Виды стандартов пластиковых труб. ISO-9080: 2012. Часть 1

Настоящее второе издание отменяет и заменяет первое издание (ISO 9080: 2003), которое было технически пересмотрено. Были внесены следующие изменения. Во-первых, все упоминания о долговечности трубопроводных систем были удалены, так как этот стандарт касается только математического описания для экстраполяции и расчета долгосрочной прочности. Также было включено более точное описание количества и распределения наблюдений и использования экстраполяции. Наблюдения в примерах к Приложению C были изменены, чтобы они соответствовали спецификациям этого стандарта, и, следовательно, были обновлены результаты регрессионных расчетов. Кроме того, второй набор наблюдений был добавлен в Приложение D, чтобы обеспечить оценку в соответствии с 3-параметрической моделью (см. Приложение C) и в соответствии с 4-параметрической моделью (см. Приложение D). Наконец, был оценен ещё один пакет программного обеспечения и включен в Приложение E. В этом описании мы не имеем возможности подробно останавливаться на самих расчётах, которые будут и так понятны любому инженеру, владеющему терминологией и обозначениями, поэтому сосредоточимся на описании принципов, которые легли в основу этих расчётов. Эти принципы разъясняются в первых главах данного документа.

Стандартный метод экстраполяции (SEM) предназначен для оценки долговременной гидростатической прочности материала в форме трубы. Стандарты на продукцию предъявляют особые требования к физико-механическим свойствам материала, используемого для предполагаемого применения. Подчеркивается, что стандартный метод экстраполяции (SEM), описанный в этом документе, не предназначен для использования при отмене существующих процедур для достижения расчетных напряжений или допустимых давлений для трубопроводов, изготовленных из пластиков, или для браковки трубопроводов, изготовленных из материалов, проверенных такими процедурами, для которых опыт эксплуатации в течение многих лет был признан удовлетворительным. Пакеты программного обеспечения были разработаны для анализа SEM, как описано в Приложении A и Приложении B.

Программы на базе Windows имеются в продаже (см. Приложение E). Рекомендуется использовать эти пакеты программного обеспечения. Пригодность пластикового материала для напорной трубы определяется его длительной эксплуатацией в условиях гидростатического напряжения при испытании с учетом намеченных условий эксплуатации (например, температуры). Для целей проектирования принято выражать это посредством гидростатического (кольцевого) напряжения, которое пластиковая труба, изготовленная из рассматриваемого материала, должна выдерживать в течение 50 лет при температуре окружающей среды +20 °C, используя воду как внутреннюю среду для тестирования. Внешняя испытательная среда может быть также водой или воздухом.

Этот метод не подразумевает оценку срока службы. В определенных случаях необходимо определять значение гидростатической прочности при более коротких расчетных периодах или при более высоких температурах, а иногда и в обоих случаях. Метод, приведенный в настоящем международном стандарте, предназначен для удовлетворения потребностей в обоих типах оценки. Полученный результат укажет нижний предел прогнозирования (LPL), который является нижним доверительным пределом прогнозирования значения напряжения, которое может вызвать сбой в указанное время при указанной температуре. Настоящий международный стандарт обеспечивает окончательную процедуру, включающую метод экстраполяции с использованием данных испытаний при различных температурах, анализируемых методом множественной линейной регрессии.

Результаты позволяют определить проектные значения для конкретного материала в соответствии с процедурами, описанными в соответствующих стандартах на продукцию. Этот множественный линейный регрессионный анализ основан на скоростных процессах, наиболее точно описываемых моделями log10(stress) в сравнении с log10(time). Для оценки прогностической ценности используемой модели было сочтено необходимым использовать оценочный нижний предел прогнозирования (LPL) на 97,5%. Нижний предел прогнозирования на 97,5% эквивалентен нижнему доверительному пределу на 97,5% для прогнозируемого значения. Это соглашение используется в математических вычислениях, чтобы соблюсти соответствие справочной литературе. Данный аспект требует использования статистических методов. Этот метод может обеспечить систематическую основу для интерполяции и экстраполяции характеристик разрушения под напряжением при рабочих условиях, отличающихся от обычных 50 лет при температуре +20 °C.