Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 1

Анализ продольных деформаций по сравнению с предельными характеристиками деформации в подземных трубах называется продольной механикой. Основными причинами продольных напряжений и деформаций в системе труб являются изменения температуры, внутреннего давления или вакуума, а также изгибы труб. Широкое использование термопластичных труб, а именно поливинилхлорида (ПВХ), в муниципальных приложениях по всей Северной Америке и в значительной части остального мира в течение последних четырёх десятилетий заставило пересмотреть тему продольной механики для труб, которые включают различные типы соединительных систем.

Типичные соединения труб из ПВХ имеют либо коленчатые, либо сварные соединения (сварные и клеевые соединения из ПВХ с использованием растворителя и специального герметика). Анализ в настоящем документе фокусируется на трёх основных причинах продольных напряжений и деформаций в коленчато-цилиндрических механических и сварных соединениях и включает обсуждение теоретических концепций, таких как эффект Пуассона и эффект Рейсснера. Обсуждаются также темы, которые поднимают проблемы в этой области, связанные с провисанием трубопроводов ПВХ и случайное растрескивание раструбных окончаний труб ПВХ во время или после установки. Текущие отраслевые и производственные рекомендации для различных параметров конструкции будут представлены вместе с аналитическими выкладками.

Заглублённые трубы представляют основу гражданской инфраструктуры, это своеобразные транспортные артерии, по которым течёт различная вода. По мере того, как возрастает потребность в повышении качества коммунальных услуг, возрастает и необходимость в заглубленных трубопроводах. Спрос на термопластичные трубы заслуживает внимания из-за их стойкости к утечкам, длительного срока службы и технологичности. Структурные разрушения современных термопластичных труб значительно снижаются благодаря их высокой гибкости и растяжимости, что позволяет им работать в тандеме с окружающими грунтами, чтобы выдерживать приложенную нагрузку (и это опровергает выводы американских маркетологов из ассоциации Dipra, продвигающих чугунные трубы, чьё исследование мы рассматривали в одном из предыдущих циклов). Далее учёные Ш. Рахман и Р.К. Уоткинс доказывают, что растрескивание стенок трубы из-за чрезмерной нагрузки или прогиба соединения во время эксплуатации трубы практически устраняется с помощью термопластичных труб со сплошными стенками. И в следующих частях мы рассмотрим, как удалось добиться того, что, благодаря использованию термопластов и, в частности, ПВХ, полиэтилена и полипропилена, подземным трубопроводам перестали грозить многие опасности.