Коэффициент запаса прочности трубы

Отправить запрос

Коэффициент запаса прочности трубы – очень важная и часто используемая величина. По ГОСТ ИСО 12162-2006: «Величина, со значением более единицы, которая учитывает условия эксплуатации труб и соединительных элементов, не вошедшие в определение MRS. Проще говоря, коэффициент запаса представляет собой множитель, который учитывается при расчете физико-механических свойств полипропиленовых труб и фитингов.




Какие величины запаса прочности в зависимости от материала?

Данная классификация применяется для всех труб из пластика, в том числе, водопровода, полива, фильтрации, отопления, транспортировки технических жидкостей и растворов. Коэффициент запаса прочности используется для расчетов величинами, не менее тех, которые указаны в таблице:

МатериалКоэффициент запаса прочности (С)
PE1.25
PE-X1.25
PP-H1.6
PP-B, PP-R1.25
PB1.25
PVC-U1.6
PVC-U1.6

При этом берутся только модели труб из термопластов, сопоставимых типоразмеров, а также в схожих условиях применения.

Как видно из таблицы, коэффициент запаса зависит от типа полимера, также на него может влиять рабочая температура транспортируемой жидкости, температура окружающей среды, дополнительные нагрузки в виде давления, вибрации, влияния магнитов и прочие факторы. Чем сложнее система, чем выше требования надежности, тем большее значение коэффициента запаса используется в расчетах. При проектировании трубопроводов используется следующая классификация:

  • Класс 1 – в него вошли РР-Н, РР-В, PP-R, PE-X, PB, PVC-C;
  • Класс 2 – РР-Н, РР-В, PP-R, PE-X, PB, PVC-C;
  • Класс 3 – PVC-C, РР-Н, РР-В, PP-R, PE-X, PB;
  • класс 4 – РР-Н, РР-В, PP-R, PE-X, PB;
  • класс 5 – РР-Н, РР-В, PP-R, PE-X, PB;
  • класс «ХВ» — для РЕ и PVC-U.

К примеру, для класса 2 принимается:

  • Рабочая температура – 70 °C;
  • Длительность при рабочей температуре (в годах) – 49;
  • Максимальная температура – 80 °C;
  • Длительность при максимальной температуре (в годах) – 1;
  • Температура аварии – 95 °C;
  • Время до аварии (часов) – 100.

При расчете аварийных величин, длительности эксплуатации учитываются коэффициенты запаса.

Величина коэффициента запаса может получаться путем расчетов, либо проведения экспериментов или испытаний. При проведении испытаний учитываются:

  • Получаемые величины напряжения и уровень деформации образцов (систем, участков трубопроводов);
  • Полученные величины максимальных нагрузок до разрушения образцов;
  • Получаемые расчеты для участков трубопроводов, отдельных элементов и систем.

Важно понимать, что коэффициент запаса принимается в зависимости от условий эксплуатации, назначения систем трубопровода, требуемых технических характеристик системы. Минимальные значения допустимых коэффициентов запаса должны обеспечить заданный уровень надежности и безаварийности, поэтому рассчитываются отдельно для каждого участка с разными условиями внешней среды, температуры транспортируемой жидкости и прочих параметров. Если требуемая надежность не обеспечивается, тогда либо уменьшаются рабочие характеристики, либо проектируется система с учетом условий эксплуатации (применяются другие системы трубопроводов, иные диаметры, специальные решения).


Трубы с высоким коэффициентом запаса прочности

трубы для водоснабжения из сырья Fusiolen произведенные в Германии.

  • Коэффициент линейного расширения составляет 0,035 мм/м
  • Низкий коэффициент теплопроводности - всего 0.15 Вт/м*K
  • Рабочая температура 95 градусов, давление 10 бар
  • Гарантия 10 лет и 20 миллионов Евро
  • Срок службы до 100 лет (Сертификат DVS)

трубы для водоснабжения из сырья Fusiolen произведенные в Германии.

  • Коэффициент линейного расширения составляет 0,035 мм/м
  • Низкий коэффициент теплопроводности - всего 0.15 Вт/м*K
  • Кислородонепроницаемость по СНиП 41-01-200 и DIN 4726
  • Рабочая температура 95 градусов, давление 10 бар
  • Гарантия 10 лет и 20 миллионов Евро
  • Срок службы до 100 лет (Сертификат DVS)
  • Регламентом для использования НПВХ труб в канализационных системах является ГОСТ 32413-2013.
  • Шумопоглощение 12 Db
  • Напорная (10 бар) и безнапорная система (3 бара)
  • Группа горючести Г1

Где еще используется коэффициент запаса?

Коэффициент запаса используется при расчете следующих величин:

  • Минимальная длительная прочность MRS, Minimum Required Strength (МПа) – напряжение, гарантирующее срок эксплуатации от 50лет (при температуре жидкости и среды 20 °С).
  • Максимальное рабочее давление МОР (МПа) – величина давления, обеспечивающая безаварийную эксплуатацию:
    , где
    Сt – коэффициент уменьшения давления,
    SDR – стандартное размерное отношение,
    МRS – длительная прочность.
    С – коэффициент запаса,
  • Расчетное напряжение (МRS/С, МПа) – допустимое давление для обеспечения длительности эксплуатации в течение как минимум 50 лет (температура 20 °С).
  • Суммарное годовое повреждение (TYD = Σ ai / ti, %) – где аi это срок воздействия температуры в течение календарного года, ti – непрерывное воздействие температуры. При расчете берется фиксированный коэффициент запаса для последующей аппроксимации.

Основной же формулой, учитывающей коэффициент запаса можно считать определение PN (Нормального давления):

В результате получается основная классифицирующая величина PN, которая означает допустимое рабочее давление, выраженное в 1 бар, 0,1 МПа.


ГОСТы и сертификация

  • ГОСТ ИСО 12162 от 2006 – описывает пластиковые трубопроводы и соединителей.
  • ГОСТ Р 52857.1-2007, ГОСТ 14249-89, ГОСТ 25215-82 – касаются, в том числе, трубопроводов и емкостей, находящихся под давлением.
  • ISO 4065 от 1996 – международная сертификация труб из пластика;
  • ISO 9080 от 2003 – стандарт определения прочности труб из термопласта;
  • ISO 10508 от 1995 – отдельная сертификация труб для ХВ и ГВ из термопласта;
  • ГОСТ 24157 от 1980 – основной регламентирующий ГОСТ для труб из пластмасс;
  • ГОСТ 26277 от 1984 – требования к изделиям из пластмасс для их подготовки к испытаниям.

Касательно формул, описывающих сроки эксплуатации, надежность, требуемые величины коэффициентов запаса, основным документом можно считать ГОСТ 32415-2013. Он регламентирует технические условия для эксплуатации напорных труб из пластика.


Вопросы, комментарии, отзывы

* - обязательное к заполнению

Чтобы задать любой интересующий Вас вопрос, отправить запрос на расчет продукции или запросить необходимую документацию Вы можете воспользоваться специальной формой на сайте, отправить письмо по электронной почте или позвонить по телефону