Classi di rigidità degli anelli

Secondo GOST 54475-2011:

Rigidezza nominale degli anelli SN, kN / m2: Denominazione numerica della rigidezza minima degli anelli dei tubi.

I tubi sono disponibili in varie classi di rigidità degli anelli.

La classe di rigidità degli anelli (SN) è un valore arrotondato al più piccolo valore più vicino della rigidità nominale degli anelli delle serie 2, 4, 6, 8, ecc.

Il valore della rigidità dell'anello (S) è determinato da formule empiriche. I dati di base per il suo calcolo, ottenuti sperimentalmente su banchi di prova, sono il carico e la deformazione, corrispondenti a una deformazione del 4% del campione di prova, nonché alla lunghezza del campione di prova. La media aritmetica dei tre valori di rigidità anulare ottenuti su campioni da un lotto di tubi è registrata in kN / me arrotondata al valore più basso più basso della serie standard.

Pertanto, la classe di rigidità degli anelli mostra il carico massimo ammissibile per unità di superficie del tubo con una deformazione del 4% del suo diametro verticale senza tener conto della resistenza laterale.

La rigidità teorica dell'anello del tubo è determinata dalla formula:

E0 - modulo di elasticità a breve termine del materiale del tubo, kN / m2

I - il momento di inerzia del profilo della parete del tubo per unità di lunghezza, m4 / m

d - diametro nel centro di gravità del profilo della parete del tubo, m

di - diametro interno del tubo, m

y - distanza dal centro di gravità del profilo della parete del tubo, m

Rigidità dell'anello (articolo 8.4 di GOST R 54475-2011) non inferiore al valore nominale di SN:

SN - qual è la classe di rigidità degli anelli?

Classe di rigidità degli anelli - la principale caratteristica dei tubi in polietilene, polipropilene, fibra di vetro e PVC, che indica la capacità del tubo di resistere agli effetti statici e dinamici del suolo e del trasporto, a parità di tutte le altre condizioni.

Classe di rigidità misurata in kilonewton per metro quadrato.

La classe di rigidità viene solitamente indicata con SN e misurata dalle potenze di 2, ad esempio SN - 2, SN - 4, SN - 6, SN - 8, SN - 10, SN - 16, SN - 32.

Le classi di rigidità più comuni per i tubi corrugati delle fognature sono SN8 e SN16.

Qual è la rigidità degli anelli dei tubi e cosa influenza?

Facciamo conoscenza con uno degli identificatori di base, che vale la pena prestare attenzione quando si sceglie un tubo di fogna. Questa è la rigidità degli anelli: secondo EN, così come DSTU B V.2.5-32: 2007 standard, determina l'ambito di applicazione e le condizioni di installazione dei tubi. È designato come S HTMLR / HTML e viene misurato in mega-Pascal o in kilo-newton per metro.

I valori di questo indicatore hanno un passo nei poteri di 2 - esponenzialmente 2, 4, 8, ecc.

La rigidità dell'anello è misurata in proporzione al solito, è interpretata dalla formula:

Dove E è il modulo di elasticità, misurato anche in mega Pascal, l è il momento di inerzia, Dm è il diametro del tubo. Quindi, per tubi di polipropilene con una superficie interna liscia, la formula è rappresentata con il momento d'inerzia già noto, pari a 12.

Conclusione: più sottile è il tubo, minore è la rigidità dell'anello (quando si confrontano diametri uguali).

Come aumentare la rigidità degli anelli?

  1. Scegli un materiale che ha un maggiore modulo di elasticità. Pertanto, il polivinilcloruro o il polipropilene hanno E maggiore del polietilene.
  2. Scegli un materiale con un muro più spesso o profilato. Quindi, la presenza di corrugazioni aiuta ad aumentare il modulo di inerzia.

E se nel primo caso vi è un aumento significativo del costo dei tubi, a causa della scelta di un materiale più costoso, allora una superficie corrugata o tubi a doppio strato è davvero un'opzione praticabile, consentendo di ottenere risparmi di materiale di 2,5-3 volte.

Qual è la classe di rigidità (SN), la rigidità dell'anello di un tubo?

Tabella di conformità con la classe di carico e rigidità:

La classe di rigidità dell'anello SN è un valore arrotondato al più piccolo valore più vicino della rigidità nominale degli anelli delle serie 2, 4, 6, 8, ecc. I dati di base per il suo calcolo, ottenuti sperimentalmente su banchi di prova, sono il carico e la deformazione, corrispondenti a una deformazione del 4% del campione di prova, nonché alla lunghezza del campione di prova. La media aritmetica dei tre valori di rigidità anulare (in kN / m2) ottenuti su campioni da una serie di tubi è arrotondata al valore più basso più basso della serie standard.

Pertanto, la classe di rigidità degli anelli mostra il carico massimo ammissibile per unità di superficie del tubo con una deformazione del 4% del suo diametro verticale senza tenere conto della resistenza laterale

Rigidità del tubo ad anello

Tubi in HDPE rigidità anello tecnico

Questo indicatore è specificato in caratteristiche sotto ogni prodotto sul sito.

Tipo di tubo tecnico

Valore, kN / m2

Rigidezza degli anelli Tubi PE 100 e PE 80

Questo indicatore è specificato in caratteristiche sotto ogni prodotto sul sito e.

Relazione dimensionale standard

Rigidità dell'anello (SN), kN / m 2

Tubi e condotte in PVC KORSIS per acque luride

hanno anche rigidità degli anelli. Questo parametro è 4 kN / m 2 per il tubo di scarico in PVC e 8 kN / m 2 per il tubo KORSIS.

La rigidità del tubo ad anello (SN) è uno degli indicatori fisicomeccanici della resistenza del tubo, che caratterizza la capacità di un tubo di sopportare un carico esterno senza una deformazione significativa. Unità di misura - kN / m2.

Al carico esterno sono inclusi il carico del terreno durante il riempimento della trincea e i carichi di trasporto (automobili, camion).

Il valore dell'indicatore è indicato nelle specifiche tecniche del tubo ed è stabilito dal servizio di controllo qualità dell'impresa manifatturiera, nonché dall'organizzazione per la certificazione delle merci, in cui il produttore riceve un certificato di conformità sulla base di un risultato positivo del test delle tubazioni.

Per determinare la rigidità dell'anello del tubo, vengono utilizzati tester speciali di vari gradi, a seconda del diametro (mm) e della resistenza a compressione dei tubi (kN).

Per calcolare l'indicatore sono necessari i dati sul carico e la deformazione del tubo con una deformazione del 4% del campione di prova e la lunghezza del campione. Il valore è determinato dalla media aritmetica in base ai tre valori della rigidità degli anelli dei tubi testati, ottenuti dallo stesso lotto. Il risultato finale è arrotondato per difetto.

La rigidità dell'anello è l'indicatore principale della qualità dei tubi polimerici nella costruzione sotterranea di sistemi di drenaggio non a pressione e sistemi fognari. Maggiore è il valore di questo indicatore, maggiore è lo stress che il tubo può sopportare nell'ambiente esterno.

L'assenza di questo tubo indicatore influenzerà principalmente la convenienza del prodotto, a causa dell'uso nella produzione di materiali di bassa qualità.

indicatore di resistenza del tubo che caratterizza la capacità di un tubo di sopportare un carico esterno senza deformazioni significative

indicatore di resistenza del tubo che caratterizza la capacità di un tubo di sopportare un carico esterno senza deformazioni significative

Scelta di una dimensione standard

Taglie di tubo PROTEKTORFLEKS ®

La classificazione dei tubi non di pressione è tradizionalmente fatta non dalla dimensione della relazione dimensionale standard (SDR), ma dalla classe di rigidità dell'anello (SN). La differenza principale tra SDR e SN è che SDR è solo una caratteristica geometrica di un tubo (il rapporto tra il diametro esterno di un tubo e lo spessore della sua parete), mentre SN è una caratteristica meccanica.

La rigidità dell'anello SN consente di giudicare le proprietà del tubo per resistere alla pressione del terreno ed è definito come il carico sul tubo (kN / m2), in cui il tubo viene compresso del 3% del suo diametro. Il valore di SN dipende non solo dal diametro del tubo e dallo spessore della sua parete, ma anche dal modulo elastico E del materiale durante la compressione.

La marcatura del tubo per la posa della linea del cavo deve includere il diametro del tubo D, lo spessore della parete e, la rigidità dell'anello SN, la forza di trazione massima F1max, temperatura T ammissibile in modo permanente, in cui la rigidità dell'anello rimane almeno per l'intera durata del cavo.

I parametri D, e, SN e T devono essere monitorati quando le tubazioni vengono consegnate agli oggetti in costruzione. Valore F1max potrebbe essere necessario in seguito, già nella fase di serraggio dei tubi nel canale di perforazione, quando l'operatore dell'HDD dell'impianto controllerà la forza effettiva di tensione F e interromperà il processo di serraggio del fascio di tubi N in caso di F> 0.5 · N · F1max al fine di prevenire la rottura del tubo.

Selezione del diametro e dello spessore del tubo

La figura 1 mostra un tubo di diametro esterno D e spessore della parete e, all'interno del quale è posato un cavo con diametro esterno d. Secondo i documenti normativi, le seguenti regole dovrebbero essere seguite nella scelta del diametro esterno dei tubi:

D> 1,5 · d + 2 · e.

Lo spessore della parete del tubo e viene determinato nel corso di calcoli meccanici sulla base delle informazioni di base sulle condizioni di posa del tubo e si basa sul concetto di rigidità dell'anello SN.

Figura 1. Tubo polimerico con cavo: senza pressione del suolo (a), con pressione del terreno (b)

La relazione tra spessore della parete e rigidità dell'anello è stabilita dall'espressione:

dove E è il modulo di elasticità del materiale del tubo sotto compressione.

Lo spessore della parete del tubo e (mm) dipende dal diametro del tubo D (mm) e dalla rigidità dell'anello SN (kN / m2)

Nota. Il diametro esterno del tubo PROTEKFORFLEK PRO viene specificato senza considerare lo spessore del rivestimento protettivo.

Esistono due modi principali per posizionare i tubi nel terreno - la posa in una trincea pre-preparata (Figura 2a) o tirare i tubi nel terreno in un canale preparato, spesso eseguito mediante perforazione orizzontale direzionale (Figura 2b). In entrambi i casi, il calcolo del tubo si basa sul concetto di rigidità dell'anello SN, in base al quale è possibile determinare non solo lo spessore della parete del tubo, ma anche lo sforzo di trazione finale del tubo quando viene tirato nel canale di perforazione.

Figura 2. I principali metodi di posa dei tubi polimerici: trench (a), il metodo di HDD (b)

Scelta della rigidità degli anelli dei tubi

La pressione verticale del terreno (e del trasporto) sul tubo è una forza applicata al tubo e tende a causare la sua ovalità, ma la "resistenza al suolo" che si verifica sui lati del tubo tende a restituire la forma della sezione trasversale del tubo al giro originale. Il terreno denso ai lati del tubo è un fattore che aumenta la sua resistenza meccanica.

dove q e SN sono già misurati in kN / m2, ed E 'S - il fattore di rigidità del suolo, che è chiamato modulo di sezione del terreno (MPa).

Il modulo secante del suolo E 'S dipende dal tipo di terreno con cui viene colato il tubo e dal grado di compattazione. Di norma, la sabbia viene utilizzata per questi scopi e quindi si consiglia di utilizzare i dati nella tabella.

Il carico verticale sul tubo (kN / m2) è costituito da tre componenti:

dove q r - carico del peso del suolo (kN / m 2); q AT - carico da trasporto motore (kN / m 2); q VT - carico da trasporto ferroviario (kN / m 2).

Il carico dal suolo nel caso più sfavorevole, quando il tubo viene premuto dall'intera colonna di altezza del suolo H,

dove ρ r - il peso specifico del suolo (in genere non più di 2 t / m 3); g = 9,81 m / s 2 è l'accelerazione della gravità; H - la profondità del tubo sotto terra (m).

Il carico dal trasporto può essere definito come

I risultati del calcolo della profondità massima del tubo H sono riportati nella tabella seguente. Si vede che quando si posano i tubi nelle trincee è pericoloso utilizzare tubi con una rigidità anulare inferiore a 8 e non è necessario utilizzare tubi con un SN maggiore di 64.

Tabella. Profondità estrema H (m) quando si posa in modo aperto sotto prati o piazze / sotto strade

Selezione del massimo sforzo

Durante la posa con il metodo GNB, i tubi sono soggetti a due tipi di urti: in primo luogo, le forze longitudinali di trazione F, che si presentano quando il tubo viene tirato nel canale di perforazione; in secondo luogo, la pressione verticale del terreno e il trasporto già nel processo di funzionamento del tubo. La scelta della rigidità e dello spessore delle pareti degli anelli è determinata principalmente dalle forze di tensione.

La forza del tubo F crea forze di attrito dovute alla ponderazione del tubo sotto l'azione del terreno accumulato sul tubo a causa della scarsa fissazione delle pareti del canale di perforazione con fango di perforazione (bentonite) o addirittura dell'impossibilità di fissarlo (fluidi, copione pesante).

dove qr è il peso del suolo in kN / m2; DEKV - diametro equivalente di un tubo di tubo tirato attraverso; μ è il coefficiente di attrito del tubo polimerico sul terreno (solitamente 0,2).

La verifica dell'ammissibilità delle forze di tensione F che si verificano quando il tubo viene stretto (un tubo) nel canale di perforazione viene eseguito come segue

dove 0.5 è il fattore di sicurezza; N è il numero di tubi nella frusta (uno o quattro); F 1max - la forza di trazione massima di ciascun tubo (kN), che può essere trovata come

dove D ed e è il diametro esterno e la parete del tubo (in mm); σ è la resistenza allo snervamento del materiale del tubo (MPa).

Lo sforzo finale F 1max mostrato nella tabella sottostante

Tabella. Forza finale del tubo F1max (kN) in base al diametro del tubo D (mm) e alla rigidità dell'anello SN (kN / m2)

Nota. Quando si tira il tubo del polimero nel terreno, si consiglia di limitare le forze di tensione a un livello di sicurezza di 0,5F1max.

La lunghezza massima del tubo che può ancora essere serrata nel canale di perforazione senza il rischio di uno stiramento inaccettabile o addirittura di rottura,

Tabella. Consigli per la scelta del coefficiente f 'in base allo scenario di perforazione

La tabella seguente presenta la lunghezza massima stimata del canale di perforazione L GNB a seconda del numero di tubi e dello scenario di perforazione.

Tabella. Stime della lunghezza massima del canale di perforazione LGNB (m) in base al numero di tubi N

Informazioni utili

Prima di tutto, vorrei iniziare il mio articolo con parole di gratitudine ai visitatori del nostro sito, tutto ciò che facciamo, lo facciamo per la comodità dell'attività umana e, in particolare, tu, il lettore.

Parlare della superiorità del polietilene sul calcestruzzo, e solo il ferro, può essere infinito. Negli ultimi cinque anni, Internet è stato pieno di annunci di pozzi, serbatoi e serbatoi di plastica economici, oltre alla loro durata.

La durabilità dei prodotti in polietilene è un postulato che non può essere discusso. La risposta alla domanda: "I prodotti in PE sono durevoli e possono durare circa 50 anni in funzionamento continuo?" Non ci vorrà molto aspettare. - Sì!

Avendo affrontato la durabilità dei prodotti PE, vorrei approfondire la qualità dei prodotti e, di conseguenza, la qualità del materiale da cui alcuni produttori senza scrupoli riescono a realizzare un prodotto economico. Ti racconterò un incidente recente che si è verificato durante l'ordinazione di un serbatoio orizzontale di 100 m 3. Il cliente, contattando la nostra azienda, era chiaramente turbato dal prezzo del prodotto di PC NIS e ha parlato della possibilità di acquistare un prodotto identico in tutte le sue caratteristiche, ma non solo in termini di rigidità degli anelli. Tutti i tentativi di spiegare la necessità di questo tipo di caratteristiche per i prodotti utilizzati nello stato stabilito, vale a dire sepolti nel terreno e sottoposti a pressione esterna, non hanno avuto successo. Quindi ai nostri specialisti è stato assegnato il compito di chiarire la situazione con il basso costo dei prodotti della concorrenza. Come risultato, è stato eseguito un lavoro tecnico completo, il cui risultato è stato un documento chiamato "Calcolo della resistenza di un serbatoio orizzontale con un diametro interno di 2200 mm da tubi a spirale di vari profili". Questo documento presenta calcoli di contenitori realizzati con tubi a spirale con profili 19 e 25, nonché calcoli ripetuti per tubi con rigidità anulare SN2 e SN4.

Successivamente presentiamo alla vostra attenzione l'analisi della forza:

Calcolo della resistenza di un serbatoio orizzontale con un diametro interno di 2200 mm da tubi a spirale di vari profili.

prodromo

Questo calcolo è stato effettuato per le bombole antincendio con un volume di 100 m3. I serbatoi sono realizzati con tubi a spirale in polietilene con diametro interno (nominale) di 2200 mm.

Dato che i metodi per calcolare la resistenza dei serbatoi orizzontali non sono sufficientemente sviluppati e che i serbatoi stessi sono costituiti da condotte di scarico di grande diametro, il metodo per calcolare la resistenza delle tubazioni in plastica indicato in SP 40-102-2000 (Appendice D) è preso come base.

Lo scopo del calcolo è verificare l'adempimento delle condizioni di resistenza e stabilità per i tubi utilizzati per fabbricare il corpo del serbatoio con un profilo di parete diverso e la formulazione di raccomandazioni per l'uso di un particolare tipo di tubo.

1. Linea di base

Secondo il progetto, i serbatoi hanno un diametro esterno di 2390 mm, che corrisponde a un tubo a spirale con un diametro interno di 2200 mm con una rigidità nominale dell'anello di SN2.

Oltre a questa soluzione progettuale, verrà analizzata la possibilità di produrre serbatoi da tubi con diametro interno simile, ma con un diverso tipo di profilo: verranno considerati i cosiddetti profili 19 e 25 (Fig. 1), nonché i tubi a spirale con rigidità nominale degli anelli SN4.

Fig. 1. Elementi del profilo 19 (a) e profilo 25 (b) 1

Per ulteriori calcoli, sarà necessario conoscere il momento di inerzia del profilo per unità di lunghezza e lo spessore equivalente della parete del tubo realizzato da questo profilo. Il momento di inerzia di un profilo per unità di lunghezza di un parallelepipedo, vale a dire che i tubi a spirale hanno un profilo, può essere facilmente calcolato utilizzando la seguente formula generale:

dove a è la larghezza del profilo corrispondente allo spessore effettivo della parete del tubo;

b - l'altezza dell'elemento del profilo lungo l'asse del tubo;

h è lo spessore della parete del profilo (vedi Fig. 2).

Fig. 2. Dimensioni dell'elemento della sezione scatola

Lo spessore equivalente della parete viene calcolato utilizzando la seguente formula:

Su questa base, si ottiene il diametro calcolato del tubo:

dove dio - diametro interno del tubo; nel calcolo dei serbatoi, il diametro interno è di 2200 mm: Dio = 2,2 m

Le dimensioni dell'elemento profilo sono mostrate in Fig. 1 bis. Utilizzando queste dimensioni con le formule (1), (2) e (3), è possibile calcolare il momento di inerzia del profilo e il corrispondente spessore equivalente della parete e il diametro calcolato:

Le dimensioni dell'elemento profilo sono mostrate in Fig. 1b. Calcola il momento d'inerzia corrispondente e lo spessore equivalente della parete:

Profilo corrispondente alla rigidità dell'anello SN2 e SN4

Tabella 1. Parametri di progetto di tubi a spirale con un diametro di 2200 mm

Tubi per fognature esterne

I moderni sistemi fognari sono fatti di polietilene, polipropilene e loro derivati. Grazie a prezzi ragionevoli, facilità di installazione, resistenza al gelo e lunga durata, hanno da tempo soppiantato i sistemi di drenaggio "tradizionali" di pietra, cemento, legno e tubi di vari materiali.

L'elemento principale di un tale sistema è un tubo a due strati. Lo strato esterno è profilato (ondulato), che consente alle tubazioni di resistere a carichi elevati da terra e lo strato interno - liscio, per garantire la minima resistenza al flusso del fluido.

Al giorno d'oggi, i tubi per fognature sono fabbricati da un certo numero di produttori, e ognuno assicura che i loro tubi sono unici e il profilo del tubo è unico. Ma, in effetti, con la giusta scelta, i tubi di diversi produttori si differenziano solo per il materiale di produzione e il metodo di misurazione del diametro, ovvero le sfumature.

I parametri principali per la selezione dei tubi sono:

Rigidità dell'anello

La rigidità dell'anello è il carico esterno massimo che un tubo può sopportare senza deformazioni significative. È indicato come SN. In passato venivano prodotti tubi con rigidità anulare SN2, SN4 e SN6, ma ora non vengono più prodotti e SN8 è considerato la rigidità minima dell'anello. I tubi con una tale rigidità vengono utilizzati nella maggioranza assoluta dei progetti. In caso di instillazione molto profonda di tubi o di alcune caratteristiche del terreno sul sito, che possono portare a carichi maggiori sul tubo, utilizzare tubi di rigidità SN16.

Il metodo di misurazione del diametro

Esistono due approcci per misurare il diametro di un tubo: misurare il diametro interno (indicato come DN / ID - diametro interno) e misurare il diametro esterno (indicato come DN / OD - diametro esterno). Ogni produttore seleziona un modo conveniente. Pertanto, è necessario esaminare attentamente quale approccio è specificato nella documentazione del progetto.

Metodo di connessione

Fondamentalmente i tubi sono realizzati in due versioni:

1. Con una campana

I tubi con presa integrata o saldata sono completamente pronti per l'installazione e non richiedono nulla in più. Ad un'estremità del tubo c'è una presa, all'altra estremità viene inserito un anello di tenuta. Basta inserire il tubo nella presa di un'altra tubazione e la connessione è pronta.

2. Senza socket

I tubi senza campana possono essere saldati a testa in giù (se vi sono attrezzature e specialisti appropriati) o collegati mediante un accoppiamento speciale con due anelli di tenuta. Ma in questo caso dobbiamo ricordare che gli accoppiamenti e gli anelli per loro non sono gratuiti e spesso costano un sacco di soldi!

sezioni:

Realizzato in polipropilene copolimero a blocchi. Misurato dal diametro interno (DN / ID).

Rigidità dell'anello - SN8 e SN16.

La superficie esterna è corrugata, color mattone. Interno: liscio, grigio chiaro.

Realizzato in polietilene (SN 8 e SN 16) e polipropilene (SN 16). Misurato per diametro esterno (DN / OD) e diametro interno (DN / ID).

Rigidità dell'anello - SN 8, SN 10 e SN 16.

La superficie esterna è corrugata, nera. Interno: liscio, grigio chiaro o verde chiaro o azzurro.

Collegamento - a forma di incavo, a incastro o di testa.

Realizzato in polietilene (SN 8 e SN 10) e polipropilene (SN 16). Misurato dal diametro esterno (DN / OD).

Rigidità dell'anello - SN 8, SN 10 e SN 16.

La superficie esterna è corrugata, nera. Interno: liscio, grigio chiaro o giallo chiaro o azzurro o nero.

Collegamento - a forma di incavo, a incastro o di testa.

Realizzato in polipropilene copolimero a blocchi. Misurato sia da esterno (DN / OD) e diametro interno (DN / ID).

Rigidità dell'anello - SN8 e SN16.

La superficie esterna è corrugata, color mattone. Interno: liscio, grigio chiaro.

Polymer Tube Magazine - Tecnologia e materiali

Rigidità degli anelli e peso dei tubi KORSIS PLUS: la scelta di un profilo economico

Il metodo di avvolgimento viene utilizzato per fabbricare tubi di design speciale, compresi tubi di diametro variabile e / o spessore di parete variabile; tubi con parete profilata e vari strati di materiale; tubi elastici rinforzati con una struttura portante a spirale, e altri. I vantaggi della tecnologia di avvolgimento sono principalmente nella facilità con cui lo stesso tipo di metodi e attrezzature tecnologiche può garantire la produzione di prodotti diversi per design e dimensioni.

Fig.1. Attrezzature per la produzione di tubi KORSIS PLUS

Quindi, mostrato in fig. 1 apparecchiatura, nonostante la sua complessità, consente in pochi minuti di passare dalla produzione di un tubo con un diametro di 600 mm alla produzione di un tubo con un diametro di 2000 (3000) mm. Allo stesso tempo, un tubo può avere una parete liscia di quasi tutti gli spessori, e il muro successivo può essere un muro che ha una forma speciale.

I tubi polimerici con una parete profilata sono progettati per la costruzione sotterranea di sistemi di drenaggio non a pressione, fognature e drenaggio, il cui requisito principale è la rigidità dell'anello. Il design di tali tubi consente di risparmiare fino a 2/3 del materiale rispetto a un tubo a parete liscio con la stessa rigidità dell'anello.

Rigidità dell'anello Sn (kN / m 2) è associato ai parametri geometrici del tubo e alle proprietà del materiale per il rapporto:

dove: I - il momento di inerzia del profilo della parete del tubo per unità di lunghezza (m 4 / m);

E0 - modulo di elasticità a breve termine del materiale del tubo, kN / m 2;

d è il diametro medio del tubo (al centro dello spessore della parete), m.

Per un tubo a parete liscia, il momento di inerzia del profilo della parete per unità di lunghezza è determinato dalla relazione:

dove s è lo spessore della parete del tubo, m

La rigidità degli anelli di un tubo a pareti lisce corrisponde bene a SDR, il "rapporto dimensionale standard" del tubo.

Nella tab. 1 mostra i valori normalizzati della rigidezza degli anelli e mostra quali valori SDR dei tubi PE corrispondono a questi.

Tabella 1. Corrispondenza della rigidità degli anelli dei tubi in polietilene ai valori SDR

Per un tubo con una parete di profilo, il momento di inerzia della sezione può essere calcolato interrompendo la sezione nel numero richiesto di figure geometriche elementari.

Con la produzione di un tubo KORSIS PLUS, prima di tutto, il profilo mostrato in fig. 2. La tecnologia di produzione consente in limiti abbastanza ampi di cambiare ciascuno di quelli indicati in fig. 2 valori e ottieni il livello richiesto di rigidità degli anelli. Ma gli stessi valori determinano il peso del tubo. Pertanto, la scelta del profilo ottimale in termini di costi materiali è tutt'altro che inequivocabile.

Considerare l'effetto di ciascuno di questi valori sulla rigidità e sul peso del tubo.

Per iniziare, considera l'effetto del gradino di avvolgimento. Fix e 1 = 12 mm; e 4 = 10 mm; h = 87 mm; d VSH = 65 mm e cambieremo il passo di avvolgimento a per un tubo con un diametro interno di 2000 mm (Tabella 2).

Tabella 2. La dipendenza della rigidità dell'anello Sn e il peso di 1 m del tubo m sul passo di avvolgimento a per il tubo KORSIS PLUS con un diametro interno di 2000 mm

La conclusione sembra ovvia: a parità di altre condizioni, con una diminuzione del passo di avvolgimento, la rigidità dell'anello aumenta. Allo stesso tempo, il peso del tubo aumenta.

Un altro risultato è interessante.

Introduciamo il concetto del coefficiente specifico della rigidità dell'anello di un tubo, uguale al rapporto tra la rigidità dell'anello e il peso di un metro di tubo Sn / m. Questo valore è mostrato nell'ultima colonna delle tabelle 2-5.

Si può sostenere che dal punto di vista dell'ottimizzazione del profilo di questa struttura, la fase di avvolgimento non è decisiva. Nell'intervallo di passi considerati, il coefficiente di rigidità dell'anello specifico è aumentato solo del 2%.

Correzione a = 120 mm, e 4 = 10 mm, d VSH = 65 mm e cambieremo lo spessore del substrato e 1 (scheda 3). Di conseguenza, l'altezza h = 81... 99 cambia, ma in questo caso, non cambiando la dimensione della costola.

Il coefficiente di rigidità specifico è più sensibile allo spessore del substrato, ma la sua crescita non è ancora significativa (aumento del 6%). Pertanto, lo spessore del substrato è aumentato di 4 volte, la rigidità dell'anello - di 1,83 volte e il peso - di 1,7 volte.

Fix a = 120 mm; e 1 = 12 mm; d VSH = 65 mm e cambieremo lo spessore del tubo di supporto e 4. Di conseguenza, l'altezza h = 83... 92 (tabella 4) cambia.

Tabella 4. La dipendenza della rigidità dell'anello Sn e il peso di 1 m del tubo m sullo spessore del rivestimento del tubo di supporto e4 per il tubo KORSIS PLUS con un diametro interno di 2000 mm

Lo spessore del rivestimento del tubo di supporto è un fattore più potente nell'aumentare la rigidità dell'anello rispetto ai due precedenti. Il coefficiente di rigidità specifico è aumentato del 27%. Con un aumento dello spessore del rivestimento di 2,5 volte, la rigidità dell'anello aumentava di 2,4 volte e il peso - solo di 1,9 volte.

I calcoli precedenti sono stati eseguiti per il tubo di supporto 75/65 (diametro interno del tubo d VSH = 65). In questo caso, h è stato calcolato (figura 2) per il diametro interno del tubo di supporto d VSH ed equazione:

cioè, per il profilo "ideale", non viene presa in considerazione una leggera ovalizzazione e il bordo anulare è "incorporato" nel substrato dallo spessore del suo rivestimento.

Considerare ora l'uso di tubi di supporto di diversi diametri.

Correzione a = 140 mm; e 1 = 20 mm; e 4 = 10 mm e traccia (Tabella 5) l'influenza del diametro del tubo di supporto d VSH sulla rigidità dell'anello del tubo.

Come si può vedere, con un aumento del diametro del tubo di supporto, il coefficiente di rigidezza specifico è più che raddoppiato. Rigidità dell'anello aumentata di 2,6 volte, mentre il peso - solo 1,2 volte.

Ovviamente, il diametro e lo spessore del rivestimento del tubo di supporto sono fattori molto forti che determinano l'uso ottimale del materiale nella formazione della rigidità dell'anello del tubo. Ciò consente di progettare profili più economici.

Consideriamo limitazioni puramente tecnologiche e / o costruttive della variazione dei parametri geometrici del profilo al fine di aumentarne la "utilità".

Passo di avvolgimento. Come mostrato sopra, la fase di avvolgimento ha scarso effetto sull'efficienza del profilo. D'altra parte, più grande è il passo dell'avvolgimento, più è facile aumentare la produttività del processo. In ulteriori calcoli, è consigliabile scegliere il passo a = 140 mm, che è il più possibile accessibile dalla presenza di apparecchiature.

Lo spessore del substrato. Dai calcoli precedenti è chiaro che con l'aumentare dello spessore del substrato, l'efficienza dell'uso del materiale aumenta leggermente. Ma lo spessore puramente costruttivo non può essere troppo piccolo. D'altra parte, l'aumento dello spessore richiederà un aumento significativo del tempo di raffreddamento del tubo. Scegli 6 ≤ e 1 ≤ 12 mm. E solo all'ultimo posto, se i due seguenti parametri con il loro valore massimo non consentono di raggiungere il livello richiesto Sn, aumentare lo spessore del substrato.

Lo spessore del tubo di supporto del rivestimento. Aumentando lo spessore del rivestimento oltre un certo valore si ottiene una grande ovalizzazione del tubo di supporto. Proprio come nel caso dello spessore del substrato, aumenta il tempo di raffreddamento del tubo. Inoltre, con la loro crescita articolare, l'aspetto mostrato in fig. 3 difetti. Scegli e 4 ≤ 13 mm.

Fig. 3. Tubo flessibile di supporto Kink

Il diametro del tubo di supporto. È chiaro che la scelta del diametro maggiore del tubo di supporto offre il massimo risparmio di materiale. Ma in questo caso si dovrebbe procedere sia dalla progettazione della pipa specifica che dalle possibilità tecnologiche della sua produzione. Così, ad esempio, nella fabbricazione di un tubo con un diametro di 600 mm e un tubo di supporto di 65 / 57.4, possono sorgere difficoltà a causa dell'elevata rigidità longitudinale del tubo, mentre per un tubo con un diametro di 2000 mm, il tubo di supporto può anche avere dimensioni significativamente maggiori.

Fig. 4 illustra la riduzione dell'intensità del materiale del profilo con dimensioni crescenti del rinforzo del tubo con un diametro interno di 2000 mm.

Fig. 4. La riduzione del profilo del materiale con dimensioni crescenti delle nervature del tubo con un diametro interno di 2000 mm

L'analisi di cui sopra mostra che i profili adottati sono tutt'altro che ottimali e il loro utilizzo nella fabbricazione dei tubi KORSIS PLUS comporta spreco di materiale. Nella tab. 6 illustra i possibili profili di progetto per il tubo DI = 1400 mm e in Tabella. 7 - per tubo DI = 2000 mm, che consente di risparmiare 100-150 kg di polietilene su ogni sezione di tubo di 6 metri.

Autori: Vladimir Shvabauer, Ilya Ermolaev - STC Plastic,

Natalia Gotovko - Impianto per tubi Klimovsky

La rigidità degli anelli dei tubi in polietilene è

Il lavoro si basa sulla misurazione dei parametri del segnale acustico quando le vibrazioni meccaniche naturali di un anello di plastica rinforzata vengono eccitate dall'azione meccanica con il successivo calcolo della rigidità dell'anello degli anelli. Il metodo si basa sull'eccitazione delle oscillazioni del segnale audio, che dipendono dalle caratteristiche di resistenza dell'anello del PCM.

introduzione

La rigidità dell'anello è una delle principali caratteristiche di resistenza dei tubi polimerici: polietilene, polipropilene, fibra di vetro, cloruro di polivinile. Lo scopo dei tubi in polimero è estremamente ampio [1-3]. I tubi polimerici vengono utilizzati per la costruzione e la riparazione di condotte per il trasporto di acqua per uso domestico, per acqua calda e fredda, altre sostanze liquide e gassose, alle quali il polimero da cui sono fabbricati è chimicamente resistente. I tubi in polimero vengono utilizzati per l'alimentazione / il trasporto di gas infiammabili nelle reti di riscaldamento, fognature e fognature.

In connessione con l'uso diffuso di tubi in PCM, è necessario applicare vari metodi di test non distruttivi per materiali e strutture di tubi, consentendo di ottenere tutte le caratteristiche necessarie e le proprietà di resistenza del prodotto, per valutare le sue capacità operative [4].

Materiali e metodi

L'articolo descrive un metodo per misurare la rigidità degli anelli di anelli finiti fatti di PCM (per anelli medi e grandi) in condizioni di produzione [5]. Come i materiali studiati, vengono utilizzati anelli PCM a base di resine epossidiche, fenoliche, adesive e altri leganti con cariche di carbone e vetro [6].

I materiali studiati sono anelli circolari di plastica rinforzata, le cui caratteristiche sono presentate in Tabella. 1. Le misurazioni delle caratteristiche di resistenza sono state effettuate su tre anelli con caratteristiche diverse.

Caratteristiche degli anelli investigati