Práctica estándar ASTM D2992-22 para obtener una base de diseño hidrostático o de compresión para tuberías y accesorios de fibra de vidrio (resina termoestable reforzada con fibra de vidrio)

La norma ASTM D2992-22, Práctica estándar para la obtención de una base de diseño hidrostático o de presión para tuberías y accesorios de fibra de vidrio (resina termoestable reforzada con fibra de vidrio), desarrollada por la Sociedad Estadounidense para Pruebas y Materiales (ASTM) , describe dos procedimientos para obtener una base de diseño hidrostático o de presión para productos de tuberías de fibra de vidrio mediante la evaluación de datos de regresión de resistencia obtenidos al probar tuberías o accesorios del mismo material y construcción, individualmente o en conjuntos: Procedimiento A (cíclico) y Procedimiento B (estático). Tanto las tuberías de resina termoestable reforzada con fibra de vidrio como las tuberías de mortero de polímero reforzado con fibra de vidrio son tuberías de fibra de vidrio. Para los fines de esta norma, el término polímero no incluye polímeros naturales.

Esta aplicación se puede utilizar para determinar la tensión de diseño hidrostático para tuberías de fibra de vidrio donde la relación entre el diámetro exterior y el espesor de la pared es de 10:1 o mayor.

Esta limitación, basada en la teoría del diseño de tuberías de paredes delgadas, sirve para limitar aún más su aplicación a presiones internas de aproximadamente el 20 por ciento de la tensión de diseño hidrostática derivada de la ecuación de tensión circunferencial. Por ejemplo, si la tensión de diseño hidrostático es de 34500 kPa, se limita a una presión interna de aproximadamente 6900 kPa, independientemente del diámetro de la tubería.

Cuando se colocan deliberadamente fibras de vidrio largas (continuas) para resistir la condición de carga de presión prevista (es decir, pruebas de presión en el extremo libre y envolturas de fibra de vidrio de 654,7 grados), los resultados de esta aplicación proporcionan la misma tubería con temperaturas más bajas (no dañinas) que son típicos en aplicaciones normales de tuberías) pueden ser demasiado conservadores al predecir el rendimiento de las tuberías de fibra de vidrio a largo plazo cuando se operan bajo tensión.

Todos los puntos de datos en el análisis deben estar en el mismo modo de falla. Es posible que esta práctica no represente con precisión la vida útil de la tubería cuando se evita que la fluencia plástica de la resina cause fallas en la tubería mediante agrietamiento involuntario de la matriz de resina u otros modos de falla impredecibles.

Esta aplicación proporciona una base de diseño de presión para productos o sistemas de formas complejas donde campos de tensión complejos impiden gravemente el uso de tensión circular.

Los cierres de puntas de muestra en los métodos de prueba subyacentes pueden ser restringidos o libres, lo que genera ciertas limitaciones. En los extremos restringidos, las muestras se esfuerzan por presión interna sólo en la dirección circunferencial, y la base de diseño de presión es válida sólo para tensiones que ocurren en la dirección circunferencial. En los extremos libres, las muestras se estresan mediante presión interna tanto en la dirección circular como en la longitudinal, de modo que la tensión circular es el doble de la magnitud de la tensión longitudinal. Esta práctica puede no ser válida para evaluar tensiones creadas por cargas donde la tensión longitudinal excede el 50 por ciento de la base de diseño de compresión.

Para los efectos de esta norma, se aplican los siguientes términos y definiciones:

El cierre, extremo libre, es un dispositivo o mecanismo de sellado unido al extremo de la probeta. La presión interna produce así tensiones de tracción longitudinales además de tensiones circulares y radiales en la muestra de ensayo.
Un cierre es un dispositivo o mecanismo de sellado que se basa en un extremo restringido, una varilla que pasa a través de la muestra de prueba o una estructura externa para resistir la fuerza de empuje del extremo producida por la presión interna. Por lo tanto, limita las tensiones en muestras (planas) solo a las direcciones circunferencial y radial.
La falla es cualquier conducción del líquido de prueba a través del cuerpo de la muestra (ya sea a través de una fractura de la pared, una fuga local o una fuga desde una distancia mayor a un diámetro desde el cierre de la punta).
La tubería de fibra de vidrio es un producto tubular que contiene refuerzo de fibra de vidrio incrustado o rodeado por resina termoestable curada. La estructura compuesta puede contener cargas agregadas, granulares o de plaquetas, sustancias tixotrópicas, pigmentos o colorantes. Se pueden incluir revestimientos o revestimientos termoplásticos o termoestables.
La tubería de mortero de polímero reforzado es una tubería de fibra de vidrio que contiene agregado.
La tubería de resina termoestable reforzada es una tubería de fibra de vidrio que no contiene áridos.
La tensión circular es la tensión de tracción causada por la presión interna en la dirección circunferencial sobre la pared del producto de tubería. La tensión del aro se calcula mediante una ecuación ISO. La tensión circular sólo debe determinarse en muestras cilíndricas huecas y planas. La evaluación de productos de formas más complejas puede basarse en la presión.
La base del diseño hidrostático es una tensión circular desarrollada para tuberías de fibra de vidrio mediante esta aplicación y multiplicada por un factor de diseño de servicio para obtener una tensión de diseño hidrostático.
La presión hidrostática de diseño es la presión hidrostática interna máxima estimada que se puede aplicar a un componente de tubería de forma cíclica (Procedimiento A) o continuamente (Procedimiento B) con un alto grado de confianza de que el componente no fallará.
El esfuerzo de diseño hidrostático es el esfuerzo de tracción máximo estimado en la dirección circular debido a la presión hidrostática interna en la pared de la tubería, que se puede aplicar cíclicamente (Procedimiento A) o continuamente (Procedimiento B) con un alto grado de confianza de que la tubería no fallar.

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