Приложение Г (рекомендуемое). Испытания ударного воздействия на покрытие

Приложение Г
(рекомендуемое)

Испытания ударного воздействия на покрытие

Метод аттестации защитного покрытия относительно ударного воздействия трала предполагает испытания участков труб с покрытием.

Метод включает:

- образцы для испытаний;

- оборудование для испытаний;

- процедуру испытаний;

- калибровку оборудования для испытаний.

Образцы для испытаний:

- трубы с покрытием;

- минимум 3 образца для одного типа покрытия;

- минимум 2 х OD - длина каждого образца.

Данные о покрытии должны быть документированы с указанием типа покрытия, возможного усиления и процедуры нанесения.

Контроль качества покрытия следует осуществлять, если наносятся новые слои. Новый слой в этом контексте определяется как слой, для которого возможное изменение процедуры производства может изменить конечные механические свойства.

Бетонное покрытие должно испытываться не ранее, чем через двадцать восемь дней после его изготовления.

В случае, если покрытие чувствительно к температуре, испытание на ударное воздействие должно проводиться при максимальной и минимальной температурах.

В течение срока эксплуатации следует учитывать влияние старения.

Покрытие монтажного соединения должно соответствовать тем же требованиям, что и общее покрытие. Документация после предыдущих испытаний на похожих трубах может определять качество материала для изоляции сварного шва.

Для трубопровода с прикрепленным DEH кабелем в защитном корпусе корпус может быть аттестован после испытаний на ударное воздействие отдельно от трубопровода с покрытием. Испытания защитного корпуса следует проводить на жестком основании и с DEH кабелем. Уровень энергии воздействия при испытании нужно определять при расчете, с учетом конфигурации, как показано на рисунке Г.1. Систему крепления также необходимо испытывать путем прямого ударного воздействия на элементы крепления. Ударное воздействие необходимо производить в различных направлениях по отношению к защитному корпусу.

Рисунок Г.1 - Типовая нагрузка при смещении трубопровода с покрытием и прикрепленного DEH кабеля с защитной конструкцией

Требования к испытаниям на ударное воздействие для DEH кабеля с защитной конструкцией, прикрепленного к конкретному участку трубы:

- уровень энергии при испытании на ударное воздействие E _Test, Дж, рассчитывают по формуле

,

(Г.1)

где E _DEH - энергия воздействия, поглощенная локально DEH кабелем, включая защитные конструкции;

E _Pipe - энергия воздействия, поглощенная трубопроводом.

В качестве альтернативы, если DEH кабель с защитной конструкцией испытывают отдельно от трубы на жестком основании, энергия при испытании E _Test, Дж, может быть уменьшена:

.

(Г.2)

Минимальное требуемое усилие ударного воздействия от молота для испытаний должно быть F _Test для документирования того, что система, включая кабель, выдерживает этот уровень нагрузки без недопустимых повреждений.

В качестве альтернативы предельная нагрузка может быть определена с помощью испытания на статическую нагрузку и деформацию. Значение F _Test должно быть определено на основе расчета (см. [2], приложение А).

Кривая нагрузки в зависимости от деформации может меняться для разных защитных конструкций и должна быть установлена при испытании для каждого типа.

Оборудование для испытаний - типовой испытательный стенд (представлен на рисунке Г.2).

Рисунок Г.2 - Типовой испытательный стенд

Кинетическую энергию молота E _kin, Дж, рассчитывают по формуле

,

(Г.3)

где m _h - масса молота;

g - гравитационное ускорение;

H _i - высота маятника.

Масса молота должна соответствовать массе тралового оборудования для испытания.

Молот должен быть рассчитан на воздействие ударных сил без значительного прогиба или постоянной деформации.

Передняя часть молота в идеале должна иметь форму, соответствующую траловому оборудованию. Обычно траловая распорная доска и бимтрал имеют закругленную форму передней части. Далее каркас конструкции для самого большого груза для стабилизации сделан из пластин 40-50 мм.

Допускается использовать прямоугольную пластину 300 мм высотой и 50 мм шириной с плоской или полукруглой передней частью (см. рисунок Г.3).

Рисунок Г.3 - Формы передней части молота

Однако из-за повреждений и ремонта траловой оснастки могут появиться острые кромки, и это следует учитывать. Допускается использовать прямоугольную пластину 300 мм высотой и 50 мм шириной, конической формы и с радиусом кромок 10 мм.

Система опор для труб должна быть достаточно жесткой и массивной, чтобы энергия поглощалась трубой и покрытием, а не установкой.

Масса опор должна превышать в 10 раз массу молота.

Жесткость опор должна превышать в 10 раз изначальную жесткость поверхности трубы и/или изначальную жесткость покрытия образцов, подлежащих испытанию.

Практические решения для получения жесткости:

- установить ребра жесткости за трубой в направлении ударного воздействия в соответствии с рисунком Г.2 (m ₁);

- прикрепить ударную установку (молот) к массивному основанию в соответствии с рисунком Г.2 (m ₂). Крепление к полу должно быть спроектировано таким образом, чтобы выдерживать максимальную силу удара молота;

- скобы "В" в соответствии с рисунком Г.2 между трубой и установкой должны быть жесткими (стальными) и обеспечивать ровную опору для трубы. Охват трубы скобой по окружности должен превышать длину не менее чем на 30° (0,5D) с каждой стороны от положения на 3 часа. Должны быть предусмотрены средства предварительного крепления (преднатяжения) образцов к скобам и испытательной установке.

Требования к опорам для трубопровода, указанные выше, действительны для энергий удара, рассчитанных согласно упрощенному методу (см. [2] раздел 3), а также улучшенному методу (см. [2], приложение А).

Энергия удара при испытаниях может быть рассчитана без коэффициента уменьшения (см. [2], раздел 3). Опоры трубопровода могут быть более гибкими, например, простой пролет опоры 1-2 м на деревянных балках.

Процедура испытаний включает:

- определение энергии удара для испытаний на основе энергии удара при аттестации и коэффициенте эффективности испытательной установки;

- определение количества ударных воздействий, требуемых для каждого образца (см. [2], таблица 6-3).

Проводят сопротивления ударному воздействию при повторных испытаниях на удар:

- повтор испытаний до получения неприемлемых повреждений согласно (см. [2], пункты 6.2 и 6.3). Каждое ударное воздействие производится на участке образца, как указано на рисунке Г.4;

Рисунок Г.4 - Положения повторных ударных воздействий

- испытывают несколько образцов и определяют сопротивление ударной предельной нагрузке одним из следующих методов:

1) по меньшей мере 3 испытания на ударное воздействие проводят для разных труб. Предельная нагрузка равна наименьшему количеству ударных воздействий до неприемлемых повреждений n _cap:

;

(Г.4)

2) по меньшей мере 6 испытаний на ударное воздействие проводят для разных труб. Среднее и стандартное отклонение от этих испытаний рассчитывают, характерную ударную предельную нагрузку определяют как

,

(Г.5)

где n _cap - предельная нагрузка на трубу с покрытием относительно количества ударов до отказа;

n _mean - среднее число, определенное при испытании;

- стандартное отклонение.

При калибровке испытательной установки некоторая часть кинетической энергии поглощается за счет гибкости установки и системы опор трубопровода, т.к. установка не на 100 % эффективна. Поэтому энергия ударного воздействия, применяемая при испытаниях, должна соответствовать эффективности испытательной установки.

Эффективность зависит от конструкции испытательного стенда и конструкции скоб или взаимодействия с покрытием или поверхностью трубы. Эффективность испытательной установки может быть рассчитана на основе свойств массы и жесткости стенда или оценена по динамическим измерениям.

Образцы с твердым бетонным покрытием со скобами из сплошной стали и тугим креплением, считаются практически на 100 % эффективными.

Эффективность образцов с полимерным покрытием можно определить с помощью статических или динамических измерений. В качестве альтернативы покрытие может быть удалено, а труба закреплена.