ГОСТ ISO 9080-2023 Трубопроводы и воздуховоды из пластмасс. Определение длительной гидростатической прочности термопластов на образцах в форме труб методом экстраполяции (с Поправками)

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.