ГОСТ Р 70751-2023. Национальный стандарт Российской Федерации. Трубы термостойкие полимерные для прокладки силовых кабелей напряжением от 1 до 500 кВ. Общие технические условия

8 Методы испытаний

 

Испытания проводят не ранее чем через 15 ч после изготовления, включая время кондиционирования.

8.1 Внешний вид труб проверяют визуально, без применения увеличительных приборов, на образцах длиной не менее 1 м, включающих в себя полную маркировку.

8.2 Размеры труб и овальность после экструзии определяют по ГОСТ Р ИСО 3126 при температуре (23 +/- 2) °C на образцах длиной не менее 1 м. Перед испытанием образцы кондиционируют при указанной температуре не менее 2 ч.

Толщину стенки трубы определяют по ГОСТ Р ИСО 3126-2007 (пункт 5.2.2), измерения проводят с обоих торцов каждого образца. Результат измерений округляют в большую сторону до 0,1 мм. В случае разногласий измерение проводят не ранее чем через 24 ч после изготовления и кондиционирования в течение не менее 4 ч при температуре (23 +/- 2) °C.

Толщину слоев трубы и/или защитной оболочки определяют с использованием измерительной лупы или микроскопа и другими средствами измерения; выбранное средство измерения должно иметь погрешность не более 0,05 мм. Измерение проводят в нескольких произвольных точках с обоих торцов каждого образца. За результат принимают минимальное полученное значение.

8.3 Кольцевую жесткость трубы определяют по ГОСТ Р 54475-2011 (подраздел 8.4).

8.4 Изменение длины после прогрева определяют в соответствии с ГОСТ 27078, испытание проводят в воздушной среде на трубах с номинальной толщиной стенки e <= 16 мм.

8.5 Теплостойкость определяют по ГОСТ Р 53313-2009 (подраздел 5.1) при температуре 75 °C.

8.6 Стойкость к зажиганию нагретой проволокой определяют по ГОСТ Р 53313-2009 (подраздел 5.2) или ГОСТ 27483 при температуре проволочной петли (960 +/- 15) °C.

8.7 Стойкость к воздействию открытого пламени определяют по ГОСТ Р 53313-2009 (подраздел 5.3) или ГОСТ 28779. Испытаниям подвергают только те слои, которые заявлены как стойкие к воздействию открытого источника пламени.

Образцы для испытаний изготавливаются из труб номинальным наружным диаметром D 75, 160, 225 мм и могут быть получены разными способами: литьем под давлением, литьевым прессованием, инъекционным формованием или литьем образцов (из материалов и по рецептуре, аналогичной применяемой при производстве готовой продукции), механической обработкой, в том числе фрезерованием. Толщина образца должна соответствовать толщине слоя, стойкого к воздействию открытого источника пламени готовой продукции. Погрешность толщины образца +/- 0,2 мм от фактической толщины испытываемого слоя трубы.

8.8 Стойкость к распространению горения определяют по ГОСТ Р 53313-2009 (подраздел 5.4) при групповой прокладке.

8.9 Термостабильность (время окислительной индукции) труб определяют по ГОСТ Р 56756 при температуре 200 °C.

8.10 Стойкость к осевому растяжению сварного соединения встык определяют по ГОСТ Р 58121.1-2018 (приложение ДД). Испытания проводят на образцах без защитной оболочки. При наличии защитной оболочки ее необходимо удалить.

8.11 Целостность структуры после деформации определяют по ГОСТ Р 70628.2-2023 (пункт А.6). Испытания проводят на образцах без защитной оболочки. При наличии защитной оболочки ее необходимо удалить.

8.12 Предел текучести при растяжении определяют по ГОСТ Р 53652.1, ГОСТ Р 53652.3. Испытания проводят на образцах без защитной оболочки. При наличии защитной оболочки ее необходимо удалить.

8.13 Испытания на гибкость проводят на шести образцах. Образцом для испытания является отрезок трубы номинальным диаметром D 63 мм (допускается использовать D 75 мм, D 90 мм), кольцевой жесткостью SN 16 и длиной не менее 1200 мм. Испытания проводят на образцах без защитной оболочки. При наличии защитной оболочки ее необходимо удалить.

Испытания проводят на трех образцах при температуре (23 +/- 2) °C и затем на трех образцах после выдержки в климатической камере при температуре (0 +/- 1) °C в течение 2 ч. Перед началом испытаний измеряют овальность образца в позициях, приведенных на рисунке 1, затем образец фиксируют в опоре изгибающего устройства при помощи хомутов или зажимов.

 

 

1 - образец трубы; 2 - опора;

3 - хомуты или зажимы; 4 - позиции измерения овальности;

R_min - минимально допустимый радиус изгиба трубы

 

Рисунок 1 - Схема закрепления

образца трубы при испытаниях на гибкость

 

Радиус изгиба R_min зависит от температуры и выбирается равным:

- 20 номинальным диаметрам трубы D при температуре (23 +/- 2) °C;

- 50 номинальным диаметрам трубы D при температуре (0 +/- 1) °C.

Зафиксированный на опоре изгибающего устройства образец выдерживают в течение 30 минут, затем снимают с изгибающего устройства и измеряют овальность в позициях, указанных на рисунке 1, после чего осматривают поверхность образца.

Результат испытания считают положительным при условии изменения овальности не более чем на 30% и отсутствии расслоений, трещин, вмятин и короблений стенки трубы.

8.14 Степень защиты (герметичность в местах соединения) определяют по ГОСТ 14254-2015 (пункт 14.2.8) на двух образцах. Испытания проводят на образцах без защитной оболочки в местах соединения. При наличии защитной оболочки ее необходимо удалить.

Образец для испытания представляет собой отрезок трубы номинального наружного диаметра D с установленными на торцах концевыми заглушками соответствующего размера:

- у образца N 1 заглушку устанавливают на трубе при помощи сварного соединения встык;

- у образца N 2 заглушку устанавливают на трубе при помощи сварного соединения закладными нагревателями.

Для крепления заглушек применяют стандартные режимы сварки труб, из которых были изготовлены испытуемые образцы.

Испытания проводят путем погружения на 24 ч образцов вертикально в воду таким образом, чтобы места соединения труб с заглушками оказались на глубине 1 м, а свободные торцы труб, не имеющие заглушек, оказались выше уровня воды. По истечении 24 ч образцы извлекают из воды. Испытания считают успешными, если в течение 30 мин после извлечения образцов и их вскрытия не отмечено проникновения воды внутрь. Допускается наличие конденсата на внутренней поверхности.

8.15 Твердость по Шору D трубы и материала защитной оболочки (при наличии) определяют по ГОСТ 24621 дюрометром типа D.

Испытание трубы проводят на трех образцах с номинальной толщиной стенки не менее 4 мм. Испытания проводят на образцах без защитной оболочки. При наличии защитной оболочки ее необходимо удалить. Измерения проводят в пяти точках, расстояние между которыми - не менее 12 мм. За результат испытания принимают среднеарифметическое значение пяти измерений.

Испытание материала защитной оболочки трубы проводят на трех цельнолитых или прессованных плоскопараллельных образцах толщиной не менее 4 мм. Размеры каждого образца - не менее 25 x 25 мм (для обеспечения возможности расположения индентора на расстоянии не менее 9 мм от любого края). Перед испытанием образцы следует кондиционировать по ГОСТ 12423 или согласно нормативно-технической документации на материал защитной оболочки трубы. Испытуемый образец помещают на ровную твердую горизонтальную поверхность. Дюрометр устанавливают в вертикальном положении так, чтобы кончик индентора находился на расстоянии не менее 9 мм от любого края испытуемого образца. Как можно быстрее без толчка к образцу прижимают опорную поверхность дюрометра, держа ее параллельно поверхности испытуемого образца. К опорной поверхности прилагают давление, достаточное для обеспечения надежного контакта с образцом. Через (15 +/- 1) с снимают показания индикаторного устройства.

8.16 Стойкость к удару определяют согласно ГОСТ Р МЭК 61386.1-2014 (пункты 10.3.1, 10.3.2) и требованиям таблицы 4. Энергию удара (энергетическую характеристику) выбирают в соответствии с таблицей 4. После испытания на образце не должно быть видимых трещин и признаков разрушения.

 

Таблица 4

 

Энергия удара при испытаниях

 

Номинальный наружный диаметр трубы D, мм	Масса ударника, кг	Высота падения, мм	Энергия, Дж
50	5	300	15
От 63 до 90 включ.	5	400	20
От 110 до 140 включ.	5	570	28
От 160 до 630 включ.	5	800	40

 

8.17 Стойкость к воздействию климатических факторов определяют путем сравнения характеристик исходного образца и образцов после выдерживания при верхней и нижней рабочих температурах воздуха при эксплуатации в соответствии с ГОСТ 15150-69 (таблица 3) для выбранной климатической зоны.

Испытание проводят на трех образцах. Образец для испытания представляет собой отрезок трубы длиной 1 м. Перед началом испытания образцы маркируют следующим образом:

- N 1 (исходный, не подвергают воздействию);

- N 2 (выдерживают в течение 10 сут в климатической камере при максимальной температуре для выбранного рабочего диапазона);

- N 3 (выдерживают в течение 10 сут в климатической камере при минимальной температуре для выбранного рабочего диапазона).

По истечении 10 сут образцы N 2 и N 3 извлекают из климатических камер, затем образцы N 1, N 2 и N 3 кондиционируют при температуре (23 +/- 2) °C в течение 24 ч, после чего на всех образцах определяют следующие характеристики:

- внешний вид в соответствии с 8.1;

- кольцевую жесткость S в соответствии с 8.3.

Трубы считаются стойкими к воздействию климатических факторов, если для образцов N 1, N 2, N 3 соблюдаются следующие условия:

- внешний вид - без видимых изменений;

- кольцевая жесткость S - не менее номинальной кольцевой жесткости SN.

8.18 Стойкость к воздействию морских соленых вод определяют только для труб климатического исполнения М по ГОСТ 15150.

Стойкость к воздействию морских соленых вод определяют путем сравнения характеристик исходного образца и образца после выдерживания при температуре 90 °C в течение 1000 ч в водном растворе солей, аналогичном по солевому составу морской воде. Концентрация представленных солей - 50 г/л. Состав солевой смеси: 30,6% - Na⁺; 3,7% - Mg²⁺; 1,1% - K⁺; 1,2% - Ca²⁺; 55% - Cl^-; 7,7% - SO₄^2-; 0,7% - прочие компоненты.

Испытание проводят на двух образцах. Образец для испытания представляет собой отрезок трубы длиной 1 м. Перед началом испытания образцы маркируют следующим образом:

- N 1 (исходный, не подвергается воздействию);

- N 2 (выдерживают в водном растворе солей при температуре 95 °C в течение 1000 ч).

По истечении 1000 ч образец N 2 извлекают из раствора, затем образцы N 1 и N 2 кондиционируют при температуре (23 +/- 2) °C в течение 24 ч, после чего на образцах определяют следующие характеристики:

- внешний вид в соответствии с 8.1;

- кольцевую жесткость S в соответствии с 8.3.

Трубы считаются стойкими к воздействию морских соленых вод, если для образцов N 1 и N 2 соблюдаются следующие условия:

- внешний вид - без видимых изменений;

- кольцевая жесткость S - не менее номинальной кольцевой жесткости SN.

8.19 Стойкость к воздействию ультрафиолета определяют для труб, предназначенных для надземной (наземной) прокладки.

Стойкость к воздействию ультрафиолета определяют путем сравнения характеристик исходного образца и образца после воздействия ультрафиолета.

Образец подвергают воздействию ультрафиолета в соответствии с ГОСТ Р 51370 (метод 211-3) при максимальной температуре рабочего диапазона климатической зоны, выбранной по ГОСТ 15150. Интенсивность излучения принимают согласно ГОСТ Р 51370-99 (подраздел 4.11). Количество испытательных циклов определяют расчетами согласно ГОСТ Р 51370-99 (пункт 4.12.2) при условии, что срок службы трубы составляет 30 лет.

Испытание проводят на двух образцах. Образец для испытания представляет собой отрезок трубы длиной 1 м. Перед началом испытания образцы маркируют следующим образом:

- N 1 (исходный, не подвергается воздействию);

- N 2 (подвергается воздействию ультрафиолета заданной интенсивности и продолжительности при максимальной температуре выбранного рабочего диапазона).

По истечении времени воздействия на образец N 2 образцы N 1 и N 2 кондиционируют при температуре (23 +/- 2) °C в течение 24 ч, после чего на образцах определяют следующие характеристики:

- внешний вид в соответствии с 8.1;

- кольцевую жесткость S в соответствии с 8.3.

Трубы считаются стойкими к воздействию ультрафиолета, если для образцов N 1 и N 2 соблюдаются следующие условия:

- внешний вид - без видимых изменений;

- кольцевая жесткость S - не менее номинальной кольцевой жесткости SN.

 

8.20 Термостойкость

 

8.20.1 Термостойкость определяют путем сравнения характеристик исходного образца и образца после длительного термического воздействия.

8.20.2 Испытание проводят на трубах номинальным наружным диаметром D 160 мм и номинальной кольцевой жесткостью SN 8. Для распространения результатов испытаний на все модификации труб образцы отбирают от труб простой конструкции (трехслойная труба без наружной защитной оболочки).

От трубы отбирают три пробы длиной не менее 5,5 м. От каждой пробы отбирают по два образца длиной 2 и 3,5 м соответственно.

8.20.3 На трех исходных образцах длиной 2 м определяют следующие характеристики:

- внешний вид в соответствии с 8.1;

- геометрические размеры в соответствии с 8.2;

- кольцевая жесткость S в соответствии с 8.3;

- предел текучести при растяжении в соответствии с 8.12.

Результаты каждого образца заносят в протокол.

8.20.4 Три образца длиной не менее 3,5 м подвергают длительному старению в условиях, близких к реальным условиям эксплуатации полимерных труб с кабелями.

8.20.4.1 Образец длиной 3,5 м помещают в деревянный короб, по согласованию с изготовителем трубы допускается применение коробов, изготовленных из других материалов. Габаритные размеры короба 3000 x 800 x 800 мм. Трубу помещают строго по центру поперечного сечения короба, при этом края трубы должны выходить за пределы торцов короба не менее чем на 200 мм с обеих сторон.

8.20.4.2 В трубу помещают однофазный кабель номинального напряжения 110 кВ с изоляцией из сшитого полиэтилена, имеющий алюминиевую токопроводящую жилу площадью сечения от 1000 до 1200 мм². Наружный диаметр d кабеля должен удовлетворять следующему условию (по отношению к номинальному наружному диаметру трубы D и номинальной толщине стенки трубы e): 1,5d <= (D - 2e) <= 2,0d.

8.20.4.3 Для контроля температуры кабеля на оболочку кабеля в ее верхней части закрепляют датчик температуры. Для контроля температуры трубы закрепляют два датчика температуры, размещая их в верхней части образца на его внутренней и наружной поверхностях соответственно. Датчики температуры следует крепить ближе к центральной части короба, на расстоянии не менее 300 мм от его торцов.

8.20.4.4 Короб засыпают песком фракцией от 0,3 до 3 мм с насыпной плотностью от 1400 до 1600 кг/м³. Для создания механических усилий на трубы на песчаной засыпке устанавливают бетонные блоки с распределенным усилием (8 +/- 0,25) кН/м².

8.20.4.5 Для исключения возможности охлаждения кабеля в процессе испытания торцы труб с помещенными в них кабелями необходимо загерметизировать с использованием кольцевых кабельных уплотнителей.

8.20.4.6 Кабель, проложенный внутри образца трубы, нагревают, пропуская ток по его токопроводящей жиле до тех пор, пока температура наружной оболочки кабеля, фиксируемая закрепленным на ней датчиком температуры, не достигнет значения (105 +/- 5) °C. При колебании температуры в помещении, где проводят испытание, применяют регулирование тока в токопроводящей жиле для поддержания температуры наружной оболочки кабеля на требуемом уровне (105 +/- 5) °C в течение всего испытания. При отсутствии возможности достижения и поддержания указанной температуры наружной оболочки кабеля по периметру короба допускается установить теплоизоляционные плиты.

8.20.4.7 Нагрев наружной оболочки кабеля до температуры (105 +/- 5) °C должен быть плавным в течение 8 - 24 ч. Если процесс нагрева происходит медленно и не может быть завершен за 24 ч, то в целях ускорения процесса нагрева допускается подача на жилу кабеля токов повышенной величины. Такой интенсивный нагрев рекомендуется проводить до достижения на наружной оболочке кабеля температуры не более 90 °C. Затем значение тока должно быть снижено до значений, при которых прогнозируемая температура наружной оболочки кабеля составляет (105 +/- 5) °C. Контроль температуры проводится ежедневно, показания датчиков температуры фиксируются.

8.20.4.8 Длительность испытания составляет 8760 ч. Допускаются кратковременные отключения установки, связанные с перебоями в электроснабжении, при этом общее число отключений в процессе испытания нагревом не должно превышать 10, а длительность каждого отключения - не более 3 ч. Отключения установки и их длительность фиксируют в протоколе испытания.

8.20.5 По истечении указанного времени образцы труб извлекают из коробов и кондиционируют при температуре (23 +/- 2) °C в течение 24 ч. Затем на образцах определяют характеристики согласно перечню, приведенному в 8.20.3.

8.20.6 Результаты, полученные на исходных образцах, сопоставляют с результатами, полученными на образцах, которые прошли процедуру длительного старения. Трубы считают термостойкими, если для образцов соблюдаются следующие условия:

- внешний вид - без видимых изменений (допускаются потертости на поверхности трубы);

- геометрические размеры - изменение не более чем на 10% от исходных;

- кольцевая жесткость S - не менее 0,9 исходного значения S;

- предел текучести при растяжении - не менее 0,9 исходного значения .