Продольные напряжения пластиковых труб. Часть 4

За исключением снижения прочности, свойства пластмасс не ухудшаются в течение срока службы. Однако свойства могут быть изменены экстремальными температурами и сильным химическим ухудшением. Следует отметить, что внутри группы термопластов существует широкий диапазон свойств поведения. Например, различия в модуле упругости E могут привести к тому, что один тип термопластичной трубы растягивается значительно больше, чем другой тип, в ответ на продольные и / или кольцевые напряжения, приложенные к ней. В процессе производства наружный диаметр (OD) термопластичной трубы является диаметром экструдера. В тех случаях, когда внешний диаметр трубы является определяющим фактором (как в бестраншейных методах строительства, таких как направленное бурение), термопластичная напорная труба с более высокой прочностью на растяжение будет иметь более тонкие стенки и, следовательно, большую внутреннюю площадь потока, чем другая термопластичная труба с эквивалентным давлением, но меньшей прочностью на растяжение.

Из всех термопластов, используемых в производстве труб, ПВХ имеет самый высокий модуль упругости и прочность на разрыв. Пластиковая труба, находящаяся под постоянным внутренним давлением (постоянное напряжение), предназначена для снижения прочности в течение длительного периода времени — как минимум 100 лет (хотя мы видели, что трубы ПВХ могут служить и более 150 лет, как показали исследования труб после 50-летней эксплуатации в Германии). Данные о регрессии силы доступны всем желающим (Uni-Bell PVC Pipe Association, Handbook of PVC Pipe: Design and Construction, 4th Edition, Dallas, 2001). Конструкция пластиковой трубы, которая выдерживает постоянную деформацию, основана на первоначальных свойствах. В хороших установках труба удерживается в постоянной форме и выравнивается, создавая постоянное напряжение.

Следовательно, напряжения ослабляются в течение срока службы трубопровода (Moser A. P., Long-term (22 years) Stress Relaxation and Strain Limit Testing of PVC Pipes, Utah State University, 2000). Труба из ПВХ, которая была под землёй в течение длительного времени, сохранит большую часть своей изогнутой формы после удаления, доказывая, что большой процент начальных внутренних напряжений исчез в процессе ослабления напряжений (Bishop R., Time Dependent Performance of Buried PVC Pipe, Proc. International Conference on Underground Plastic Pipe, American Society of Civil Engineers, New York, 1981). Исследования показали, что после 22 лет трубы из ПВХ сохраняют такую же способность противостоять дополнительным нагрузкам, что и при первоначальной установке, а это означает, что их модуль E не уменьшается со временем (Moser A.P., Testing PVC Pipes, New World Water 2001, Sterling Publications Ltd., London). В следующей части поговорим о величинах и их обозначениях, поскольку в дальнейшем мы будем приводить некоторые формулы для изучения механических свойств ПВХ и других термопластичных материалов для производства полимерных труб для напорного и безнапорного водоснабжения.