En la ingeniería de sistemas aflautados termoplásticos, es necesario tener no solamente un conocimiento de trabajo del diseño de la tubería pero también de un conocimiento de un número de las características únicas de la termoplástica.
Además de resistencia química, los factores importantes que se considerarán en diseñar los sistemas aflautados que emplean la termoplástica están:
Determinación de relaciones de la presio'n-tensionar-pipa
Ecuación de la ISO
La tensión circunferencial es la tensión más
grande presente en cualquier sistema aflautado presurizado. Es
este factor que determina la presión que una sección de la pipa
puede soportar. La relación de la tensión, de la presión, y
de las dimensiones de la pipa es descrita por la ecuación de la ISO
(para la organización internacional de la estandardización).
Una forma simplificada de esta ecuación es:
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Fuerza a largo plazo
Para determinar la fuerza a largo plazo de la pipa
termoplástica, las longitudes de la pipa se capsulan en ambos
extremos (véase fig. 1-C) y se sujetan a las varias presiones
internas de producir las tensiones circunferenciales que producirán
falta sobre 10 a 10.000 horas. La prueba se funciona según la
prueba de ASTM D-1598---Standard para la Tiempo-a-Falta de la pipa
plástica bajo presión hidrostática de largo plazo. Los puntos
de la falta que resultan se utilizan en un análisis estadístico
(contorneado en ASTM D-2837; vea el apéndice B) para determinar
la curva característica de la regresión que representa la relación
de stress/time-to-failure para el compuesto termoplástico particular
de la pipa bajo prueba. Esta curva es representada por la
ecuación:
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Donde: a y b son constantes que describen la cuesta y la intercepción de la curva, y T y S son tiempo-a-falta y tensión circunferencial, respectivamente.
La curva de la regresión se puede trazar en el papel y a partir las 10.000 a 100.000 horas extrapoladas (11.4 años) del registro. La tensión en 100.000 horas se conoce como la base hidrostática del diseño (HDB) para eso compuesto termoplástico particular. Del HDB, la tensión hidrostática del diseño (HDS) es determinada fácilmente aplicando el multiplicador del factor del servicio, según lo descrito abajo.
Figura 1-C
Prueba de largo plazo de la fuerza por ASTM D-1598
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Instale tubos el espécimen de la prueba por ASTM D-1598 para la "Tiempo-a-Falta de la pipa plástica bajo presión hidrostática de largo plazo"
Curva de la regresión -- stress/time-to-Failure para el tipo I del PVC
Mantenga El Factor
El comité hidrostático de la tensión del
instituto de la pipa de los plásticos (PPI) se ha determinado que un
factor del servicio (diseño) de una mitad de la base hidrostática
del diseño proporcionaría un margen de seguridad adecuado para el
uso de agua de asegurar el servicio útil de la pla'stico-pipa por un
período del tiempo largo. Mientras que no está indicado en los
estándares, se entiende generalmente dentro de la industria que este
"período del tiempo largo" es un mínimo de 50 años.
Por consiguiente, los estándares para la pipa plástica, usando el 0.5 factor del servicio, requirieron que el grado de la presión de la pipa esté basado sobre esta tensión hidrostática del diseño, calculada otra vez con la ecuación de la ISO.
Mientras que la experiencia temprana indicó que este factor del servicio (o el multiplicador de 0.5) proporcionó la seguridad adecuada para muchos si no la mayoría de las aplicaciones, algunos expertos se sentían que un factor más conservador del servicio de 0.4 compensaría mejor para las oleadas de presión del martillo del agua, tan bien como para las variaciones leves y el daño de la fabricación sufridos durante la instalación.
El PPI ha publicado una declaración de política que recomendaba oficialmente este 0.4 factor del servicio. Esto es equivalente a recomendar que el grado de la presión de la pipa debe igualar 1.25 veces la presión del diseño del sistema para cualquier instalación particular. Basado sobre esta política, muchos millones de millas de la pipa termoplástica han estado instalados en el mundial sin falta.
Es la mejor considerar las condiciones reales de la oleada, según lo contorneado más adelante en esta sección. Además, las reducciones substanciales en la presión de funcionamiento son recomendables al manejar soluciones químicas agresivas y en servicio de alta temperatura.
Las relaciones numéricas para los factores del servicio y las tensiones del diseño del PVC se demuestran abajo.
Mantenga los factores y la tensión hidrostática del
diseño (HDS) *.
Igual hidrostático 4000 PSI (27.6 Mpa) de la base del
diseño
Mantenga El Factor HDS
0.5 = 2000 PSI (Mpa 13.8)
0.4 = 1600 PSI (11 Mpa)
* Material: El Pvc Mecanografía I.
Presiones máximas *
Los grados de la presión de la pipa
termoplástica representan la presión de funcionamiento máxima
permitida dentro de un sistema aflautado para el agua en 73 grados de
Fahrenheit. (23.4 grados de centígrado) basado sobre un factor
del servicio de 0.5. (Véase La Tabla 1.) Éstas son las
presiones clasificadas para un número de tamaños de la pipa en
materiales de PVC/CPVC.
Tabla 1
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* Los grados de la presión enumerados aquí pueden tener que ser reducido cuando el líquido de funcionamiento está con excepción de agua en 73. Fahrenheit.
Presiones externas
Líneas de succión
La pipa del cloruro de polivinilo (PVC) se
especifica con frecuencia para las situaciones donde las presiones
externas se aplican a la pipa, por ejemplo en usos subacuáticos.
En tales usos, el grado del derrumbamiento de la pipa determina
el diferencial de presión permitido máximo entre las presiones
externas e internas.
La tabla III-C da estos grados del derrumbamiento en la PSI en 73.4. F o 23.4. C para la pipa del horario 80. Observe que según con excepción de temperaturas ambiente, las presiones del derrumbamiento deben ser ajustadas. Para los factores de la corrección de la temperatura (el reducir la capacidad normal), (véase la tabla 2) en la discusión de las "relaciones de la Temperatura-Presio'n." (pipa del horario 80 solamente.)
Tabla 2
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Grados del derrumbamiento del TIPO pipa del PVC de I en 73.4 grados de Fahrenheit.
Servicio del vacío
Como es implicado por los grados del
derrumbamiento, la pipa del PVC es conveniente para las condiciones
del vacío o de la negativo-presio'n que se encuentran en muchos usos
aflautados. Los pruebas de laboratorio se han conducido en la
pipa del PVC del horario 80 para determinar funcionamiento bajo vacío
y en las temperaturas más allá de condiciones de funcionamiento
recomendadas. Instale tubos los tamaños bajo demostración del
6"ninguna deformación en las temperaturas a 170 grados de Fahrenheit
y a 27 pulgadas del vacío del mercurio. Sobre esta temperatura,
la falta ocurrió debido a la deformación del hilo de rosca.
Conclusión: Todos los tamaños de la pipa del PVC del horario 80 son convenientes para el servicio del vacío hasta 140 grados de Fahrenheit y 30 pulgadas del vacío del mercurio. los empalmes Solvente-cementados se recomiendan para los usos del vacío.