Приложение ДЖ (обязательное) "Определение стойкости к медленному распространению трещин (метод с надрезом)"

Приложение ДЖ
(обязательное)

Определение
стойкости к медленному распространению трещин (метод с надрезом)

(Настоящее приложение заменяет ссылку на международный стандарт ИСО 13479 [7], не принятый в качестве национального)

ДЖ.1 Сущность метода

Отрезок трубы с четырьмя продольными надрезами, нанесенными на наружную поверхность механической обработкой, помещают в ванну с водой при температуре 80°С и испытывают на стойкость при постоянном внутреннем давлении в соответствии с ГОСТ 24157. Регистрируют время до разрушения или время испытания.

Испытание распространяют на трубы с номинальной толщиной стенки более 5 мм.

ДЖ.2 Аппаратура

ДЖ.2.1 Оборудование для испытания постоянным внутренним давлением при температуре 80°С по ГОСТ 24157.

ДЖ.2.2 Оборудование для нанесения надреза:

- фрезерный станок, снабженный (для опоры образца по внутреннему диаметру) горизонтальным стержнем, жестко закрепленным на столе;

- фреза с режущими V-образными зубьями под углом 60°, шириной 12,5 мм, установленная на горизонтальном валу. Скорость резания должна составлять () (мм/об.)/зуб. Например, фреза с 20 зубьями, вращающаяся с частотой 700 об/мин, при скорости подачи 150 мм/мин будет иметь скорость резания 150/(20 х 700) = 0,011 (мм/об.)/зуб.

Фрезу не следует использовать для других материалов и целей; после нанесения надреза длиной 500 м ее заменяют.

Фреза после нанесения каждых 100 м надрезов должна быть проверена на повреждение или изнашивание. Зубья фрезы сравнивают с новой фрезой, осматривая их под микроскопом с увеличением в 10 - 20 раз. Если имеется очевидное повреждение или изнашивание, фрезу необходимо заменить.

ДЖ.3 Подготовка к испытанию

ДЖ.3.1 Общие требования

Перед проведением любых измерений образец кондиционируют при температуре ()°С в течение не менее 4 ч.

ДЖ. 3.2 Испытуемые образцы

Испытуемый образец представляет собой отрезок трубы с минимальной свободной длиной между заглушками () мм, где - номинальный наружный диаметр трубы. Для труб номинальным наружным диаметром > 315 мм минимальная свободная длина должна быть мм и определяется, исходя из технических возможностей. Используют заглушки типа а в соответствии с ГОСТ 24157.

ДЖ.3.3 Расположение надрезов и измерение размеров

Отмечают места для обработки четырех надрезов, равномерно расположенных по окружности и центру образца, как показано на рисунке ДЖ.1.

Измеряют в соответствии с ГОСТ Р ИСО 3126 средний наружный диаметр в центре образца и толщину стенки с обоих концов в месте расположения каждого надреза, рассчитывая среднеарифметическое значение для каждого надреза.

ДЖ.3.4 Нанесение надрезов

ДЖ.3.4.1 При толщине стенки трубы более 50 мм материал вначале обрабатывают шпоночной фрезой диаметром 16-20 мм, оставляя около 10 мм для дальнейшей обработки V-образной фрезой, как указано в ДЖ.3.4.2, и достижения остаточной толщины по таблице ДЖ.1.

Таблица ДЖ.1 - Остаточная толщина

В миллиметрах

Номинальный наружный диаметр d_n	Остаточная толщина дельта
	SDR 26		SDR 21		SDR 17,6		SDR 17		SDR 13,6		SDR 11		SDR 9
	мин.	макс.	мин.	макс.	мин.	макс.	мин.	макс.	мин.	макс.	мин.	макс.	мин.	макс.
50	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	4,4	4,6
63	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	4,5	4,8	5,5	5,8
75	-	-	-	-	-	-	-	-	4,3	4,5	5,3	5,6	6,5	6,9
90	-	-	-	-	4,1	4,3	4,2	4,4	5,1	5,4	6,4	6,7	7,9	8,3
110	-	-	4,1	4,3	4,9	5,2	5,1	5,4	6,3	6,6	7,8	8,2	9,6	10,1
125	-	-	4,7	4,9	5,5	5,8	5,8	6,1	7,2	7,5	8,9	9,3	10,9	11,5
140	4,2	4,4	5,2	5,5	6,2	6,6	6,5	6,8	8,0	8,4	9,9	10,4	12,2	12,9
160	4,8	5,1	6,0	6,3	7,1	7,5	7,4	7,8	9,2	9,7	11,4	12,0	14,0	14,7
180	5,4	5,7	6,7	7,1	8,0	8,4	8,3	8,8	10,4	10,9	12,8	13,4	15,7	16,5
200	6,0	6,3	7,5	7,9	8,9	9,3	9,3	9,8	11,5	12,1	14,2	14,9	17,5	18,4
225	6,7	7,1	8,4	8,9	10,0	10,5	10,5	11,0	12,9	13,6	16,0	16,8	19,6	20,6
250	7,5	7,9	9,3	9,8	11,1	11,6	11,5	12,1	14,4	15,1	17,7	18,6	21,8	22,9
280	8,3	8,8	10,5	11,0	12,4	13,0	12,9	13,6	16,1	16,9	19,8	20,8	24,3	25,6
315	9,4	9,9	11,7	12,3	14,0	14,7	14,6	15,3	18,2	19,1	22,3	23,5	27,3	28,7
355	10,6	11,2	13,2	13,9	15,8	16,6	16,5	17,3	20,4	21,4	25,2	26,5	30,8	32,4
400	11,9	12,5	14,9	15,7	17,8	18,7	18,5	19,4	22,9	24,1	28,4	29,8	34,7	36,5
450	13,4	14,1	16,8	17,6	19,9	21,0	20,8	21,9	25,8	27,1	31,9	33,5	39,0	41,0
500	14,9	15,7	18,6	19,6	22,2	23,3	23,1	24,3	28,7	30,2	35,5	37,3	43,4	45,6
560	16,7	17,5	20,8	21,9	24,9	26,2	25,9	27,2	32,1	33,8	39,7	41,7	-	-
630	18,8	19,8	23,4	24,6	27,9	29,4	29,1	30,6	36,2	38,0	44,7	47,0	-	-

ДЖ.3.4.2 Каждый надрез обрабатывают попутным фрезерованием (рисунок ДЖ.2) на соответствующую глубину так, чтобы остаточная толщина стенки составляла 0,78 - 0,82 номинальной толщины стенки, установленной в таблице 2 настоящего стандарта; значения остаточной толщины для соответствующего диаметра и SDR трубы приведены в таблице ДЖ.1 (см. также примечание к настоящему пункту).

Длина каждого надреза на полной глубине l должна соответствовать номинальному наружному диаметру трубы мм. Для труб диаметром более 315 мм со свободной длиной труб менее () мм длина каждого надреза должна быть равна свободной длине минус () мм в соответствии с ДЖ.3.2.

Примечание - Чтобы остаточная толщина находилась в заданных выше пределах, целесообразно выбирать значение остаточной толщины стенки, близкое к максимальному значению.

ДЖ.3.4.3 Измеряют и записывают глубину каждого надреза и остаточную толщину стенки .

Примечания

1 Рекомендуется использовать средство измерений с наконечником, имеющим острый угол.

2 При возникновении сложностей при измерении остаточной толщины стенки толстостенных труб используют метод, приведенный в ДЖ.4.2.

ДЖ.3.5 Устанавливают на испытуемый образец заглушки, обеспечивающие полную передачу продольной нагрузки от внутреннего давления на образец (т.е. типа а по ГОСТ 24157).

ДЖ.3.6 Кондиционирование

Испытуемые образцы заполняют водой, погружают в ванну с водой при 80°С и кондиционируют в течение времени, установленного в ГОСТ 24157, в зависимости от номинальной толщины стенки трубы.

ДЖ.4 Проведение испытания

ДЖ.4.1 Испытание давлением

ДЖ.4.1.1 Нагружение образца водой проводят в соответствии с ГОСТ 24157 при температуре испытания 80°С, прикладывая и поддерживая испытательное давление, указанное в таблице ДЖ.2.

Таблица ДЖ.2 - Испытательное давление для полиэтилена

Стандартное размерное отношение SDR	Испытательное давление Р, МПа
	ПЭ 80	ПЭ 100
26	0,32	0,368
21	0,4	0,46
17,6	0,482	0,554
17	0,5	0,575
13,6	0,635	0,73
11	0,8	0,92
9	1,0	1,2
Примечание - Испытательное давление Р рассчитывают по формуле 2 сигма P= -------------, (ДЖ.1) (SDR-1) где сигма - начальное напряжение в стенке трубы по таблице 3 настоящего стандарта, МПа; SDR - стандартное размерное отношение.

ДЖ.4.1.2 Подсоединяют образец к источнику давления и удаляют воздух. После кондиционирования, проведенного в соответствии с ДЖ.3.6, постепенно без толчков подают испытательное давление в течение наименьшего периода, составляющего от 30 с до 1 ч от начала нагружения, в зависимости от размера испытуемого образца и возможностей оборудования.

ДЖ.4.1.3 Испытательное давление поддерживают до момента разрушения образца или до истечения времени, установленного в таблице 3 настоящего стандарта; записывают время под давлением с точностью до 1 ч. В случае разрушения записывают положение разрушения на образце.

ДЖ.4.2 Измерение остаточной толщины после испытания

Измерение остаточной толщины после испытания проводят, если имеет место преждевременное разрушение образца. По завершении испытания давлением извлекают испытуемый образец из ванны с водой и охлаждают до температуры окружающего воздуха. Вырезают часть трубы в области расположения каждого надреза. Вскрывают надрез так, чтобы иметь доступ к одной из обработанных фрезой поверхностей надреза. Измеряют ширину поверхности надреза b с точностью мм микроскопом или аналогичным средством измерений, как показано на рисунке ДЖ.3.

Рассчитывают остаточную толщину стенки для каждого надреза как разность между значениями средней толщины стенки в месте каждого надреза и фактической глубины надреза, записывают полученное значение. Остаточная толщина стенки должна соответствовать значениям, указанным в таблице ДЖ.1.

Если значение остаточной толщины стенки более максимального значения, указанного в таблице ДЖ.1, образец заменяют другим и испытывают вновь.

Глубину надреза h, мм, рассчитывают по формуле

, (ДЖ.2)

где - измеренный средний наружный диаметр трубы, мм;

b - ширина обработанной фрезерованием поверхности, мм.

ДЖ.5 Обработка результатов

Результат испытания считают удовлетворительным, если испытуемый образец не разрушился в течение контрольного времени испытания 500 ч при температуре 80°С и давлении, установленном в таблице ДЖ.2, которое соответствует напряжению в стенке трубы 4,0 МПа (для ПЭ 80) и 4,6 МПа (для ПЭ 100).