ASTM D2992-22 Стандартная практика для получения гидростатической или компрессионной основы проектирования труб и фитингов из стекловолокна (термореактивная смола, армированная стекловолокном)

Стандарт ASTM D2992-22 «Получение гидростатической или расчетной прочности под давлением для труб и фитингов из стекловолокна (армированного стекловолокном термореактивного полимера)», разработанный Американским обществом по испытанию материалов (ASTM) , описывает две процедуры получения гидростатической или расчетной прочности под давлением для изделий из стекловолокна путем оценки данных регрессионного анализа прочности, полученных в результате испытаний труб или фитингов из одного и того же материала и конструкции, по отдельности или в сборе: Процедура A (циклическая) и Процедура B (статическая). Как трубы из термореактивного полимера, армированного стекловолокном, так и трубы из полимерного раствора, армированного стекловолокном, являются трубами из стекловолокна. Для целей настоящего стандарта под полимерами не подразумеваются природные полимеры.

Это приложение можно использовать для определения гидростатического расчетного напряжения для труб из стекловолокна, у которых отношение наружного диаметра к толщине стенки составляет 10:1 или больше.

Это ограничение, основанное на теории проектирования тонкостенных труб, служит для дальнейшего ограничения его применения внутренними давлениями, составляющими примерно 20 процентов гидростатического расчетного напряжения, полученного из уравнения кольцевого напряжения. Например, если гидростатическое расчетное напряжение составляет 34500 кПа, оно ограничивается внутренним давлением примерно 6900 кПа, независимо от диаметра трубы.

Когда длинные (непрерывные) стекловолокна намеренно размещаются так, чтобы выдерживать предполагаемые условия нагрузки под давлением (т. е. испытание давлением на свободном конце и намотка стекловолокном под углом 654,7 градуса), результаты этого применения обеспечивают ту же трубу с более низкими (неповреждающими) температурами, чем типичны для обычных трубопроводов) могут быть слишком консервативными при прогнозировании долгосрочных характеристик труб из стекловолокна при эксплуатации в условиях напряжений.

Все точки данных в анализе должны находиться в одном и том же режиме отказа. Такая практика может неточно отражать срок службы трубы, если предотвращается пластическая ползучесть смолы, вызывающая выход трубы из строя из-за непреднамеренного растрескивания матрицы смолы или других непредсказуемых видов разрушения.

Это приложение обеспечивает основу для расчета давления для изделий или систем сложной формы, где сложные поля напряжений серьезно исключают использование окружного напряжения.

Закрытие наконечника образца в базовых методах испытаний может быть ограниченным или свободным, что приводит к определенным ограничениям. На ограниченных концах образцы подвергаются внутреннему давлению только в окружном направлении, а основа расчета давления действительна только для напряжений, возникающих в окружном направлении. На свободных концах образцы напряжены внутренним давлением как в кольцевом, так и в продольном направлениях, так что кольцевое напряжение в два раза превышает величину продольного напряжения. Эта практика может быть неприменима для оценки напряжений, создаваемых нагрузками, при которых продольное напряжение превышает 50 процентов расчетного сжимающего значения.

Для целей настоящего стандарта применяются следующие термины и определения:

• Свободный конец крышки представляет собой уплотняющее устройство или механизм, прикрепленный к концу испытуемого образца. Таким образом, внутреннее давление создает в испытуемом образце продольные растягивающие напряжения в дополнение к кольцевым и радиальным напряжениям.
• Крышка — это уплотняющее устройство или механизм, который опирается на удерживаемый конец, стержень, проходящий через испытуемый образец, или внешнюю конструкцию, противостоящую концевой осевой силе, создаваемой внутренним давлением. Таким образом, это ограничивает напряжения в (плоских) образцах только окружным и радиальным направлениями.
• Неисправностью считается любая проводимость испытательной жидкости через тело образца (из-за разрушения стенки, местной утечки или утечки на расстоянии более одного диаметра от закрытия наконечника).
• Стекловолоконная труба представляет собой трубчатый продукт, содержащий армирование из стекловолокна, заделанное или окруженное отвержденной термореактивной смолой. Композиционная структура может содержать агрегатные, гранулированные или пластинчатые наполнители, тиксотропные вещества, пигменты или красители. Могут быть включены термопластичные или термореактивные вкладыши или покрытия.
• Армированная полимерная растворная труба представляет собой трубу из стекловолокна, содержащую заполнитель.
• Труба из армированной термореактивной смолы представляет собой трубу из стекловолокна, не содержащую наполнителей.
• Кольцевое напряжение – это растягивающее напряжение, вызванное внутренним давлением в окружном направлении на стенку трубного изделия. Натяжение пялец рассчитывается по уравнению ISO. Окружное напряжение следует определять только на плоских полых цилиндрических образцах. Оценка продукта более сложной формы может основываться на давлении.
• Основой гидростатического расчета является кольцевое напряжение, рассчитанное для стекловолоконной трубы в этом приложении и умноженное на расчетный коэффициент эксплуатации для получения расчетного гидростатического напряжения.
• Гидростатическое расчетное давление — это расчетное максимальное внутреннее гидростатическое давление, которое можно прикладывать к компоненту трубопровода циклически (Процедура А) или непрерывно (Процедура Б) с высокой степенью уверенности в том, что компонент не выйдет из строя.
• Гидростатическое расчетное напряжение — это расчетное максимальное растягивающее напряжение в кольцевом направлении, обусловленное внутренним гидростатическим давлением в стенке трубы, которое можно прикладывать циклически (Процедура А) или непрерывно (Процедура Б) с высокой степенью уверенности в том, что труба не будет неудача.

Среди многочисленных исследований по испытаниям, измерениям, анализу и оценке, проводимых для предприятий в различных секторах, наша компания, с ее обученным и опытным персоналом и передовым технологическим оборудованием, установила «ASTM D2992-22 Стекловолокно (термореактивная смола, армированная стекловолокном) гидростатическое или давление для труб и фитингов». Он также предоставляет услуги по испытаниям, определенные в стандарте «Стандартная практика для получения проектной основы».