A pcS4 hoặc scS4
X áp suất thử,
p, hoặc ứng suất vòng, s
Y chiều dài vết nứt/đường kính ống danh
nghĩa, lc/dn
|
1 chiều dài đo nhỏ nhất
2 chiều dài vết nứt tới hạn
3 chiều dài vết nứt hợp lệ nhỏ nhất
|
Hinh A.1 – Đồ thị dữ liệu thử
đặc trưng để xác định áp suất tới hạn, pcS4, hoặc ứng suất
vòng tới hạn, scS4
A.6 Ước lượng áp suất tới hạn khi
không có kết quả thử phát triển vết nứt
Một phép thử với các kết quả
về sự ngăn chặn vết nứt chỉ
ra rằng áp suất tới hạn đối với sự phát triển vết nứt lớn hơn áp suất thử.
Để công nhận các phép thử mà trong đó
xảy ra sự ngăn chặn vết nứt ở áp suất ³ 6 bar, một loạt các phép thử được thực hiện ở các áp suất
tăng từng 0,2 MPa một từ 0,6 MPa lên đến tối đa 1 MPa.
A.7 Phân tích để xác định ứng
suất vòng tới hạn
Đối với từng ống thử, tính ứng suất
vòng, s, theo megapascal,
sử dụng phương trình (A.1):
(A.1)
Trong đó
p là áp suất thử, tính
bằng megapascal;
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
et là chiều dày thành trung bình của ống
thử dọc theo vết nứt chính, tính
bằng milimét.
Vẽ đồ thị quan hệ giữa chiều dài vết nứt và ứng suất
vòng (xem Hình A.1).
Ứng suất vòng tới hạn, scS4, được định
nghĩa là ứng suất vòng ngăn chặn vết nứt lớn nhất ở bên dưới ứng suất vòng phát
triển vết nứt nhỏ nhất (xem Hình A.1).
Nên lựa chọn áp suất thử lần lượt ở trên và dưới giá
trị mong muốn của pcS4 hoặc scS4.
A.8 Thông tin bổ sung
Việc thu được các điều kiện ban đầu ở 0
°C đối với ống PE
100 và ống PE 80 thành mỏng là rất khó, thậm chí là không thể. Tuy nhiên, các điều
kiện ban đầu có thể thu được ở nhiệt độ thấp hơn, ví dụ ở -15 °C, vì vậy chiều
dài nứt ở áp suất bằng
“0” lớn hơn 0,7dn
(xem 10.2). Phép thử sau đó được thực hiện ở các điều kiện ban đầu này tại áp
suất thử yêu cầu, pcS4. Nếu có sự
ngăn chặn vết nứt, nghĩa là lc < 4,7dn, đây là phép
thử phù hợp và áp suất thử này, pS4 thấp hơn pcS4 tại nhiệt độ
thấp (xem Điều A.3). Áp suất
pS4 có thể được
biến đổi thành áp suất trong phép thử hết thang tương đương, pFS, bằng cách sử
dụng hệ số tương quan (xem Điều C.2).
Điều này cũng là logic khi cho rằng nếu
xảy ra sự ngăn chặn vết nứt tại áp
suất hết thang, pFS, ở nhiệt độ
dưới “0” thì việc
ngăn chặn cũng sẽ xảy ra tại cùng áp suất pFS ở nhiệt độ cao
hơn và ở 0 °C. Thông thường,
độ bền với sự phát triển nhanh của vết nứt tăng lên với sự tăng nhiệt độ.
A.9 Báo cáo thử nghiệm-Yêu cầu bổ sung
A.9.1 Trong trường hợp xác định
áp suất tới hạn, báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin bổ sung sau: áp
suất tới hạn đo được, pcS4, tính bằng
MPa.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
a) từng chiều dày thành đo được dọc theo
vết nứt chính, tính bằng milimét;
b) chiều dày thành trung bình, et, của mẫu ống
dọc theo đường nứt chính, tính
bằng milimét;
c) đường kính ngoài trung bình, dem của mẫu ống,
tính bằng milimét;
d) giá trị trung bình, D của các
đường kính ngoài trung bình, của ống, tính bằng milimét;
e) đồ thị quan hệ giữa chiều dài nứt, lc và ứng suất vòng, s;
f) ứng suất vòng tới hạn ước lượng, scS4, tính bằng
megapascal.
Phụ lục B
(quy định)
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
Một loạt các phép thử tương tự như các
phép thử quy định trong Phụ lục A, trên một loại ống nhựa nhiệt dẻo đặc thù được
thực hiện ở áp suất không đổi, không vượt quá 0,5 MPa hoặc ở ứng suất vòng
không đổi tương đương, để xác định nhiệt độ tới hạn.
Đây là một kỹ thuật hữu ích bởi vì nó luôn luôn
có thể xác định được cả điều kiện
ngăn chặn vết nứt và phát triển vết nứt và nhiệt độ tới hạn. Tuy
nhiên, đối với một số ống nhựa nhiệt dẻo, ở nhiệt độ 0 °C hoặc cao
hơn, sự phát triển nhanh của vết nứt RCP có thể không xảy ra ở áp suất bất kỳ nào đó và
vì thế không xác định được áp suất tới hạn.
Nhiệt độ tới hạn, Tc được định
nghĩa là nhiệt độ ngăn chặn vết nứt thấp nhất ở trên nhiệt độ phát triển vết nứt
cao nhất (xem Hình B.1). Kết quả đưa ra được nhiệt độ ngăn chặn thấp nhất phải
được xác nhận tính hợp lệ bằng cách tiến hành phép thử ban đầu như quy định
trong 10.2 ở cùng nhiệt độ.
Phép thử dẫn đến sự ngăn chặn
vết nứt chỉ ra rằng nhiệt
độ tới hạn đối với sự phát triển vết nứt thấp hơn nhiệt độ thử.
CHÚ DẪN
Tc nhiệt độ tới hạn
X nhiệt
độ, T°C
Y chiều dài vết nứt/đường kính ống
danh
nghĩa, lc/dn
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
2 chiều dài vết nứt tới
hạn
3 chiều dài vết nứt hợp lệ nhỏ nhất
Hình B.1 - Đồ
thị dữ liệu thử đặc
trưng để xác định nhiệt độ tới
hạn, Tc
Phụ
lục C
(tham khảo)
Sự
tương quan áp suất tới hạn giữa phép thử S4 và phép thử hết thang đối với ống
PE
C.1 Giới thiệu
Áp suất tới hạn được đo
theo phương pháp S4 theo tiêu chuẩn này thấp hơn giá trị được đo trên cùng một ống theo TCVN
8200 (ISO 13478), sử dụng phép thử hết thang FST để cho giá trị tham chiếu.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
C.2 Hệ số tương quan
Hệ số tương quan giữa các áp suất tới hạn theo
phương pháp S4 và FST đối với cùng một ống được biểu thị theo phương trình (C.1):
= 3,6
pc,FS + patm = 3,6 (pc,S4 + patm)
Nếu áp suất khí quyển, patm = 0,1 MPa,
thì
pc,FS = 3.6 pc,S4 + 2,6
Áp suất tới hạn, pc,
tính bằng MPa, được định nghĩa là:
pc= pc,FS = 3,6 pc,S4 + 2,6
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
(tham khảo)
Sự giảm áp của chất lỏng và ảnh hưởng đến sự
phát triển nhanh của vết nứt - Phân tích lý thuyết
Đối với cách tiếp cận lý thuyết của
hàm số tương quan giữa
phép thử S4 và FST, xem tài liệu tham khảo [4], [12] và [13].
Quá trình giảm áp do sự xuất hiện vết
nứt xảy ra theo hai pha (xem Hình D.1). Trước tiên là dòng chảy ngược hướng trục
chảy về phía trước của đầu vết
nứt phát triển sau một sóng giảm áp. Áp suất còn lại sau đó thoát ngang qua chỗ
hở của vết nứt.
Sau khi có sóng giảm áp ở trước điểm bất
kỳ dọc theo ống, áp suất bắt đầu suy giảm từ giá trị ban đầu của
nó, p0. Áp suất tại
đầu vết nứt, pt, giảm dần dần
đến ổn định khi khoảng hở của vết nứt
lớn hơn mặt cắt ngang của ống. Đối với một tốc độ không đổi, n, phân tích dòng khí
theo một kích thước đưa ra
phương trình (D.1):
nếu n < c0 (D.1)
và phương trình (D.2)
nếu n ³ c0 (D.2)
trong đó
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
c0 là tốc độ âm thanh của khí.
Tất cả các áp suất là tuyệt đối.
Ban đầu hoạt động của áp suất trên
thành ống loe ra phía sau đầu vết nứt tác động lên vết nứt và áp suất này được
xác định tại đầu của vết nứt, pt khác với giá trị ban đầu, p0.
Trong phép thử S4, các màng ngăn giảm áp gần như loại trừ dòng chảy ngược hướng
trục vì thế toàn bộ áp
suất ống ban đầu tác động lên vết nứt, trong khi đó trong phép thử FST chỉ có
áp suất gây ra giảm áp hướng trục có thể tác động. Giả định rằng sự xả khí
ngang là như nhau trong cả hai phép thử cho phép có mối liên hệ giữa pt và p0 trong phương trình
(D.1) được chuyển một cách đơn giản thành pc,S4và pc,FS ở các điều
kiện tới hạn.
Trong quá trình phát triển nhanh của vết
nứt trong phép thử FST ở ống PE trên áp suất tới hạn, đầu vết nứt thường
giữ lại trong giây lát. Đối với tốc độ vết nứt
bằng không và đối với g
= 1,4 (đối với không khí và khí tự nhiên), phương trình (D.1) chỉ ra rằng áp suất tuyệt
đối tại đầu vết nứt, pt giảm xuống ngay lập tức đến 28 % p0, và chỉ có
thể tăng chậm nếu
sự phát triển nhanh của vết nứt bắt đầu lại. Sự phát triển nhanh của vết nứt chỉ
có thể tiếp tục trong một phép thử S4 nếu áp suất tuyệt đối vượt quá 28 % của p0 trong phép
thử FST. Từ điều này dẫn đến việc đưa ra hệ số 3,6 (= 1/0,28) trong phương
trình tương quan đã được thiết lập trong phụ lục C. Phương trình này độc
lập đối với cỡ ống, vật liệu và chất lỏng.
CHÚ DẪN
l khoảng cách
p áp suất
1 sự xả ngang
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
3 dòng chảy ngược hướng trục
4 phía trước sóng giảm áp
Hình D.1 -
Quá trình giảm áp
THƯ MỤC TÀI
LIỆU THAM KHẢO
[1] TCVN 8200 (ISO 13478), Ống nhựa nhiệt dẻo
dùng để vận chuyển chất lỏng - Xác định độ bền với sự phát triển nhanh
của vết nứt (RCP) - Phép thử hết thang (FST).
[2] ROBERTSON. T.S. Propagation
of brittle fracture in steel. J.Iron Steel
Inst.
1953,
175, pp. 361-374
[3] VANCROMBRUGGE. R.Fracture properties
in plastic pipe. In: 5th International Conference
Plastics Pipes, 1982-09-08 to 10, University of York.
[4] WOLTERS, M., KETEL, G.
Some experiences with the modified Robertson test used for the study of rapid crack
propagation in PE-pipelines. In: Proceedings of the 8th Plastics Fuel Gas
Pipe Symposium, November/December 1983, New Orleans, USA.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66
[6] GREIG. J.M. Rapid crack propagation in
hydrostatically pressurized 250 mm polyethylene pipe. In: Proc. 7th
International Conference
Plastics Pipes, Bath, England, September 1988, pp. 12.1-12.7.
[7] LEEVERS, P.S., VENIZELOS, G.,
IVANKOVIC, A. Rapid crack propagation along pressurized PE pipe: Small scale
testing and numerical modelling. Constr. Build. Mater. 1993, 7,
pp. 179-184.
[8] VANSPEYBROECK, P. Evaluation
of test methods for determining rapid crack propagation properties of
pressurized polyethylene gas pipes. In: International Conference on
Pipeline Reliability, Calgary, Alberta, June 1992.
[9] LEEVERS, P.S. Impact and
dynamic fracture of
tough polymers by thermal decohesion in a Dugdale zone.Int.
J.Fracture
1995, 73, pp. 109-127.
[10] VANSPEYBROECK, P. Test
methods for determining rapid crack propagation properties of pressurized
polyethylene (gas) pipes. In: 2nd International Pipeline Technology Conference, Ostend,
Belgium, 1995-09-11 to 14.
[11] BROWN, N., LU, X,. INGHAM, E.J., MARSHALL, G.P. Small scale
laboratory test for resistance to RCP. In: Proc. International Symposium on
Platics Pipes, American Gas Association, Orlando, FL. USA, 1999, pp. 10-20
to 23.
[12] GREENSHIELDS, C.J., LEEVERS, P.S. Correlation
between full
scale and small scale steady State (S4) tests for rapid crack propagation in
plastic gas pipe. Plast. Rubber Compos.: Macromol. Eng. 1999, 28,
pp.20-25.
[13] VANSPEYBROECK, P. RCP, after
25 years of debates, finally mastered by two ISO-test (Proc. 11th
International Conference
Plastics Pipes, 2001-09-03 to 06, Munich, Germany), pp.557-566. Institute of
Materials, London, 2001.
[14] LEEVERS, P.S., HILLMANSEN, S., MORENO, L.
DE F.F. Specimen temperature conditioning and drift before an S4
pipe fracture test.
Polym. Test 2004, 23, pp. 727-735.
...
...
...
Bạn phải
đăng nhập hoặc
đăng ký Thành Viên
TVPL Pro để sử dụng được đầy đủ các tiện ích gia tăng liên quan đến nội dung TCVN.
Mọi chi tiết xin liên hệ:
ĐT: (028) 3930 3279 DĐ: 0906 22 99 66