Приложение ДА (справочное). Оригинальный текст модифицированных структурных элементов

Приложение ДА
(справочное)

Оригинальный текст модифицированных структурных элементов

ДА.1

1 Область применения

В настоящем международном стандарте изложена методика определения долговременной удельной кольцевой жесткости при релаксации в условиях влажности, а также коэффициента релаксации в условиях влажности для труб из армированных стекловолокном термореактивных пластмасс (GRP).

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.9) и ГОСТ 1.5 (пункт 3.7).

ДА.2

3 Термины и определения

Для целей настоящего стандарта используют следующие термины с соответствующими определениями.

3.1 вертикальная сила сжатия F: Вертикальная сила, Н, воздействующая на горизонтальную трубу, вызывая вертикальную деформацию.

3.2 удельная кольцевая жесткость S: Физическая характеристика трубы, Н/м², которая показывает стойкость к кольцевой деформации на метр длины под воздействием внешних нагрузок и рассчитывается по формуле

,

(1)

где Е - кажущийся модуль упругости, Н/м², вычисленный опытным путем в соответствии с ИСО 7685;

- средний диаметр трубы, м (см. 3.3);

I - осевой момент инерции сечения в продольном направлении, м⁴/м;

,

(2)

где е - толщина стенок трубы, м.

3.3 средний диаметр d_m: Диаметр окружности, соответствующий середине сечения стенки трубы, м, рассчитывают по следующим формулам:

;

(3)

;

(4)

где - внешний диаметр, м;

е - толщина стенки трубы, м;

- внутренний диаметр, м.

3.4 исходная удельная кольцевая жесткость S₀: Значение S, Н/м², полученное опытным путем в соответствии с ИСО 7685.

3.5 долговременная удельная кольцевая жесткость при ползучести в "положении 1" S_{x,1,relax,wet}: Значение S, Н/м², в исходном положении, "положении 1" (см. 10.2), за х лет, полученное путем экстраполяции измерений долговременной жесткости под воздействием постоянной нагрузки в условиях влажности (см. 3.2 и 10.2).

3.6 расчетная долговременная удельная кольцевая жесткость при ползучести в условиях влажности S_x,relax,wet: Расчетное значение S, Н/м², за х лет вычисляют по формуле

,

(5)

где - начальная удельная кольцевая жесткость, Н/м²;

- коэффициент ползучести в условиях влажности.

3.7 коэффициент ползучести в условиях влажности : Соотношение долговременной удельной кольцевой жесткости при ползучести и исходной удельной кольцевой жесткости; обе величины в исходном положении, "положении 1" (см. 10.2), вычисляют по формуле

,

(6)

где - долговременная удельная кольцевая жесткость при ползучести в "положении 1", Н/м²;

- исходная удельная кольцевая жесткость в "положении 1", Н/м², рассчитывают в соответствии с ИСО 7685.

3.8 вертикальная деформация у: Вертикальное изменение диаметра горизонтально расположенной трубы, м, под воздействием вертикальной силы сжатия (см. 3.1).

3.9 долговременная внешняя сила F_{x,1,влажность}: Значение силы F, Н, в исходном положении, "положении 1" (см. 10.2), за х лет, полученное путем экстраполяции измеренной долговременной внешней силы при постоянной деформации в условиях влажности (см. 3.1 и 10.2).

3.10 коэффициент деформации f: Безразмерный коэффициент, основанный на общей теории, учитывающей члены второго порядка в применении к деформации, вычисляют по формуле

,

(7)

где - долговременная вертикальная деформация в "положении 1", м;

- средний диаметр (см. 3.3) трубы, м.

3.11 расчетная нагрузка : Нагрузка на внутреннюю поверхность вверху и внизу трубы в исходном положении, "положении 1", %, рассчитывают по формуле

,

(8)

где е - толщина стенки трубы, м;

- вертикальная деформация в "положении 1", м;

- средний диаметр трубы (см. 3.3), м.

Примечание - Редакция раздела изменена для приведения в соответствие с требованиями ГОСТ Р 1.5 (пункт 3.7) и ГОСТ 1.5 (пункт 3.9).

ДА.3

4 Принцип

Нагрузку распределяют по всей мерной длине горизонтально установленной трубы, сжимают ее диаметрально до установленного уровня, вычисляют по формуле (8). Уровнями приложения силы являются либо опорные плиты, либо балки.

Трубу опускают в воду при заданной температуре на период времени, при котором вертикальная деформация не изменяется, а внешняя сила измеряется с определенным интервалом. Долговременная сила определяется методом экстраполяции. На основании силы и деформации рассчитывают долговременную удельную кольцевую жесткость при релаксации в условиях влажности.

Коэффициент релаксации в условиях влажности определяют исходя из долговременной удельной кольцевой жесткости при релаксации и исходной удельной кольцевой жесткости одного и того же испытуемого образца. Установленный коэффициент релаксации в условиях влажности является средним из двух результатов для двух испытуемых образцов.

Примечание - Значения следующих анализируемых параметров будут установлены согласно стандарту, ссылающемуся на данный международный стандарт:

a) метод измерения исходной удельной кольцевой жесткости, т.е. метод А или В, описанный в ИСО 7685:1998 (см. 3.4);

b) время, к которому экстраполируются величины (см. 3.6 и 11.1);

c) температура испытания (см. 5.3 и 10.1);

d) длина испытуемого образца (см. раздел 6);

e) если применимо, параметры обработки, т.е. температура, влажность и длительность (см. раздел 9);

f) сроки выдержки испытуемого образца под нагрузкой (см. 10.6);

g) уровень нагрузки, при которой проводят испытание.

Примечание - Редакция раздела изменена в целях соблюдения норм русского языка и технического стиля изложения.

ДА.4

5 Аппаратура

5.1 Установка для испытаний на сжатие

Установка должна содержать систему, способную прилагать усилие без толчков на два уровня приложения силы, в соответствии с 5.2 таким образом, чтобы горизонтально расположенный испытуемый образец в соответствии с разделом 6, погруженный в воду, можно было подвергнуть вертикальному сжатию и удерживать под воздействием постоянной силы на протяжении времени испытания в соответствии с 10.6.

Установка должна включать оборудование, например датчик напряжения (см. 5.4), для измерения действующей силы с точностью  1 % от максимальной измеренной силы на протяжении всего испытания.

Необходимо убедиться в том, что прилагаемое усилие не подвергается эффекту плавучести или трению.

5.2 Уровни приложения силы

Методика позволяет использовать опорные плиты или балки для распределения нагрузки на испытуемый образец с условием указания выбора. Такие же приспособления для распределения нагрузки (плиты, балки или плита и балка) используют для определения исходной и долговременной жесткости.

5.2.1 Общая схема

Поверхности формируют из пары плит в соответствии с 5.2.2, или пары балок в соответствии с 5.2.3, или комбинации плиты и балки, расположенных перпендикулярно и отцентрованных в направлении применения силы F, прилагаемой установкой для испытаний на сжатие, как показано на рисунке 1. Поверхности, контактирующие с испытуемым образцом, должны быть ровными, гладкими, чистыми и параллельными.

5.2.2 Плиты

Ширина плиты (плит) должна составлять как минимум 100 мм, а длина должна быть не меньше длины испытуемого образца (см. раздел 6). Плиты должны быть достаточно жесткими, без видимого прогиба или деформации во время испытаний.

5.2.3 Балки

Все балки должны быть достаточно жесткими, без видимого прогиба или деформации во время испытаний. Длина балки должна быть не меньше длины испытуемого образца (см. раздел 6), балка должна иметь плоскую торцевую сторону (см. рисунок 1) без острых краев. Ширина торцевой стороны должна составлять от 15 до 55 мм.

Балки должны быть сооружены и закреплены таким образом, чтобы другие поверхности конструкции балки не соприкасались с испытуемым образцом во время проведения испытаний.

5.3 Емкость с водой

Требуется емкость достаточного размера, чтобы поместить испытуемые образцы, полностью погрузив их в воду в соответствии с разделом 6, при воздействии силы сжатия в соответствии с 10.5. Наполняют емкость хозяйственно-питьевой водой с уровнем рН (7  2) и выдерживают при указанной температуре (см. 10.1).

Поддерживают постоянный достаточный уровень воды, чтобы исключить какое-либо значительное воздействие на значение вертикальной силы, приложенной к испытуемому образцу.

5.4 Измерительные устройства

Требуются устройства для измерения:

a) необходимых габаритов (длина, диаметр, толщина стенки) с точностью, указанной в разделе 8, в каждом отдельном случае;

b) силы, воздействующей на испытуемый образец в вертикальном направлении в процессе испытания с точностью до  1,0 % от исходного значения;

c) деформации испытуемого образца в вертикальном направлении в процессе испытания с точностью до  1,0 % от исходного значения.

Примечание - При выборе устройства для измерения изменения диаметра испытуемого образца следует принимать во внимание потенциально агрессивную среду, в которой будет использовано устройство.

Примечание - Редакция раздела изменена в целях соблюдения норм русского языка, принятой терминологии и технического стиля изложения.

ДА.5

6 Испытуемый образец

Испытуемый образец - сплошное кольцо. Длина испытуемого образца L, м, должна соответствовать указанной в настоящем стандарте, с допустимым отклонением  5 %. Если длина испытуемого образца не указана, то она составляет (300  15) мм.

Торцы образца должны быть ровными, отрезаны перпендикулярно оси трубы и могут быть уплотнены.

Необходимо провести прямые линии внутри и снаружи испытуемого образца по всей длине с интервалом в 60° по всей окружности для их использования в качестве линий отсчета.

1 - емкость с водой; 2 - нагружающая рама; 3 - зажимная гайка; 4 - датчик нагрузки; 5 - сжимающая нагрузка F; 6 - уровень воды; 7 - пластины; 8 - брусок; 9 - испытуемый образец; а - ширина плоской поверхности бруска

Примечание - Разрешено размещать устройство для измерения деформации, груз, опорную плиту и балку над испытуемым образцом над уровнем воды, при условии полного погружения образца в воду во время проведения испытания.

Рисунок 1 - Типичные условия испытания

Примечание - Редакция раздела изменена в целях соблюдения норм русского языка, принятой терминологии и технического стиля изложения.

ДА.6

7 Количество испытуемых образцов

Необходимо использовать два испытуемых образца (см. 11.3).

Примечание - Редакция раздела изменена в целях соблюдения норм русского языка, принятой терминологии и технического стиля изложения.

ДА.7

8 Определение размеров испытуемых образцов

8.1 Длина

Измеряют длину каждого испытуемого образца по линии отсчета с точностью до  1,0 % для определения соответствия испытуемого образца разделу 6. Подрезают или заменяют испытуемый образец в случае несоответствия.

Рассчитывают среднюю длину L, м, каждого испытуемого образца на основании шести измеренных значений.

8.2 Толщина стенок

Измеряют толщину стенок каждого испытуемого образца, на каждом конце линии отсчета с точностью до  0,2 мм.

Рассчитывают среднюю толщину стенки е, м, для 12 измеренных значений.

8.3 Средний диаметр

Измеряют один из следующих показателей с точностью до  0,5 мм:

а) внутренний диаметр d_i, м, испытуемого образца между каждой парой диаметрально противоположных линий отсчета посередине, например с помощью циркуля, рассчитав затем средний внутренний диаметр на основании шести измеренных значений;

b) внешний диаметр d_e, м, испытуемого образца с помощью рулетки со стальной мерной лентой.

Рассчитывают средний диаметр d_m (см 3.3) испытуемого образца по формуле (3) или (4) на основании полученного значения средней толщины стенки е согласно 8.2 и среднего внутреннего или внешнего диаметра.

Примечание - Редакция раздела изменена в целях соблюдения норм русского языка, принятой терминологии и технического стиля изложения.

ДА.8

9 Кондиционирование

При необходимости кондиционирование проводят в соответствии с применимым стандартом.

Примечание - Редакция раздела изменена в целях соблюдения норм русского языка, принятой терминологии и технического стиля изложения.

ДА.9

10 Техника выполнения

10.1 Выполняют операции для каждого испытуемого образца при температуре, указанной в настоящем стандарте.

10.2 Определяют и записывают исходную удельную кольцевую жесткость S₀ испытуемого образца в соответствии с ИСО 7685. Используют измеренное значение S₀ для пары линий отсчета, обозначенное "положение 1", для оценки силы сжатия, необходимой для деформации испытуемого образца в течение 3 мин, если иное не указано в стандарте, до достижения расчетного напряжения (см. 3.11) от 0,13 % до 0,17 %.

10.3 Помещают испытуемый образец вертикально в устройство, чтобы он соприкасался с верхней и нижней плитами или балками, с парой диаметрально противоположных линий отсчета, обозначенных "положение 1", в соответствии с 10.2. Контакт между испытуемым образцом и каждой опорной плитой или балкой должен быть настолько прочным, насколько возможно, и плиты и балки не должны быть смещены по бокам. Помещают устройство в емкость с водой.

10.4 Наполняют емкость водой, чтобы испытуемый образец был полностью погружен в воду.

10.5 Когда образец будет полностью погружен в воду, при необходимости, с учетом массы верхней плиты или балки, применяют вертикальную силу сжатия F, определяемую в соответствии с 10.2, достаточную для получения вертикальной деформации в течение 3 мин, а также записывают фактическую применяемую силу и полученную деформацию.

10.6 Поддерживают постоянное значение силы на протяжении всего испытания. Измеряют и записывают деформацию испытуемого образца с точностью до 2 % от исходного значения через приблизительно равные интервалы времени lg, начиная не позже, чем с первого часа после применения силы, и на протяжении более 10000 ч. Интервалы должны быть такими, чтобы 10 показаний были взяты с примерно равным интервалом для каждого временного порядка lg(t).

Примечание - В таблице А.1 приложения А приведены значения равных приростов lg(t), которые могут понадобиться оператору.

Примечание - Редакция раздела изменена в целях соблюдения норм русского языка, принятой терминологии и технического стиля изложения.

ДА.10

11 Расчет

11.1 Экстраполяция данных о деформации

Если указано в ссылочном стандарте, следует использовать полученные в соответствии с 10.6 данные для изображения lg (деформации) в качестве функции lg(t).

Рассчитывают удельную кольцевую жесткость в условиях влажности в "положении 1" для каждого испытуемого образца на основании измеренной деформации и соответствующих временных интервалов по формуле

,

(9)

где - удельная кольцевая жесткость при релаксации за х лет, Н/м², в "положении 1" в условиях влажности;

f - коэффициент деформации, вычисляемый по формуле (7);

F - нагрузка, Н;

L - средняя длина образца, м;

- деформация, м, возникающая под воздействием постоянной силы за х лет в "положении 1" в условиях влажности, определяемая в соответствии с 10.6.

Для каждого испытуемого образца анализируют зависимость жесткости от времени в соответствии с методом В, описанным в ИСО 10928:1997.

11.2 Расчет долговременной удельной кольцевой жесткости при релаксации в условиях влажности в "положении 1"

На основании результатов, полученных в соответствии с 11.1, рассчитывают и фиксируют долговременную удельную кольцевую жесткость при релаксации во влажных условиях в "положении 1" S_{x,1,relax,wet} за х лет (см. 3.6) согласно ссылочному стандарту.

11.3 Расчет коэффициента релаксации в условиях влажности

Рассчитывают коэффициент релаксации для каждого испытуемого образца по формуле (6).

В соответствии с настоящим стандартом установленный коэффициент релаксации в условиях влажности является средним арифметическим значением , полученным для двух испытуемых образцов.

Примечание - Редакция раздела изменена в целях соблюдения норм русского языка, принятой терминологии и технического стиля изложения.

ДА.11

12 Протокол испытаний

В протокол вносят следующую информацию:

a) ссылку на данный международный стандарт и применимый стандарт;

b) полную идентификацию испытуемой трубы;

c) количество испытуемых образцов;

d) размеры каждого испытуемого образца;

e) положение трубы, с которой получены испытуемые образцы;

f) исходную удельную кольцевую жесткость S₀ и исходную удельную кольцевую жесткость в "положении 1" S_0,1 для каждого испытуемого образца;

g) применимую вертикальную силу сжатия F, полученную исходную деформацию и исходное напряжение в течение 3 мин для каждого испытуемого образца;

h) в зависимости от конкретного случая подробные технические условия (см. раздел 9);

i) для каждого испытуемого образца указывают, уплотнены торцы или нет (см. раздел 6);

j) подробную информацию об оборудовании, в том числе указывают, использовались ли балки и/или плиты, а также ширину торцевой части, если используют балки;

k) температуру и уровень рН воды, используемой при испытании;

l) зависимость измеренной деформации от времени для каждого испытуемого образца, если требуется применимым стандартом;

m) расчетную долговременную удельную кольцевую деформацию при релаксации S_{x,1,relax,wet} в "положении 1" для каждого испытуемого образца;

n) коэффициент релаксации в условиях влажности для каждого испытуемого образца;

о) установленный расчетный коэффициент релаксации в условиях влажности (см. 11.3);

р) описание испытуемых образцов после испытания;

q) любые факторы, способные повлиять на результаты испытания, например какие-либо инциденты или рабочие моменты, не указанные в настоящем международном стандарте;

r) дату и срок испытания в часах для каждого испытуемого образца.

Примечание - Редакция раздела изменена в целях соблюдения норм русского языка, принятой терминологии и технического стиля изложения.

ДА.12

Приложение А

Равный прирост lg(t)

В таблице А.1 представлены временные интервалы в минутах, часах и днях, соответствующие последовательным равным приростам 0,1 lg(t). Информация предоставлена, чтобы упростить составление графиков измерений деформации испытуемых образцов.

Таблица А.1

lg(t), ч	Время t			lg(t), ч	Время t
	мин	ч	день		мин	ч	день
0,0	60	1	0,042	2,5	18974	316	13,18
0,1	76	1,3	0,052	2,6	23886	398	16,59
0,2	95	1,6	0,066	2,7	30071	501	20,88
0,3	120	2,0	0,083	2,8	37857	631	26,29
0,4	151	2,5	0,105	2,9	47660	794	33,10
0,5	190	3,2	0,132	3,0	60000	1000	41,7
0,6	239	4,0	0,166	3,1	75536	1259	52,5
0,7	301	5,0	0,209	3,2	95094	1585	66,0
0,8	379	6,3	0,263	3,3	119716	1995	83,1
0,9	477	7,9	0,331	3,4	150713	2512	104,7
1,0	600	10	0,42	3,5	189737	3162	131,8
1,1	755	13	0,52	3,6	238864	3981	165,9
1,2	951	16	0,66	3,7	300712	5012	208,8
1,3	1197	20	0,83	3,8	378574	6310	262,9
1,4	1507	25	1,05	3,9	476597	7943	331,0
1,5	1897	32	1,32	4,0	600000	10000	416,7
1,6	2389	40	1,66	4,1	755355	12589	524,6
1,7	3007	50	2,09	4,2	950936	15849	660,4
1,8	3786	63	2,63	4,3	1197157	19953	831,4
1,9	4766	79	3,31	4,4	1507132	25119	1046,6
2,0	6000	100	4,17	4,5	1897367	31623	1317,6
2,1	7554	126	5,25	4,6	2388643	39811	1658,8
2,2	9509	158	6,60	4,7	3007123	50119	2088,3
2,3	11972	200	8,31	4,8	3785744	63096	2629,0
2,4	15071	251	10,47	4,9	4765969	79433	3309,7