Prática padrão ASTM D2992-22 para obtenção de uma base de projeto hidrostático ou compressivo para tubos e conexões de fibra de vidro (resina termofixa reforçada com fibra de vidro)

A norma ASTM D2992-22, Prática Padrão para Obtenção de uma Base de Projeto Hidrostático ou de Pressão para Tubos e Conexões de Fibra de Vidro (resina termoendurecível reforçada com fibra de vidro), desenvolvida pela Sociedade Americana para Testes e Materiais (ASTM) , descreve dois procedimentos para obter uma base de projeto hidrostático ou de pressão para produtos de tubulação de fibra de vidro, avaliando dados de regressão de resistência obtidos por meio de testes em tubos ou conexões do mesmo material e construção, individualmente ou em conjuntos: Procedimento A (cíclico) e Procedimento B (estático). Tanto os tubos de resina termoendurecível reforçada com fibra de vidro quanto os tubos de argamassa polimérica reforçada com fibra de vidro são considerados tubos de fibra de vidro. Para os fins desta norma, o termo "polímero" não inclui polímeros naturais.

Esta aplicação pode ser usada para determinar a tensão hidrostática de projeto para tubos de fibra de vidro onde a relação entre o diâmetro externo e a espessura da parede é de 10:1 ou superior.

Esta limitação, baseada na teoria de projeto de tubos de paredes finas, serve para limitar ainda mais sua aplicação a pressões internas de aproximadamente 20% da tensão hidrostática de projeto derivada da equação de tensão circular. Por exemplo, se a tensão hidrostática de projeto for 34500 kPa, ela estará limitada a uma pressão interna de aproximadamente 6900 kPa, independentemente do diâmetro do tubo.

Quando fibras de vidro longas (contínuas) são colocadas deliberadamente para resistir à condição de carga de pressão pretendida (ou seja, testes de pressão de extremidade livre e envoltórios de fibra de vidro de 654,7 graus), os resultados desta aplicação fornecem ao mesmo tubo temperaturas mais baixas (não prejudiciais) do que são típicos em aplicações normais de tubulações) podem ser excessivamente conservadores na previsão do desempenho de tubos de fibra de vidro a longo prazo quando operados sob tensões.

Todos os pontos de dados na análise devem estar no mesmo modo de falha. Esta prática pode não representar com precisão a vida útil do tubo quando a fluência plástica da resina é impedida de causar falha no tubo por rachaduras não intencionais na matriz da resina ou outros modos de falha imprevisíveis.

Esta aplicação fornece uma base de projeto de pressão para produtos ou sistemas com formatos complexos onde campos de tensão complexos inibem severamente o uso de tensão circular.

Os fechamentos das pontas das amostras nos métodos de teste subjacentes podem ser restritos ou gratuitos, levando a certas limitações. Nas extremidades restritas, as amostras são tensionadas pela pressão interna apenas na direção circunferencial, e a base de projeto de pressão é válida apenas para tensões que ocorrem na direção circunferencial. Nas extremidades livres, as amostras são tensionadas por pressão interna tanto na direção circular quanto longitudinal, de modo que a tensão circular seja duas vezes a magnitude da tensão longitudinal. Esta prática pode não ser válida para avaliar tensões criadas por carregamentos onde a tensão longitudinal excede 50% da base de projeto compressiva.

Para os fins desta norma, aplicam-se os seguintes termos e definições:

• O fecho, extremidade livre, é um dispositivo ou mecanismo de vedação fixado na extremidade do corpo de prova. A pressão interna produz, portanto, tensões de tração longitudinais, além das tensões circulares e radiais no corpo de prova.
• Um fecho é um dispositivo ou mecanismo de vedação que depende de uma extremidade restringida, uma haste que passa através da amostra de teste ou uma estrutura externa para resistir à força de impulso final produzida pela pressão interna. Assim, limita as tensões em amostras (planas) apenas às direções circulares e radiais.
• Falha é qualquer condução do líquido de teste através do corpo da amostra (seja através de fratura na parede, vazamento local ou vazamento a uma distância maior que um diâmetro do fechamento da ponta).
• O tubo de fibra de vidro é um produto tubular que contém reforço de fibra de vidro incorporado ou rodeado por resina termoendurecível curada. A estrutura compósita pode conter cargas agregadas, granulares ou plaquetárias, substâncias tixotrópicas, pigmentos ou corantes. Forros ou revestimentos termoplásticos ou termofixos podem ser incluídos.
• O tubo de argamassa de polímero reforçado é um tubo de fibra de vidro contendo agregado.
• O tubo de resina termofixa reforçada é um tubo de fibra de vidro que não contém agregados.
• A tensão circular é a tensão de tração causada pela pressão interna na direção circunferencial na parede do tubo. A tensão do aro é calculada por uma equação ISO. A tensão circular só deve ser determinada em amostras cilíndricas planas e ocas. A avaliação de produtos de formas mais complexas pode ser baseada na pressão.
• A base do projeto hidrostático é uma tensão circular desenvolvida para tubos de fibra de vidro por esta aplicação e multiplicada por um fator de projeto de serviço para obter uma tensão de projeto hidrostática.
• A pressão hidrostática de projeto é a pressão hidrostática interna máxima estimada que pode ser aplicada a um componente da tubulação ciclicamente (Procedimento A) ou continuamente (Procedimento B) com um alto grau de confiança de que o componente não falhará.
• A tensão hidrostática de projeto é a tensão de tração máxima estimada na direção do arco devido à pressão hidrostática interna na parede do tubo, que pode ser aplicada ciclicamente (Procedimento A) ou continuamente (Procedimento B) com um alto grau de confiança de que o tubo não irá falhar.

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