Технические решения для промышленности
Технические решения для промышленности
Технологии

Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 2

16 июля 2019
Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 2
Автор
Автор статьи: Игорь Ливен

Продолжаем рассмотрение статьи американских учёных Ш. Рахмана и Р.К. Уоткинса под названием «Продольная механика подземных труб из термопластов: анализ труб из ПВХ с различными типами соединений» (Longitudinal Mechanics of Buried Thermoplastic Pipe: Analysis of PVC Pipes of Various Joint Types).

Типичная конструкция заглублённой трубы основана на кольцевом напряжении из-за давления внутри и снаружи на стенки трубы. Однако, исходя из полевого опыта, большинство проблем термопластичных труб с прокладкой и соединением возникают из-за продольного напряжения. Засорение почвы является основным компонентом анализа подземных термопластичных труб. Проектирование должно основываться на взаимодействии труб с грунтом. В то время как тема продольных напряжений в трубопроводах была проанализирована ранее (Watkins R.K., Longitudinal Stresses in Buried Pipes, 1985), предметом этой статьи является продольная механика, поскольку она относится к гибкой термопластичной трубе из ПВХ (жёсткий непластифицированный поливинилхлорид, НПВХ или PVC-U). Типичные североамериканские соединения для муниципальных труб из ПВХ являются либо уплотнениями (раструб и патрубок), либо сварными (клеевые соединения из ПВХ с растворителем и специальным клеем). Кроме того, существует как минимум два патентованных ПВХ-соединения различных конструкций (Rahman S., State of the Art Review of Municipal PVC Piping Products, 2004), анализ которых выходит за рамки данной статьи.

Мы же поговорим про соединения при помощи уплотнений, которые устанавливаются в раструбные окончания труб и фитингов. Для целей анализа труба с уплотнительным швом рассматривается как труба со свободным концом, то есть труба может укорачиваться или удлиняться в пределах раструба и патрубка. Это традиционный тип соединения, связанный с напорными и безнапорными трубами из ПВХ, используемыми в муниципальных трубопроводах. Скошенный конец втулки примыкающей трубы вставляется в раструб до направляющей отметки, указанной на втулке (обычно используется стандартная маркировка), эластомерное уплотнение обычно расположено в раструбе и обеспечивает водонепроницаемость соединения. Пространство или зазор, оставшийся между скошенным концом втулки и горловиной раструба после установки, учитывает расширение трубы из-за изменений температуры, а также из-за углового отклонения в соединении.

Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 2

Что касается сварных соединений, то в целях анализа будем считать трубу со сварным соединением трубой с фиксированным концом (ограниченное соединение). Такое соединение противостоит любым изменениям длины прилегающих участков труб. Существует два типа сварных соединений в трубах из ПВХ: соединения плавлением и клеевые соединения. При соединении плавлением под воздействием тепла две расплавленные поверхности сливаются вместе, образуя герметичное соединение плавления, а затем соединение охлаждается ниже температуры плавления материала. После охлаждения соединение становится таким же прочным и гомогенным, как и стенка трубы. Эта процедура похожа на метод соединения полиолефиновых труб, таких как полиэтилен высокой плотности (HDPE) и полипропилен (PP). Температуры и давления, применяемые для плавления, уникальны для каждого типа материала. Образование «шариков» как внутри, так и снаружи характерно для процесса слияния материала и при необходимости может быть уменьшено.

Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 2

Трубы, также известные как сварные, изготавливаются в соответствии со стандартами ASTM и AWWA (в Европе ISO, EN и другие) и применяются в напорных трубопроводах для диаметров от 100 мм и выше. Этот тип соединения наиболее полезен для бестраншейного строительства при использовании таких технологий, как горизонтально-направленное бурение (ГНБ), направленное бурение и другие. В клеевых соединениях с растворителям стыковка представляет собой химическое соединение и путём нанесения полупрозрачного химического вещества (растворителя) между раструбом (или муфтой) и втулкой на стыке. Растворяющие клеевые соединения обычно используются в подземных трубопроводах из ПВХ небольшого диаметра (менее 100 мм), а также широко используются в сантехнических работах. Трубы диаметром более 100 мм, с клеевыми соединениями также доступны и всё ещё используются в некоторых старых трубопроводных системах для канализации.

Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 2

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад