МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ

СТАНДАРТ

ТРУБЫ И ДЕТАЛИ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ РЕАКТОПЛАСТОВ, АРМИРОВАННЫХ СТЕКЛОВОЛОКНОМ

Методы получения гидростатического проектного базиса и расчетного значения давления

Издание официальное

Москва

Стандартинформ

2020

Предисловие

Цели, основные принципы и общие правила проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1    ПОДГОТОВЛЕН Автономной некоммерческой организацией «Центр нормирования, стандартизации и классификации композитов» (АНО «Стандарткомпозит»), Обществом с ограниченной ответственностью «Центр исследований и разработок «Инновации будущего» (ООО «Инновации будущего») совместно с Акционерным обществом «НПО Стеклопластик» при участии Объединения юридических лиц «Союз производителей композитов» (Союзкомпозит) на основе официального перевода на русский язык англоязычной версии указанного в пункте 5 стандарта, который выполнен АНО «Стандарткомпозит»

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 497 «Композиты, конструкции и изделия из них»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 28 февраля 2020 г. № 127-П)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166)004—97 Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97 Сокращенное наименование национального органа по стандартизации Беларусь BY Госстандарт Республики Беларусь Киргизия KG Кыргызстандарт Россия RU Росстандарт Узбекистан UZ Узстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2020 г. № 410-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 34645-2020 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2020 г.

5 Настоящий стандарт является модифицированным по отношению к стандарту ASTM D2992-18 «Стандартный метод получения гидростатического проектного базиса или расчетного значения давления для труб и фитингов из реактопластов. армированных стекловолокном» («Standard practice for obtaining hydrostatic or pressure design dasis for “fiberglass’ (glass-fiber-reinforced thermosetting-resin) pipe and fittings». MOD) путем замены ссылок, изменения его структуры для приведения в соответствие с правилами, установленными в ГОСТ 1.5-2001 (подразделы 4.2 и 4 3), путем изменения содержания отдельных структурных элементов, которые выделены вертикальной линией, расположенной на полях напротив соответствующего текста, а также невключения отдельных структурных элементов и ссылок. При этом дополнительные ссылки, включенные в стандарт, выделены курсивом и добавлено дополнительное приложение ДА.

Оригинальный текст модифицированных структурных элементов приведен в дополнительном приложении ДБ

Положения, разделы и пункты примененного стандарта ASTM, не включенные в основную часть настоящего стандарта, приведены в дополнительном приложении ДВ

Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой указанного стандарта ASTM приведено в дополнительном приложении ДГ.

Дополнительные ссылки, включенные в текст стандарта для учета потребностей национальных экономик стран, указанных выше, и/или особенностей межгосударственной стандартизации, выделены курсивом.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного стандарта ASTM для приведения в соответствие с ГОСТ 1.5 (подраздел 3.6). и

Вычисление долгосрочного гидростатического усилия или долгосрочного гидростатического

давления по методу наименьших квадратов

А.1 Общие положения

А 1.1 Анализ основан на следующей зависимости

у-в*Ьх,    (А 1)

где у — зависимая переменная, а — отсекаемый отрезок на оси у.

Ь — наклон прямой, х— независимая переменная

А.2 Методика анализа данных

А 2.1 Используют анализ линейной функциональной зависимости для анализа л-го количества пар значений (х, у) для получения следующей информации

-    наклон прямой;

-    отсекаемый отрезок на оси у,

-    коэффициент корреляции;

-    прогнозируемое среднее значение и нижние границы доверительного и прогнозируемого интервалов для среднего значения при доверительной вероятности 95 %

А.З Присваиваемые значения

А 3.1 Пусть независимая переменная х равна

х = lg t.    (А.2)

где t — время, ч.

Зависимая переменная у равна

y = ig V.    (АЗ)

где V—значение внутреннего гидростатического давления, кПа. или значение напряжения в кольцевом направлении. Па

А.4 Уравнения функциональной зависимости и метода расчета А.4.1 Сумма квадратов и ее составляющие

А 4.1.1 Единичное значение независимой переменной х^ вычисляют по формуле

*, = lg tf.    (А.4)

где t) — время до разрушения wo образца, ч.

Единичное значение зависимой переменной у_# вычисляют по формуле

У/ = '9 К    (А 5)

где V^ — давление при разрушении /-го образца, кПа

А 4 1 2 Среднеарифметическое значение у вычисляют по формуле

У = -1У/.    (А 6)

где у, — единичное значение зависимой переменной, п — число наблюдений

Среднеарифметическое значение х вычисляют по формуле

* = -!*/.    (А 7)

где х,— единичное значение независимой переменной, л — число наблюдений.

А 4 13 Среднеарифметическое значение от суммы произведения S_xy вычисляют по формуле

S_xy = ^I(*/-x) (У/-У).

(А 9) (А 10)

(АН) (А. 12)

А 4 2 2 Если коэффициент корреляции г меньше допустимого минимального значения, приведенного в таблице А 1. то следует отбросить данные как непригодные, в противном случае выполняют расчеты по А 3

Таблица А1 —Допустимые минимальные значения коэффициента корреляции г для приемлемых данных из п-со количества пар

п	(п-2)	Допустимое минимальное значение г	п	(/>-2)	Допустимое минимальное значение г
3	1	0,9999	21	19	0,5487
4	2	0,9900	22	20	0,5386
5	3	0,9587	23	21	0,5252
6	4	0,9172	24	22	0.5145
7	5	0,8745	25	23	0,5043
8	6	0,8343	26	24	0,4952
9	7	0,7977	27	25	0.4869
10	8	0,7646	32	30	0,4487
11	9	0.7348	37	35	0,4182
12	10	0.7079	42	40	0,3932
13	11	0,6835	47	45	0,3721
14	12	0,6614	52	50	0,3541
15	13	0,6411	62	60	0,3248
16	14	0,6226	72	70	0,3017
17	15	0,6055	82	80	0,2830
18	16	0,5897	92	90	0,2673
19	17	0,5751	102	100	0,2540
20	18	0,5614

A.4.3 Функциональная зависимость

A 4 3 1 Для нахождения прямой функциональной зависимости а и Ь предположим, что

№

b = -VT,    (A    14)

a-у-b x.    (A    15)

A 4 3 2 Поскольку у = Ig V, a x = Igf, следовательно. У =10*. t = 10* и упрощенное выражение Vчерез t принимает вид

V=10l⁹+‘>W>    (А    16)

А.4.4 Расчет дисперсии

А 4 4.1 x_L вычисляют по формуле

где t_L — время до разрушения L образца, ч

А 4 4 2 Расчет статистической последовательности для значений от / = 1 до i = п:

-    наилучшее соотношение q, для достоверного х вычисляют по формуле

с _ Я. х,+(/,-а)-Ь

---а^--

-    наилучшее соответствие У, для достоверного у вычисляют по формуле

-    дисперсию ошибок о£ для достоверного х вычисляют по формуле

Цп-2)

А 4 4.3 т вычисляют по формуле

т = —

D вычисляют по формуле

2-к-Ь о!

п S

В вычисляют по формуле

А 4 4 4 Дисперсию С от b вычисляют по формуле

С = 0(1 + т).

А 4 4 5 Дисперсию А от а вычисляют по формуле

А 4 4.6 Дисперсию о* от прямой в точке x_L вычисляют по формуле

= А + 28 • x_L * С А 4 4.7 Дисперсию ошибок о? для у вычисляют по формуле

= 2>‘

А 4 4 8 Общую дисперсию о* для будущих значений y_L для у в точке x_L вычисляют по формуле

<v²⁼°^{2 + o}?

А 4 4 9 Оценочное стандартное отклонение о_у для y_L вычисляют по формуле

А.4.5 Расчеты и доверительные интервалы

А 4.5.1 Прогнозируемое значение y_L для у в точке х вычисляют по формуле

y_L = a* b x_L.

А 4.5.2 Нижнюю границу прогнозируемого интервала при доверительной вероятности 95 %у_{и) 9б}для y_L вычисляют по формуле

Ус0.95 ⁼ Ус ~ V ‘    (А 31)

где t_v — квантиль распределения Стькадента для (л - 2) степеней свободы (см таблицу А 2) для двухстороннего уровня значимости 0,05 (те среднее значение ♦ 2,5 %)

Т а б л и ц а А 2 — Квантили распределения Стькадента tv (двусторонний уровень значимости 0,05)

п Степень свободы (л-2) *v п Степень свободы (п-2) tv 3 1 12,706 21 19 2,093 4 2 4.303 22 20 2,086 5 3 3.182 23 21 2,080 6 4 2.776 24 22 2,074 7 5 2.571 25 23 2,069 8 6 2.447 26 24 2,064 9 7 2,365 27 25 2,060 10 8 2.306 32 30 2,042 11 9 2.262 37 35 2,030 12 10 2.228 42 40 2,021 13 11 2,201 47 45 2,014 14 12 2.179 52 50 2,009 15 13 2.160 62 60 2,000 16 14 2.145 72 70 1,994 17 15 2,131 82 80 1,990 18 16 2.120 92 90 1,987 19 17 2,110 102 100 1,984 20 18 2,101

А 4 5 3 Соответствующую нижнюю границу прогнозируемого интервала при доверительной вероятности 95 % для V вычисляют по формуле W>=mo95    (А32)

А4 5 4 Прогнозируемое среднее значение Ув момент времени t_L, те V_L, вычисляют по формуле

^о.9б⁼¹°У<.    (А.    33)

А 4 5 5 Допущение в уравнении (А 28). о* = о* даст скорее доверительный интервал для прямой, а не прогнозируемый интервал для будущих результатов наблюдений

Пример расчета кольцевого напряжения

В.1 Основные данные

В 1.1 Пример расчетных данных кольцевого напряжения приведен в таблице В.1.

В 1.2 Из-за ошибок округления возможно несовпадение результатов расчета с приведенными в данном примере цифрами

Таблица В.1

Номер точки	время, ч	Напряжение, кПа	Логарифм времени ч	Логарифм напряжения, t
1	9	37920	0,95424	4,57887
2	13	37920	1,11394	4.57887
3	17	37920	1,23045	4,57887
4	17	37920	1,23045	4,57887
5	104	35850	2,01703	4.55449
6	142	35850	2,15229	4,55449
7	204	35850	2,30963	4,55449
8	209	35850	2,32015	4,55449
9	272	34470	2,43457	4,53744
10	446	34470	2,64933	4,53744
11	466	34470	2,66839	4,53744
12	589	33090	2,77012	4,51970
13	669	32410	2.82543	4,51068
14	684	34470	2,83506	4,53744
15	878	31720	2,94349	4,50133
16	1299	33090	3,11361	4,51970
17	1301	32140	3,11428	4,50705
18	1430	33090	3,15534	4.51970
19	1710	33090	3,23300	4,51970
20	2103	33090	3,32284	4.51970
21	2220	31030	3,34635	4,49178
22	2230	30340	3,34830	4.48202
23	3816	32410	3,58161	4,51068
24	4110	32410	3,61384	4,51068
25	4173	31720	3,62043	4,50133
26	5184	30340	3.71466	4.48202
27	8900	31720	3.94939	4.50133
28	8900	31720	3.94939	4,50133
29	10900	31030	4,03743	4,49178
30	10920	31030	4,03822	4.49178
31	12340	31030	4,09132	4.49178
32	12340	31030	4,09132	4.49178

В.2 Сумма квадратов

$„ = 0,798109,

8,78285 10^-4.

S_xy = -0,024836,

В.З Коэффициент корреляции

г =0.938083

В.4 Функциональная зависимость

Х= 1,100457 10"³.

Ь = -3,31731 10-²; а = 3,782188

В.5 Расчет дисперсий

О = 4,84225 10“®;

В = -1.46896 10~⁵.

С (дисперсия от Ь) = 5,01271 10"⁶;

А (дисперсия от а) = 4.66730 10"⁵. о% (дисперсия ошибок для х)= 4.046696 10~®. о* (дисперсия ошибок для у) = 1,1601 10^-4

В.6 Доверительный интервал

Для п = 32 и коэффициента Стьюдента t_v= 2,0423 оценочные средние значения, доверительный и прогнозируемые интервалы приведены в таблице В 2

Таблица В.2

Время, ч Среднее значение Нижняя граница доверительного интервала Нижняя граница прогнозируемого интервала 1 6056 5864 5704 10 5611 5487 5309 100 5198 5129 4933 1000 4816 4772 4575 10000 4462 4398 4233 100000 4133 4037 3909 438000 3936 3820 3711

Определение минимальной толщины стенки и наружного диаметра

ДА.1 Определение минимальной толщины стенки

ДА.1.1 Средства измерения

ДА 1 1.1 Для образцов с толщиной стенок не менее 5 мм применяют штангенциркуль по ГОСТ 166. обеспечивающий точность измерения толщины ± 5 %

ДА 1.1.2 Для образцов с толщиной стенок не более 5 мм применяют микрометр по ГОСТ 6507 со сферической измерительной поверхности пятки, ценой деления 0,01 мм и точностью измерения до 5 %.

ДА.1.2 Методика

В выбранном поперечном сечении проводят не менее четырех измерений толщины стенки, равномерно расположенных по окружности, до нахождения минимального значения

ДА.2 Определение наружного диаметра

ДА.2.1 Средства измерения

Рулетка с погрешностью измерения не более ± 0,4 мм.

ДА.2.2 Методика

С помощью рулетки измеряют длину окружности на концах образца и в трех точках, равномерно расположенных по длине трубы

Рассчитывают среднеарифметическое значение пяти измерений длины окружности

Наружный диаметр D. мм, вычисляют по формуле

где С₀₀ — среднеарифметическое значение длины окружности, мм Примечания

1    Если происходит искажение диаметра за счет веса трубы, что характерно для труб большого диаметра, допускается проводить измерения на трубе, расположенной в вертикальном положении

2    Диаметр можно измерить по стержню, из которого была изготовлена труба, следующим образом

(ДА 2)

где С_м— наружная окружность стержня, мм;

W—толщина стенки, измеренная в соответствии с подразделом ДА 1, мм

Оригинальный текст модифицированных структурных элементов

ДБ.1

1 1 Данный метод устанавливает два метода испытаний метод А (циклический) и метод В (статический) — для получения гидростатического проектного базиса (НОВ) или расчетного значения давления (PDB) для труб из стекловолокна путем регрессионного анализа данных, получаемых при проведении испытаний труб или фитингов, или и тех и других, из одних и тех же материалов и одинаковой конструкции, по отдельности или в сборе При этом и трубы из реактопластов, армированные стекловолокном (RTRP). и трубы из полимерцемента, армированные стекловолокном (RPMP), являются трубами из стекловолокна

Примечание 1 — В рамках данного стандарта полимер не должен иметь природное происхождение

1.2 Данный метод может быть использован для определения НОВ труб из стекловолокна, где соотношение между внешним диаметром и толщиной стенки превышает 10 1

Примечание 2 — Подобное ограничение, основанное на теории расчета тонкостенных труб, в дальнейшем будет ограничивать применение данного метода внутренними давлениями, которые, согласно соотношению для кольцевого напряжения, будут составлять примерно 20 % от получаемого гидростатического расчетного напряжения (HDS) Например, если напряжение составляет 5000 фунтов/кв дюйм (34500 кПа), то внутреннее давление в трубе должно ограничиваться 1000 фунтзми/кв дюйм (6900 кПа) независимо от диаметра трубы

1 3 Данный метод обеспечивает получение расчетного значения давления для изделий сложной формы или систем, в которых сложные поля механического напряжения могут серьезно затруднять использование кольцевого напряжения

14 Концевые уплотнения образца в тестовых испытаниях могут быть закрепленными либо свободными, что приводит к определенным ограничениям

1.4.1    Закрепленные концы Образцы подвергаются внутреннему механическому напряжению только в окружном направлении, а гидростатическое расчетное давление применимо лишь к напряжениям, развивающимся в окружном направлении

14 2 Свободные концы Образцы подвергают внутреннему механическому напряжению и в окружном, и продольном направлениях, но таким образом, чтобы окружное напряжение вдвое превышало продольное. Данный метод не может применяться для оценки напряжений, вызываемых нагрузками с продольным напряжением, превышающим 50 % от значения HDS

1.5 Значения, заявленные в единицах «дюйм-фунт* следует рассматривать в качестве стандартных Значения. данные в скобках, представлены исключительно в ознакомительных целях

Примечание 3 — Для настоящего стандарта не существует известного эквивалента ISO.

16 В настоящем стандарте не предусмотрено рассмотрение всех вопросов обеспечения безопасности, связанных с его применением Пользователь настоящего стандарта несет ответственность за установление соответствующих правил по технике безопасности и охране здоровья, а также определяет целесообразность применения законодательных ограничений перед его использованием

Примечание — Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1 5—2001 (подраздел 3 7).

ДБ.2

3.1    Терминология

3 11 Определения даны в соответствии с ASTM D883 и ASTM F412, а аббревиатуры приведены в соответствии с ASTM D1600, если не указано иное

3.1.2    Свободное концевое уплотнение — уплотнительное устройство или механизм, крепящийся к концу испытуемого образца таким образок», что внутреннее давление производит продольное растягивающее напряжение в дополнение к кольцевому и радиальному напряжению в испытуемом образце

3.1.3    Закрепленное концевое уплотнение — уплотнительное устройство или механизм, упирающийся в торец испытуемого образца, или внешняя структура, оказывающая сопротивление осевой нагрузке, производимой внутренним давлением, тем самым ограничивая напряжение только в прямых образцах кольцевого и радиального направления

3.1.4    Прорыв — протекание испытательной жидкости каким-либо образом через образец, будь то трещина в стенке, местная течь или течь на расстоянии более одного диаметра от концевого уплотнения

Примечание 4 — Для данного метода непротекающие образцы могут быть включены в протекающие при определенных условиях, обозначенных в подразделах 6 3, 9 3 и 12 2.

3.1.5    Труба из стекловолокна — труба, содержащая армирование стекловолокном, встроенное в структуру или окруженное затвердевшим термоактивным каучуком, композитная структура может содержать щебеночный, гранулированный или пластинчатый наполнитель, тиксотропные агенты, пигменты или красители, термопластичные или термоактивные добавки или покрытия

3.1.6    Труба из полимерцемента, армированного стекловолокном (RPMP), — труба из стекловолокна с наполнителем

3.1.7    Труба из реактопластов, армированных стекловолокном (RTRP), — труба из стекловолокна без наполнителя

3.1.8    Кольцевое напряжение — растягивающее напряжение в стенках труб в кольцевом направлении из-за внутреннего давления Кольцевое напряжение вычисляют по формуле

S=P[D-t,V2t_r    (1)

где S — кольцевое напряжение, фунты/кв дюйм (кЛа).

D — средний внешний диаметр армированной трубы, дюймы (мм);

Р — внутреннее давление, фунт/кв дюйм (кЛа);

t_r— минимальная толщина армированной стенки, дюймы (мм).

Примечание 5 — Кольцевое напряжение определяют на прямых цилиндрических образцах Оценка образцов более сложной формы может быть основана на давлении

3.1.9    Гидростатический проектный базис (НОВ) — кольцевое напряжение, определяемое для труб из стекловолокна с помощью данного метода, умножаемое на поправочный коэффициент для получения HDS

3 110 Гидростатическое расчетное давление (HDP) — оценочное максимальное внутреннее гидростатическое давление, которое может быть применено к детали трубы циклически (метод А) или продолжительно (метод В) с высокой степенью вероятности, что утечка не произойдет

3.1.11    Гидростатическое расчетное напряжение (HDS) — оценочное максимальное внутреннее растягивающее напряжение в стенке трубы в кольцевом направлении благодаря внутреннему гидростатическому давлению, которое может быть применено к образцу трубы циклически (метод А) или постоянно (метод В) с высокой степенью вероятности того, что утечка не произойдет

3.1.12    Долгосрочное гидростатическое усилие (LTHS) — оценочное растягивающее напряжение в стенке трубы в кольцевом направлении благодаря внутреннему гидростатическому давлению, которое в случае циклического применения приведет к прорыву трубы после определенного количества циклов (метод А) или определенного количества часов (метод В).

Примечание 6 — Время определения LTHS или LTHP устанавливается согласно стандарту изделия Как правило, время составляет 150 * 106 либо 657 * 106 циклов для метода А или 100000 либо 438000 часов для метода В.

3.1.13    Долгосрочное гидростатическое давление (LTHP) — оценочное внутренне давление в образце трубы, которое, в случае циклического применения приведет к прорыву трубы после определенного количества циклов (процесс А) или определенного количества часов (процесс В).

3.1.14    Расчетное значение давления (РОВ) — внутреннее давление, рассчитанное для труб из стекловолокна при помощи данного метода и умноженное на поправочный коэффициент для получения значения HDP

3.1.15    Номинальное давление (PR) — оценочное максимальное давление в трубе или фитинге, которое может быть применено продолжительно с высокой степенью вероятности того, что не произойдет прорыв образца трубы

3.1.16    Поправочный коэффициент — число от 1,00 и менее, учитывающее погрешность всех значений и степеней для безопасной установки труб из стекловолокна При этом коэффициент умножают на НОВ и получают HDS и значение расчетного номинального давления или его умножают на РОВ, при этом получают непосредственно значение номинального давления В любом случае в результате гарантируется качественная и безопасная установка труб, при условии того, что во время установки надлежащим образом были использованы высококачественные детали

3.2    Определения терминов, характерных для настоящего стандарта

3 21 средний внешний диаметр — измерение, полученное в соответствии с ASTM D3567, без учета армированных или неармированных внешних толщин покрытия.

3.2.2    минимальная армированная толщина стенки — измерение, полученное в соответствии с ASTM D3567, без учета армированных или неармированных внешних толщин покрытия и накладки; толщина стен фитингов определяется в самом тонком месте фитинга

Примечание — Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (подраздел 3 9)

ДБ.З

4 1 Метод А заключается в воздействии минимум на 18 образцов трубы или фитинга или обоих образцов под циклическим внутренним давлением с частотой 25 циклов/мин и при нескольких различных значениях давления Требуемая температура испытаний поддерживается путем циркуляции горячей жидкости через образцы или проведения испытаний в воздушной среде с контролируемой температурой

4 1.1 Циклическое LTHS или циклическое LTHP трубы или фитинга получается путем экстраполяции графика в двойном логарифмическом масштабе линии линейной зависимости кольцевого напряжения или внутреннего давления от количества циклов до прорыва

4 12 Экспериментальная основа метода А должна соответствовать методу испытаний ASTM D2143, который является частью данного метода Если какая-либо часть метода не соответствует методу, определенному в ASTM D2143, то необходимо использовать положения данного метода

4 13 Стыки между образцами трубы и фитинга должны быть такими же, которые стандартно используются для испытуемых образцов

4 2 Метод В заключается в воздействии минимум на 18 образцов трубы или фитинга или обоих образцов под постоянным внутренним гидростатическим давлением разного уровня в контролируемых условиях и измерении времени до прорыва для каждого уровня давления Температура испытаний поддерживается путем погружения образцов в водяную баню с контролируемой температурой, или их испытания в воздушной среде с контролируемой температурой воздуха, или же за счет циркуляции жидкости необходимой температуры через образец

Примечание 7 — Испытания в водяной бане исключают обнаружение утечки (см 3 1 4) как визуально, так и электронными средствами

4 2.1 Статическое LTHS или статическое LTHP трубы или фитинга получаются путем экстраполяции графика в двойном логарифмическом масштабе линии линейной зависимости кольцевого напряжения или внутреннего давления от времени до прорыва

4 2 2 Экспериментальная основа метода В должна соответствовать методу испытаний, определенному в ASTM D1598, или методу испытаний, определенному в ASTM F948, или же им обоим, которые являются частью данного метода Если какая-либо часть метода не соответствует выбранному методу, то необходимо использовать положения данного метода

4 2 3 Стыки между образцами трубы и фитинга должны быть такими же, которые стандартно используются для испытуемых образцов

4 3 Значение HDB определяется из значения LTHS в соответствии с разделом 7 или 10 4 4 Значение PDB определяется из значения LTHS в соответствии с разделом 8 или 11.

4 5 Значение HDS для труб определяется путем умножения значения НОВ на поправочный коэффициент 4 6 Проверка значений HDB или PDB для других изделий — когда для образцов уже определены значения HDB или PDB согласно данному методу, и происходит изменение процесса или материала изделия, может быть произведено подтверждение исходных значений НОВ или PDB в соответствии с разделом 12 Следует провести испытания по крайней мере шести образцов, и они должны отвечать установленным критериям

Примечание — Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ 1.5-2001 (пункт 7 9 5)

ДБ-4 Метод А

6 Долгосрочное циклическое гидростатическое напряжение или долгосрочное циклическое гидростатическое давление

6 1 Выбирают свободное либо закрепленное концевое уплотнение, основанное на растягивающих напряжениях. вызываемых внутренним давлением и типом стыков в данной системе труб (см 1 4)

6 2 Получают минимум 18 значений прорывного циклического напряжения для каждой заданной температуры в соответствии с методом испытаний ASTM D2143, за исключением следующего

6 2 1 Определяют средний внешний диаметр и минимальную толщину армированных стенок в соответствии с методом испытаний ASTM D3567.

Примечание 9 — Из-за необходимости нарезания образца данное определение может быть произведено на образце, не прошедшем испытание Вследствие этого при анализе используют заново рассчитанное исправленное кольцевое напряжение

6 2 2 Повышенной температуры испытаний достигают путем циркуляции нагретой жидкости, применяемой в ходе испытания, через образец или при ее испытаниях в горячем воздухе В любом случае жидкость должна поддерживаться в промежутке от ±5 °F (3 °С) от выбранной температуры

Примечание 10 — Когда повышение температуры в ходе испытаний поддерживается путем нагревания циркулирующей жидкости, применяемой при испытании, контролировать температуру окружающего воздуха нет необходимости

Сведения о соответствии межгосударственных стандартов стандартам ASTM. использованным в качестве ссылочных в примененном стандарте ASTM. приведены в дополнительном приложении ДД

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация о введении в действие (прекращении действия) настоящего стандарта и изменений к нему на территории указанных выше государств публикуется в указателях национальных стандартов, издаваемых в этих государствах, а также в сети Интернет на сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации.

В случае пересмотра, изменения или отмены настоящего стандарта соответствующая информация будет опубликована на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации в каталоге «Межгосударственные стандарты»

©Стандартинформ. оформление, 2020

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии

6.2.3 Значения напряжения или давления должны быть отобраны таким образом, чтобы распределение точек прорыва было следующим

Количество циклов до прорыва    Точек    прорыва    (минимум)

От 1000 до 10000	3
От 10000 до 100000	3
От 100000 до 1000000	3
От 1000000 до 10000000	3
Более 15000000	1
Всего	18

6 3 Анализируют результаты испытаний, используя для каждого образца зависимость логарифма напряжения или давления из раздела 6. от логарифма числа циклов до прорыва, как описано в приложении А1

Примечание 11 — Как правило, при испытаниях труб из стекловолокна по вертикальной оси (у) откладываются значения напряжения или давления, а по горизонтальной оси (х) — значения времени или циклов

6.3.1    Образец, который протекает на расстоянии до одного диаметра от концевого уплотнения, может быть:

-    включен в качестве точки прорыва, если находится ниже 95 % кривой пределов доверительного интервала.

-    заменен и вновь испытан, при условии, что новый прорыв будет находиться на расстоянии дальше одного диаметра от концевого уплотнения;

-    ликвидирован, а данные не засчитаны

6    3 2 Образцы, не прорвавшиеся спустя более 15000000 циклов, могут быть засчитаны как прорывы при обозначении регрессионной прямой Использование таких данных может привести к занижению или завышению значений циклических LTHS и LTHP В любом случае должны быть удовлетворены требования доверительного интервала значений из раздела 6

Примечание 12 — Непрорвавшиеся образцы могут быть испытаны далее и линии регрессии пересчитаны после возникновения прорыва

6.3.3 Определяют конечную линию для экстраполяции по методу наименьших квадратов с использованием точек прорыва, а также точек непрорыва, выбранных по критериям, описанным в 6 3 1 и 6 3.2. Не следует использовать точки прорыва со значениями давления или напряжения, которые приводят к прорыву, происходящему менее чем за 500 циклов в среднем, определить данные точки путем усреднения количества испытаний циклов до прорыва с одинаковым уровнем напряжения или давления, например, при напряжении в ± 200 фунтов/кв дюйм (1360 кПа) или давлении ± 20 фунтов/кв дюйм (138 кПа). Включают в отчет все данные о точках прорыва, исключенных из расчета, и относят их к данной категории.

Примечание 13 — Поскольку данный процесс применим как для труб, так и для фитингов, рекомендуется, чтобы образец трубы и фитинг были испытаны одновременно как один образец путем использования стандартного процесса их соединения, с фитингом на одном из концов Если фитинг прорывает первым, он может быть отделен, а испытание продолжено с целой трубой с механическим концевым уплотнением на месте фитинга В случае если трубу прорывает первой, данные можно записать, заменить трубу и продолжать испытания до тех пор, пока не прорвет фитинг Следуя этой рекомендации, испытатель сможет получать точки прорыва и для трубы, и для фитинга, проводя испытания только одного образца

7    Циклическое гидростатическое расчетное значение

7.1    Вычисляют циклическое LTHS в определенное время (150*106 или 657*106 циклов), как описано в приложении А1

7.2    Если S_xy > 0 (см А1 4). данные следует считать непригодными

7.3    вычисляют г в соответствии с А1 Если г является меньше применяемого минимального значения, приведенного в таблице А1 1, данные следует считать непригодными

7.4    При необходимости определяют категорию циклического НОВ в соответствии с таблицей 1

8    Циклическое расчетное значение давления

8 1 Использовать процессы по 7.1. 7 2 и 7.3, подставив значение давления вместо напряжения

8    2 При необходимости определить категорию циклического РОВ в соответствии с таблицей 2

Метод В

9    Долгосрочное постоянное гидростатическое напряжение

9 1 Выбирают свободное либо закрепленное концевое уплотнение, основанное на растягивающих напряжениях, вызываемых внутренним давлением и типом стыков в данной системе труб (см 1 4)

Содержание

1    Область применения....................................................................................................................................1

2    Нормативные ссылки....................................................................................................................................1

3    Термины и определения...............................................................................................................................2

4    Сущность метода..........................................................................................................................................2

5    Оборудование...............................................................................................................................................2

6    Подготовка к проведению испытаний..........................................................................................................2

7    Проведение испытаний................................................................................................................................3

8    Обработка результатов................................................................................................................................4

9    Протокол испытаний.....................................................................................................................................4

Приложение А (справочное) Вычисление долгосрочного гидростатического усилия

или долгосрочного гидростатического давления по методу

наименьших квадратов.........................................................................................................6

Приложение В (справочное) Пример расчета кольцевого напряжения....................................................10

Приложение ДА (обязательное) Определение минимальной толщины стенки и наружного

диаметра............................................................................................................................12

Приложение ДБ (справочное) Оригинальный текст модифицированных структурных элементов........13

Приложение ДВ (справочное) Оригинальный текст невключенных структурных элементов.................21

Приложение ДГ (справочное) Сопоставление структуры настоящего стандарта со структурой

примененного в нем стандарта ASTM.............................................................................22

Приложение ДД (справочное) Сведения о соответствии ссылочных межгосударственных стандартов стандартам ASTM. использованным в качестве ссылочных в примененном стандарте ASTM.....................................................................................23

МКС 23.040.50 83.120

Поправка к ГОСТ 34645-2020¹ Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных стекловолокном. Методы получения гидростатического проектного базиса и расчетного значения давления

В каком месте Напечатано Должно быть Предисловие. Таблица согласования — Казахстан KZ Госстандарт Республики Казахстан

(ИУС № 8 2020 г.)

МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ТРУБЫ И ДЕТАЛИ ТРУБОПРОВОДОВ ИЗ РЕАКТОПЛАСТОВ, АРМИРОВАННЫХ СТЕКЛОВОЛОКНОМ

Методы получения гидростатического проектного базиса и расчетного значения давления

Fiberglass-reinforced thermosetting plastic pipes and parts of pipelines Methods for obtaining of hydrostatic or pressure design basis

Дата введения — 2020—08—01

1    Область применения

Настоящий стандарт распространяется на трубы и детали трубопроводов из реактопластов. армированных стекловолокном (далее — трубы и детали трубопроводов), и устанавливает методы получения гидростатического проектного базиса или расчетного значения давления при воздействии внутреннего циклического давления (метод А) или при воздействии внутреннего постоянного давления (метод Б).

Методы получения гидростатического проектного базиса распространяются на трубы и детали трубопроводов, для которых соотношение между внешним диаметром и толщиной стенки составляет не менее 10:1.

Настоящий стандарт также распространяется на трубы и детали трубопроводов из полимерце-мента. армированного стекловолокном.

2    Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:

ГОСТ 34646-2020 Трубы из реактопластов. армированных стекловолокном. Метод определения стойкости к воздействию циклического внутреннего давления

ГОСТ 34648-2020 Трубы и детали трубопроводов из реактопластов, армированных волокном. Методы определения сопротивления труб и фитингов кратковременному воздействию гидравлического давления

ГОСТ 166—89 (ИСО 3599—76) Штангенциркули. Технические условия

ГОСТ 6507-90 Микрометры Технические условия

Примечание — При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов и классификаторов на официальном интернет-сайте Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (www ease by) или по указателям национальных стандартов, издаваемым в государствах, указанных в предисловии, или на официальных сайтах соответствующих национальных органов по стандартизации Если на документ дана недатированная ссылка, то следует использовать документ, действующий на текущий момент, с учетом всех внесенных в него изменений Если заменен ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, то следует использовать указанную версию этого документа Если после принятия настоящего стандарта в ссылочный документ, на который дана датированная ссылка, внесено изменение, затрагивающее положение, на которое дана ссылка, то это положение применяется без учета данного изменения Если ссылочный документ отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку

3    Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.1    гидростатический проектный базис (hydrostatic design basis); НОВ: Кольцевое напряжение, определяемое для труб и деталей трубопроводов по настоящему стандарту, умноженное на поправочный коэффициент.

3.2    расчетное значение давления (pressure design basis); PDB: Внутреннее давление, рассчитанное для труб и деталей трубопроводов по настоящему стандарту.

3.3    циклическое давление (cyclic pressure): Давление, изменяющееся относительно среднего давления в большую и меньшую сторону с заданной частотой и амплитудой.

3.4    кольцевое напряжение (hoop stress): Растягивающее напряжение в стенке трубы и деталей трубопроводов в кольцевом направлении, возникающее при воздействии внутреннего давления.

3.5    поправочный коэффициент (service design factor): Число от нуля до единицы включительно, учитывающее погрешность всех значений и степеней для безопасной установки труб и деталей трубопроводов.

3.6    долгосрочное гидростатическое усилие (long-term hydrostatic strength); LTHS: Расчетное кольцевое напряжение, характеризующее количество циклов или время до разрушения трубы и деталей трубопроводов.

3.7    долгосрочное гидростатическое давление (long-term hydrostatic pressure); LTHP: Расчетное внутреннее давление, при котором трубы и детали трубопроводов разрушаются после заданного количества циклов или определенного количества часов.

4    Сущность метода

4.1    Сущность метода А заключается в том, что заданное количество образцов делят на группы и каждую группу образцов испытывают воздействием внутреннего циклического давления. Значение внутреннего циклического давления выбирают в зависимости от количества циклов, через которое образцы одной группы должны разрушиться.

По результатам испытаний строят экстраполированный график зависимости кольцевого напряжения или внутреннего давления от количества циклов до разрушения, по которому определяют циклическое LTHS или циклическое LTHP.

Испытание внутренним циклическим давлением проводят по нормативному документу или технической документации на трубы и детали трубопроводов, с изменениями и дополнениями, приведенными в настоящем стандарте.

4.2    Сущность метода Б заключается в том. что заданное количество образцов делят на группы и каждую группу образцов испытывают воздействием внутреннего постоянного давления. Значение внутреннего постоянного давления выбирают в зависимости от времени, через которое образцы одной группы должны разрушиться.

По результатам испытаний строят экстраполированный график зависимости кольцевого напряжения или внутреннего давления от времени до разрушения, по которому определяют статическое LTHS или статическое LTHP.

Испытание внутренним постоянным давлением проводят по нормативному документу или технической документации на трубы и детали трубопроводов с изменениями и дополнениями, приведенными в настоящем стандарте.

5    Оборудование

Оборудование — по ГОСТ 34648—2020 (раздел 4) для испытания внутренним постоянным давлением и оборудование по ГОСТ 34646—2020 (раздел 5) для испытания внутренним циклическим давлением. если иное не установлено в нормативном документе или технической документации на трубы и детали трубопроводов.

6    Подготовка к проведению испытаний

6.1 Для получения значения гидростатического проектного базиса или расчетного значения давления используют не менее 18 образцов, если иное не установлено в нормативном документе или технической документации на трубы и детали трубопроводов.

6.2 Требования к образцам и условиям кондиционирования должны соответствовать требованиям. приведенным в методах испытаний внутренним циклическим или постоянным давлением, установленных в нормативном документе или технической документации на трубы и детали трубопроводов.

7 Проведение испытаний

7.1    Условия проведений испытаний (окружающая среда, температура окружающей среды, испытательная среда, температура испытательной среды) — в соответствии с требованиями нормативного документа или технической документации на трубы и детали трубопроводов.

7.2    Минимальную толщину стенок образцов и наружный диаметр определяют в соответствии с приложением ДА.

7.3    Метод А

7.3.1    Проводят испытания не менее 18 образцов в соответствии с методом испытания внутренним циклическим давлением частотой 25 циклов/мин. Значение внутреннего циклического давления — в соответствии с нормативным документом или технической документацией на трубы и детали трубопроводов.

7.3.2    Значения внутреннего циклического давления выбирают таким образом, чтобы разрушение заданного количества образцов происходило через установленное в соответствии с таблицей 1 количество циклов.

Количество образцов, которые должны быть разрушены за определенное количество циклов, устанавливают в соответствии с нормативным документом или технической документацией на трубы и детали трубопроводов, и оно должно быть не менее, чем установлено в таблице 1.

Таблица 1

Количество циклов до разрушения образцов Количество разрушенных образцов, не менее От 1000 до 10000 включ 3 Се 10000 »100000 » 3 » 100000 » 1000000 » 3 » 1000000 * 10000000 » 3 »15000000 1 Всего 18

7.4 Метод Б

7.4.1    Проводят испытания не менее 18 образцов в соответствии с методом испытания внутренним постоянным давлением, установленным в нормативном документе или технической документации на трубы и детали трубопроводов.

7.4.2    Значения внутреннего постоянного давления выбирают таким образом, чтобы разрушение заданного количества образцов происходило через время, установленное в соответствии с таблицей 2. Количество образцов, которые должны быть разрушены за определенное время, устанавливают в нормативном документе или технической документации на трубы и детали трубопроводов, и оно должно быть не менее, чем установлено в таблице 2.

Таблица 2

Время до разрушения образцов, ч Количество разрушенных образцов, не менее От 10 до 1000 вклкн 4 Св 1000 » 6000» 3 » 6000 3 * 10000 1 Всего 18

8 Обработка результатов

8.1    По учтенным результатам испытаний в соответствии с методом А или Б вычисляют циклическое или статическое LTHS и циклическое или статическое LTHP по алгоритму, приведенному в приложении А. Пример расчета кольцевого напряжения приведен в приложении В

8.2    HDB определяют в соответствии с таблицей 3. PDB определяют в соответствии с таблицей 4

Таблица 3

НОВ. 'Па Интервал рассчитанных значений циклического или статического LTHS. кПа 17200 От 16500 до 20700 21700 От 20800 до 26300 27600 От 26400 до 33000 34500 От 33100 до 40900 43400 От 41000 до 52900 55200 От 53000 до 65900 68900 От 66000 до 82900 86200 От 83000 до 105900 110000 От 106000 до 130900 138000 От 131000 до 169900 172000 От 170000 до 209900 217000 От 210000 до 259900 276000 От 260000 до 320000

Таблица 4

РОВ Интервал рассчитанных значений циклического или статического LTHP бар кПа кПа 6.3 630 От 605 до 760 8 800 От 765 до 990 10 1000 От 995 до 1180 12,5 1250 От 1190 до 1510 16 1600 От 1520 до 1980 20 2000 От 1990 до 2380 25 2500 От 2390 до 3020 31.5 3150 От 3030 до 3830 40 4000 От 3840 до 4790 50 5000 От 4800 до 6040 63 6300 От 6050 до 7680 80 8000 От 7690 до 9580 100 10000 От 9590 до 11800 125 12500 От 11900 до 15300

9 Протокол испытаний

Результаты испытаний заносят в протокол испытаний, который должен содержать:

- ссылку на настоящий стандарт;

-описание образца, включая: материал, наименование предприятия-изготовителя, форму кодового номера изготовителя, тип;

-    выбранный метод испытания;

-    размеры образца;

-    тип используемых торцевых заглушек (передающие или непередающие осевые напряжения на образец);

■ количество образцов;

-    условия и среда кондиционирования и испытаний;

-    количество циклов (для метода А);

-    время до разрушения образца (для метода Б);

-    место разрушения;

-    значения LTHS или LTHP;

-    значение коэффициента корреляции;

-    значения НОВ;

-    значения РОВ;

-    сроки проведения испытания.

1

Издание официальное