Журнал Полимерные трубы - Технологии и материалы

Пульпопроводи:від дармштадтською методу до дармштадтського ресурсу

Полімерні трубопроводи у зв'язку з їх високою зносостійкістю широко використовуються для транспортування суспензій мінеральних абразивних частинок. Розроблено та стандартизовано в якості міжнародних методи оцінки зносу [1-5]. Серед цих методів тільки один дозволяє прямо оцінювати знос полімерних труб – це метод випробування згідно з DIN EN 295-3: 2012-03, який спочатку був розроблений для випробування керамічних труб, а потім використаний для випробування труб з полівінілхлориду.

Суть методу полягає у вимірюванні величини зносу відрізка полімерної труби сумішшю води і великих абразивних часток (середній розмір 6 мм). Рух суспензії забезпечується зміною нахилу зразка на +/- 22,5° з частотою 20 циклів на хвилину. Знос труби вимірюється за втратою товщини стінки.

151 40

Рис 1. Установка для визначення зносу труби за методом DIN EN 295-3

Серійні випробування проводяться до досягнення 100 тис. циклів, що відповідає пробігу потоку суспензії протяжністю 100 км. Метод передбачає випробування труб різних діаметрів (мінімальний – 100 мм, максимальний – 600 мм).

На рис. 1 представлений загальний вигляд установки для випробування.

На рис. 2 показаний зразок труби, встановлений на вимірювальний пристрій для оцінки втрати товщини стінки. Втрата товщини стінки вимірюється не менш ніж у 70 точках, що забезпечує хорошу статистичну вибірку.

У табл. 1 представлені дані випробування за дармштадтським методом чотирьох видів труб, а саме: труби зі зшитого поліетилену фірми Golan (Ізраїль), труби з надвисокомолекулярного поліетилену (НВМПЕ) марки 4150 фірми Ticona (США), труби з того ж НВМПЕ, виготовлені фірмою Shandong Buoy & Pipe Industry (Китай), і труби, виготовлені підприємствами міжнародної групи Radius Systems Polyplastic Group. Представлені дані засвідчують, що після 100 км впливу суспензії знос труби становить від 0,2 до 0,4 мм. 

Таблиця 1. Середній гідроабразивний знос зразків труби, мм

151 41

На підставі даних, наведених у табл. 1, може бути розрахований робочий ресурс труби, який ми пропонуємо називати дармштадтським ресурсом.

Дармштадтський ресурс труби пропонується визначати як довжину потоку суспензії, що спричинює втрату 75 % товщини труби. Ця величина встановлена виходячи, з двох періодів експлуатації труби. Перший період, у якому ведеться попередній контроль, закінчується зносом стінки труби на 50 %, у другому періоді  товщина стінки, що залишилася, зношується на 50 %, після чого труба підлягає заміні.

Дармштадтський ресурс суттєво залежить від розмірів труби, досить повно характеризує її працездатність і може бути використаний у роботах з проектування пульпопроводів.

Величини дармштадтського ресурсу, наведені нижче, визначаються з урахуванням двох припущень.

Перше – інтенсивність зносу, що спостерігається при проходженні перших 100 км потоку, зберігається протягом усього періоду експлуатації, друге – інтенсивність зносу не залежить від діаметра випробовуваної труби. Звичайно, ці припущення можна використовувати тільки при попередньому розрахунку дармштадтського ресурсу. Для отримання значень більшої достовірності необхідно користуватися даними щодо зносу, отриманими при випробуванні труб того ж діаметра. Представлені дані дозволяють оцінити ресурс роботи безнапірних трубопроводів, який і враховується при визначенні робочого тиску.

При розрахунку працездатності напірного трубопроводу дармштадтський ресурс розраховується, виходячи з втрати товщини стінки, яка зумовлює переведення труби до наступної категорії за величиною SDR. За цією величиною SDR й оцінюється робочий тиск. У тих випадках, коли дармштадтський ресурс розраховується для труб із внутрішнім зносостійким покриттям, він визначається з умови стирання товщини покриття.

151 42

Рис 3. Залежність дармштадтського ресурсу від геометрії труби

На рис. 3 наведені розраховані значення дармштадтського ресурсу (в км) для досліджених труб з різними діаметрами та значеннями SDR залежно від діаметра труби (шкала діаметра логарифмічна). 

Існує величезна різниця в ресурсах труб, виготовлених з вищезазначених зносостійких матеріалів.

Автори статті сподіваються, що дармштадтський ресурс може бути ефективно та широко використаний споживачами пульпопроводів.

 

Література

1. EN 295-3: 2012. Vitrified clay pipe systems for drains and sewers. Рart 3: Test methods. Системи глазурованих керамічних труб для дренажу та каналізації. Частина 3: Методи випробувань.

2. DIN 52108: 2007-01. Testing of inorganic non-metallic materials – Wear test using the grinding wheel according to Böhme – Grinding wheel method. Випробування неорганічних неметалевих матеріалів – випробування на знос сточувальною шайбою по Беме.

3. ISO 9352: 2012. Plastics – Determination of resistance to wear by abrasive wheels. Пластмаси. Визначення зносостійкості за допомогою абразивного круга.

4. ISO 15527: 2010. Plastics – Compression-moulded sheets of polyethylene (PE-UHMW, PE-HD) – Requirements and test methods. Пластмаси. Листи з поліетилену, отримані методом прямого компресійного формування. Вимоги та методи випробування.

5. ГОСТ 11012-69. Пластмассы. Метод испытания на абразивный износ

 

Автори: Андрій Бранзбург, Владислав Коврига, Вілніс Пуце

ЖУРНАЛ ПОЛИМЕРНЫЕ ТРУБЫ - УКРАИНА