| dc.description.abstract | De siste årene har fallet i strømpris ført til at flere konsesjonssøkte småkraftverk nå vurderes som ulønnsomme. Tross utviklingen bygges det i dag ut omkring 30 40 småkraftverk i året og det vil trolig holde seg stabilt frem til utgangen av el seritfikatordningen i 2021. Dagens metode med nedgravde rør benytter pukk/grus som omfyllingsmasse og bend forankres med betongklosser. Småkraftverkene ligger gjerne i utilgjengelige strøk utenfor allfarvei, materialene kan da være kostbare grunnet lang transport og siste del må ofte gjøres med helikopter. En innovativ metode ble i 2014 utviklet av Penstock BV der pukk/grus erstattes med polyuretanskum (PU-skum) som omfyllingsmasse rundt rørgata. I tillegg kan bend forankres med skummet uten bruk av betongklosser. Statkraft Energi As satte sommeren 2016 i gang utbyggingen av Lille Måsevann pumpestasjon i Finnmark. Prosjektet ble benyttet som et fullskala prosjekt med bruk av PU-skum som omfyllingsmasse og til forankring av bend. Omtrent 300 m ble lagt med PU-skum som omfyllingsmasse inkludert to bend.
Metoden viser lovende resultater i felt, men prosjektet belyste flere utfordringer som må forskes videre på. Denne oppgaven tar hovedsakelig utgangspunkt i to av utfordringene forankring av bend med PU-skum og heft til rør. Det er utført tre forsøk, deformasjonsmåling av skumlagt bend i felt, heft til rør og forsøk på bruddlaster i skumlagte bend i laboratorium.
Et av bendene ved Lille Måsevann pumpestasjon ble instrumentert med ekstensometer. To separate målinger er blitt utført med seks måneders mellomrom. Resultatene fra målingene viser like verdier av deformasjoner ved maksimal last. Det aktuelle bendet har forflyttet seg 0,2 mm i aksial retning. De målte deformasjonene tyder på at skummet kun tar opp en liten andel av kreftene i bendet. Dette tyder på en overkapasitet og tillagt sikkerhet i skumlagte bend som ikke tas med i dimensjonering og planlegging.
Forsøk av heftkapasitet (τ) mellom rør og skum er utført med endring i parameterne overflatetemperatur på røroverflaten, herdetid, rørtype og pussing av rør. Herdetiden til skummet og temperaturen på røroverflaten har størst innvirkning på heftkapasiteten. Skum lagt ved rørtemperatur på 22 °C med herdetid 14 døgn gir heftkapasitet τ = 182 kPa. Oppvarming av røroverflaten til >40 °C og herdetid en time gir umiddelbar økning i heftkapasitet τ = 171 kPa.
Systematiske tester av bruddlast ble utført i Vassdragslaboratoriet på NTNU. Det er testet bruddlaster i bend med ulike skumtverrsnitt og bendvinkel. Totalt 11 forsøk er utført. Resultater fra forsøkene viser at økt skumtverrsnitt og bendvinkel gir større kapasitet i skumlagte bend.
Forankring av bend med PU-skum vurderes som et godt alternativ til tradisjonell forankring med betongkloss. Det forutsetter derimot at utførende har god kunnskap om PU-skum og dens begrensninger i felt. | |
