შესავალი
პლასტმასის თვისებები დამოკიდებულია დროზე და ტემპერატურაზე.აქედან გამომდინარე, პლასტმასის მილები, რომლებიც საჭიროებენ ხანგრძლივ მომსახურებას, შექმნილია მათი გრძელვადიანი და არა მოკლევადიანი მექანიკური თვისებების საფუძველზე.ამ დიზაინის პუნქტის მნიშვნელობა ხშირად არასწორად არის გაგებული.ეს ტექნიკური შენიშვნა განიხილავს დიზაინის სტრესის განსაზღვრის მეთოდოლოგიას და დიზაინის წერტილის ინტერპრეტაციას.
გრძელვადიანი ტესტირება
გრძელვადიანი ტესტირების მიზანია სტრესის დადგენა, რომელიც შეიძლება მუდმივად იყოს გამოყენებული მილზე მისი მომსახურების ვადის განმავლობაში.ტესტირება გულისხმობს მილის ნიმუშების დაქვემდებარებას შიდა წნევის სხვადასხვა დონეზე და გატეხვის დროის გაზომვას.მაღალი შიდა წნევის მქონე მილების ტესტის ნიმუშები უფრო მოკლე დროში ჩავარდება, ხოლო დაბალი წნევის ქვეშ მყოფი მილები დიდხანს ინარჩუნებენ სიცოცხლეს.
ცხადია, საკმაოდ არარეალურია ტესტების ჩატარება დროის მონაკვეთებისთვის ნებისმიერ ადგილას, სადაც მილების სავარაუდო მომსახურების ვადა შეიძლება იყოს ას წელზე მეტი.ამიტომ, ტესტირების დასაჩქარებლად გამოიყენება მაღალი წნევა და ზოგჯერ ამაღლებული ტემპერატურა და შედეგები მათემატიკურად ანალიზდება.
ნიმუშების დიდი რაოდენობა უნდა შემოწმდეს, რათა დარწმუნდეს, რომ შედეგები სტატისტიკურად მნიშვნელოვანი და ჭეშმარიტად წარმოადგენს მასალის ეფექტურობას.თითოეული ნიმუშის შედეგები გამოსახულია კედლის დაძაბულობის გრაფიკზე შიდა წნევის გამო გახეთქვის დროზე.ორივე ღერძს ამ დაძაბულობის რღვევის გრაფიკზე აქვს ლოგარითმული მასშტაბი.
მნიშვნელოვანია გავაცნობიეროთ ეს წერტილი: რომ დამახასიათებელი სტრესის რღვევის მრუდი შედგება ცალკეული ნიმუშების დისკრეტული წერტილების დიდი რაოდენობით.ამიტომ, ეს არ ნიშნავს იმას, რომ პლასტმასის მასალა დროთა განმავლობაში კარგავს ძალას, როგორც ამას ზოგჯერ ამტკიცებენ.
Რეგრესიული ანალიზი
მონაცემები გაანალიზებულია „რეგრესიული ანალიზით“ საუკეთესო მორგების ხაზის მოსაძებნად.მას შემდეგ, რაც დადგინდება რღვევის დაძაბულობის დამახასიათებელი მრუდი უწყვეტი დატვირთვის დროს დროის მიმართ, გრაფიკი ექსტრაპოლირებულია სტანდარტული დიზაინის წერტილამდე (დრო).
საუკეთესო მორგების საშუალო ხაზთან ერთად, ჩვეულებრივ განისაზღვრება პროგნოზის 97.5% ქვედა ზღვარი.ეს უკანასკნელი ტერმინი არის სტატისტიკური ტერმინი, რომელიც პროგნოზირებს სტრესს, მოცემულ დროში, რომლის დროსაც ნიმუშების 97.5% არ იქნება გატეხილი.ოდენობა, რომელიც გადახრის საშუალო ხაზს მონაცემების მიხედვით, არის მონაცემების გაფანტვის ოდენობის საზომი.
მასალებისთვის, როგორიცაა PVC, მონაცემები მიჰყვება სწორ ხაზს ლოგ-ლოგის ღერძებზე და გამოიყენება ხაზოვანი რეგრესიის ანალიზი.სადაც ეს ასეა, ექსტრაპოლაცია მარტივია და აქვს მაღალი ხარისხის ნდობა.
სხვა მასალები, როგორიცაა პოლიეთილენი, უფრო რთულია და შეიძლება დიდი ხნის განმავლობაში შეიცვალოს დახრილობა ან "მუხლზე" მრუდი.საბედნიეროდ, ეს ქცევა მოჰყვება ცნობილ ურთიერთობას და სხვა ტემპერატურაზე დამატებითი ტესტირებით და შემდგომი ანალიზით, შესაძლებელია მუხლის პოზიციის დადგენა.
დიზაინის წერტილი
პროდუქტის სტანდარტები პლასტმასის მილების მასალებისთვის განსაზღვრავს მინიმალურ მნიშვნელობას ექსტრაპოლირებული რგოლის სტრესისთვის ან 97.5%-ით დაბალ პროგნოზის ზღვარს თითოეული მასალის კლასისთვის.ეს მნიშვნელობა ცნობილია როგორც მინიმალური საჭირო ძალა ან MRS.
დიზაინის ჰოოპ სტრესი განისაზღვრება MRS-დან შესაბამისი დიზაინის ფაქტორის გამოყენებით.ეს არის ის, რომ უზრუნველყოს ზღვარი, რომ გაუმკლავდეს ნებისმიერ არაპროგნოზირებად სტრესულ პირობებს (ტემპერატურების ჩათვლით), რომელიც შეიძლება წარმოიშვას სამსახურში.ასე რომ, PVC მილებს, რომლებისთვისაც ექსტრაპოლირებული რგოლის დაძაბულობა 50 წლიან საპროექტო წერტილზე უნდა აღემატებოდეს 23,6 მპა-ს, აქვთ დიზაინის დაძაბულობა 11 MPa, უსაფრთხოების კოეფიციენტით 2-ზე მეტი.
დიზაინის წერტილი არჩეულია დროის გარკვეულ ხანგრძლივ პერიოდში, როდესაც მრუდის დახრილობა იმდენად დაბალია, რომ შემდგომი ცვლილება შეიძლება ჩაითვალოს უმნიშვნელოდ გამოყენებული დიზაინის ფაქტორების კონტექსტში.
ევროპასა და ავსტრალიაში მიღებულია ISO დიზაინის წერტილი 50 წლის განმავლობაში.ეს ჩვეულებრივ არასწორად გამოიყენება (მათ, ვისაც სურს მისი ბოროტად გამოყენება) იმის ვარაუდით, რომ PVC მილების სიცოცხლე მხოლოდ 50 წელია.ეს, რა თქმა უნდა, სისულელეა: 50 წელი არის თვითნებური დიზაინის წერტილი და შეიძლება იყოს ნებისმიერი პერიოდი - 100 ან 1000 წელი.ამის ნაცვლად ამერიკელები (ASTM) იყენებენ 100 000 საათს (დაახლოებით 11 წელი), მაგრამ არავინ ვარაუდობს, რომ პროდუქტი მხოლოდ 11 წელი გაგრძელდება!
ექსტრაპოლირებული სტრესი 100 წელიწადში დიდად არ განსხვავდება 50 წლის მნიშვნელობისგან.სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, PVC მილების დიზაინის ფაქტორი 100 წლის განმავლობაში მხოლოდ ოდნავ დაბალია, ვიდრე დიზაინის ფაქტორი 50 წლის განმავლობაში.
თუ PVC მილების მარცხის დრო, რომლებიც მუშაობენ საპროექტო რგოლში ძაბვის დროს, განისაზღვრება რეგრესიის ანალიზის გამოყენებით, ვარაუდობენ მრავალი მილიონი წლის სიცოცხლეს.ეს აშკარად სასაცილოა, მაგრამ ემსახურება იმის ილუსტრირებას, რომ 50 წლიანი დიზაინის პუნქტის მიღება არ ნიშნავს იმას, რომ პლასტმასის მილების სიცოცხლე შემოიფარგლება 50 წლით.
ტიპიური სტრესის რღვევის მრუდი PVC დაფუძნებული მასალისთვის ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.
