Приложение А (справочное). Примеры использования правила Майнера

Приложение А
(справочное)

Примеры использования правила Майнера

А.1 Пример различных условий эксплуатации

В качестве примера приведен расчет ожидаемого срока службы труб горячего водоснабжения 2-го класса эксплуатации в соответствии с ИСО 10508:1995.

Настоящий стандарт определяет температурный профиль в течение 50-летнего срока службы, состоящего из 49 лет при стандартной рабочей температуре T _o = 70 °C, одного года - при максимальной рабочей температуре T _max = 80 °C и 100 ч при аварийной температуре T _m = 95 °C для учета ошибок в управлении нагревательным прибором.

Для получения надлежащей толщины стенки трубы (или отношения SDR, т.е. отношения диаметра трубы к толщине ее стенки) необходимо знать максимально допустимое кольцевое напряжение в стенке трубы, которое будет выдерживать данные условия. Однако в предлагаемых спецификациях класса указано, что, например, для полибутилена коэффициент безопасности 1,5 следует применять к напряжению при T _o, коэффициент безопасности 1,3 применяют для напряжения при T _max и коэффициент безопасности 1,0 применяют для напряжения при T _m (это уже само по себе является коэффициентом запаса).

Для фактических расчетов обоснованно предполагают допустимое расчетное напряжение и ожидаемый срок службы t _o, определяемые при постоянном воздействии на трубу напряжения 1,5 и при температуре T _o = 70 °C, а также t _max при 1,3 и T _max = 80 °C и t _m при и T _m = 95 °C.

Для фактических расчетов обоснованно предполагают приемлемое расчетное напряжение s и ожидаемый срок службы, определяемые при непрерывном воздействии на трубу 1,5 и при температуре t _o = 70 °С, а также t _max, определяемый при 1,3 и T _max = 80 °С и t _m - при и T _m = 95 °C.

Ожидаемые сроки службы t _i - определяют графически или вычисляют по формулам, приведенным в ISO/TR 9080.

Коэффициенты a _i составляют 98 %, 2 % и 0,0228 % соответственно. Заменяя эти значения и значения для t _i (подстрочный индекс "i", обозначающий три компонента температурной кривой) в формуле (1) настоящего стандарта, получают значение TYD.

Максимальное время, в течение которого можно эксплуатировать трубу, составляет лет.

Если время t _x более или менее требуемого (в данном случае 50 лет), то рабочее напряжение может быть выше или ниже. Выбор нового рабочего напряжения требует полного пересчета, пока не будет найдено правильное значение t _x с помощью последовательных приближений.

Практику последовательных приближений легче проводить с помощью компьютера. Электронная таблица является удобным инструментом, особенно когда можно рассчитать ожидаемое время разрушения при разных температурах и кольцевых напряжениях с помощью модели, подобной приведенной в ISO/TR 9080.

.

Используя коэффициенты, описывающие lg t как функцию и T, с помощью алгоритма построения электронных таблиц можно легко получить t _x в качестве функции .

А.2 Пример фактического расчета

Используя для фактического расчета значения кольцевого напряжения для труб из полибутилена (ИСО 1167 и ИСО 12230), следует начинать, например, со значения  = 5,0 МПа и менять это значение на большее, если полученное время t _x слишком большое, и наоборот. Значения для t (t _o, t _max и t _m) получены с использованием уравнений, приведенных в ИСО 12230.

При вычислениях за единицу времени принимают час, как общепринятую единицу измерения на диаграммах кольцевых напряжений. Конечный результат значения времени преобразуют в год.

В таблице А.1 приведены расчеты нескольких этапов. Для фактического расчета t _x используют больше десятичных разрядов, чем указано в таблице А.1.

По результатам вычисления установлено, что для соответствия требованиям 2-го класса по ИСО 10508:1998, расчетное напряжение труб из полибутилена не должно превышать 5,04 МПа в течение срока службы 50 лет.

Таблица А.1 - Пример фактического применения правила Майнера

, МПа	1,5, МПа	T o, °C	t o, ч	a o,%	a o/T o, %/ч	1,3, МПа	T max, °C	t max, ч	a max, %	a max/t max, %/ч	T m, °C	t m, ч	a m, %	a m/t m, %/ч	, %/ч	t x, год
5,00	7,50	70		97,98		6,50	80		2		95		0,0228			58,9
5,10	7,65					6,63										39,9
5,04	7,56					6,55										50,4