Справочное руководство по трубам ПВХ. Часть 47

Квалификационные испытания, такие как определение классификации для исходного материала, определение гидростатических расчетных основ и оценка воздействия на здоровье, выполняются с использованием тех же стандартов. Сертификаты, одобрения и сторонние испытания также доступны для PVC-O. Принципы проектирования, обсуждаемые выше для трубопроводов из непластифицированного ПВХ, также применимы к трубам из поливинилхлорида с молекулярной ориентацией. Проектировщику точно так же может потребоваться рассмотреть гидростатическую прочность (долгосрочную и краткосрочную) труб PVC-O. Важное дополнение: вязкоупругие материалы не могут использовать линейную упругую модель, используемую в традиционных материалах для труб. Поэтому в стандартах и другой специальной литературе вводится и подробно обсуждается концепция линии регрессии напряжения. Для труб PVC-O применяются те же параметры, что для труб PVC-U. Разница заключается в том, что данные для труб из непластифицированного ПВХ имеют более низкие значения кольцевого напряжения, чем для PVC-O, из-за более высокой кольцевой прочности PVC-O на растяжение. Теперь рассмотрим основы гидростатического проектирования для труб с молекулярной ориентацией. Для исходного материала это значение (HDB) составляет 27,6 МПа (то же самое, что и для обычных ПВХ труб). Ориентация молекул исходного материала вызывает увеличение HDB готовой трубы PVC-O.

Для некоторых стандартов Северной Америки требуется HDB 7 100 фунтов на квадратный дюйм или 49 МПа. PVC-O демонстрирует те же результаты, что и для ПВХ на кривой регрессии напряжения и линии регрессии напряжения с различными значениями HDB. Однако значения PVC-O для кольцевого напряжения выше, что позволяет отнести его ко второй категории HDB (49 МПа). Из-за различных значений HDB классификация по соотношению размеров (DR) для обычного ПВХ не используется для PVC-O. Вместо этого для PVC-O указывается только класс давления (PC) или номинальное давление (PR). Что касается кратковременной гидростатической прочности, то как и трубы из непластифицированного ПВХ, трубы из молекулярно-ориентированного материала могут выдерживать значительно более высокое гидростатическое давление в течение короткого периода эксплуатации, чем в течение длительного периода времени. Например, чтобы пройти кратковременный тест на быстрый разрыв, кольцевое напряжение при разрыве должно соответствовать или превышать 78,6 МПа (11400 фунтов на квадратный дюйм). Однако для прохождения более длительного испытания под давлением образец подвергается постоянному кольцевому напряжению 51,71 МПа (7 500 фунтов на квадратный дюйм) в течение 1000 часов.

Важно отметить, что для одних и тех же условий прерывистого потока скачки давления, возникающие в трубах с высоким модулем упругости (например, чугунных) будут значительно больше, чем скачки в трубе с более низким модулем упругости (как PVC-O). Скачки давления в трубах PVC-O различного класса / номинального давления в ответ на мгновенное изменение скорости потока (DV) также были исследованы. Допустимые краткосрочные рейтинги (STR) для труб PVC-O в 1,6 раза превышают их класс давления или номинальное значение. Краткосрочные рейтинги рассчитываются путем применения коэффициента безопасности (SF) = 2, что эквивалентно расчетному коэффициенту (DF) = 0,5 к краткосрочной прочности (STS) трубы. Усталостное разрушение из-за циклических перепадов давления редко вызывает беспокойство в большинстве систем водоснабжения. Однако конструкция некоторых систем трубопроводов (например, магистралей канализации) может контролироваться или ограничиваться сильными циклическими перепадами. Если циклические перенапряжения не контролируются или не спроектированы вне системы, тогда все трубы, фитинги и вспомогательное оборудование должны быть спроектированы с достаточным учетом циклических перенапряжений для предотвращения усталостного разрушения. В случаях, когда циклическая усталость ограничивает конструкцию, часто более экономично установить устройства контроля, чтобы уменьшить величину и / или частоту скачков.

Принципы проектирования, представленные для труб из НПВХ, также применимы к трубам из МО-ПВХ. Однако, поскольку трубы PVC-O предназначены только для работы под давлением, внешняя нагрузка редко является параметром, ограничивающим конструкцию. Значения жесткости труб (PS) для определения процентов прогиба трубы приведены в специальной литературе. Специалистами рассматриваются следующие факторы для проектирования труб из молекулярно-ориентированного ПВХ: продольный изгиб, расстояние между опорами, тепловое расширение и сжатие, а также плавучесть. Эти же инженерные принципы применимы к трубам из обычного поливинилхлорида, за исключением нескольких модификаций, обсуждаемых ниже. Если производственный процесс предусматривает двухосную ориентацию, свойства изгиба труб из молекулярно-ориентированного поливинилхлорида в продольном направлении могут быть выше, чем у труб из непластифицированного поливинилхлорида. Однако консервативный подход к определению этих свойств использует те же значения, что и для обычного PVC, то есть модуля упругости при изгибе и допустимого напряжения изгиба. Если свойства PVC-O при изгибе выше, и проектировщик решит воспользоваться этим, допустимый радиус изгиба будет меньше. Для уточнения фактических значений прочности следует проконсультироваться с производителем труб PVC-O.