt. Er is geen beschermgas nodig, omdat er

nagenoeg geen ruimte tussen de te lassen delen is

waar zich zuurstof of andere voor de las nadelige

stoffen kunnen bevinden. De lasspanning bij dit proces is slechts enkele Volt maar de stroomsterkte kan oplopen tot 100.000 Ampère.

6

1.1.2.3 Stompgelaste buizen

Deze methode wordt vooral toegepast voor het vervaardigen van gasbuizen. Men gaat uit van plaatijzeren strippen, waarvan de breedte gelijk is aan de gemiddelde omtrek van de te maken buis en de lengte overeenstemt met de buislengte. Aan het einde van de strook en volgens de langs richting wordt een ronde staaf gelast, die zal dienen om de plaat in warme toestand over een doorn, door een trekplaat te trekken, waarbij de plaat tot een buis wordt omgeplooid. Na een tweede maal op gloeihitte te zijn gebracht, wordt de buis met een sleeptang-trekband door een trekplaat getrokken waardoor de naad wordt gelast (stomplas) door de druk in de trekplaat. Deze las is niet bijzonder sterk en biedt weinig weerstand, vooral bij het plooien van de buizen.

Zulke buizen mogen niet voor stoomleidingen gebruikt worden. Voor waterleidingsbuizen en lage druk stroomleidingen gebruikt men overlapsgelaste buizen.

1.1.2.4 Overlaps gelaste buizen

De breedte van de strippen moet nu groter zijn dan de gemiddelde buisomtrek, omdat de einden elkaar overlappen. Dit is slechts mogelijk wanneer beide einden afgeschuind zijn.

Het afschuinen gebeurt op trekbanken met schuin geplaatste messen. De behandeling van de strippen is zoals bij de stomplas, behalve de laatste bewerking. Het eigenlijke lassen geschiedt in een soort kaliberwals, met wielvormige walsrollen die een rond kaliber vormen. In de cirkelvormige opening tussen de walsen wordt een tapse doorn geplaatst met verlengstuk, zodat er tussen de doorn en de wals een ringvormige ruimte overblijft. Leidt men de buis op de juiste temperatuur door deze opening, dan worden de afgeschuinde kanten tegen elkaar gedrukt en aan elkaar gelast. Wijde buizen voor stoom- en waterleiding onder hoge druk, worden uit de hand gelast.

7

2 Doel van het isometrisch tekenen

Deze wijze van voorstellen laat toe zich een beter idee te vormen over het algemeen uitzicht en de details van de loop van leidingen.

Deze voorstelling komt vooral het ruimtelijk voorstellingsvermogen ten goede bij de fabricage en montage van leidingen.

3 Principe

Drie ruimtevlakken weergegeven op één enkel vlak (blad papier). Daartoe gebruikt men een netwerk van speciale lijnen welke drie richtingen uitgaan.

De drie richtingen vormen met de andere drie gelijke hoeken van 120°. Vandaar de naam isometrie (uit het Grieks: iso = gelijk).

4 Ruimtelijke oriëntatie

Zowel op de werf om leidingen te plaatsen, als in de werkplaats om geen fabricagefouten te begaan, is men verplicht de richting van de leidingen te kennen.

Hiervoor maakt men gebruik van een herkenningsrichting die moet voorkomen op de plannen en al de isometrische perspectieven die uit deze plannen worden gelicht.

Bij de gebruikelijke orthogonale plannen is het noorden naar boven.

Bij isometrische perspectieven worden de tekeningen opgemaakt met het noorden rechts boven.

8

4.1 De windroos of isometrische klok

De figuur hieronder stelt de isometrische klok voor. Deze klok geeft de hoofdrichtingen aan van het lijnenverloop.

4.2 Buisvoorstellingen

Oefening: Beschrijf het verloop van de leiding (begin onderaan).

9

5 Gebruikte symbolen van leidingen en hun toebehoren

De gebruikte symbolen i n isometrische voorstelling zijn ontleend aan de symbolische voorstelling d ie gebruikt wordt bij de orthogon ale tekeningen, maar hier aangepast aan het lijnennet en soms vereenvoudigd.

In de wiskunde zegt men van twee objecten dat zij ortho gonaal (van het Griekse: oρθός (orthos), recht en γωνια (gonia), hoek) zijn, als zij ten opzichte van elkaar een rechte hoek vormen, of anders gezegd loodrecht op elkaar staan. Dit wo rdt wel aangegeven door het tek en tussen de objecten te plaatsen.

5.1 Voorstelling van een buis

Als volle lijn getekend (1 à 2 mm) die de richting volgt van he t lijnennet.

Horizontale leidingen w orden, wanneer het hoeken van 90° betreft, op de schuine lijnen getekend (dus van V naar A en van L naar R) en omgekeerd, en vertical e leidingen op de verticale lijnen B en O.

Een naar links lopende buis wordt op de schuine lijnen getekend van R naar L, en een naar achterlopende huis van V naar A.

We kijken steeds vanuit d e ‘noordenpijl’ naar het verloop van de tekening.

Als die zich rechts ondera an bevindt zal je de VA- en de LR- richting moeten aanpassen !

10

5.2 Voorstelling van kruisende buizen

Wanneer op tekening 2 buizen elkaar kruisen wordt de onderliggende of achterliggende buis met onderbroken lijn getekend.

pijp 1 gaan onder pijp 2 door

pijp 1 gaat achter pijp 2

pijp 1 gaat achter pijp 2

11

Oefening: Beschrijf het verloop van de buizen. Plooi een elektrisch

draadje volgens het verloop.

Buisverloop 1

Buisverloop 2

12

5.3 Voorstelling van een gemantelde buis

Bepaalde buisleidingen moeten tegen bevriezing of tegen het verloren gaan van warmte, speciaal geïsoleerd worden. Men spreekt dan van gemantelde pijpen.

Sommige leidingen zijn om dezelfde redenen zelfs geplaatst in een grotere diameter van leiding of zijn voorzien van weerstanden die bevriezing voorkomen.

Gemantelde buizen worden aangeduid volgens de onderstaande figuur.

Van de mantel duidt men enkel het begin en eindpunt aan.

5.4 Voorstelling van flenzen

Flenzen zijn ronde platte schijven welke men gebruikt om pijpleidingen aan elkaar te schroeven. Er bestaan verschillende uitvoeringen. Een flens wordt voorgesteld door een volle lijn die tevens de doorsnede aangeeft. Ze behoudt op het lijnennet de ligging die ze inneemt in de ruimte.

Volle flens Flens gesitueerd Flenzen gesitueerd

in het verticaal vlak in het horizontaal vlak

13

5.5 Voorstellingen van bochten

Deze duidt een richtingsverandering aan en wordt voorgesteld met een dikke lijn van 1 à 2 mm zoals een buis.

5.6 Voorstelling van reducties (verloopstukken)

Deze worden voorgesteld door een afgeknotte kegel die tussengevoegd wordt in de loop van de buizen, de kleinste diameter langst de kant van de dunste buis.

14

5.7 Voorstelling van ‘T’-stukken

Wordt eveneens in dikke lijn voorgesteld volgens de richting van het lijnennet.

6 Schaal

Op een isometrisch plan wordt de schaalverdeling zelden gerespecteerd. Het is niet steeds mogelijk en zelfs niet wenselijk dat de tekening volgens schaal is.

Immers, het kan gebeuren dat één van de afmetingen zéér klein of zéér groot is ten opzichte van de andere en dat de verhoudingen en de schikking van de elementen tot moeilijkheden leidt of tot onmogelijkheid van aflezen.

In dit geval worden de werkelijke verhoudingen niet gerespecteerd.

Er bestaat geen enkele schaal !

De tekenaar moet zich inspannen om, onder deze voorwaarden, tekening zo aanschouwelijk mogelijk te maken, zodat de loop van de leidingen zeer duidelijk is, zonder de maten uit het oog te verliezen.

15

7 Uitvoering

7.1 Pijpstukken gelegen in één vlak

Op de onderstaande figuur wordt een pijpstuk voorgesteld in één vlak.

Volgen we dit pijpstuk gezien in de richting van de pijl, beginnende met de flens A.

Tot de eerste bocht loopt het pijpstuk van voor naar achter (vergelijk de richting van de klok), vervolgens zwenkt het pijpstuk naar rechts en na de laatste bocht naar achter tot aan flens B.

Om meer reliëf te geven aan de tekening wordt de maataanduiding in hetzelfde vlak aangebracht als de buis.

Alle maten worden aangegeven tot het center van de buizen. Wanneer de maat aangegeven wordt tussen een flens en een buis of tussen twee flenzen, is dit wel de maat tot het draagvlak voor de dichting.

16

7.2 Pijpstukken gelegen in twee vlakken

Het pijpstuk welke wordt voorgesteld op de figuur is gelegen in twee vlakken.

Vertrekkende van flans A loopt de pijp naar achter, daarna naar boven, vervolgens naar rechts, naar beneden en uiteindelijk naar achter tot aan flens B.

Op de correcte manier de maataanduiding aanbrengen

17

18

Oefening 1: Teken de isometrische klok rechts bovenaan. Beschrijf de richting van ieder lijnstuk (vb: van L naar R, Van B naar O),

een pijltje geeft aan waar je moet beginnen. Bekijk alles vanuit de noordenpijl.

19

Oefening 2: Teken de isometrische klok rechts bovenaan. Herteken deze 5 schetsen en voorzie ze van de nodige onderbrekingen.

Plooi een koperdraadje volgens de isometrische schetsen.

20