Автореферат (1090912), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Нормативные документы для групп образцов по срокуэксплуатации.Срок эксплуатации,Кол-во образцов, шт.Нормативный документлетМРТУ 6-05-917-63,46 - 505 образцовМРТУ 6-05-918-67,МРТУ 6-05-917-67ТУ-6-19-051-259-80,31 - 354 образцаГОСТ 18599-73ТУ-6-05-10-58-87-952-87,ГОСТ 18599-83,21 – 2516 образцовТУ-6-19-352-87,ТУ 6-19-051-538-85ГОСТ Р 50838-95,11 – 153 образцаТУ 6-19-352-87,ТУ 2248-048-00203536-20000-51 образецГОСТ Р 50838-95Для оценки зоны пластического разрушения полимерных труб быларазработана методика анализа зоны пластического разрушения, которая принята вкачестве стандарта организации Группы ПОЛИПЛАСТИК СТО 73011750-0122014«Пластмассы.Методопределенияпараметровзоныпластическогоразрушения полимерных труб».Нарисунке1показанаформазоныпластическогоразрушения,сформировавшаяся в трубе из материала ПЭ100 VESTOLEN F6060R послегидравлических испытаний.На рисунке 2 показано распределение деформации по зонам пластическогоразрушения для материала ПЭ80 РЕ4РР25В.
Горизонтальные линии касаютсякривых в зоне формирования естественной кратности вытяжки. Зону разбивали на10 равных частей. Номера частей зоны обозначены цифрами справа на рисунке 2.Из приведенных данных видно, что максимальная вытяжка характерна только длясредних частей зоны пластического разрушения 4,5,6,7. Именно там и реализуетсяестественная кратность вытяжки, которая определяется как среднее значениемаксимальных значений. В зонах 1,2,3 и 8,9,10 вытяжка в условиях гидравлическихиспытаний не имеет возможности для полной реализации, то есть не достигаетзначений естественной кратности и находится на уровне вытяжки в переходнойзоне. На рисунке 2 приведены в качестве примера данные по кратности вытяжки8Рисунок 1.
ПЭ100VESTOLEN F6060R.Рисунок 2. Распределение кратности вытяжки подлине зоны пластического разрушения для ПЭ80РЕ4РР25В, ЕКВ=5,7.в различных частях зоны пластического разрушения газовых труб из ПЭ80производства завода ООО «Ставролен».На рисунке 3 показан характер распределения деформации по длине образцапри растяжении образцов из марок полиэтилена ПЭ80 PE4PP25B, ПЭ100 Н1000РС,ПЭ100 CRP100, ПЭ100 CRP100RC. Видно, что при растяжении образца,переходные зоны имеют минимальные размеры, а основная деформацияпредставлена деформациями при пределе текучести и естественной кратностивытяжки.Рисунок 3. Изменение деформации по длине образцапри растяжении для ПЭ80 PE4PP25B, ПЭ100 Н1000РС,ПЭ100 CRP100, ПЭ100 CRP100RC.9Методика гидравлических испытаний состояла в следующем.
Образцы трубторцевали до длины, равной трём диаметрам трубы с учётом запаса под длинуконцевых заглушек. На концы труб одевали концевые заглушки, рисунок 4.Испытание проводили при температуре 20ºС. Скорость подачи давления зависитобъёма образца, продолжительность испытания до 2,5 ч.Взонепластическогоразрушения,разделённую на 10 частей по нанесённой разметке,измеряли толщину стенкомером индикаторным спогрешностью 0,01мм по ГОСТ Р ИСО 3126 в 3х-8точках.Припроведенииизмеренийиспользовалифрагменты, вырезанные из зоны пластическогоРисунок4.Подготовленные образцытруб с гидравлическимизаглушками.разрушения. Фрагменты первой и десятой зон прианализе в расчёт не принимали.Кроме гидравлических испытаний образцовтруб проводили оценку свариваемости на основе испытаний сварных стыков ипроведения визуально-измерительного контроля, согласно СП 42-103-2003.Контрольные сварные стыки (КСС) изготавливали в соответствии с РД 03-606-03.Определение естественной кратности вытяжки при одноосном растяжении(ЕКВ1) образцов 2го типа проводилось в условиях по ГОСТ 11262-80.
При этомзамеряли размеры поперечного сечения образца до распространения шейки и вшейке [4, 8].Зависимость сопротивления раздиру определяли согласно стандартуорганизации 73011750-009-2012. На рисунке 5 показаны схемы образцов иразмещение режущей проволоки.Кроме оценки свойств в ходе гидравлических испытаний, была разработанаметодика, позволявшая оценить возникновение естественной кратности вытяжкипри испытании на малых образцах, которые удаётся выделить при серийныхустановках седловых отводов на газопроводы.10Изэтихмалыхобразцоввыделены пластины, обеспечивающиеизготовлениеобразцоввформедвойной лопатки, на которых можноа)определитьпоказательЕКВ1прииспытаниях на простое растяжение.
Сиспользованием результатов работыпоб)Рисунок 5 а) - сечение В-В –определение сопротивления раздиру вовнешнем слое труб, сечение С-С –определение сопротивления раздиру всреднем слое труб, сечение D-D –определение сопротивления раздиру вовнутреннем слое труб; б) – схемарасположения режущей проволоки приопределении сопротивления раздиру вкаждом из трёх слоёв стенки трубы.газопроводах.возможностиопределенияестественной кратности вытяжки припростом растяжении, важной ролисварныхсоединений,разработанаметодикамалыхобразцах.былаанализаМалыенаобразцыполучаются при серийных операцияхустановкиседловыхотводовнаПредложенный метод оформлен стандартом организации СТО 73011750017-2016«Пластмассы.Методопределенияпараметровкомплекснойинакопительной диагностики полиэтиленовых труб с использованием образцов,вырезаемых при установке седловых отводов». Оценка качества сварногосоединения выполняется по стандарту СТО 73011750-016-20152016 «Пластмассы.Метод определения параметров прочности сварных соединений полиэтиленовыхтруб на образцах, вырезаемых при установке седловых отводов».
Метод предложендля использования организации АО «Газпром газораспределение» и принят дляпроработки.Глава 3. Анализ зоны пластического разрушения полиэтиленовых трубпосле изготовленияВ соответствии с задачами работы перед началом изучения образцов сдлительными сроками эксплуатации было проведено изучение особенностей11пластического разрушения в условиях гидравлических испытаний на 4 материалахобразцов, вырезанных из труб сразу после их изготовления, таблица 2.В таблице 2 представлены данные по одноосному и двухосномурастяжениям.Таблица 2.
Значения ЕКВ по данным при одноосном и двухосномрастяжениях.Марка ПЭЕКВ1ЕКВ2ПЭ100 Н1000РС5,05,3ПЭ100 2НТ11-95,45,3ПЭ80 РЕ4РР25В6,05,9ПЭ100 CRP1006,96,7Видно, что параметры ЕКВ при одноосном и двухосном растяженияхпрактически одинаковы, что очевидно является следствием единого механизмапластического разрушения. В связи с этим был изучен характер нарастанияжёсткости в исходном материале и в зоне ЕКВ. Жёсткость оценивалась попоказателю модуля. Кроме определения модуля упругости при деформациях впределах 0,1-0,3% было выполнено определение амплитуды зависимости модуляво всём интервале деформации при пределе текучести. Полученные данныеприведены в таблице 3.
Видно, что резкого нарастания жёсткости привозникновении ЕКВ не происходит, коэффициент отношения модуля находится вдиапазоне 0,7-1,6.Таблица 3. Значения модулей.Марка ПЭПЭ100H1000PCПЭ80PE4PP25BПЭ100CRP100ПЭ100- RCCRP100RCПределЕКВ1текучести,(Lg ЕКВ*100%)δрт, МПаДеформация при Модуль вМодуль в Соотнопределеисходномшейке, Е2, шениетекучести, ε, % материале, Е1,МПаЕ2/Е1(Lg ε)МПа5,4 (2,73)20,38,9 (0,95)967,61274,51,35,9 (2,77)18,012,3 (1,09)817,21270,41,66,6 (2,82)21,210,3 (1,01)931,0775,30,84,6 (2,66)20,911,0 (1,04)911,0646,70,712Рисунок 6.
Зависимость отношения поверхности к объёму, нормированного поминимальному значению для шара, от кратности.На рисунке 6 представлены данные по изменению отношения поверхностик объёму рабочей части двойной лопатки 2го типа по ГОСТ 11262, нормированныепо минимальному отношению для шара для различных кратностей вытяжки.Видно, что различные виды сополимеров этилена имеют сильно различающиесязначения, как ЕКВ, так и нормированного отношения поверхности к объёму.Глава 4. Анализ зоны пластического разрушения полиэтиленовых трубпосле эксплуатацииДля основной группы изученных труб со сроком эксплуатации от 13 до 35лет ЕКВ составляет, как правило, от 4 до 7, что совпадает со значениями,полученными на трубах, не находившихся в эксплуатации [7].
Это показывает, чтохарактер пластической деформации, т.е. отношение поверхности к объему привозникновении вытяжки не изменяется. Экспериментальные данные по величинамЕКВ, полученные на основе анализа картин пластического разрушения труб сразличными сроками эксплуатации, приведены на рисунке 7.13Рисунок 7. Зависимость отношения поверхности к объёму, нормированного поминимальному значению для шара, от кратности вытяжки для полиэтиленовыхтруб с различным сроком эксплуатации.Полученные данные не позволяют выделить зависимость естественнойкратности вытяжки от срока эксплуатации, хотя использованные в работе трубыпроизводились в интервале времён более 50лет.Присопоставленииданныхпосвойствамполиэтиленассильноразличающимися сроками эксплуатации возникает естественный вопрос оправомерности сопоставления материалов, произведённых с разницей в датахвыпуска 25-30 лет.Для сопоставления, материалы с различными сроками эксплуатации былисгруппированы по величине ЕКВ в трёх интервалах, считая, что показатели сблизкими значениям ЕКВ сопоставимы между собой независимо от даты итехнологии их производства.
Были выделены три группы со значениямиестественной кратности вытяжки [8]: 1 группа - от 3,7 до 4,7; 2 группа – от 4,7 до5,7; 3 группа – от 5,7 до 6,7. Полученные данные для всех трёх групп представленыграфически на рисунках 8 – 10. На рисунках приведены не только значениявытяжек, но и линии трендов для всех трёх групп.147,576,5y = -0,0203x + 6,6424ЕКВ65,5y = -0,0021x + 5,166254,5y = -0,0165x + 4,723543,532,55101520Срок эксплуатации, летЕКВ от 3,7 до 4,7ЕКВ от 5,7 до 6,7Линейная (ЕКВ от 4,7 до 5,7)253035ЕКВ от 4,7 до 5,7Линейная (ЕКВ от 3,7 до 4,7)Линейная (ЕКВ от 5,7 до 6,7)Рисунок 8. Зависимость ЕКВ от срока эксплуатацииКак видно из представленных линий трендов, повышение степеникристалличности за время эксплуатации наблюдается для материалов 2 группы (сЕКВ 4,7-5,7), для материалов 3 группы (с ЕКВ 5,7-6,7) наоборот наблюдаетсяснижение кристалличности и практически независимы от времени для материалов1 группы (с ЕКВ 3,7-4,7).Значения предела текучести, рисунок 9, сохраняются практически на одномуровне для материалов 1 группы (с ЕКВ 3,7-4,7) и 3 группы (с ЕКВ 5,7-6,7).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
