Национальный стандарт РФ ГОСТ Р ИСО 19893-2021 "Трубопроводы из пластмасс. Трубы и фитинги из термопластов для горячей и холодной воды. Метод испытания узлов в сборе на стойкость к циклическому изменению температуры" (утв. и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 октября 2021 г. N 1372-ст)

Plastics piping systems. Thermoplastics pipes and fittings for hot and cold water. Test method for the resistance of mounted assemblies to temperature cycling

УДК 678.5-462:620.162.4:006.354
ОКС 23.040.20
23.040.45

Дата введения - 1 декабря 2021 г.
Введен впервые

Предисловие

1 Подготовлен Обществом с ограниченной ответственностью "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО" (ООО "Группа ПОЛИМЕРТЕПЛО") на основе собственного перевода на русский язык англоязычной версии стандарта, указанного в пункте 4

2 Внесен Техническим комитетом по стандартизации ТК 241 "Трубы, фитинги и другие изделия из пластмасс, методы испытания"

3 Утвержден и введен в действие приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 октября 2021 г. N 1372-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 19893:2011 "Трубопроводы из пластмасс. Трубы и фитинги из термопластов для горячей и холодной воды. Метод испытания узлов в сборе на стойкость к циклическому изменению температуры" (ISO 19893:2011 "Plastics piping systems - Thermoplastics pipes and fittings for hot and cold water - Test method for the resistance of mounted assemblies to temperature cycling", IDT).

Стандарт разработан подкомитетом SC 5 "Общие свойства труб, фитингов и арматуры из пластмасс и их комплектующих. Методы испытаний и основные технические требования" технического комитета ISO/TC 138 "Пластмассовые трубы, фитинги и арматура для транспортирования текучих сред" Международной организации по стандартизации (ISO).

Дополнительные сноски в тексте стандарта, выделенные курсивом, приведены для пояснения текста оригинала

5 Введен впервые

1 Область применения

Настоящий стандарт устанавливает метод испытания соединений трубопроводов с жесткими или гибкими трубами из термопластов на стойкость к циклическому изменению температуры.

Стандарт распространяется на трубопроводы из термопластов, предназначенные для использования в напорных системах горячего и холодного водоснабжения.

2 Сущность метода

Испытуемый узел в сборе (см. рисунок 1), состоящий из труб и фитингов (далее - испытуемый узел), подвергают воздействию установленного количества температурных циклов, пропуская под давлением попеременно горячую и холодную воду.

При циклическом изменении температуры детали испытуемого узла подвергают воздействию растягивающих и/или изгибающих напряжений с использованием статических хомутов.

Во время и после проведения испытания проверяют наличие признаков потери герметичности.

Примечание - Предполагается, что в стандартах на изделие установлены следующие параметры испытания со ссылкой на настоящий стандарт:

a) температуры испытания (см. 3.1, 3.2 и 6.1);

b) продолжительность полного цикла и каждой части цикла (см. 3.1, 3.2 и 6.1);

c) испытательное давление (см. 3.6 и 6.1);

d) растягивающее напряжение (см. 3.8 и 5.3);

e) радиус изгиба (см. раздел 4 и рисунки 1 и 2);

f) общее количество циклов, включая первые пять циклов (см. 6.2 и 6.3).

1 - резервуар с горячей водой; 2 - переключающее устройство; 3 - резервуар с холодной водой; 4 - регулировочные клапаны; 5 - нагружающее устройство; 6 - обратная труба к резервуару (возможен альтернативный участок); А - участок А (неподвижный участок); В - участок В (участок свободного расширения и сжатия); С - участок С (участок изгиба трубы)

Рисунок 1 - Типовая аппаратура для испытания на стойкость испытуемого узла к температурным циклам

3 Аппаратура

3.1 Источник холодной воды, обеспечивающий следующие требования:

a) подачу воды в объеме, необходимом для поддержания колебания температуры по всему образцу в пределах указанного максимального допуска (см. 6.2);

b) подачу воды при минимальной температуре, указанной в стандарте на изделие, с точностью до 2 °C;

c) подачу воды в течение каждого цикла, указанного в стандарте на изделие, с точностью + 1 мин, если в стандарте на изделие отсутствуют другие указания.

3.2 Источник горячей воды, обеспечивающий следующие требования:

a) подачу воды в объеме, необходимом для достижения требуемой скорости подачи воды (см. 6.2);

b) подачу же воды при максимальной температуре, указанной в стандарте на изделие, с точностью до 2 °C;

c) подачу воды в течение каждого цикла, указанного в стандарте на изделие, с точностью + 1 мин, если в стандарте на изделие отсутствуют другие указания.

3.3 Регулировочные клапаны, обеспечивающие регулирование скорости потока воды, по мере необходимости, для поддержания изменений температуры всего образца в пределах заданного максимального отклонения (см. 6.2).

3.4 Переключающее устройство, обеспечивающее каждое изменение температуры горячей и холодной воды на входе в течение 1 мин.

3.5 Термометр(ы), для определения соответствия указанным температурам испытания (см. 3.1, 3.2 и 6.2).

3.6 Манометр(ы) и устройство(а) для регулирования давления воды в испытуемом образце, установленного в стандарте на изделие, с погрешностью 0,5 бар ¹⁾ ( 0,05 МПа), кроме коротких скачков давления, которые могут возникать при изменении температуры воды.

------------------------------

¹⁾_{1 бар = 0,1 МПа = 105 Па; 1 МПа = 1 .}

------------------------------

3.7 Опорные кронштейны (при необходимости), состоящие из анкерных кронштейнов (неподвижные опоры), фиксирующих элементы трубопровода и направляющих (скользящих опор), удерживающие элементы трубопровода при их продольном перемещении (см. раздел 5 и рисунок 1).

3.8 Нагружающее устройство, способное прикладывать необходимое начальное растягивающее напряжение (см. 5.3).

Примечание - Нагружающее устройство необходимо для имитации напряжений, которые могут возникать на любом неподвижном участке трубопровода в результате сжатия, вызванного охлаждением до температуры ниже температуры во время монтажа.

4 Испытуемый узел в сборе

Испытуемый узел в сборе должен состоять из труб и фитингов в сборе, соединенных и зафиксированных в соответствии с рисунком 2 и рекомендациями изготовителя, со следующим исключением.

Если невозможно согнуть трубу по рекомендациям изготовителя до конфигурации, показанной на участке С (см. рисунок 2), например из-за применяемого материала, толщины стенки и/или наружного диаметра трубы, участок С должен соответствовать приведенному на рисунке 3.

Испытуемый узел, представленный на рисунке 2, должен включать:

a) для участка А: не менее трех отрезков труб, соединенных прямыми муфтами, и предварительно напряженных в соответствии с 5.3, при этом свободная длина такого соединения должна быть (3000 100) мм;

b) для участка В: не менее двух прямых свободно перемещающихся отрезков труб свободной длиной не менее (300 10) мм;

c) для участка С: не менее одного изгибающегося отрезка трубы (см. рисунок 2 или рисунок 3 соответственно) с фиксированными концами. Свободная длина трубы должна быть в диапазоне от 27d _n до 28d _n, где d _n - номинальный наружный диаметр трубы, или, альтернативно, должна обеспечивать при сборке узла минимальный радиус изгиба трубы, установленный изготовителем. Если в стандарте на изделие не установлено значение минимального радиуса изгиба или не согласовано между заинтересованными сторонами, то радиус изгиба трубы должен быть 6d _е ²⁾.

------------------------------

²⁾_{Например, в ГОСТ Р 58121.1-2018 (ИСО 4437-1:2014) "Пластмассовые трубопроводы для транспортирования газообразного топлива. Полиэтилен (ПЭ). Часть 1. Общие положения" определение приведено в пункте 3.1.3.}

------------------------------

A - участок A (неподвижный участок); B - участок B (участок свободного расширения и сжатия); С - участок С (участок трубы, изогнутый в холодном состоянии); - фиксированное прямое соединение; - прямое соединение; - труба со скользящей опорой, не задерживающей продольное перемещение трубы; - свободная труба; - поддерживаемый отвод (перемещается свободно); - фиксированный отвод; - отвод

Рисунок 2 - Испытуемый узел в сборе

С ^* - участок С (для жестких труб); - фиксированное прямое соединение; - прямое соединение;

- свободная труба; - фиксированный отвод; - отвод

Рисунок 3 - Альтернативная схема сборки участка С для жестких труб

5 Подготовка испытуемого узла

5.1 При необходимости испытуемый узел предварительно кондиционируют в соответствии с рекомендациями изготовителя(ей) деталей труб и/или элементов соединений (например, клея).

5.2 Кондиционируют испытуемый узел при комнатной температуре (23 2) °C не менее 1 ч.

5.3 Предварительно нагружают участок А испытуемого узла растягивающим (осевым) напряжением, установленным в стандарте на изделие, и фиксируют свободные концы напряженного участка.

Пример - Размер трубы: 32 x 3 мм.

Растягивающее напряжение согласно стандарту на изделие: = 2 МПа = 2 Н/мм ².

Вычисляют площадь кольцевого сечения трубы А, мм ², по формуле

,

(1)

где d _n - наружный диаметр трубы, мм;

е - толщина стенки, мм.

.

Вычисляют растягивающую нагрузку по формуле

.

(2)

Это равнозначно приложенной массе, равной 56 кг.

Отсоединяют фиксирующее крепление в выходной части участка А по направлению потока и подвергают участок А воздействию растягивающей нагрузки на гибком тросе, равной 546 Н (например, грузом массой 56 кг). Затем снова затягивают фиксирующее крепление. С этого момента на участке А задано предварительное напряжение и груз можно удалить.

5.4 Заполняют испытуемый узел холодной водой таким образом, чтобы был вытеснен весь воздух.

6 Проведение испытания

6.1 Чередуют циклы подачи холодной и горячей воды, как установлено в стандарте на изделие [см. раздел 2, примечание b)], при температуре и давлении, соответствующим классу условий эксплуатации, указанному в стандарте на изделие. Температура окружающего воздуха T _а,air во время проведения испытания должна быть 20 °C T _а,air 35 °C.

Если в стандарте на изделие для определенного диапазона диаметров труб отсутствуют другие указания, для труб диаметром менее 63 мм принимают следующее:

- продолжительность полного цикла: 30 ⁺² мин;

- продолжительность цикла с холодной водой: 15 ⁺¹ мин;

- продолжительность цикла с горячей водой: 15 ⁺¹ мин;

- общее количество циклов: 5000.

6.2 В течение первых пяти циклов:

a) устанавливают регулировочный клапан (регулировочные клапаны) таким образом, чтобы в течение испытания на каждом этапе цикла подачи воды при постоянной температуре разность температур на входе и выходе из испытуемого узла была не более 5 °C;

b) затягивают или подгоняют соединения для исключения потери герметичности;

c) регулируют устройства контроля давления таким образом, чтобы в процессе дальнейшего испытания поддерживалось заданное испытательное давление.

6.3 В процессе испытания и после завершения количества циклов, установленных в стандарте на изделие, осматривают все соединения на наличие любых признаков потери герметичности, например образования накипи. Если обнаружена потеря герметичности, регистрируют ее характер и местоположение, а также время обнаружения.

6.4 При испытании труб диаметром более 63 мм (см. рисунок 4) обычно увеличивают продолжительность цикла для получения стабильного и воспроизводимого температурного профиля. При возникновении проблем с контролем температуры, в особенности во время ее периодического изменения (не более 1 мин на входе), или стабильностью температуры, следует использовать альтернативные варианты продолжительности цикла. Если в стандарте на изделие для определенного диапазона диаметров труб нет других указаний, для труб диаметром более 63 мм используют следующее:

- продолжительность полного цикла: 60 ⁺² мин;

- продолжительность цикла с холодной водой: 30 ⁺¹ мин;

- продолжительность цикла с горячей водой: 30 ⁺¹ мин;

- общее количество циклов: 2500.

^а Минимальная длина каждого отрезка трубы равная мм.

- фиксированное прямое соединение; - прямое соединение; - труба с направляющей; - свободная труба; - фиксированный отвод

Рисунок 4 - Альтернативная схема сборки участка В для труб диаметром более 63 мм (без предварительного напряжения)

7 Протокол испытания

Протокол испытания должен содержать:

a) обозначение настоящего стандарта и стандарта на изделие;

b) материал и другую идентификацию испытуемых деталей, включая класс условий эксплуатации и рабочее давление;

c) являлась ли труба гибкой или жесткой;

d) растягивающее напряжение на участке А;

e) температуру на входе и выходе (минимальная и максимальная температура цикла), в градусах Цельсия;

f) продолжительность полного цикла и каждой части цикла, в минутах;

g) общее количество полных циклов, включая первые пять циклов;

h) испытательное давление, в барах;

i) признаки потери герметичности (при наличии), а также место и время их возникновения;

j) любые факторы, которые могли отрицательным образом повлиять на полученные результаты, например случайные или рабочие детали, не установленные в настоящем стандарте;

k) дату проведения испытания;

l) минимальную, максимальную и среднюю температуру окружающего воздуха.

Ключевые слова: трубопроводы из пластмасс, трубы и фитинги из термопластов для горячей и холодной воды, метод испытания узлов в сборе на стойкость к циклическому изменению температуры.