---

10.4 Визначення розмірів труб, виробів і арматури ПТПУ здійснюють при температурі (23 ± 2) °С
після їх витримки протягом не менше 2 год при зазначеній температурі.

10.4.1 Вимірювальний інструмент, що застосовується:

• рулетка згідно з ДСТУ 4179;

• металева лінійка згідно з ГОСТ 427;

• штангенциркуль згідно з ГОСТ 166;

• стінкоміри С-10-А, З-25 згідно з ГОСТ 11358 з подовженою п'ятою.

Допускається застосування спеціального вимірювального інструмента, що забезпечує встановлену точність виміру і атестованого у встановленому порядку.

10.4.2 Вимірювання середнього зовнішнього діаметра оболонки і середнього зовнішнього діаметра вершин гофрів оболонки проводять у двох перерізах кожного зразка на відстані не менше 500 мм від торців.

Для оболонок діаметром 200 мм і менше за середній зовнішній діаметр і середній зовнішній діаметр вершин гофрів приймають середній арифметичний вимір зовнішнього діаметра вершин гофрів у двох взаємно перпендикулярних напрямках. Вимірювання проводять штангенциркулем з похибкою не більше 0,1 мм.

Для оболонок діаметром більше 200 мм середній зовнішній діаметр обчислюють за формулою

D = (P / π) - 2Δβ - 0,2, (10.1)

де Р - чисельне значення периметра поперечного перерізу оболонки, мм;

Δβ - товщина стрічки рулетки, мм;

0,2 - коефіцієнт, що враховує похибку при перекосі стрічки рулетки, мм.

10.4.3 Вимірювання середнього зовнішнього діаметра западин гофрів оболонки проводять у двох
перерізах кожного зразка по зовнішньому діаметру западин гофрів оболонки на відстані не менше 5 мм від торців згідно з 10.4.2.

4. Товщину стінки оболонки вимірюють мікрометром типу МТ (ГОСТ 6507) або стінкоміром
   С-10А, С-25 з похибкою не більше 0,01 мм у чотирьох рівномірно розподілених за окружністю точках з
   обох торців на відстані від них не менше 5 мм.

5. Довжину труб виду РЕ-Х/ПЕ в бухтах необхідно визначати діленням маси котушки з трубами
   без маси самої котушки, зваженої з похибкою не більше 0,5 %, на значення розрахункової лінійної
   густини труби.

6. Вимірювання відхилення від співвісності провідних труб і оболонок проводять металевою
   рулеткою згідно з ГОСТ 427 з похибкою не більше 1 мм у чотирьох рівномірно розподілених за
   окружністю точках з обох торців труб, виробів і арматури ПТПУ.

10.5 Густину ізоляції в радіальному напрямку визначають на трьох зразках довжиною (100 ± 1) мм,
шириною (100 ± 1) мм і висотою h, мм, яка дорівнює товщині ізоляції в радіальному напрямку, виміряною з похибкою не більше 1 мм. Зразки ізоляції треба брати з однієї проби продукції, відібраної згідно з 9.7.

Визначення густини проводять при температурі (23 ± 2) °С. Перед випробуванням зразки кон-диціонують протягом не менше 2 год відповідно до ГОСТ 12423.

Зразки зважують на аналітичних вагах згідно з ГОСТ 24104 з точністю до 1 мг. Густину ізоляції в радіальному напрямку γ, кг/м³, визначають за формулою

, (10.2)

де Р - маса зразка, кг;

V - об'єм зразка, м³.

За результат випробувань приймають нижню межу довірчого інтервалу за статистичною обробкою даних трьох випробувань.

10.7 Визначення міцності при стиску ізоляції проводять згідно з ДСТУ Б В.2.7-38 з використанням випробувального обладнання згідно з ГОСТ 4651.

З однієї проби продукції, відібраної згідно з 9.7, виготовляють по п'ять зразків.

Зразки завдовжки (30 ± 5) мм, завширшки (30 ± 5) мм і висотою h_О, мм, яка дорівнює максимальному розміру в радіальному напрямку, але не більше (30 ± 5) мм, вирізують з рівномірно розподілених за периметром перерізів ізоляції.

Випробування проводять при температурі (23 ± 2)°С. Перед випробуванням зразки кондиціонують протягом не менше 2 год відповідно до ГОСТ 12423.

Швидкість стиску зразка V, мм/хв, обчислюють за формулою

V = 0,03(h_О / t), (10.3)

де h_О - висота зразка, мм;

t - час (постійна, що дорівнює 1 хв).

При випробуваннях вимірюють навантаження стиску F, Н, при встановленій умовній деформації ε, що дорівнює 10 %.

Встановлена умовна деформація визначається за формулою

ε = (h_О – h₁) 100 / h₀, (10.4)

де h₁ - висота зразка при вимірі сили стиску, мм.

Міцність при стиску σ_сд , Н/мм², обчислюють за формулою

σ_сд = F / A_o, (10.5)

де А_о- початковий поперечний переріз зразка, мм².

За результат випробування приймають нижню межу довірчого інтервалу за статистичною обробкою даних п'яти випробувань.

10.8 Визначення водовбирання ізоляції.

10.8.1 3 однієї проби продукції, відібраної згідно з 9.7, виготовляють п'ять зразків.

Випробування проводять при температурі (23 ± 2) °С, атмосферному тиску (736 ± 3) мм рт.ст. та вологості (60 ± 3) %. Перед випробуванням зразки кондиціонують протягом не менше 2 год згідно з ГОСТ 12423.

10.8.2 Зразки згідно з 10.7.1 зважують на аналітичних вагах згідно з ГОСТ 24104 з точністю до 1 мг і занурюють у плоску ємкість за ГОСТ 25336 з водою, що кипить, на (90 ± 1,0) хв.

Потім зразки виймають із ємкості з водою пінцетом лабораторним, вживаючи заходів щодо уникнення ошпарення рук. Уникаючи деформації зразків, краплі води з поверхні зразків видаляють за допомогою м'якої тканини або фільтрувального паперу і зважують повторно протягом не більше 5 хв після витягнення з води.

10.8.3 Водовбирання ізоляції, %, визначається за формулою

, (10.6)

де W- водовбирання, %;

P_О - маса зразка перед випробуванням, г;

Р₁ - маса зразка після випробування, г;

V- об'єм зразка перед випробуванням, мм³;

ρ - густина води, г/мм³.

За результат випробувань приймають середнє арифметичне результатів п'яти випробувань.

10.9 Коефіцієнт ефективної теплопровідності ізоляції визначають згідно з ДСТУ Б В.2.7-105 однієї проби продукції, відібраної згідно з 9.7, виготовляють по 3 зразки завдовжки (200 ± 5) мм, завширки (200 ± 5) мм і заввишки h₀, мм, товщиною, що дорівнює максимальному розміру радіальному напрямку, але не більше (50 ± 5) мм.

Випробування проводять при температурі (50 ± 2) °С. Перед випробуванням зразки кондиціонують протягом не менше 2 год відповідно до ГОСТ 12423.

За результат випробування приймають нижню межу довірчого інтервалу за статистичною обробкою даних трьох випробувань.

10.9.1 Для визначення ефективної теплопровідності теплової ізоляції труб ПТПУ допустиме використання установки (рисунок 4), що виглядає як сталева труба діаметром від 100 мм до 150 мм, завдовжки не менше 2,0 м. Усередині труби розміщують нагрівальний елемент, змонтований на вогнетривкому матеріалі.

1 - сталева труба; 2 - електронагрівач; 3 - випробувальний матеріал; 4 - ізоляція; 5 - термопари; 6 - вольтметр; 7 - амперметр; 8 - автотрансформатор; 9 - перемикач; 10 - гальванометр; 11 - ємкість з льодом; 12 - самописний гальванометр

Рисунок 4

Нагрівальний елемент розділяють на три самостійні секції за довжиною труби. Центральна секція, що займає 1/3 довжини труби, є робочою, бічні секції служать для усунення витоків тепла через торці.

Трубу встановлюють на підставках на відстані від 1,5 м до 2 м від підлоги і стін приміщення, у якому проводять випробування.

Вимірювання температури труби і поверхні випробувального матеріалу проводять термопарами. Шляхом регулювання електричної потужності, що споживається охоронними секціями, необхідно домогтися відсутності перепаду температури між робочою та охоронною секціями. Випробування проводять при сталому тепловому режимі, коли температура на поверхні труби та ізоляції постійна в часі.

Витрата електричної енергії робочим нагрівачем може визначатися як ваттметром, так і окремо вольтметром і амперметром.

Ефективну теплопровідність теплової ізоляції λ, Вт/м °С, обчислюють за формулою

, (10.7)

де t₁ і t₂ - температури на поверхні труби та ізоляції, °С;

l - довжина робочої секції, м;

d - зовнішній діаметр сталевої труби, м;

D - зовнішній діаметр труби-оболонки, м.

Тепловий потік Q, Вт, обчислюють за формулою

Q = 0,86 lV,

де l - середнє заміряне значення сили струму, А;

V- заміряна напруга робочого нагрівача, В.

10.10 Міцність на зсув в осьовому напрямку при температурі (23 ± 2) °С визначають не менше ніж на трьох зразках труб ПТПУ з виступом провідної труби N ≥ 0 mm, завдовжки L, що дорівнює 2,5 і кратна товщині ізоляції А, але не менше (200 ± 5) мм, вирізаних з поперечного перерізу однієї проби продукції, відібраної згідно з 9.7 (рисунок 5).

Випробування проводять при температурі (23 ± 2)°С. Перед випробуванням зразки кондиціонують протягом не менше 2 год згідно з ГОСТ 12423.

До зразка прикладають осьове навантаження зі швидкістю не більше (5 ± 1) мм/хв і фіксують максимальне значення зусилля, за якого відбувається зсув провідної труби і (або) ізоляції відносно оболонки.

За результат випробувань приймають нижню межу довірчого інтервалу за статистичною обробкою даних трьох випробувань.

Міцність на зсув в осьовому напрямку Т_акс , МПа, обчислюють за формулою

де F_акс - осьове навантаження, Н;

L - довжина зразка, мм;

D- зовнішній діаметр провідної труби, мм.

1 - вектор прикладання осьового навантаження; 2 - провідна труба; 3 - оболонка; 4 - напрямне кільце; 5 - плита основи машини для випробувань; 6 - альтернативний засіб прикладання осьового навантаження

Рисунок 5

10.11 Міцність на зсув в осьовому напрямку при температурі (140 ± 2)°С для провідної труби зі
сталі і при температурі (100 ± 2)°С для провідних труб із ПП-80тип 3 і РЕ-Х визначають згідно з 10.10 при кондиціонуванні провідної труби при температурі відповідно (140 ± 2)°С і (100 ± 2)°С протягом не менше 1 год.

Осьове навантаження до зразків прикладається протягом не більше 2 хв після закінчення кондиціонування провідної труби.

10.12 Міцність на зсув у тангенційному напрямку при температурі (23 ± 2)°С визначають не менше
ніж на трьох зразках труб ПТПУ завдовжки 0,75 зовнішнього діаметра провідної труби, але не менше
(100 ± 5) мм (рисунок 6), вирізаних з однієї проби продукції, відібраної згідно з 9.7.

Випробування проводять при температурі (23 ± 2)°С. Перед випробуванням зразки кондиціонують протягом не менше 2 год відповідно до ГОСТ 12423.

Тангенційне навантаження прикладають до оболонки за допомогою двох важелів завдовжки А = 1000 мм, закріплених співвісно з двох сторін оболонки. До зразка прикладають осьове навантаження зі швидкістю не більше (25 ± 1) мм/хв і фіксують максимальне значення зусилля, за якого відбувається зсув провідної труби, з зовнішнім діаметром d і (або) ізоляції відносно оболонки.

За результат випробувань приймають нижню границю довірчого інтервалу за статистичною обробкою даних трьох випробувань.

Міцність на зсув в тангенційному напрямку Т_танг, МПа, обчислюють за формулою

Т_танг = 2lF_танг / πD²L , (10.9)

де F_танг- тангенційне навантаження, Н;

L - довжина зразка, мм;

D - зовнішній діаметр провідної труби, мм;

l - довжина кожного важеля, мм.

1 - провідна труба; 2 - оболонка; 3 - ізоляція; 4 - хомут; 5 - важіль; 6 - нерухома опора

Рисунок 6

10.13 Міцність на зсув у тангенційному напрямку при температурі (140 ± 2)°С для провідної труби зі сталі і при температурі (100±2)°С для провідних труб із ПП-80тип 3 і РЕ-Х визначають згідно з 10.12 при кондиціонуванні провідної труби проби продукції завдовжки не менше (3000 ± 5) мм при тем-пературі відповідно (170 ± 2)°С і (115 ± 2)°С протягом не менше 1450 год. Потім температуру теплоносія знижують відповідно до(140±2)°С і (100±2)°Сі витримують протягом не менше 24 год.

Зразки для випробувань згідно з 10.12 вирізують із зразків продукції, відібраних згідно з пунктом 7.7 на відстані не менше 1000 мм від торця. Випробування проводяться згідно з 10.12 протягом не більше 2 год після закінчення кондиціонування провідної труби.

10.13.1 Довговічність теплової ізоляції визначають за критерієм міцності на зсув в тангенційному напрямку.

У залежності від температури довговічність пінополіуретану в загальному вигляді повинна відпо-відати експоненційному закону

, (10.10)

де , - час старіння відповідно для однакового рівня властивостей того чи іншого критерію довговічності, діб;

Т - температура теплоносія, °С;

Т_у- температура прискорених випробувань, °С;

Е - ефективна енергія активації процесу старіння (≈150 кдж/моль °С);

R - універсальна газова стала (8,33 Дж/моль).

Контрольні значення довговічності в залежності від температури обчислюють за наступним рівнянням:

. (10.11)

Для визначення кривих довговічності зразки сталевих труб (наприклад, діаметром 76 мм) з теплоізоляцією з пінополіуретану в поліетиленовій оболонці завдовжки (3000 ± 5) мм піддають тепловому старінню в повітряному середовищі на стенді шляхом пропуску по сталевих трубах теплоносія з температурами 165, 155, 145, 140 °С (по два зразки на кожну температуру) протягом часу, наведеного в таблиці 16.

Таблиця 16

Після кожного циклу теплового старіння теплоізоляцію зразків у середній частині розрізають впоперек по периметру (до поверхні сталевої труби), видаляючи відрізок завдовжки 200 мм. Після чого температуру теплоносія встановлюють на рівні 140 °С та пропускають його протягом доби, а потім визначають міцність на зсув на тангенційному напрямку згідно з 10.13.