WICKELDRAHTFILTER Wickeldrahtfilter wurden in den USA bereits vor ca. 90 Jahren entwickelt. Mit der Konstruktion besteht die Möglichkeit, die Schlitzweiten bei geringsten Toleranzen an die Kennkornlinie des jeweiligen Grundwasserleiters anzupassen und die Schlitze so zu gestalten, dass eine optimale Entsandung des anstehenden Gebirges möglich ist. Vorteile Eigene Fertigung Kurze Lieferzeiten Johnson-Technologie Fertigung nach DIN 4935 Für die Brunnenentwicklung (Jetten, Kolben, Pumpen) bietet der Wickeldrahtfilter optimale Bedingungen. Die kinetische Energie des ausströmenden Wassers wird durch die Düsenwirkung der konischen Schlitze noch erhöht. Für den Eintritt des mit kleinen Partikeln befrachteten Wassers ist der Wickeldrahtfilter mit seinen sich nach innen erweiternden Schlitzen besonders geeignet. Auf diese Weise werden Verstopfungen vermieden.
MATERIALIEN 1 1 Ausgangsmaterial Edelstahl verschiedener Qualitäten in Abhängigkeit von Grundwasserbeschaffenheit und Temperatur. Eigenschaften und Eignung WNr. 1.4301 (X5CrNi18-10), AISI 304 (V2A) Der Stahl ist gegen Wasser und leicht verunreinigte Abwässer sowie schwach organische und anorganische Säuren beständig. Allgemein bis etwa ph-wert 4,5 beständig in chloridarmen Angriffsmitteln. WNr. 1.4306 (X2CrNi19-11), AISI 304L Ähnliche Eigenschaften wie 1.4301, jedoch niedriger Kohlenstoffgehalt, wodurch eine erhöhte Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion gegeben ist, die beispielsweise während des Schweißvorganges entstehen kann. WNr. 1.4307 (X2CrNi18-9), AISI 304L Ähnliche Eigenschaften wie 1.4306, jedoch mit einem geringfügig niedrigeren Ni-Gehalt. WNr. 1.4404 (X2CrNiMo17-13-2), AISI 316L, (V4A) Höhere allgemeine Beständigkeit als V2A- Stahl, vor allem auch bei höherem Chloridgehalt. Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion wird durch die Limitierung des Kohlenstoffgehaltes gewährleistet. WNr. 1.4541 (X6CrNiTi18-10) Dieser V2A Stahl besitzt zudem eine hervorragende Beständigkeit gegenüber einer Vielzahl von aggressiven Medien. Der Werkstoff zeichnet sich weiterhin durch gute Duktilität aus. WNr. 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2), AISI 316Ti, (V4A) Ähnliche Eigenschaften wie 1.4404, jedoch Gewährleistung der Beständigkeit gegen interkristalline Korrosion durch erhöhten Titangehalt. WNr. 1.4462 (X2CrNiMoN22-5-3) Dieser Duplexstahl zeichnet sich vor allem durch seine hohe Loch- u. Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit in neutralen und chlorhaltigen Medien aus; daher auch gute Seewasserbeständigkeit. Weitere Materialgüten auf Anfrage.
verbindungen 1 2 Die Wahl der richtigen Verbindung Übersicht Verbindungstypen Die Wahl der Verbindungen hängt größtenteils von technischen Anforderungen wie Zugbelastbarkeit, Druckfestigkeit und Installationsrichtlinien für Baustellen ab. Deshalb ist es ratsam, dieses individuell mit uns zu planen. Weiterhin sollte der Außendurchmesser der jeweiligen Verbindung beachtet werden. Dieser ist größer als der Rohrdurchmesser. Alle Verbindungen sind natürlich auch einzeln lieferbar. 1 2 3 4 1 ZSM-Verbindung 2 Rundgewindeverbindung 3 api-gewindeverbindung 4 Flanschverbindung 5 Aufgeschrumpfte PVC-Trapez- Gewindeverbindung (Lieferbar auch in Edelstahl) 5 Verbindungen Außendurchmesser d3 gemäß DIN 4935 Nennweite DN 100 125 150 200 250 300 350 400 500 600 800 1.000 Rundgewinde [mm] 138 164 190 245 295 345 380 435 550 ZSM [mm] 140 170 190 251 304 352 401 443 543 643 - Aufgeschrumpfte PVC-Trapez-Gewindeverbindung [mm] 125 152 180 247 304 359 433 490 Flansche DIN [mm] 606 706 920 1.120 Verbindungen Außendurchmesser d3 gemäß API Nennweite DN 100 125 150 200 250 300 350 400 500 600 800 1.000 API-Gewinde [mm] 127 154 188 245 298 355 -
S 1 d 3 WicKEldrahtFIltER VERBINDUNGEN 2 2 ZSM DIN 4922-4 Rundgewinde DIN 4922-2 PVC-Gewindeverbindung* API-Gewinde ø d3 S1 Scherstab Dichtungen Dichtungsring S1 ø d6 S1 ø d3 * alternativ Trapezgewinde in Edelstahl 1. Rundgewinde DIN 4922 Diese Gewindeform wurde in Deutschland entwickelt. Sie hat gegenüber anderen Gewindeformen (Spitz- und Feingewinde) einige deutliche Vorteile: Gute Tragfähigkeit Gute Verschraubbarkeit, auch bei Edelstahl oberflächenbeschichtung mit Epoxyd oder Polyamid, auch Verzinken, ist möglich Feingewinde setzen sich hier zu 2. Rundgewinde Werknorm Günstige Verbindungsart 3. API (AMERICAN PETROLEUM INSTITUTE)-GEWINDE Diese Gewinde sind dann im Brunnenbau gefordert, wenn auf Auslandsbaustellen Ölfeldrohre in den üblichen Zollabmessungen zum Einsatz kommen und die Filterrohre mit entsprechenden Gewinden zu versehen sind. Die üblicherweise verwendete Gewindeform ist das sogenannte Casing-Gewinde für Rohre gemäß Spezifikation 5A, Tabelle 1.1. die Spezifikation für das Gewinde ist STD 5B. Man unterscheidet hier: Tabelle 2.2 CASING SHORT THREAD (Kurzgewinde, die am meisten verwendete Gewindeform). Tabelle 2.3 CASING LONG THREAD (Langgewinde). Es gibt einige Abmessungen, die nicht in der Spezifikation 5A enthalten sind. Dies gilt besonders für die Abmessung DN 300, nach API 5L die Abmessung 12.3/4 Außendurchmesser 323.85 mm. Bei der Herstellung von Gewinden für Brunnenfilter ist daher darauf zu achten, dass dann die Gewinde gemäß Tabelle 2.1. LINE PIPE gefertigt werden. In einigen Ländern ist die Gewindeform BUTTRESS gefordert. 4. ZSM Zugfeste Steckmuffenverbindung (DIN 4922-4) Diese Verbindungsart wird sehr häufig eingesetzt. Der Vorteil liegt in der leichten und schnellen Montage auf der Baustelle. Je nach Belastungsfall kann der Scherstab, der die Zugkräfte aufnimmt, ausgeführt werden als Scherstab (Materialgüte Polyamid) bzw. Scherfeder (Materialgüte Edelstahl 1.4571). Bei sehr hohen Zugbelastungen kann auch ein Scherseil eingesetzt werden. 5. PVC Gewindeverbindung Kombination mit PVC möglich. Durch diese Variante wird der Vollrohrausbau preisgünstiger. Ein weiterer Vorteil liegt in der Gewichtsreduzierung. 6. Flanschverbindung (DIN 4922-3) Flanschverbindungen werden insbesondere zur Verbindung von Rohren größerer Durchmesser eingesetzt.
aufsatzrohre TECHNISCHE DATEN 1 4 Filterabmessungen gemäß Werknorm Nennweite Prüfdorn Ø Stützstäbe Ø Innen-Ø Außen-Ø Außendruckfestigkeit* Gewicht DN [Zoll] [mm] [mm] [mm] [mm] [bar] [kg/m] 50 2 45 3,25 50 60,3 97,2 3,4 80 3 72 3,25 78 88,9 29,9 4,2 4 88 101,6 66,6 5,7 100 4 ½ 91 3,65 101 114,3 46,5 6,7 5 114 127 33,8 7,4 125 5 ½ 118 3,65 127 139,7 64,3 9,5 150 6 ⁵ ₈ 140 3,65 150 168,3 77 15 7 164 177,8 65,1 16 175 7 ⁵ ₈ 168 3,65 177 193,7 50,2 17,6 200 8 ⁵ ₈ 191 3,65 202 219,1 48,7 18,7 9 ⁵ ₈ 230 244,5 39,2 26,2 250 10 ¾ 240 3,65 254 273,1 42,6 27,8 300 12 ¾ 283 3,9 300 323,9 33,2 34,6 350 14 325 3,9 335 355,6 25 37,6 400 16 375 3,9 387 406,4 16,6 42,9 18 436 457,2 11,6 47,6 500 20 475 3,9 484 508 8,4 53,9 600 24 575 3,9 585 609,6 4,8 63,4 30 730 762 2,5 92 800 32 775 790 812 2 100 1.000 40 950 975 1005 2 Gewindeverbindung Aussen ø Innen ø Stützstäbe (*) Angaben zur Außendruckfestigkeit beinhalten die Berücksichtigung eines Sicherheitszuschlagfaktors. Angaben beziehen sich auf 0,5 mm Schlitzweite Größere Abmessungen auf Anfrage 2010-1.0-000SBF
TECHNISCHE DATEN 2 4 Festigkeiten von Wickeldrahtfiltern Maßgeblich für die Auslegung und den Einsatzbereich von Wickeldrahtfiltern sind die Kräfte, denen der Filter während des Einbaus und im eingebauten Zustand ausgesetzt ist. Zu berücksichtigen sind die Außendruckfestigkeit und die Zugbelastbarkeit. 1. Außendruckfestigkeit Das Wickeldrahtprofil bestimmt aufgrund von Kopfbreite und im Besonderen Profilhöhe (in unseren Listen B = Breite und H = Höhe) die Außendruckfestigkeit. Die Stützstäbe gehen in die Berechnung der Außendruckfestigkeit nicht ein. Die verschiedenen Hersteller haben zur Berechnung in der Regel eine Formel, die durch in der Praxis durchgeführte Drucktests verifiziert ist. Die Bestimmung der geforderten/gewünschten Außendruckfestigkeit wird in unserem Hause nach der international oft angewandten Formel vorgenommen: pro Meter Einbautiefe 1 PSI (Pfund pro Quadratzoll) Außendruck. 2. Zugbelastbarkeit Die Zugfestigkeit bestimmt sich über die Anzahl und den Durchmesser der Stützstäbe. Sie bestimmt letzten Endes den Wert der Zugbeständigkeit das gesamten Filterstrangs. Die Zugkräfte werden von den Stützstäben in vertikaler Richtung aufgenommen. Der Filterkörper kann also in vertikaler Richtung erheblichen Belastungen ausgesetzt sein. Beispiel (angenommene Zugfestigkeit: 500 N/mm 2) : Filter DN 200 mit 40 Stützstäben Ø 4 mm Totalquerschnitt der Stützstäbe = 40 x r2 x π 40 x 2 x 2 x π = 503 mm2 x 500 N/mm 2 = 251,5 Kn Zulässige Zugbelastung daher: 25,15 to. 3. Druckbelastung Ein Wickeldrahtfilter darf generell nicht auf Druck belastet werden. Der Einbau hat somit immer hängend zu erfolgen. Beispiel: Einbautiefe 100 Meter ^= Außendruckfestigkeit 100 PSI 100 PSI entsprechen 7,0 Bar. Die Außendruckfestigkeit muss min. 0,07 bar pro Meter Einbautiefe betragen. Hierbei wird vorausgesetzt, dass die Flüssigkeitssäule im Ringraum und im Rohrinneren bis Geländeoberkante reicht. In Einzelfällen nimmt man der Wert 1,5 PSI, und zwar wenn die Bohrung schwierig zu werden droht (Klüfte, Dickspülung wegen Spülungsverlusten, Nachsacken von Kies). Bei dem vorgelegten Rechenmodell handelt es sich nicht um einen prüffähigen statischen Nachweis, sondern um eine Ermittlung von Richtwerten, die üblicherweise zur Dimensionierung von Brunnenausbaurohren verwendet werden.
TECHNISCHE DATEN 3 4 B: Profile der Reihe Brunnenfilter und offene Flächen in % Profil B/H [mm] 250 300 325 350 375 400 450 Schlitzweiten (SW) [mm] 2,5 x 2,38 3,0 x 3,65 3,25 x 3,65 3,5 x 5,0 3,75 x 6,0 4,0 x 7,25 4,5 x 9,25 0,30 10,7 9,1 8,4 7,8 7,4 0,50 16,6 14,2 13,3 12,5 11,7 11,1 10,0 0,75 23,0 20,0 18,7 17,6 16,6 15,7 14,2 1,00 28,5 25,0 23,5 22,2 21,0 20,0 18,1 1,50 37,5 33,3 31,5 30,0 28,5 27,2 25,0 2,00 44,4 40,0 38,0 36,3 34,7 33,3 30,7 2,50 45,4 43,4 41,6 40,0 38,4 35,7 3,00 48,0 46,1 44,4 42,8 40,0 Profil B/H = X = Berechnung der offenen Flächen nach der Formel: SW x 100 % SW + B Stützstäbe 3,65 mm 3,9 mm 6,35 mm
TECHNISCHE DATEN 4 4 Filterkapazität (l/s) pro lfm. Filterrohr (v = 30 mm/s) Nennweite Außen-Ø Profil Schlitzweite DN [Zoll] ca. [mm] [mm] 0,5 0,75 1 1,5 2 2,5 3 50 2 60 250 0,94 1,30 1,62 2,12 2,51 2,83 5,65 100 4 114 250 1,79 2,48 3,07 4,03 4,78 5,37 5,86 100 4 114 300 1,53 2,15 2,69 3,58 4,30 4,88 5,37 150 6 168 250 2,64 3,65 4,52 5,94 7,04 7,92 8,64 150 6 168 300 2,26 3,17 3,96 5,28 6,33 7,20 7,92 150 6 168 325 2,11 2,97 3,73 5,00 6,03 6,88 7,60 150 6 168 350 1,98 2,79 3,52 4,75 5,76 6,60 7,31 200 8 219 300 2,95 4,13 5,16 6,88 8,26 9,38 10,32 200 8 219 325 2,75 3,87 4,86 6,52 7,86 8,97 9,91 200 8 219 350 2,58 3,64 4,59 6,19 7,51 8,60 9,53 200 8 219 375 2,43 3,44 4,35 5,90 7,18 8,26 9,17 200 8 219 400 2,29 3,26 4,13 5,63 6,88 7,94 8,85 250 10 273 300 3,68 5,15 6,43 8,58 10,29 11,70 12,86 250 10 273 325 3,43 4,82 6,05 8,13 9,80 11,19 12,35 250 10 273 350 3,22 4,54 5,72 7,72 9,36 10,72 11,88 250 10 273 375 3,03 4,29 5,42 7,35 8,95 10,29 11,44 250 10 273 400 2,86 4,06 5,15 7,02 8,58 9,90 11,03 300 12 323 325 4,06 5,71 7,16 9,61 11,60 13,24 14,61 300 12 323 350 3,81 5,37 6,76 9,13 11,07 12,68 14,05 300 12 323 375 3,58 5,07 6,41 8,70 10,59 12,18 13,53 300 12 323 400 3,38 4,81 6,09 8,30 10,15 11,71 13,05 300 12 323 450 3,04 4,35 5,53 7,61 9,37 10,87 12,18 350 14 356 350 4,19 5,92 7,46 10,07 12,20 13,98 15,49 350 14 356 375 3,95 5,59 7,06 9,59 11,67 13,42 14,91 350 14 356 400 3,73 5,30 6,71 9,15 11,18 12,90 14,38 350 14 356 450 4,79 6,10 8,39 10,32 11,98 13,42 400 16 406 350 4,78 6,75 8,50 11,48 13,91 15,94 17,66 400 16 406 375 4,50 6,38 8,06 10,93 13,31 15,31 17,01 400 16 406 400 4,25 6,04 7,65 10,44 12,75 14,72 16,40 400 16 406 450 5,47 6,96 9,57 11,77 13,67 15,31 450 18 457 375 5,07 7,18 9,07 12,31 14,98 17,23 19,14 450 18 457 400 4,79 6,80 8,61 11,75 14,36 16,57 18,46 450 18 457 450 6,15 7,83 10,77 13,25 15,38 17,23 500 20 508 400 5,32 7,56 9,58 13,06 15,96 18,41 20,52 500 20 508 450 6,84 8,71 11,97 14,73 17,10 19,15 600 24 610 450 8,21 10,45 14,37 17,69 20,53 23,00 800 32 816 450 10,99 13,98 19,23 23,66 27,47 30,76 1000 38 980 450 13,19 16,79 23,09 28,42 32,99 36,95 Größere Abmessungen auf Anfrage