ГОСТ ISO 9080-2023

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ТРУБОПРОВОДЫ И ВОЗДУХОВОДЫ ИЗ ПЛАСТМАСС

Определение длительной гидростатической прочности термопластов на образцах в форме труб методом экстраполяции

Plastics piping and ducting systems. Determination of the long-term hydrostatic strength of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation

МКС 23.040.20

Дата введения 2024-12-01

с правом досрочного применения

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Обществом с ограниченной ответственностью "Группа ПОЛИПЛАСТИК" (ООО "Группа ПОЛИПЛАСТИК") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 5

2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 27 декабря 2023 г. N 168-П)

За принятие проголосовали:

(Поправка. ИУС № 10-2024), (Поправка. ИУС № 12-2024).

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 декабря 2023 г. N 1716-ст межгосударственный стандарт ГОСТ ISO 9080-2023 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 декабря 2024 г. с правом досрочного применения

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ISO 9080:2012* "Трубопроводы и воздуховоды из пластмасс. Определение длительной гидростатической прочности термопластов на образцах в форме труб методом экстраполяции" ("Plastics piping and ducting systems - Determination of the long-term hydrostatic strength of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation", IDT).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации ISO/TC 138 "Пластмассовые трубы, фитинги и арматура для транспортирования жидких и газообразных сред", подкомитетом SC 5 "Общие свойства труб, фитингов и арматуры из пластмасс и их комплектующих. Методы испытаний и основные технические требования" Международной организации по стандартизации (ISO).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов соответствующие им межгосударственные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА.

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге "Межгосударственные стандарты"

ВНЕСЕНЫ: поправка, опубликованная в ИУС № 10, 2024 год; поправка, опубликованная в ИУС № 12, 2024 год

     Поправки внесены изготовителем базы данных

Введение

0.1 Общие положения

Данный стандартный экстраполяционный метод (SEM) предназначен для оценки длительной гидростатической прочности материала на образцах в виде труб. Конкретные требования к физико-механическим свойствам материала, используемого по предусмотренному назначению, приводят в стандартах на изделие. Данный метод не отменяет существующие методы расчета напряжений или допускаемых давлений для полимерных труб, опыт длительной эксплуатации которых является удовлетворительным.

Для проведения SEM-анализа были разработаны пакеты программного обеспечения, описанные в приложении А и приложении В. Коммерчески доступны программы для Windows (см. приложение Е). Рекомендуется использовать эти программные пакеты.

0.2 Принцип

Пригодность полимерных материалов для напорных труб определяется их длительной работоспособностью под воздействием гидростатического напряжения с учетом ожидаемых условий эксплуатации (например, температуры). При проектировании принято выражать данную характеристику как гидростатическое (кольцевое напряжение), которое труба из рассматриваемого материала может выдержать в течение 50 лет при температуре 20°С, если в качестве внутренней испытательной среды применяется вода, при этом внешней испытательной средой может быть вода или воздух. Данный метод не предназначен для определения срока службы.

В определенных случаях гидростатическую прочность необходимо определять при меньшем сроке службы или повышенных температурах либо с учетом указанных условий одновременно. При этом метод, приведенный в настоящем стандарте, разработан для обоих видов оценок. Полученный результат будет характеризовать нижний прогнозируемый предел длительной прочности (LPL), являющийся нижним доверительным пределом прогнозируемого значения напряжения (предельное напряжение), которое может вызвать разрушение материала трубы в установленные сроки при заданных температурах.

В настоящем стандарте приведен метод экстраполяции результатов испытаний при различных температурах после многофакторного линейного регрессионного анализа. Полученные результаты дают возможность определять характерные для полимерного материала расчетные значения напряжения в соответствии с методами, приведенными в стандартах на изделия.

Анализ многофакторной линейной регрессии основан на скорости процессов, наиболее точно описываемых моделью отношения логарифма напряжения ( напряжения) к логарифму времени ( времени).

Для оценки прогнозируемого значения применяемой модели необходимо использовать ожидаемый 97,5%-ный нижний прогнозируемый предел длительной прочности (LPL), эквивалентный нижнему доверительному пределу 97,5%-ного доверительного интервала прогнозируемого значения. Данное соотношение применяют в математических расчетах с использованием статистических методов.

Метод, приведенный в настоящем стандарте, позволяет проводить экстраполяцию значений напряжения разрушения в условиях эксплуатации, отличающихся от обычных (при температуре 20°С в течение 50 лет) (см. 5.1.5).

Термопластичные материалы в форме труб, такие как термопластичный полимер с минеральным наполнением, армированный волокном, пластифицированные термопластичные материалы, смеси и сплавы, потребуют дополнительного внимания в отношении прогнозирования длительной прочности, которое должно быть учтено в соответствующих стандартах на изделия.

Среда, используемая для создания давления в трубе, не должна оказывать отрицательного воздействия на трубу. В качестве такой среды обычно применяют воду.

Долго рассматривался вопрос о том, какая переменная должна быть взята в качестве независимой переменной для расчета длительной гидростатической прочности - время или напряжение.

Основной вопрос, на который должен ответить метод, может быть сформулирован двумя способами, приведенными ниже.

а) Какое максимальное напряжение (или давление) может выдержать данный материал в форме трубы при заданной температуре в течение определенного времени?

b) Каково прогнозируемое время до разрушения для материала в форме трубы при заданном напряжении и температуре?

Оба вопроса являются значимыми.

Если результаты испытаний для исследуемой трубы не показывают никакого разброса и если материал трубы может быть идеально описан выбранной эмпирической моделью, то регрессия с независимостью от времени или напряжения будет идентичной. На практике такая картина не осуществима, потому что условия испытаний никогда не бывают идеальными и материал не будет на 100% однородным, поэтому в наблюдениях всегда будет наблюдаться разброс. Регрессии, рассчитанные с использованием двух дополнительных независимых переменных, не будут идентичными, и разница будет увеличиваться с ростом разброса.

Предполагается, что переменная, которая подвержена наибольшей изменчивости (разбросу), - это временная переменная, и она должна рассматриваться как зависимая переменная (случайная переменная), чтобы обеспечить правильную статистическую обработку набора данных в соответствии с этим методом. Однако по практическим причинам промышленность предпочитает представлять напряжение как функцию времени в качестве независимой переменной.

0.3 Применение методов

Цель экстраполяционного метода, приведенного в настоящем стандарте, позволяет:

a) оценить нижний прогнозируемый предел напряжения (при уровне вероятности 97,5%), которое труба из рассматриваемого материала способна выдержать в течение 50 лет при температуре окружающей среды 20°C, используя воду или воздух в качестве испытательной среды. В соответствии с ISO 12162 классифицируемое значение этого нижнего предела прогнозирования определяется как MRS и используется для классификации материала;

________________

В различных документах ISO нижний предел прогнозирования (LPL) неправильно определен как нижний предел достоверности (LCL), где LCL представляет собой нижний предел достоверности 97,5% для средней гидростатической прочности.

b) оценить значение нижнего прогнозируемого предела напряжения (при уровне вероятности 97,5%) либо при различных расчетных временах, либо при различных температурах, а в некоторых случаях и при том, и при другом. В соответствии с ISO 12162 классифицируемое значение такого нижнего прогнозируемого предела определяется как и используется для целей проектирования.

Существует несколько моделей экстраполяции, которые имеют разное количество параметров. В данном SEM будут использоваться только модели с двумя, тремя или четырьмя параметрами.

Большее число параметров может увеличить аппроксимацию, но также увеличить и неопределенность прогнозов.

SEM описывает правила оценки нижнего прогнозируемого предела (с 97,5%-ным уровнем вероятности) и наличие или отсутствие излома, который указывает на переход между результатами типов А и В (см. приложение В).

________________

Также применяют термин "колено".

Метод применяется для материалов, испытываемых на образцах в форме труб.

Окончательным результатом SEM для конкретного материала является нижний прогнозируемый предел гидростатической прочности (с 97,5%-ным уровнем вероятности), выраженный через кольцевое напряжение при заданных времени и температуре.

Для многослойных труб определение длительной гидростатической прочности изделий проводят в соответствии с ISO 17456.

Для труб из композитных материалов и армированных термопластов руководство по использованию этого метода приведено в стандартах на изделие.

Руководство по определению длительной гидростатической прочности конкретного материала с использованием эталонных кривых приведено в соответствующем стандарте на изделие.

     1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на трубы из термопластов и устанавливает правила оценки длительной гидростатической прочности методом статистической экстраполяции.

Метод, приведенный в настоящем стандарте, применяют для всех видов термопластов, работающих при различных температурах. Метод разработан на основе статистической обработки результатов испытания труб.

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие стандарты [для датированных ссылок применяют только указанное издание ссылочного стандарта, для недатированных - последнее издание (включая все изменения)]:

ISO 1167-1, Thermoplastics pipes, fittings and assemblies for the conveyance of fluids - Determination of the resistance to internal pressure - Part 1: General method (Трубы, соединительные детали и узлы соединений из термопластов для транспортирования жидких и газообразных сред. Определение стойкости к внутреннему давлению. Часть 1. Общий метод)

ISO 1167-2, Thermoplastics pipes, fittings and assemblies for the conveyance of fluids - Determination of the resistance to internal pressure - Part 2: Preparation of pipe test pieces (Трубы, соединительные детали и узлы соединений из термопластов для транспортирования жидких и газообразных сред. Определение стойкости к внутреннему давлению. Часть 2. Подготовка образцов труб)

ISO 2507-1:1995, Thermoplastics pipes and fittings - Vicat softening temperature - Part 1: General test method. (Трубы и фитинги из термопластов. Температура размягчения по Вика. Часть 1. Общий метод испытания)

ISO 3126, Plastics piping systems - Plastics piping components - Measurement and determination of dimensions (Трубопроводы из пластмасс. Пластмассовые элементы трубопровода. Определение размеров)