ГОСТ 30732-2020 Трубы и фасонные изделия стальные с тепловой изоляцией из пенополиуретана с защитной оболочкой. Технические условия (с Поправками)

Приложение Б
(справочное)

Взаимосвязь между расчетным сроком службы и условиями испытания на ускоренное старение

Б.1 В целях оценки долговечности материала теплоизоляционного слоя и срока службы конструкции изолированной трубы, без учета механических нагрузок, на заданный температурный режим проводят испытания на ускоренное старение при различных температурах с последующим определением прочности на сдвиг в осевом или тангенциальном направлении.

Б.2 Долговечность материала теплоизоляции может быть описана уравнением Аррениуса (Б.1) как функция прогнозируемого срока службы от обратной постоянно действующей температуры. Результаты испытаний ускоренного старения при повышенных температурах могут быть экстраполированы на нормальные рабочие температуры тепловой сети для расчета теоретического значения минимального срока службы конструкции изолированной трубы. Экстраполяция результатов испытаний существенно зависит от кажущейся энергии активации процесса старения (деструкции) материала теплоизоляции, которая принята в настоящем стандарте равной 150 кДж/(моль·К).

,                                                                 (Б.1)

где - долговечность материала теплоизоляции, г;

- предэкспоненциальный множитель;

- кажущаяся энергия активации процесса деструкции, кДж/моль;

- универсальная газовая постоянная, Дж/моль;

- температура, °К.

Б.3 Срок службы изолированной трубы при переменном температурном режиме, характерном для работы большинства тепловых сетей на территории государств - участников Соглашения, принявших настоящий стандарт, может быть рассчитан по методу накопленных повреждений (правило Майнера), в общем виде описываемому выражением

,                                                  (Б.2)

где - долговечность (срок службы) материала теплоизоляции, г;

, , - доля времени действия температур , , от общего времени работы конструкции;

, , - долговечность конструкции при постоянном действии температур теплоносителя , , .

Б.4 Методом последовательных приближений можно определить значения коэффициента А в уравнении (Б.1) для заданного переменного температурного режима эксплуатации сети и расчетного минимального срока службы . Затем, используя полученное значение А, строят эталонную зависимость Аррениуса в графическом виде и определяют время испытания на ускоренное старение для заданной температуры, необходимое для подтверждения расчетного срока службы.

На рисунке Б.1 приведена эталонная кривая долговечности конструкции изолированной трубы для модельного температурного режима эксплуатации по таблице А.1, на которой отмечены условия для ускоренного старения. В случае положительных результатов испытаний на прочность при осевом или тангенциальном сдвиге после ускоренного старения в соответствии с 9.19 может быть подтвержден расчетный срок службы конкретной конструкции изолированных труб и изделий в течение 30 лет при эксплуатации в тепловых сетях, работающих по переменному температурному графику 150°С-70°С.

1 - ожидаемый срок службы, лет; 2 - ожидаемый срок службы, ч; 3 - непрерывные рабочие температуры; 4 - долговечность материала изоляции; 5 - условия ускоренных испытаний; 6 - условия эксплуатации при постоянной температуре

Рисунок Б.1