Справочное руководство по трубам ПВХ. Часть 20

Кратковременное импульсное давление — ещё одно важное значение. Оно должно превысить прочность трубы на быстрый разрыв, чтобы труба вышла из строя. Поскольку продолжительность кратковременных скачков напряжения измеряется в долях секунды, сила быстрого разрыва за 60–70 секунд является консервативной мерой способности ПВХ справляться с внезапными скачками. Краткосрочный рейтинг (STR) определяется путем деления краткосрочной силы (STS) на коэффициент безопасности. STS – это минимальная прочность на быстрый разрыв, которая обычно указывается в справочных таблицах. Что касается применения напорных труб из ПВХ, то существует четыре основных типа систем давления: распределительная, транспортирующая, канализационная и оросительная. Система распределения представляет собой сеть трубопроводов с частыми сервисными соединениями. Пульсирующее давление обычно не является определяющим фактором при проектировании. Система транспортировки — это трубопровод, по которому большие объемы воды переносятся напрямую из одного места в другое, например, линия подачи от источника воды к резервуару (который затем будет питать систему распределения). Пульсирующее давление также обычно не является определяющим фактором при проектировании.

Канализационная магистраль — это трубопровод, по которому сточные воды перемещаются под давлением. Из-за циклического характера операций силовых магистралей решающим фактором при проектировании могут быть скачки давления. Наконец, система орошения — это трубопровод, по которому вода под давлением перемещается для орошения сельскохозяйственных угодий и газонов. Из-за цикличности ирригационных операций решающим фактором при проектировании могут быть скачки давления. Трубопроводы из ПВХ, используемые в Европе и Северной Америке для этих целей, обычно производятся в соответствии со стандартами, разработанными ISO, DIN, AWWA, ASTM или CSA. В качестве примера опишем здесь процедуру проектирования AWWA для напорных труб и фитингов из ПВХ. Изготовленные фитинги включены в стандарты AWWA на трубы ПВХ. Они состоят из секций трубы из ПВХ, поэтому конструкция этих фитингов для внутреннего давления идентична конструкции труб. Если в проект должны быть включены сборные фитинги, они должны быть изготовлены из трубы, отвечающей требованиям применимых стандартов. Разработка герметичных фитингов из ПВХ, изготовленных методом литья под давлением, предназначенных для использования с напорными трубами из ПВХ, началась в 1980-х годах. Их использование в трубных системах из ПВХ, рассчитанных на давление, расширило преимущества ПВХ на те компоненты системы, которые в противном случае могли бы быть металлическими.

Аналогичное исследование было проведено на трубах из ПВХ AWWA в 1994 году в Альберте, Канада. Труба ПВХ в соответствии со стандартом AWWA была впервые установлена в 1977 году. Через семнадцать лет после первоначальной установки она была вырыта и испытана. Трубы соответствовали требованиям к давлению быстрого разрыва, качеству экструзии, сплющиванию и рабочим характеристикам соединений, указанным в стандартах AWWA PVC для новых труб, а также отвечали требованиям CSA к ударопрочности. Десять лет спустя было проведено дополнительное исследование. Труба ПВХ AWWA, которой уже 27 лет, в очередной раз оказалась соответствующей требованиям к давлению быстрого разрыва, качеству экструзии, сплющиванию и характеристикам соединений, предъявляемым к новой трубе, как указано в AWWA. В 2007 году отчет Фонда исследований водных ресурсов подтвердил, что срок службы труб из ПВХ превышает 110 лет. Руководители предприятий водоснабжения и инженерные компании назвали устойчивость к коррозии, долговечность и износостойкость причинами выбора ПВХ по сравнению с другими материалами.

Также в Нидерландах была проведена обширная оценка долгосрочных физических свойств напорных труб из ПВХ: образцы труб в возрасте от 10 до 35 лет были собраны на 15 участках. Были проведены различные тесты для сбора исторических данных в дополнение к экстраполированным лабораторным данным. Испытания включали прочность на разрыв и удлинение при разрыве, жесткость (ISO 9969), модуль упругости, испытание на трехточечный изгиб и удар при растяжении (DIN 53448). Кроме того, 37-летняя труба от компании Flevoland Potable Water Company была испытана давлением на разрыв в соответствии с ISO 1167. Был сделан вывод о том, что следует принять ожидаемый срок службы, намного превышающий значение, используемое в настоящее время для напорных труб из ПВХ в Европе. Другое европейское исследование определило, что минимальный ожидаемый срок службы труб из ПВХ составляет 170 лет. Об этом исследовании мы уже рассказывали — это были тесты немецких учёных, которые они в 1990-х годах проводили на трубах, установленных ещё в период Второй мировой войны. Исследования показали, что эти трубы могут прослужить ещё втрое больше уже прошедшего времени с момента установки. А в следующей части будем рассматривать внешние нагрузки на заглубленные трубы.