Тавар = Т3 = 95 °С - 100 ч, т.е. а3 = 0,0228 %.
Коэффициенты запаса прочности при температурах Траб, Тмакс, Тавар согласно приложению Ж составляют: С1= 1,5; С2 = 1,3; С3 = 1.
Определение s0 проводится путем последовательной аппроксимации. К примеру, задаем расчетное напряжение в стенке трубы s0 = 5,0 МПа. Получаем следующие значения напряжений:
для Т1 s1 = С1×s0 = 1,5×5,0 = 7,5 МПа;
для Т2×s2 = С2×s0 = 1,3×5,0 = 6,5 МПа;
для Т3×s3 = С3×s0 = 1,0×5,0 = 5,0 МПа.
Пользуясь графиками или уравнениями, представленными в приложении В, определяем время t1, t2, t3, которое труба может выдержать, не разрушаясь при непрерывном действии каждой из указанных температур в отдельности, при напряжениях в стенке соответственно s1, s2, s3.
Из правила Майнера следует, что если время до разрушения трубы составляет t1 (лет) при непрерывном действии температуры Т1, то отношение l/t1 - это «доля повреждения», приходящаяся на год при непрерывном действии указанной температуры.
Если действие этой температуры в течение года не непрерывно и составляет величину а1, то «доля годового повреждения» составит a1/t1.
Так же определяют «долю годового повреждения» для температур Т2 и Т3.
Таким образом, для Т1 «доля годового повреждения» a1/t1
для Т2 «доля годового повреждения» a2/t2;
для Т3 «доля годового повреждения» a3/t3.
«Суммарное годовое повреждение» (TYD) определяется по формуле (А.1), а срок службы трубы - по формуле (А.2).
В таблице А.1 представлены результаты трех приближений. Расчет выполнялся в часах, а окончательный результат переведен в годы.
Из данных таблицы следует, что максимальное допустимое (расчетное) напряжение s0 в стенке трубы из полибутена, соответствующей классу эксплуатации 2, должно составлять примерно 5,04 МПа.
Таблица А.1
s, МПа |
1,5s, МПа |
t1, ч |
а1, % |
a1/t1, %/ч |
1,3s, МПа |
t2, ч |
a2, % |
a2/t2, %/ч |
t3, ч |
a3, % |
a3/t3, %/ч |
Sai/ti, %/ч |
tx, лет |
5,0 |
7,5 |
5,5 ´ 105 |
97,98 |
1,8 ´ 10-4 |
6,5 |
1,4 ´ 105 |
2 |
1,4 ´ 10-5 |
10,5 ´ 103 |
0,0228 |
2,2 ´ 10-6 |
1,9 ´ 10-4 |
58,9 |
5,1 |
7,65 |
3,7 ´ 105 |
» |
2,6 ´ 10-4 |
6,63 |
1,0 ´ 105 |
» |
2,0 ´ 10-5 |
8,2 ´ 103 |
» |
2,8 ´ 10-6 |
2,9 ´ 10-4 |
39,9 |
5,04 |
7,56 |
4,7 ´ 105 |
» |
2,1 ´ 10-4 |
6,55 |
1,2 ´ 105 |
» |
1,6 ´ 10-5 |
9,5 ´ 103 |
» |
2,4 ´ 10-6 |
2,3 ´ 10-4 |
50,4 |
(справочное)
Б.1 Расчетная масса 1 м труб из РР, РЕ-Х, РВ, PVC-C наиболее употребляемых серий приведена в таблице Б.1.
Таблица Б.1
Номинальный наружный диаметр d |
Расчетная масса 1 м труб, кг |
||||||||||
S10/SDR 21 |
S8/SDR 17 |
S6,3/SDR 13,6 |
S5/SDR 11 |
||||||||
РВ |
PVC-C |
РВ |
PVC-C |
РЕ-Х |
РВ |
PVC-C |
РР |
РЕ-Х |
РВ |
PVC-C |
|
10 |
0,037 |
- |
0,037 |
- |
0,038 |
0,037 |
- |
- |
0,038 |
0,037 |
- |
12 |
0,045 |
- |
0,045 |
- |
0,047 |
0,045 |
- |
- |
0,047 |
0,045 |
0,072 |
16 |
0,062 |
- |
0,062 |
- |
0,064 |
0,062 |
0,099 |
- |
0,072 |
0,070 |
0,118 |
20 |
0,079 |
- |
0,079 |
0,151 |
0,092 |
0,090 |
0,151 |
0,107 |
0,111 |
0,109 |
0,183 |
25 |
0,101 |
0,193 |
0,114 |
0,193 |
0,142 |
0,140 |
0,234 |
0,164 |
0,167 |
0,165 |
0,279 |
32 |
0,157 |
0,251 |
0,183 |
0,306 |
0,226 |
0,224 |
0,379 |
0,261 |
0,269 |
0,264 |
0,442 |
40 |
0,232 |
0,387 |
0,285 |
0,482 |
0,353 |
0,347 |
0,589 |
0,412 |
0,425 |
0,417 |
0,801 |
50 |
0,361 |
0,611 |
0,442 |
0,739 |
0,540 |
0,532 |
0,896 |
0,638 |
0,658 |
0,645 |
1,09 |
63 |
0,565 |
0,945 |
0,700 |
1,18 |
0,864 |
0,847 |
1,42 |
1,01 |
1,04 |
1,02 |
1,71 |
75 |
0,801 |
1,32 |
0,982 |
1,66 |
1,22 |
1,20 |
2,01 |
1,41 |
1,45 |
1,42 |
2,39 |
90 |
1,14 |
1,93 |
1,41 |
2,38 |
1,75 |
1,71 |
2,88 |
2,03 |
2,10 |
2,05 |
3,46 |
110 |
1,71 |
2,89 |
2,10 |
3,53 |
2,59 |
2,53 |
4,27 |
3,01 |
3,11 |
3,05 |
5,13 |
125 |
2,20 |
3,69 |
2,67 |
4,50 |
3,33 |
3,26 |
5,49 |
3,91 |
4,02 |
3,95 |
6,65 |
140 |
2,75 |
4,62 |
3,35 |
5,65 |
4,17 |
4,08 |
6,88 |
4,87 |
5,03 |
4,92 |
8,28 |
160 |
3,60 |
6,06 |
4,37 |
7,37 |
5,43 |
5,33 |
8,97 |
6,38 |
6,59 |
6,46 |
10,9 |
180 |
4,52 |
7,53 |
5,54 |
9,32 |
6,91 |
6,75 |
11,4 |
8,07 |
8,29 |
8,15 |
13,7 |
200 |
5,60 |
9,42 |
6,83 |
11,5 |
8,47 |
8,29 |
14,0 |
9,95 |
10,2 |
10,0 |
16,9 |
225 |
7,07 |
11,9 |
8,65 |
14,6 |
10,8 |
10,5 |
17,7 |
1,26 |
12,9 |
12,7 |
21,4 |
250 |
8,66 |
14,6 |
10,6 |
17,9 |
13,2 |
13,0 |
21,8 |
15,5 |
16,0 |
15,7 |
26,3 |
280 |
10,9 |
18,4 |
13,3 |
22,4 |
- |
16,2 |
27,3 |
19,4 |
- |
19,6 |
33,0 |
315 |
13,7 |
23,1 |
16,9 |
28,4 |
- |
20,6 |
34,6 |
24,6 |
- |
24,8 |
41,8 |
355 |
17,4 |
29,3 |
21,4 |
36,1 |
- |
26,1 |
43,9 |
31,2 |
- |
- |
- |
400 |
22,1 |
37,3 |
27,1 |
45,6 |
- |
33,1 |
55,7 |
39,6 |
- |
- |
- |
Продолжение таблицы Б.1
Номин. наружный диаметр d |
Расчетная масса 1 м труб, кг |
|||||||
S4/SDR 9 |
S3,2/SDR 7,4 |
S2,5/SDR 6 |
S2/SDR 5 |
|||||
РЕ-Х |
РВ |
PVC-C |
РР |
РЕ-Х |
РВ |
РР |
РР |
|
10 |
0,038 |
0,037 |
0,059 |
- |
0,040 |
0,039 |
0,046 |
0,050 |
12 |
0,049 |
0,048 |
0,081 |
0,057 |
0,057 |
0,056 |
0,063 |
0,071 |
16 |
0,082 |
0,081 |
0,136 |
0,095 |
0,098 |
0,095 |
0,110 |
0,128 |
20 |
0,131 |
0,128 |
0,217 |
0,148 |
0,153 |
0,150 |
0,172 |
0,198 |
25 |
0,196 |
0,194 |
0,326 |
0,230 |
0,238 |
0,233 |
0,266 |
0,307 |
32 |
0,320 |
0,317 |
0,533 |
0,370 |
0,382 |
0,373 |
0,434 |
0,498 |
40 |
0,503 |
0,492 |
0,830 |
0,575 |
0,594 |
0,581 |
0,671 |
0,775 |
50 |
0,774 |
0,763 |
1,28 |
0,896 |
0,926 |
0,908 |
1,04 |
1,21 |
63 |
1,24 |
1,21 |
2,05 |
1,41 |
1,45 |
1,42 |
1,65 |
1,91 |
75 |
1,75 |
1,71 |
2,88 |
2,01 |
2,07 |
2,02 |
2,34 |
2,70 |
90 |
2,52 |
2,46 |
4,15 |
2,87 |
2,96 |
2,90 |
3,36 |
3,88 |
110 |
33,74 |
3,65 |
6,16 |
4,30 |
4,44 |
4,34 |
5,01 |
5,78 |
125 |
4,82 |
4,72 |
7,94 |
5,53 |
5,71 |
5,59 |
6,47 |
7,46 |
140 |
6,05 |
5,92 |
9,97 |
6,95 |
7,17 |
7,02 |
8,12 |
9,35 |
160 |
7,87 |
7,71 |
13,0 |
9,04 |
9,34 |
9,15 |
10,6 |
12,2 |
180 |
9,92 |
9,74 |
16,4 |
11,4 |
11,8 |
11,6 |
13,4 |
15,4 |
200 |
12,3 |
12,1 |
20,3 |
14,1 |
14,6 |
14,3 |
16,5 |
- |
225 |
15,5 |
15,2 |
25,5 |
17,9 |
18,5 |
- |
20,9 |
- |
250 |
19,2 |
18,8 |
31,6 |
22,1 |
22,8 |
- |
- |
- |
280 |
- |
- |
- |
27,6 |
- |
- |
- |
- |
315 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
(обязательное)
В.1 Эталонные кривые длительной прочности труб из РР-Н 100, РР-В 80, PP-R 80, РЕ-Х 80, РВ 125, PVC-C 250, РЕ 63, РЕ 80, РЕ 100, PVC-U 100, PVC-U 125 и фитингов из PVC-C 250 представлены на рисунках В.1 - В.11.
Время до разрушения трубы, ч
Левая часть ломаной: lg(t) = -46,364 - (9601,1/7) lg(s) + 20381,5/Т + 15,24 lg(s)
Правая часть ломаной: lg(t) = -18,387 + 8918,5/Т - 4,1 lg(s),
где t - время, ч;
Т - температура, К;
s - напряжение в стенке трубы, МПа
Рисунок В.1 - Эталонные кривые длительной прочности труб из РР-Н 100
Левая часть ломаной: lg(t) = -56,086 - (10157,8/Т) lg(s) + 23971,7/Т + 13,32 lg(s)
Правая часть ломаной: lg(t) = -13,699 + 6970,3/Т - 3,82lg(s),
где t - время, ч;
Т - температура, К;
s - напряжение в стенке трубы, МПа
Рисунок В.2 - Эталонные кривые длительной прочности труб из РР-В 80
Левая часть ломаной: lg(t) = -55,725 - 9484,1 lg(s)/Т + 25502,2/Т + 6,39 lg(s)
Правая часть ломаной: lg(t) = -19,98 + 9507/T - 4,11 lg(s),
где t - время, ч;
Т - температура, К;
s - напряжение в стенке трубы, МПа
Рисунок В.3 - Эталонные кривые длительной прочности труб из PP-R 80
lg(t) = -105,8618 - (18506,15/T) lg(s) + 57895,49/T - 24,7997 lg(s),
где t - время, ч;
Т - температура, К;
s - напряжение в стенке трубы, МПа
Рисунок В.4 - Эталонные кривые длительной прочности труб из РЕ-Х
Левая часть ломаной: lg(t) = -430,866 - (125010/T) lg(s) + 173892,7/T + 290,0569 lg(s)
Правая часть ломаной: lg(t) = -129,895 - (37262,7/T) lg(s) + 52556,48/T + 88,56735 lg(s),
где t - время, ч;
Т - температура, К;
s - напряжение в стенке трубы, МПа
Рисунок В.5 - Эталонные кривые длительной прочности труб из РВ 125
lg(t) = -109,95 - (21897,4/T) lg(s) + 43702,87/T + 50,74202 lg(s),
где t - время, ч;
Т - температура, К;
s - напряжение в стенке трубы, МПа
Рисунок В.6 - Эталонные кривые длительной прочности труб из PVC-C
lg(t) = -121,699 - (25985/Т) lg(s) + 47143,18/Т + 63,03511 lg(s),
где t - время, ч;
Т - температура, К;
s - напряжение в стенке трубы, МПа
Рисунок В.7 - Эталонные кривые длительной прочности фитингов из PVC-C