ГОСТ 34645-2020

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ТРУБЫ И ДЕТАЛИ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ РЕАКТОПЛАСТОВ, АРМИРОВАННЫХ СТЕКЛОВОЛОКНОМ

Методы получения гидростатического проектного базиса и расчетного значения давления

Fiberglass-reinforced thermosetting plastic pipes and parts of pipelines. Methods for obtaining of hydrostatic or pressure design basis

МКС 83.120
         23.040.50

Дата введения 2020-08-01

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила 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 Автономной некоммерческой организацией "Центр нормирования, стандартизации и классификации композитов" (АНО "Стандарткомпозит"), Обществом с ограниченной ответственностью "Центр исследований и разработок "Инновации будущего" (ООО "Инновации будущего") совместно с Акционерным обществом "НПО Стеклопластик" при участии Объединения юридических лиц "Союз производителей композитов" (Союзкомпозит) на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 5 стандарта, который выполнен АНО "Стандарткомпозит"

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 "Композиты, конструкции и изделия из них"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 28 февраля 2020 г. N 127-П)

За принятие проголосовали:

(Поправка. ИУС N 8-2020).

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2020 г. N 410-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34645-2020 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2020 г.

5 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту ASTM D2992-18* "Стандартный метод получения гидростатического проектного базиса или расчетного значения давления для труб и фитингов из реактопластов, армированных стекловолокном" ("Standard practice for obtaining hydrostatic or pressure design dasis for "fiberglass" (glass-fiber-reinforced thermosetting-resin) pipe and fittings", MOD) путем замены ссылок, изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ 1.5-2001 (подразделы 4.2 и 4.3), путем изменения содержания отдельных структурных элементов, которые выделены вертикальной линией, расположенной на полях напротив соответствующего текста, а также невключения отдельных структурных элементов и ссылок. При этом дополнительные ссылки, включенные в стандарт, выделены курсивом** и добавлено дополнительное приложение ДА.

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей.

** В оригинале обозначения и номера стандартов и нормативных документов в разделах "Предисловие", 2 "Нормативные ссылки", приложениях ДА, ДБ, ДГ и ДД приводятся обычным шрифтом; отмеченные в разделе 2 "Нормативные ссылки" знаком "**" и  остальные по тексту документа выделены курсивом. - Примечания изготовителя базы данных.

           

Оригинальный текст модифицированных структурных элементов приведен в дополнительном приложении ДБ.

Положения, разделы и пункты примененного стандарта ASTM, не включенные в основную часть настоящего стандарта, приведены в дополнительном приложении ДВ.

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой указанного стандарта ASTM приведено в дополнительном приложении ДГ.

Дополнительные ссылки, включенные в текст стандарта для учета потребностей национальных экономик стран, указанных выше, и/или особенностей межгосударственной стандартизации, выделены курсивом.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта ASTM для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6).

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов стандартам ASTM, использованным в качестве ссылочных в примененном стандарте ASTM, приведены в дополнительном приложении ДД

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"

ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 8, 2020 год      

Поправка внесена изготовителем базы данных

     1 Область применения

     2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 34646-2020 Трубы из реактопластов, армированных стекловолокном. Метод определения стойкости к воздействию циклического внутреннего давления

ГОСТ 34648-2020 Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных волокном. Методы определения сопротивления труб и фитингов кратковременному воздействию гидравлического давления

ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 6507-90 Микрометры. Технические условия

Примечание - При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www.easc.by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации. Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений. Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа. Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения. Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.

     3 Термины и определения

     4 Сущность метода

     5 Оборудование

     6 Подготовка к проведению испытаний

     7 Проведение испытаний

Таблица 1

Таблица 2

     8 Обработка результатов

Таблица 3

Таблица 4

     9 Протокол испытаний

     Приложение А
     (справочное)

Вычисление долгосрочного гидростатического усилия или долгосрочного гидростатического давления по методу наименьших квадратов

     

А.1 Общие положения

А.1.1 Анализ основан на следующей зависимости:

,                                                           (А.1)

где у - зависимая переменная;

а - отсекаемый отрезок на оси у;

b - наклон прямой;

х - независимая переменная.

А.2 Методика анализа данных

А.2.1 Используют анализ линейной функциональной зависимости для анализа n-го количества пар значений (х, у) для получения следующей информации:

- наклон прямой;

- отсекаемый отрезок на оси у;

- коэффициент корреляции;

- прогнозируемое среднее значение и нижние границы доверительного и прогнозируемого интервалов для среднего значения при доверительной вероятности 95%.

А.3 Присваиваемые значения

А.3.1 Пусть независимая переменная х равна

,                                                                   (А.2)

где t - время, ч.

Зависимая переменная у равна

,                                                                   (А.3)

где V - значение внутреннего гидростатического давления, кПа, или значение напряжения в кольцевом направлении, Па.

А.4 Уравнения функциональной зависимости и метода расчета

А.4.1 Сумма квадратов и ее составляющие

А.4.1.1 Единичное значение независимой переменной вычисляют по формуле

,                                                            (А.4)

где - время до разрушения i-го образца, ч.

Единичное значение зависимой переменной вычисляют по формуле

,                                                           (А.5)

где - давление при разрушении i-го образца, кПа.

А.4.1.2 Среднеарифметическое значение вычисляют по формуле

,                                                        (А.6)

где - единичное значение зависимой переменной;

n - число наблюдений.

Среднеарифметическое значение вычисляют по формуле

,                                                         (А.7)

где - единичное значение независимой переменной;

n - число наблюдений.

А.4.1.3 Среднеарифметическое значение от суммы произведения вычисляют по формуле

,                                         (А.8)

где n - количество пар значений (,).

Примечание - i=1, ..., n.

А.4.1.4 Если выполняется условие >0, данные считаются непригодными для оценки материала, в противном случае рассчитывают также суммы квадратов и .

вычисляют по формуле

,                                                 (А.9)

вычисляют по формуле

.                                             (А.10)

А.4.2 Корреляция результатов

А.4.2.1 Коэффициент корреляции r вычисляют по формулам:

,                                                    (А.11)

.                                                       (А.12)

А.4.2.2 Если коэффициент корреляции r меньше допустимого минимального значения, приведенного в таблице А.1, то следует отбросить данные как непригодные, в противном случае выполняют расчеты по А.3.

Таблица А.1 - Допустимые минимальные значения коэффициента корреляции r для приемлемых данных из n-го количества пар

А.4.3 Функциональная зависимость

А.4.3.1 Для нахождения прямой функциональной зависимости а и b предположим, что

,                                                               (А.13)

,                                                               (А.14)

.                                                             (А.15)

А.4.3.2 Поскольку , a , следовательно, , и упрощенное выражение V через t принимает вид

.                                                         (А.16)

А.4.4 Расчет дисперсии

А.4.4.1 вычисляют по формуле

,                                                               (А.17)

где - время до разрушения L образца, ч.

А.4.4.2 Расчет статистической последовательности для значений от i=1 до i=n:

- наилучшее соотношение для достоверного x вычисляют по формуле

;                                                   (А.18)

- наилучшее соответствие для достоверного у вычисляют по формуле

;                                                         (А.19)

- дисперсию ошибок для достоверного х вычисляют по формуле

.                                    (А.20)

А.4.4.3 вычисляют по формуле

.                                                               (А.21)

D вычисляют по формуле

.                                                            (А.22)

B вычисляют по формуле

.                                                         (А.23)

А.4.4.4 Дисперсию C от b вычисляют по формуле

.                                                           (А.24)

А.4.4.5 Дисперсию A от a вычисляют по формуле

.                                                (А.25)

А.4.4.6 Дисперсию от прямой в точке вычисляют по формуле

.                                            (А.26)

А.4.4.7 Дисперсию ошибок для у вычисляют по формуле

.                                                      (А.27)

А.4.4.8 Общую дисперсию для будущих значений для у в точке вычисляют по формуле

.                                                   (А.28)

А.4.4.9 Оценочное стандартное отклонение для вычисляют по формуле

.                                                (А.29)

А.4.5 Расчеты и доверительные интервалы

А.4.5.1 Прогнозируемое значение для у в точке х вычисляют по формуле

.                                                   (А.30)

А.4.5.2 Нижнюю границу прогнозируемого интервала при доверительной вероятности 95% для вычисляют по формуле

,                                             (А.31)

где - квантиль распределения Стьюдента для (n-2) степеней свободы (см. таблицу А.2) для двухстороннего уровня значимости 0,05 (т.е среднее значение ±2,5%).

Таблица А.2 - Квантили распределения Стьюдента (двусторонний уровень значимости 0,05)

А.4.5.3 Соответствующую нижнюю границу прогнозируемого интервала при доверительной вероятности 95% для V вычисляют по формуле

.                                                    (А.32)

А.4.5.4 Прогнозируемое среднее значение V в момент времени , т.е. , вычисляют по формуле

.                                                      (А.33)

А.4.5.5 Допущение в уравнении (А.28), = даст скорее доверительный интервал для прямой, а не прогнозируемый интервал для будущих результатов наблюдений.

     Приложение В
     (справочное)

Пример расчета кольцевого напряжения

     

В.1 Основные данные

В.1.1 Пример расчетных данных кольцевого напряжения приведен в таблице В.1.

В.1.2 Из-за ошибок округления возможно несовпадение результатов расчета с приведенными в данном примере цифрами.

Таблица В.1

В.2 Сумма квадратов

=0,798109;

;

=-0,024836.

В.3 Коэффициент корреляции

r=0,938083.

В.4 Функциональная зависимость

;

b=-3,31731·;

a=3,782188.

В.5 Расчет дисперсий

D=4,84225·;

B=-1,46896·;

C (дисперсия от b)=5,01271·;

A (дисперсия от а)=4,66730·;

(дисперсия ошибок для x)= 4,046696·;

(дисперсия ошибок для у)=1,1601·.

В.6 Доверительный интервал

Для n=32 и коэффициента Стьюдента =2,0423 оценочные средние значения, доверительный и прогнозируемые интервалы приведены в таблице В.2.

Таблица В.2

     Приложение ДА
     (обязательное)

Определение минимальной толщины стенки и наружного диаметра

     

ДА.1 Определение минимальной толщины стенки

ДА.1.1 Средства измерения

ДА.1.1.1 Для образцов с толщиной стенок не менее 5 мм применяют штангенциркуль по ГОСТ 166, обеспечивающий точность измерения толщины ±5%.

ДА.1.1.2 Для образцов с толщиной стенок не более 5 мм применяют микрометр по ГОСТ 6507 со сферической измерительной поверхности пятки, ценой деления 0,01 мм и точностью измерения до 5%.

ДА.1.2 Методика

В выбранном поперечном сечении проводят не менее четырех измерений толщины стенки, равномерно расположенных по окружности, до нахождения минимального значения.

ДА.2 Определение наружного диаметра

ДА.2.1 Средства измерения

Рулетка с погрешностью измерения не более ±0,4 мм.

ДА.2.2 Методика

С помощью рулетки измеряют длину окружности на концах образца и в трех точках, равномерно расположенных по длине трубы.

Рассчитывают среднеарифметическое значение пяти измерений длины окружности.

Наружный диаметр D, мм, вычисляют по формуле

,                                                           (ДА.1)

где - среднеарифметическое значение длины окружности, мм.

Примечания

1 Если происходит искажение диаметра за счет веса трубы, что характерно для труб большого диаметра, допускается проводить измерения на трубе, расположенной в вертикальном положении.

2 Диаметр можно измерить по стержню, из которого была изготовлена труба, следующим образом:

,                                                              (ДА.2)

где - наружная окружность стержня, мм;

W - толщина стенки, измеренная в соответствии с подразделом ДА.1, мм.

     Приложение ДБ
     (справочное)
     

Оригинальный текст модифицированных структурных элементов

     

ДБ.1

1.1 Данный метод устанавливает два метода испытаний: метод A (циклический) и метод B (статический) - для получения гидростатического проектного базиса (HDB) или расчетного значения давления (PDB) для труб из стекловолокна путем регрессионного анализа данных, получаемых при проведении испытаний труб или фитингов, или и тех и других, из одних и тех же материалов и одинаковой конструкции, по отдельности или в сборе. При этом и трубы из реактопластов, армированные стекловолокном (RTRP), и трубы из полимерцемента, армированные стекловолокном (RPMP), являются трубами из стекловолокна.

Примечание 1 - В рамках данного стандарта полимер не должен иметь природное происхождение.

1.2 Данный метод может быть использован для определения HDB труб из стекловолокна, где соотношение между внешним диаметром и толщиной стенки превышает 10:1.

Примечание 2 - Подобное ограничение, основанное на теории расчета тонкостенных труб, в дальнейшем будет ограничивать применение данного метода внутренними давлениями, которые, согласно соотношению для кольцевого напряжения, будут составлять примерно 20% от получаемого гидростатического расчетного напряжения (HDS). Например, если напряжение составляет 5000 фунтов/кв.дюйм (34500 кПа), то внутреннее давление в трубе должно ограничиваться 1000 фунтами/кв.дюйм (6900 кПа) независимо от диаметра трубы.

1.3 Данный метод обеспечивает получение расчетного значения давления для изделий сложной формы или систем, в которых сложные поля механического напряжения могут серьезно затруднять использование кольцевого напряжения.

1.4 Концевые уплотнения образца в тестовых испытаниях могут быть закрепленными либо свободными, что приводит к определенным ограничениям.

1.4.1 Закрепленные концы. Образцы подвергаются внутреннему механическому напряжению только в окружном направлении, а гидростатическое расчетное давление применимо лишь к напряжениям, развивающимся в окружном направлении.

1.4.2 Свободные концы. Образцы подвергают внутреннему механическому напряжению и в окружном, и продольном направлениях, но таким образом, чтобы окружное напряжение вдвое превышало продольное. Данный метод не может применяться для оценки напряжений, вызываемых нагрузками с продольным напряжением, превышающим 50% от значения HDS.

1.5 Значения, заявленные в единицах "дюйм-фунт" следует рассматривать в качестве стандартных. Значения, данные в скобках, представлены исключительно в ознакомительных целях.

Примечание 3 - Для настоящего стандарта не существует известного эквивалента ISO.

1.6 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его применением. Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (подраздел 3.7).

ДБ.2

3.1 Терминология

3.1.1 Определения даны в соответствии с ASTM D883 и ASTM F412, а аббревиатуры приведены в соответствии с ASTM D1600, если не указано иное.

3.1.2 Свободное концевое уплотнение - уплотнительное устройство или механизм, крепящийся к концу испытуемого образца таким образом, что внутреннее давление производит продольное растягивающее напряжение в дополнение к кольцевому и радиальному напряжению в испытуемом образце.

3.1.3 Закрепленное концевое уплотнение - уплотнительное устройство или механизм, упирающийся в торец испытуемого образца, или внешняя структура, оказывающая сопротивление осевой нагрузке, производимой внутренним давлением, тем самым ограничивая напряжение только в прямых образцах кольцевого и радиального направления.

3.1.4 Прорыв - протекание испытательной жидкости каким-либо образом через образец, будь то трещина в стенке, местная течь или течь на расстоянии более одного диаметра от концевого уплотнения.

Примечание 4 - Для данного метода непротекающие образцы могут быть включены в протекающие при определенных условиях, обозначенных в подразделах 6.3, 9.3 и 12.2.

3.1.5 Труба из стекловолокна - труба, содержащая армирование стекловолокном, встроенное в структуру или окруженное затвердевшим термоактивным каучуком; композитная структура может содержать щебеночный, гранулированный или пластинчатый наполнитель, тиксотропные агенты, пигменты или красители, термопластичные или термоактивные добавки или покрытия.

3.1.6 Труба из полимерцемента, армированного стекловолокном (RPMP), - труба из стекловолокна с наполнителем.

3.1.7 Труба из реактопластов, армированных стекловолокном (RTRP), - труба из стекловолокна без наполнителя.

3.1.8 Кольцевое напряжение - растягивающее напряжение в стенках труб в кольцевом направлении из-за внутреннего давления. Кольцевое напряжение вычисляют по формуле

,                                                                  (1)

где S - кольцевое напряжение, фунты/кв.дюйм (кПа);

D - средний внешний диаметр армированной трубы, дюймы (мм);

P - внутреннее давление, фунт/кв.дюйм (кПа);

- минимальная толщина армированной стенки, дюймы (мм).

Примечание 5 - Кольцевое напряжение определяют на прямых цилиндрических образцах. Оценка образцов более сложной формы может быть основана на давлении.

3.1.9 Гидростатический проектный базис (HDB) - кольцевое напряжение, определяемое для труб из стекловолокна с помощью данного метода, умножаемое на поправочный коэффициент для получения HDS.

3.1.10 Гидростатическое расчетное давление (HDP) - оценочное максимальное внутреннее гидростатическое давление, которое может быть применено к детали трубы циклически (метод А) или продолжительно (метод В) с высокой степенью вероятности, что утечка не произойдет.

3.1.11 Гидростатическое расчетное напряжение (HDS) - оценочное максимальное внутреннее растягивающее напряжение в стенке трубы в кольцевом направлении благодаря внутреннему гидростатическому давлению, которое может быть применено к образцу трубы циклически (метод А) или постоянно (метод В) с высокой степенью вероятности того, что утечка не произойдет

3.1.12 Долгосрочное гидростатическое усилие (LTHS) - оценочное растягивающее напряжение в стенке трубы в кольцевом направлении благодаря внутреннему гидростатическому давлению, которое в случае циклического применения приведет к прорыву трубы после определенного количества циклов (метод А) или определенного количества часов (метод В).

Примечание 6 - Время определения LTHS или LTHP устанавливается согласно стандарту изделия. Как правило, время составляет 150х106 либо 657х106 циклов для метода A или 100000 либо 438000 часов для метода B.

3.1.13 Долгосрочное гидростатическое давление (LTHP) - оценочное внутренне давление в образце трубы, которое, в случае циклического применения приведет к прорыву трубы после определенного количества циклов (процесс А) или определенного количества часов (процесс В).

3.1.14 Расчетное значение давления (PDB) - внутреннее давление, рассчитанное для труб из стекловолокна при помощи данного метода и умноженное на поправочный коэффициент для получения значения HDP.

3.1.15 Номинальное давление (PR) - оценочное максимальное давление в трубе или фитинге, которое может быть применено продолжительно с высокой степенью вероятности того, что не произойдет прорыв образца трубы.

3.1.16 Поправочный коэффициент - число от 1,00 и менее, учитывающее погрешность всех значений и степеней для безопасной установки труб из стекловолокна. При этом коэффициент умножают на HDB и получают HDS и значение расчетного номинального давления или его умножают на PDB, при этом получают непосредственно значение номинального давления. В любом случае в результате гарантируется качественная и безопасная установка труб, при условии того, что во время установки надлежащим образом были использованы высококачественные детали.

3.2 Определения терминов, характерных для настоящего стандарта:

3.2.1 средний внешний диаметр - измерение, полученное в соответствии с ASTM D3567, без учета армированных или неармированных внешних толщин покрытия;

3.2.2 минимальная армированная толщина стенки - измерение, полученное в соответствии с ASTM D3567, без учета армированных или неармированных внешних толщин покрытия и накладки; толщина стен фитингов определяется в самом тонком месте фитинга.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (подраздел 3.9).

ДБ.3

4.1 Метод А заключается в воздействии минимум на 18 образцов трубы или фитинга или обоих образцов под циклическим внутренним давлением с частотой 25 циклов/мин и при нескольких различных значениях давления. Требуемая температура испытаний поддерживается путем циркуляции горячей жидкости через образцы или проведения испытаний в воздушной среде с контролируемой температурой.

4.1.1 Циклическое LTHS или циклическое LTHP трубы или фитинга получается путем экстраполяции графика в двойном логарифмическом масштабе линии линейной зависимости кольцевого напряжения или внутреннего давления от количества циклов до прорыва.

4.1.2 Экспериментальная основа метода А должна соответствовать методу испытаний ASTM D2143, который является частью данного метода. Если какая-либо часть метода не соответствует методу, определенному в ASTM D2143, то необходимо использовать положения данного метода.

4.1.3 Стыки между образцами трубы и фитинга должны быть такими же, которые стандартно используются для испытуемых образцов.

4.2 Метод В заключается в воздействии минимум на 18 образцов трубы или фитинга или обоих образцов под постоянным внутренним гидростатическим давлением разного уровня в контролируемых условиях и измерении времени до прорыва для каждого уровня давления. Температура испытаний поддерживается путем погружения образцов в водяную баню с контролируемой температурой, или их испытания в воздушной среде с контролируемой температурой воздуха, или же за счет циркуляции жидкости необходимой температуры через образец.

Примечание 7 - Испытания в водяной бане исключают обнаружение утечки (см. 3.1.4) как визуально, так и электронными средствами.

4.2.1 Статическое LTHS или статическое LTHP трубы или фитинга получаются путем экстраполяции графика в двойном логарифмическом масштабе линии линейной зависимости кольцевого напряжения или внутреннего давления от времени до прорыва.

4.2.2 Экспериментальная основа метода В должна соответствовать методу испытаний, определенному в ASTM D1598, или методу испытаний, определенному в ASTM F948, или же им обоим, которые являются частью данного метода. Если какая-либо часть метода не соответствует выбранному методу, то необходимо использовать положения данного метода.

4.2.3 Стыки между образцами трубы и фитинга должны быть такими же, которые стандартно используются для испытуемых образцов.

4.3 Значение HDB определяется из значения LTHS в соответствии с разделом 7 или 10.

4.4 Значение PDB определяется из значения LTHS в соответствии с разделом 8 или 11.

4.5 Значение HDS для труб определяется путем умножения значения HDB на поправочный коэффициент.

4.6 Проверка значений HDB или PDB для других изделий - когда для образцов уже определены значения HDB или PDB согласно данному методу, и происходит изменение процесса или материала изделия, может быть произведено подтверждение исходных значений HDB или PDB в соответствии с разделом 12. Следует провести испытания по крайней мере шести образцов, и они должны отвечать установленным критериям.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7.9.5).

ДБ.4

Метод A

6 Долгосрочное циклическое гидростатическое напряжение или долгосрочное циклическое гидростатическое давление

6.1 Выбирают свободное либо закрепленное концевое уплотнение, основанное на растягивающих напряжениях, вызываемых внутренним давлением и типом стыков в данной системе труб (см. 1.4)

6.2 Получают минимум 18 значений прорывного циклического напряжения для каждой заданной температуры в соответствии с методом испытаний ASTM D2143, за исключением следующего:

6.2.1 Определяют средний внешний диаметр и минимальную толщину армированных стенок в соответствии с методом испытаний ASTM D3567.

Примечание 9 - Из-за необходимости нарезания образца данное определение может быть произведено на образце, не прошедшем испытание. Вследствие этого при анализе используют заново рассчитанное исправленное кольцевое напряжение.

6.2.2 Повышенной температуры испытаний достигают путем циркуляции нагретой жидкости, применяемой в ходе испытания, через образец или при ее испытаниях в горячем воздухе. В любом случае жидкость должна поддерживаться в промежутке от ±5°F (3°С) от выбранной температуры.

Примечание 10 - Когда повышение температуры в ходе испытаний поддерживается путем нагревания циркулирующей жидкости, применяемой при испытании, контролировать температуру окружающего воздуха нет необходимости.

6.2.3 Значения напряжения или давления должны быть отобраны таким образом, чтобы распределение точек прорыва было следующим:

6.3 Анализируют результаты испытаний, используя для каждого образца зависимость логарифма напряжения или давления из раздела 6, от логарифма числа циклов до прорыва, как описано в приложении А1.

Примечание 11 - Как правило, при испытаниях труб из стекловолокна по вертикальной оси (у) откладываются значения напряжения или давления, а по горизонтальной оси (x) - значения времени или циклов.

6.3.1 Образец, который протекает на расстоянии до одного диаметра от концевого уплотнения, может быть:

- включен в качестве точки прорыва, если находится ниже 95% кривой пределов доверительного интервала;

- заменен и вновь испытан, при условии, что новый прорыв будет находиться на расстоянии дальше одного диаметра от концевого уплотнения;

- ликвидирован, а данные не засчитаны.

6.3.2 Образцы, не прорвавшиеся спустя более 15000000 циклов, могут быть засчитаны как прорывы при обозначении регрессионной прямой. Использование таких данных может привести к занижению или завышению значений циклических LTHS и LTHP. В любом случае должны быть удовлетворены требования доверительного интервала значений из раздела 6.

Примечание 12 - Непрорвавшиеся образцы могут быть испытаны далее и линии регрессии пересчитаны после возникновения прорыва.

6.3.3 Определяют конечную линию для экстраполяции по методу наименьших квадратов с использованием точек прорыва, а также точек непрорыва, выбранных по критериям, описанным в 6.3.1 и 6.3.2. Не следует использовать точки прорыва со значениями давления или напряжения, которые приводят к прорыву, происходящему менее чем за 500 циклов в среднем; определить данные точки путем усреднения количества испытаний циклов до прорыва с одинаковым уровнем напряжения или давления, например, при напряжении в ±200 фунтов/кв.дюйм (1380 кПа) или давлении ±20 фунтов/кв.дюйм (138 кПа). Включают в отчет все данные о точках прорыва, исключенных из расчета, и относят их к данной категории.

Примечание 13 - Поскольку данный процесс применим как для труб, так и для фитингов, рекомендуется, чтобы образец трубы и фитинг были испытаны одновременно как один образец путем использования стандартного процесса их соединения, с фитингом на одном из концов. Если фитинг прорывает первым, он может быть отделен, а испытание продолжено с целой трубой с механическим концевым уплотнением на месте фитинга. В случае если трубу прорывает первой, данные можно записать, заменить трубу и продолжать испытания до тех пор, пока не прорвет фитинг. Следуя этой рекомендации, испытатель сможет получать точки прорыва и для трубы, и для фитинга, проводя испытания только одного образца.

7 Циклическое гидростатическое расчетное значение

7.1 Вычисляют циклическое LTHS в определенное время (150x106 или 657x106 циклов), как описано в приложении А1.

7.2 Если >0 (см. A1.4), данные следует считать непригодными.

7.3 Вычисляют r в соответствии с А1. Если r является меньше применяемого минимального значения, приведенного в таблице А1.1, данные следует считать непригодными.

7.4 При необходимости определяют категорию циклического HDB в соответствии с таблицей 1.

8 Циклическое расчетное значение давления

8.1 Использовать процессы по 7.1, 7.2 и 7.3, подставив значение давления вместо напряжения.

8.2 При необходимости определить категорию циклического PDB в соответствии с таблицей 2.

Метод B

9 Долгосрочное постоянное гидростатическое напряжение

9.1 Выбирают свободное либо закрепленное концевое уплотнение, основанное на растягивающих напряжениях, вызываемых внутренним давлением и типом стыков в данной системе труб (см. 1.4)

9.2 Получают минимум 18 значений точек прорыва для каждой заданной температуры в соответствии с методом испытаний ASTM D1598 либо методом испытаний ASTM F948, за исключением следующего:

9.2.1 Определяют средний внешний диаметр и минимальную толщину армированных стенок в соответствии с методом испытаний ASTM D3567 (примечание 9).

9.2.2 Внутри испытуемого образца трубы или фитинга должна быть вода. Внешней средой является воздух либо баня с контролируемой температурой воды (см. раздел 7). Можно использовать также другую среду, что должно быть описано в протоколе испытаний. Жидкость, применяемая в ходе испытания, должна поддерживаться в промежутке от ±5°F (3°C) от выбранной температуры (см. примечание 10).

9.2.3 Значения напряжения или давления для испытаний должны быть выбраны таким образом, чтобы получить следующее распределение точек прорыва:

Таблица 1 - Категории гидростатического расчетного значения с помощью метода А или метода B

Таблица 2 - Категории гидростатического расчетного значения с помощью метода А или метода B

9.2.4 Поддерживают внутреннее испытательное давление в каждом образце с точностью до ±1% от выбранного значения. Измеряют время до прорыва с точностью до ±2% или ±40 ч, если 40 ч составляют менее 2% от измеряемого значения времени.

9.3 Анализируют результаты испытаний, используя для каждой точки прорыва зависимость логарифма напряжения или давления в фунтах/кв.дюйм или кПа от логарифма времени прорыва в часах, как описано в приложении А1 (примечание 9).

9.3.1 Образец, который протекает на расстоянии до одного диаметра от концевого уплотнения, может быть:

- включен в качестве точки прорыва, если находится ниже 95% кривой пределов доверительного интервала;

- заменен и вновь испытан, при условии, что новый прорыв будет находиться на расстоянии дальше одного диаметра от концевого уплотнения;

- ликвидирован, а данные не засчитаны.

9.3.2 Образцы, не прорвавшиеся через более чем 10000 ч, могут быть засчитаны как прорывы при обозначении регрессионной прямой. Использование таких данных может привести к занижению или завышению значений постоянных LTHS и LTHP. В любом случае должны быть удовлетворены требования доверительного интервала значений из 9.3.1.

Примечание 14 - Непрорвавшиеся образцы могут быть испытаны далее и линии регрессии пересчитаны после возникновения прорыва.

9.3.3 Определяют конечную линию для экстраполяции по методу наименьших квадратов с использованием точек прорыва, а также точек непрорыва, выбранных по критериям, описанным в 9.3.1 и 9.3.2. Не следует использовать точки прорыва со значениями давления или напряжения, которые приводят к прорыву, происходящему менее чем за 0,3 ч в среднем; определяют данные точки путем усреднения количества испытаний циклов до прорыва с одинаковым уровнем напряжения или давления, например, при напряжении в ±200 фунтов/кв.дюйм (1380 кПа) или давлении ±20 фунтов/кв.дюйм (138 кПа). Включают в отчет все данные о точках прорыва, исключенных из расчета, и относят их к данной категории (примечание 12).

10 Постоянное гидростатическое расчетное значение

10.1 Вычисляют постоянное LTHS в определенное время (100000 или 438000 ч), как описано в приложении А1.

10.2 Если >0 (см. A1.4), данные следует считать непригодными.

10.3 Вычисляют r в соответствии с A1.4.3. Если r менее применяемого минимального значения, приведенного в таблице А1.1, данные следует считать непригодными.

10.4 При необходимости определяют категорию циклического HDB в соответствии с таблицей 1.

11 Постоянное расчетное значение давления

11.1 Используют процессы по 7.1, 7.2 и 7.3, подставив давление вместо напряжения.

11.2 При необходимости определяют категорию циклического РDB в соответствии с таблицей 2.

12 Проверка значений HDB или PDB

12.1 В то время как трубы имеют конкретные значения HDB или PDB, определенные в соответствии с методом А или методом В, любое изменение материала, процесса производства, конструкции или толщины вкладышей может потребовать сортирующую оценку, как описано в 12.2, 12.3, 12.4, 12.5 и 12.6.

12.2 Вычисляют и строят доверительный и прогнозируемый интервалы при доверительной вероятности 95% исходной прямой регрессии в соответствии с А1.4 с использованием данных, полученных ранее.

Примечание 15 - Прогнозируемый интервал определяет границы отдельных наблюдений, в то время как доверительный интервал определяет границы прямой регрессии.

Примечание 16 - При 95%-ном доверительном интервале есть 2,5%-ная вероятность того, что среднее значение прямой регрессии может оказаться над верхней границей доверительного интервала, и 2,5%-ная вероятность того, что среднее значение для прямой регрессии окажется ниже нижней границы. Для 95%-ного прогнозируемого интервала есть 2,5%-ная вероятность того, что отдельные точки данных окажутся за верхней границей прогнозирования, и 2,5%-ная вероятность того, что отдельные точки данных окажутся за нижней границей прогнозирования.

12.3 Из исходной линии регрессии выбрать уровни напряжения или давления по меньшей мере для двух наборов образцов, где в каждом наборе находится по три и более образца, испытуемых при одном и том же уровне напряжения и давления, например напряжения в пределах ±200 фунт/кв.дюйм (1380 кПа) и давления в пределах ±20 фунт/кв.дюйм (138 кПа) следующим образом:

12.3.1 Для метода A

В целях повторного подтверждения разрешено засчитывать за разрушенные те образцы, которые не разрушились после 1800000 циклов, при условии, что это может привести к завышению значений прямой регрессии HDB или PDB.

12.3.2 Для метода B

В целях повторного подтверждения разрешено засчитывать за разрушенные те образцы, которые не разрушились через более чем 1200 часов, что может привести к завышению значений прямой регрессии HDB или PDB.

12.4 Любые изменения в материале труб и процессе производства можно считать незначительными и допустимыми, если результаты, полученные в 12.2, отвечают следующим критериям.

12.4.1 Средняя точка прорыва для каждого уровня напряжения или давления находится не ниже нижнего предела 95%-ного доверительного интервала прямой регрессии.

12.4.2 Нижняя точка прорыва для каждого уровня напряжения или давления находится не ниже нижнего 95%-ного предела прогнозирования исходной прямой регрессии.

12.4.3 Точки прорыва располагаются на исходной прямой регрессии. Ниже исходной прямой регрессии может находиться не более двух третей точек прорыва.

12.5 Данные, отвечающие критериям, указанным в 12.4, могут считаться частью исходного набора данных и являются подходящими для определения новой линии регрессии и HDB или PDB, используя все точки разрушения. Образцы, которые не разрушились после 1200 ч или 1800000 ч циклов, не подходят для построения новой линии регрессии, однако являются подходящими для использования этих точек в целях повторного подтверждения.

12.6 В случае если данные не отвечают критериям, указанным в 12.4, изменения следует считать значительными и должна быть создана новая линия регрессии. Пока проводятся новые испытания, за нижнюю границу HDB или PDB для материалов или изменения процесса производства можно считать следующее:

12.6.1 Нижнюю границу доверительного интервала при доверительной вероятности 95% значений, полученных путем экстраполяции точек разрушения по 12.3.1 до 657000000 циклов (50 лет) или точек разрушения по 12.3.2 до 438000 ч (50 лет) в соответствии с процедурой, приведенной в приложении A1.

12.6.2 Нижнюю границу доверительного интервала при доверительной вероятности 95% исходной прямой регрессии за 50 лет.

13 Гидростатическое расчетное напряжение или гидростатическое расчетное давление

13.1 Получают HDS или HDP путем умножения HDB или PDB, как описано в процессе А или процессе В, с помощью поправочного коэффициента, выбранного для применения к определению двух групп условий. Первая группа рассматривает изменения условий испытаний и производства, особенно стандартные изменения в материале, производстве, характеристиках, способах транспортировки, а также процессы оценки в данном методе. Вторая группа рассматривает применение, особенно установку, внешние условия, температуру, возможные опасности, желаемый срок эксплуатации и выбранную степень надежности.

Примечание 17 - Целью данного метода не является предоставление поправочных коэффициентов. Поправочный коэффициент должен быть выбран инженером-проектировщиком после полной оценки условий обслуживания и инженерными свойствами конкретных материалов пластмассовых труб. Рекомендованные поправочные коэффициенты не будут разработаны или выпущены ASTM.

14 Номинальное давление

14.1 Для данных, основанных на кольцевом напряжении, вычисляют номинальное давление из HDS по формуле ISO, приведенной в 3.1.8 для каждого диаметра и толщины стенки трубы, изготовленной из определенных испытанных материалов и конструкций.

14.2 Для данных, основанных на внутреннем давлении, вычисляют номинальное давление непосредственно из HDP для изделий, сделанных из определенных испытанных материалов и конструкций.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7.9.8).

ДБ.5

15.1 Предоставляют отчет о следующей информации:

15.1.1 Полное обозначение образца, включая тип, источник, кодовый номер изготовителя, номер партии, а также важную хронику, если таковая имеется.

15.1.2 Характеристика образца, включая номинальный размер, среднюю и минимальную толщину армированной стенки, средний внешний диаметр, а также теплоизолирующий материал и его толщину, если изделие было теплоизолировано.

15.1.3 Характеристики фитинга, включая тип фитинга, а также все пункты, перечисленные в 15.1.2.

15.1.4 Применяемый процесс (метод А или метод В), а также маркировка данного метода испытаний согласно ASTM.

15.1.5 Тип концевого уплотнения, закрепленное или свободное.

15.1.6 Температура поддерживания во время испытаний.

15.1.7 Испытания внешних и внутренних условий трубы.

15.1.8 Таблица напряжений и давлений в фунтах/кв.дюйм или кПа, а также количество циклов прорыва (метод A) и времени до прорыва (метод В) всех испытуемых образцов; природа прорыва и изделие, где он случился, фитинг или труба. Образцы, которые были приняты за изделия с прорывом после нахождения под напряжением или давлением в течение более чем 15000000 циклов или же более чем 10000 ч, должны быть выделены.

15.1.9 Определенное LTHS или LTHP.

15.1.10 Значение r.

15.1.11 HDB или HDP.

15.1.12 Источник HDB или PDB (7.1 или 7.2 для процесса A или 10.1 или 10.2 для процесса B) и все рассчитанные значения в соответствии с таблицей 1 или таблицей 2.

15.1.13 Какие-либо нехарактерные отклонения, замеченные при проведении испытаний.

15.1.14 Даты проведения испытаний.

15.1.15 Названия лабораторий и фамилия ответственного за проведение испытаний.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7.9.10).

     Приложение ДВ
     (справочное)

Оригинальный текст невключенных структурных элементов

     

ДВ.1

5 Значимость и применение

5.1 Данный метод используют для определения кольцевого напряжения или внутреннего давления в зависимости от времени до прорыва, в выбранных внутренних и внешних условиях, которые имитируют реальные условия использования изделий, исходя из чего могут быть получены расчетные характеристики конкретных компонентов и материалов труб. Данный метод определяет значения HDB для труб прямой цилиндрической формы, где можно легко рассчитать кольцевое напряжение, и PDB для фитингов и соединений, где расчет напряжения более сложен.

5.1.1 Альтернативный метод расчета, основанный на зависимости начального напряжения от времени до прорыва, предлагает способ, отличный от данного, с помощью которого рассчитывается напряжение HDB. Альтернативное расчетное напряжение чаще всего используют для труб подземных конструкций с внутренним давлением в пределах от 0 до 250 фунтов/кв.дюйм (1,72 МПа).

5.2 Для характеристики труб из стекловолокна необходимо установить соотношение напряжения и циклов или времени до прорыва, либо давления и циклов или времени до прорыва на три и более логарифмических порядка (циклов или часов) при контролируемых внешних условиях. Исходя из природы испытания и образцов, ни одна линия не может адекватно представить данные. Необходимо установить доверительный интервал.

5.3 Номинальные давления для труб разного размера при каждой температуре могут быть рассчитаны из HDS, определенного путем проведения испытаний одного размера труб, при условии, что материал образцов и характеристики процесса не меняются.

5.4 Номинальные давления при каждой температуре для образцов, не являющихся прямыми цилиндрическими трубами, могут быть рассчитаны из HDP, определенного путем проведения испытаний одного размера труб, при условии, что:

- для всех образцов используются те же материалы и процессы производства аналогичны;

- для стыков, материал стыков и процессы их производства аналогичны материалам и процессам для самих труб;

- критические размеры изделия зависят от его диаметра и номинального давления.

Примечание 8 - Пересчет для фитингов и стыков должен дополнительно проверяться краткосрочным анализом в соответствии с методом испытаний ASTM D1599.

5.5 Результаты, полученные при одном наборе внешних условий, не должны использоваться для других условий, за исключением того, что данные для более высокой температуры могут быть использованы для расчета данных при применении более низких температур. Расчетные данные должны быть определены для каждого изделия. Структура и обработка могут существенно повлиять на долгосрочную работу изделий и должны быть приняты во внимание при расчете.

5.6 Данный метод может быть применим для определенной трубы или фитинга только в том случае, если образцы надлежащим образом отражают материал и процесс производства.

5.6.1 Изменения в материалах или в процессах производства могут привести к необходимости перерасчета, как описано в разделе 12.

ДВ.2

16 Точность и погрешность

Точность и погрешность данного метода для получения HDB или PDB определены в методах испытаний ASTM D1598, ASTM D2143 и ASTM F948. Данный метод включает в себя статистический расчет для оценки пригодности данных в разделах 6 и 9.

     Приложение ДГ
     (справочное)

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой примененного в нем стандарта ASTM

Таблица ДГ.1

     Приложение ДД
     (справочное)

Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов стандартам ASTM, использованным в качестве ссылочных в примененном стандарте ASTM

Таблица ДД.1