ГОСТ Р ИСО 13760-2021 Трубы из пластмасс для транспортирования жидкостей под давлением. Правило Майнера. Метод расчета накопленного повреждения

Приложение B

(справочное)

Правило Майнера и окислительная стабильность

Окислительная стабильность полиолефинов в диапазоне от 60°С до 120°С, как правило, очень хорошо описывается уравнением Аррениуса:

,                                                       (B.1)

где t - срок службы при окислении при температуре T;

T - температура, K;

A - постоянная для данной реакции;

E - энергия активации, Дж/моль;

R - универсальная газовая постоянная (приблизительно 8,32 Дж/моль·K).

Энергия активации, выявленная к настоящему времени для полиолефинов в диапазоне от 60°С до 120°С, составляет примерно 110 кДж/моль.

В ISO/TR 9080 коэффициент экстраполяции по времени , равный 50, применяют в диапазоне от 110°С до 70°С или 75°С, что эквивалентно энергии активации 107 кДж/моль или 125 кДж/моль. Коэффициент экстраполяции для экстраполяции во времени на 1 год при температуре 110°С соответствует , в годах, при более низкой температуре, где - коэффициент экстраполяции, зависящий от разности температур.

Рекомендуется использовать значение энергии активации, равное 110 кДж/моль, если экспериментальные данные не указывают на иное. Это представляет собой консервативный (безопасный) подход.

По формуле (B.1) вычисляют коэффициенты экстраполяции при различных температурах (чтобы более точно определить разность температур, например от 110°С до 70°С). Когда экспериментально известна окислительная стабильность в определенной контрольной точке, например 110°С, умножение на эти коэффициенты экстраполяции приводит к ожидаемой окислительной стабильности для каждой более низкой температуры. Данные сроки эксплуатации могут быть включены в формулу Майнера, что позволяет рассчитать ожидаемую окислительную стабильность для данного температурного профиля.

Поскольку все эти сроки службы пропорциональны окислительной стойкости в контрольной точке, результат, полученный по правилу Майнера (расчетный срок службы для температурного профиля), также пропорционален . Таким образом, конечным результатом является коэффициент экстраполяции для профиля, а срок службы трубы или фитинга при окислении для профиля равен сроку службы при окислении при 110°С, умноженному на коэффициент экстраполяции для этого профиля.

Следовательно, при использовании коэффициента экстраполяции по окислению, который составляет более 50 лет, срок службы при окислении для соответствующего температурного профиля превысит 50 лет (стандартное требование к сроку службы при температуре 110°С составляет 1 год). И наоборот, при использовании коэффициента экстраполяции по окислению, который менее 50, необходим срок службы при температуре 110°С более 1 года для расчетного срока в 50 лет.