Пластиковые трубы. Руководство для инженеров. Выбор подходящих труб и фитингов. Часть 2

Чтобы определить долговременную прочность термопластичной трубы, отрезки труб закрывают с обоих концов и подвергают воздействию различного внутреннего давления, чтобы создать кольцевые напряжения, которые вызовут разрушение в течение от 10 до 10000 часов. Испытание проводится в соответствии со стандартными испытаниями на время до отказа пластмассовой трубы при длительном гидростатическом давлении. Полученные точки отказа используются в статистическом анализе (описан в различных международных и национальных стандартах) для определения характеристик кривой регрессии, которая представляет отношение напряжения / времени до разрушения для конкретного испытываемого термопластичного соединения. Эта кривая представлена следующим уравнением: Log = a + b log S, где a и b — это константы, описывающие наклон и точку пересечения кривой, а T и S — время до отказа и напряжение соответственно. Кривая регрессии может быть построена и экстраполирована от 10000 до 100000 часов (11,4 года). Напряжение в 100000 часов известно как долговременная гидростатическая прочность (LTHS) для этого конкретного термопластичного соединения. Исходя из этого, гидростатическое расчетное напряжение (HDS) определяется путем применения коэффициента обслуживания, как будет описано ниже.

Так называемый фактор обслуживания или коэффициент обслуживания представляет собой следующее значение. Институты пластиковых труб (например, PPI) определили, что коэффициент обслуживания, равный половине гидростатической проектной основы, обеспечит достаточный запас прочности для использования с водой, чтобы обеспечить полноценную работу пластиковых труб в течение длительного периода времени. Хотя это и не указано в стандартах, в отрасли обычно понимают, что этот «длительный период времени» составляет минимум 50 лет. Стандарты для пластиковой трубы, использующие коэффициент обслуживания 0,5, требуют, чтобы номинальное давление трубы основывалось на этом гидростатическом расчетном напряжении, снова рассчитанном по уравнению ISO. Хотя ранний опыт показал, что этот коэффициент обслуживания, или множитель, равный 0,5, обеспечивал достаточную безопасность для многих, если не для большинства применений, некоторые эксперты считали, что более консервативный коэффициент обслуживания в 0,4 лучше компенсирует скачки давления гидравлических ударов, а также незначительные производственные дефекты и повреждения, понесенные во время установки.

Было даже выпущено заявление, официально рекомендующее коэффициент обслуживания, равный 0,4. Это эквивалентно рекомендации, согласно которой номинальное давление в трубе должно в 1,25 раза превышать расчетное давление системы для любой конкретной установки. Исходя из этой политики, многие тысячи километров термопластичных труб были установлены в мире без каких-либо сбоев. Однако лучше всего учитывать фактические условия эксплуатации, как описано далее в этом разделе. Кроме того, рекомендуется значительно снизить рабочее давление при работе с агрессивными химическими растворами и при работе в условиях высоких температур. Числовые зависимости для коэффициентов обслуживания и расчетных напряжений ПВХ были показаны в предыдущих статьях, посвящённых этой группе материалов. Также нужно учитывать, что, например, резьбовой полипропилен не рекомендуется для применения под давлением, а дренажные системы также не рассчитаны на давление. Учтите, что значения давления в справочных таблицах основаны на воде и предназначены только для труб и фитингов. Системы, которые включают клапаны, фланцы или другие подобные элементы потребуют снижения характеристик всей системы, но это уже тема отдельной статьи.