Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 11

Понимание природы продольных напряжений как в ПВХ-уплотнениях, так и в сварных швах, может предотвратить выход из строя трубопроводной системы в течение всего прогнозируемого срока службы. Сварные соединения труб из ПВХ представляют собой прежде всего клеевые соединения с использованием растворителя и специального клея. В трубах с фиксированным концом соединение противостоит любому изменению длины прилегающих участков труб: это и есть типичное клеевое соединение. В трубах со свободным концом, как, например, в случае с использованием эластомерных уплотнений, трубы могут укорачиваться или удлиняться в пределах раструбов и патрубков. Основными причинами продольных напряжений и деформаций в системе труб являются изменения температуры, внутреннего давления или вакуума, а также изгиб. ПВХ является вязкоупругим материалом, и признание физико-механических свойств вязкоупругих материалов позволяет лучше конструировать трубопроводы из ПВХ.

Трубы из термопластов, находящиеся под постоянным напряжением, со временем ползут, а их прочность со временем снижается; при постоянном напряжении происходит релаксация напряжения, в то время как сила остается незатронутой. Все напорные трубы из ПВХ, изготовленные в Северной Америке и Европе по стандартам ASTM, AWWA, ISO, DIN, EN соответствуют определённым классам. При проектировании всегда следует учитывать факторы безопасности при рассмотрении продольных напряжений и деформаций в трубе. В трубах из ПВХ с уплотнительными соединениями продольные напряжения, вызванные внутренним давлением, могут стать причиной отказа, если допускается чрезмерная установка втулки в раструб. Чрезмерный изгиб в месте сварного соединения в худшем случае может привести к изгибу трубы. Строгое соблюдение рекомендаций производителя и учёт факторов безопасности обеспечит долговременную целостность как труб, так и соединений, а также продлит срок службы трубопроводов.

Также заметим, что, несмотря на то, что полимерные трубы имеют достаточный запас к прогибам и продольным деформациям, нельзя пренебрегать правилами монтажа, которые указывают производители труб ПВХ и полиолефиновых труб (полиэтиленовых, полипропиленовых, полибутиленовых) в своих инструкциях. А поскольку напорные и безнапорные трубы больших диаметров чаще всего прокладывают под землёй, потребуется также обеспечить подготовку траншеи. Впрочем, для укладки стальных и чугунных труб придётся принять те же меры, поэтому говорить здесь о преимуществе металлических труб некорректно, тем более если учесть, что полимерные трубы не подвержены коррозии, от которой страдают любые металлические. Таким образом, при достаточном запасе прочности правильный монтаж обеспечит бесперебойную работу труб ПВХ и других полимерных в течение многих десятков лет, а как показали исследования уже установленных труб, срок службы труб ПВХ может превышать даже 150 лет, и никакие продольные напряжения не оказывают на них существенного воздействия.