ГОСТ 32388-2013. Межгосударственный стандарт. Трубопроводы технологические. Нормы и методы расчета на прочность, вибрацию и сейсмические воздействия
13.2. Нормативное длительное сопротивление разрушению
13.2.1. Механическая прочность полимерных материалов зависит от срока службы и от режима эксплуатации.
Для неармированных труб нормативное длительное сопротивление разрушению рассчитывают по эталонным кривым длительной прочности согласно справочной и научно-технической литературе либо по данным заводов-изготовителей. Для удобства использования кривые строят в логарифмических шкалах, и состоят эти кривые из одного или двух участков. Общий вид указанных кривых дан на рисунке 13.1.
а
б
а - тип 1; б - тип 2
Рисунок 13.1. Вид кривых длительной прочности материала
Длительная прочность неармированных труб описывается зависимостью вида
(13.1)
причем коэффициенты кривых типа 2 и левой части кривых типа 1 для одного и того же материала совпадают.
Здесь:
A, B, G, J - коэффициенты, приведенные для некоторых видов материала в таблице 13.2;
- время непрерывного действия напряжения 
, которое материал может выдержать без разрушения при температуре 
, ч;
- нормативное напряжение в стенке трубы или детали (фитинга), МПа;
- температура в стенке трубы или детали (фитинга), °C;
- расчетный коэффициент запаса прочности, принимаемый по таблице 13.4.
Таблица 13.2
Коэффициенты A, B, G, J для неармированных труб
из различных материалов
Материал | Эталонная кривая | Коэффициенты | ||||
Тип | Часть | A | B | G | J | |
PE 100 | 2 | левая | -38,9375 | 0 | 24482,4670 | -38,9789 |
правая | -20,3159 | 0 | 9342,6930 | -4,5076 | ||
PE-RT тип I | 2 | левая | -190,481 | -58219,035 | 78763,07 | 119,877 |
правая | -23,7954 | -1723,318 | 11150,56 | 0 | ||
PE-RT тип II | 1 | - | -219,0 | -62600,752 | 90635,353 | 126,387 |
PE-X | 1 | - | -105,8618 | -18506,15 | 57895,49 | -24,7997 |
PP-R 80 | 2 | левая | -55,725 | -9484,1 | 25502,2 | 6,39 |
правая | -19,98 | 0 | 9507 | -4,11 | ||
PP-B 80 | 2 | левая | -56,086 | -10157,8 | 23971,7 | 13,32 |
правая | -13,669 | 0 | 6970,3 | -3,82 | ||
PP-H | 2 | левая | -46,364 | -9601,1 | 20381,5 | 15,24 |
правая | -18,387 | 0 | 8918,5 | -4,1 | ||
PP-RCT | 1 | - | -119,546 | -23738,797 | 52176,696 | 31,279 |
PB 125 | 2 | левая | -430,866 | -125010 | 173892,7 | 290,0569 |
правая | -129,895 | -37262,7 | 52556,48 | 88,56735 | ||
PVC-C тип II, трубы | 1 | - | -115,839 | -22980 | 45647,94 | 54,73219 |
PVC-C тип II, фитинги | 1 | - | -72,6624 | -15253 | 29245,14 | 35,54 |
Значения напряжений в точке перелома представлены в таблице 13.3. Эти напряжения служат границей для использования левой или правой частей ломаной кривой на рисунке 13.1, б.
Таблица 13.3
Граничное значение напряжения , МПа, в котором
соединяются левая и правая части ломаной кривой
(рисунок 13.1, б), для неармированных труб
Материал | Температура | |||||||
40 | 50 | 60 | 70 | 75 | 80 | 90 | 100 | |
PE 100 | 7,29 | 6,6 | 6,01 | 5,5 | 5,27 | 5,06 | 4,67 | 4,34 |
PE-RT тип I | 6,51 | 5,95 | 5,37 | 4,77 | 4,47 | 4,16 | 3,53 | 2,90 |
PP-R 80 | 5,97 | 5,37 | 4,82 | 4,31 | 4,07 | 3,84 | 3,41 | 3,01 |
PP-B 80 | 6,01 | 5,20 | 4,45 | 3,76 | 3,44 | 3,14 | 2,57 | 2,07 |
PP-H | 5,79 | 5,29 | 4,78 | 4,26 | 4,00 | 3,73 | 3,21 | 2,70 |
PB 125 | 12,57 | 11,59 | 10,53 | 9,36 | 8,74 | 8,09 | 6,72 | 5,26 |
Таблица 13.4
Расчетные коэффициенты запаса прочности
Материал | Расчетный коэффициент запаса прочности в зависимости от температуры | |||
|
|
|
| |
PE, PE-RT, PE-X, PB | 1,25 | 1,5 | 1,3 | 1,0 |
PP-R, PP-B, PPR-CT | 1,4 | 1,5 | 1,3 | 1,0 |
PP-H | 1,6 | 1,5 | 1,3 | 1,0 |
PVC-C тип II | 2,5 | 1,8 | 1,7 | 1,0 |
Длительная прочность армированных труб описывается зависимостью вида
(13.2)
где 
- нормативное давление, МПа.
13.2.2. При переменном температурном режиме срок службы трубопровода определяют суммарным временем его работы при температурах 
, 
и 
.
Здесь - рабочая (расчетная) температура или комбинация температур (когда рабочих температур несколько);
- максимальная рабочая температура, действие которой ограничено во времени. Как правило, эта температура имеет суммарную продолжительность действия в пределах 10% срока службы трубопровода и характеризует допустимое кратковременное повышение 
. В том случае, когда рабочих температур несколько (комбинация температур), будет одна, поскольку она представляет собой кратковременное повышение наибольшей рабочей температуры;
- аварийная температура, возникающая в аварийных ситуациях при нарушениях в работе систем регулирования 
; принимают равной 100 ч независимо от расчетного срока службы трубопровода.
В частном случае, когда расчет ведут на постоянную температуру , температуры и могут отсутствовать.
13.2.3. Суммарную повреждаемость TYD, %, определяют по формуле
(13.3)
где 
- доля времени действия температуры по отношению ко всему сроку службы трубопровода, %;
должно выполняться условие 
;
- время непрерывного действия температуры , которое материал может выдержать без разрушения, ч, определяемое согласно 13.2.1.
13.2.4. Срок службы трубопровода является величиной, обратной TYD, и в годах составляет
(13.4)
13.2.5. При постоянном температурном режиме расчет ведут только на одну температуру . При этом срок службы в годах
(13.5)
где - время непрерывного действия температуры .
13.2.6. Задавая материал трубы (фитинга), срок службы T и температурный режим (, , где i = 1, 2, 3...), на основе эталонных кривых длительной прочности методом последовательных приближений определяют напряжение в стенке трубы (фитинга) 
(для неармированных деталей) или давление 
(для армированных деталей), при котором вычисленный срок службы по формуле (13.4) совпадает с заданным в исходных данных T. Пример определения дан в Приложении Е.
Подписаться на обновления