Металлургремонт
Завод Свободный Сокол Производство чугуна Производство чугуна чугунная труба
 
   
г.Липецк, Заводская, д.1
т. (4742) 48-03-57
     
  Главная >> Статьи >>Сравнение труб (часть3).Испытания на разрушение.Жесткость труб.  
     
 
Сравнение труб из ПВХ с трубами из ВЧШГ (часть3)

 
 
<<  
Часть3. Испытания на разрушение. Жесткость труб
 
>>

 
  Испытания на разрушения.  
 

Со временем прочность труб из ВЧШГ не снижается.

Невозможно определить взаимосвязь между воздействием гидростатического давления и временем выхода из строя труб из ВЧШГ. Таким образом, за прочность труб из ВЧШГ, учитываемую при гидростатическом проектировании, принимается половина минимального предела текучести материала под воздействием давления, т.е. 42 000 фунтов на кв.дюйм. Трубы из ПВХ выходят из строя под воздействием растягивающего напряжения в течение периода времени, обратно пропорционального интенсивности напряжения. Это означает, что прочность, учитывающаяся при гидростатических расчётах труб из ПВХ, меньше, чем предел текучести материала, установленный в кратковременных тестах. Используемое значение называется гидростатической базой для проектирования (ГБП) Значение ГБП, определяемое как давление, вызывающее выход трубы из строя после 100 000 часов (11,4 года) его воздействия определяется в соответствии со стандартом ASTM по экстраполяции данных, полученных в результате тестов, продолжавшихся 10 000 часов (1,14 года). Трубы стандарта AWWA C909 с ГБП 7100 фунтов на кв. дюйм, изготавливаются из материала ПВХ с ГБП, составляющей 4000 фунтов на кв. дюйм. Труба из ПВХ с ГБП 7100 фунтов на кв. дюйм может в действительности иметь ГБП всего 6810 фунтов на кв. дюйм в соответствии с ASTM D2837. ГБП должна снижаться в случае эксплуатации трубы при температуре выше 73,4°F. На рис. 5 представлен график падения напряжения труб из ПВХ, показывающий соотношение между интенсивностью напряжения и временем до отказа трубы. Следует отметить, что после 11,4 лет интенсивность напряжения, вызывающего отказ трубы, составляет всего половину начального значения.


 
 

Рисунок 5
График разрушения для напорных труб из ПВХ

 
наверх

 
  Противодействие кратковременным разрушающим нагрузкам труб из ВЧШГ в 41 раза выше, чем труб из ПВХ, и гораздо больше при воздействии долговременных разрушающих нагрузок  
 

Существование различных теорий проектирования подземных трубопроводов становится наиболее важным в связи с учётом требований противодействия внешним нагрузкам. Трубы из ВЧШГ и из ПВХ, будучи гибкими кольцеобразными материалами, противодействуют внешним нагрузкам изгибанием. Взаимодействие изогнутого кольцеобразного материала с окружающей почвой является сложным вопросом в теориях проектирования. Процедура учёта внешних нагрузок для труб из ВЧШГ, предусмотренная стандартом ANSI/AWWA C150/A21.50, основана на ограничении как кольцевых нагрузок изгиба, так и осевого отклонения.
Учёт внешних нагрузок стандартом ANSI/AWWA C909 не предусмотрен; единственным фактором, учитывающимся при проектировании труб из ПВХ, является осевое отклонение. Процедура проектирования труб из ВЧШГ также ограничивает осевые нагрузки под воздействием внешних сил 3 процентами. Этот предел, основанный на характеристиках внутреннего цементно-песчаного покрытия, и выверенный для труб из ВЧШГ, включает в себя фактор надёжности 2. Эти расчёты включают тот же привычный подход по параметрам почвы и нагрузкам от земли и возникающему вследствие этого осевому напряжению.
Обычная процедура проектировки трубопроводов из ПВХ ограничивает осевое отклонение 5% - единственным параметром, касающимся внешних нагрузок. При проектировке труб как из ВЧШГ, так и из ПВХ, применяется формула Лоуа для расчётов отклонения трубы. В формуле Лоуа факторами, ограничивающими осевое отклонение, считаются как жёсткость трубы, так и жёсткость материала, окружающего трубу. Поскольку ПВХ обладает намного меньшей жёсткостью, чем ВЧШГ, важность фактора жёсткости почвы для ПВХ намного выше, чем для ВЧШГ. Это означает, что для труб из ПВХ качество ложа траншей, и проверка работ на месте установки намного более важны, чем для ВЧШГ.


 
  Жесткость труб  
 

Параллельные испытания на разрушение дают лишь простые сравнительные данные об относительной прочности двух материалов. На рис. 6 сравнивается жёсткость труб, вытекающая из таких тестов, проведённых на 6-дюймовых напорных трубах из ВЧШГ класса 350 и 6-дюймовых трубах из ПВХ класса 150. Аналогичным образом на рис. 7 сравниваются 12-дюймовые трубы из ВЧШГ класса 350 и 12-дюймовые трубы из ПВХ класса 150.


 
 
рис6. Жесткость 6-дюймовых труб ASTM D2412
 
наверх


 
 
рис7. Жесткость 12-дюймовых труб ASTM D2412
 
   
  На основании данных испытаний на разрыв труб из ВЧШГ определены основные механические свойства, такие, как модуль упругости почвы, предел пропорциональности и предел текучести. Эти основные константы применяются во многих уравнениях при проектировании труб, разработанных на основе теории эластичности, где напряжение всегда считается пропорциональным нагрузке. У пластиков нет такой пропорциональности. Взаимосвязь между нагрузкой и деформацией зависит от длительности нагрузки, температуры и окружающей среды. Значения модуля эластичности, предела текучести , предела прочности, и других краткосрочных свойств пластмасс необходимы для определения и классификации материалов. Значения прочности и жёсткости, полученные по результатам краткосрочных испытаний, не вполне подходящие константы для использования в огромном количестве уравнений, полученных на основе эластичных характеристик. Однако многие из этих уравнений могут быть использованы и используются с пластиками, хотя их прочность и жёсткость определены значениями, которые рассматриваются как неэластичные характеристики. Лабораторные испытания на разрушение труб из ПВХ, проведённые с последовательным увеличением радиальной нагрузки со скоростью 0,5 дюйма в минуту представляют завышенные показатели, чем долгосрочные испытания вследствие свойственной ПВХ ползучести. Свойством материала, от которого зависит кольцевая жёсткость, является модуль эластичности. Под воздействием давления модуль эластичности труб из ПВХ со временем уменьшается. Параллельные тесты на разрушение представляют лишь данные о кратковременной кольцевой жёсткости пластиковых труб. Долговременная кольцевая жёсткость может быть рассчитана лишь на основе долговременного модуля.

 
 
<<  
Часть3. Испытания на разрушение. Жесткость труб
 
>>
 
     

 

 

ООО Металлургремонт :: чугунные трубы :: фасонные изделия :: статьи о трубах :: сравнение труб :: цены на трубы :: документация :: адрес Металлургремонта :: информация :: карта сайта