Напорные трубы ПВХ против динамических напряжений. Часть 4

Итак, в канализационной восходящей магистрали давление насоса, включая статический подъем и потери на трение, составляет 400 кПа. Когда насос запускается, давление быстро возрастает до 950 кПа, а затем экспоненциально снижается до статического давления накачки. При выключенном насосе минимальное давление, испытываемое системой, составляет 100 кПа. В среднем насос запускается 8 раз в день. Минимальный срок службы трубопроводов ПВХ составляет 100 лет (мы уже рассматривали этот вопрос во многих статьях и приводили результаты тестов старых труб (70-летней давности) в доказательство). Максимальное испытанное давление указывает на то, что потребуется минимальный класс PN10. Теперь необходим анализ усталости, чтобы определить пригодность труб номинальным давлением PN10 для целей системы.

В этой системе диапазон давления составляет 850 кПа. Насос будет запускаться примерно 292 000 раз за 100 лет эксплуатации. Однако модель экспоненциального цикла означает, что это значение должно быть удвоено для целей проектирования. Следовательно, система должна быть рассчитана на то, чтобы выдерживать приблизительно 584 000 циклов в течение 100 лет. Использование таблицы (см. последний абзац части №2 со значениями для непластифицированного поливинилхлорида) для определения коэффициентов усталостной нагрузки для труб из ПВХ при 5,8 x 10 в 5 степени циклах дает следующий выбор класса: PN16 (графическую процедуру мы опустим для экономии места). Используя диаграммы, нарисуйте вертикальную линию от диапазона давления на оси х и горизонтальную линию от количества циклов на оси у. Найдите пересечение этих двух линий и зачитайте класс давления в трубе, который ограничивает эту область.

В этом примере точка пересечения лежит в области, ограниченной кривой PN16, поэтому PN16 требуется для трубы PVC-U для обеспечения надёжности при усталостной нагрузке. Таким образом, анализ усталости определяет, что, хотя PN10 является достаточным для максимального давления, для PVC-U требуется труба с минимальным давлением PN16, чтобы справиться с эффектами усталости. Относительно влияния температуры, а точнее относительно взаимосвязи между усталостной характеристикой и температурой можно сказать следующее. Предполагается, что температурные эффекты, если таковые имеются в диапазоне нормальных рабочих температур трубопровода, не выйдут за рамки описанного выше. Принципы нормального снижения температуры должны применяться при выборе класса для максимального рабочего давления. Затем следует рассматривать усталость отдельно и выбирать самый высокий класс давления. То есть выберите самый высокий класс, полученный при помощи a) статического расчета, включая снижение температуры или б) динамической процедуры, как описано здесь.