Pajpijiet tal-PVC taħt pressjoni esterna (VX-TN-4F) - Xuzhou Xinqihang Plastic Industry Co., Ltd.
  • page_banner

Pajpijiet tal-PVC taħt pressjoni esterna (VX-TN-4F)

Introduzzjoni

Pajp soġġett għal pressjoni esternament (jew vakwu internament) huwa suġġett għal problema ta 'stabbiltà potenzjali u jista' jgħaddi minn forma ta 'kollass instabbli jekk il-pressjoni hija għolja biżżejjed, permezz ta' buckling tal-ħajt tal-pajp.

Kundizzjonijiet bħal dawn japplikaw meta pajp mingħajr pressjoni jkun imdawwar bl-ilma jew konkos, jew meta l-vakwu jiġi applikat għal tubu.

Il-pajpijiet midfuna jirċievu appoġġ mill-ħamrija jżidu ħafna l-pressjoni tal-kollass tagħhom.Madankollu jistgħu jkunu soġġetti għal pressjoni esterna ogħla mill-piż żejjed u għandhom jitwettqu kontrolli tad-disinn għall-istabbiltà.

L-għan ta 'din in-nota huwa li tiddiskuti applikazzjonijiet bħal dawn, tiddeskrivi l-kunsiderazzjonijiet teoretiċi involuti, u tirrakkomanda proċeduri ta' disinn.

Żvilupp tar-razza lokali

Xi wħud mis-sitwazzjonijiet prattiċi fejn dan jista' jseħħ huma:

• Tubu mgħaddas fl-ilma: Per eżempju pajp stand jew overflow f'ġibjun, pajp imqiegħed taħt l-ilma jew kanali tal-maltemp li jistgħu jkunu soġġetti għal għargħar estern.

• Surround tal-konkrit: Il-problema tista 'tqum waqt l-installazzjoni ta' pajp miksi bil-konkrit u forom vojta.Għalkemm il-konkos għandu xi saħħa ta' shear għandu jiġi preżunt li għandu nul waqt il-vibrazzjoni, il-pressjoni tal-konkos tista' tiġi kkalkulata bħala: 25 x fond tal-konkrit (kPa), fejn il-fond tal-konkos jitkejjel f'm miċ-ċentru tat-tubu.

• Relining tad-drenaġġ: F'dan il-każ, ras pożittiv ta 'ilma ta' taħt l-art jista 'jibni madwar il-pajp tal-inforra.Minħabba l-irregolaritajiet fil-pajp oriġinali, għandu jkun hemm xi vojt annulari bejn il-pajp oriġinali u tal-inforra, u kundizzjoni ta 'appoġġ żero għandha, b'mod ġenerali, tiġi preżunta.
Jekk l-irjus esterni pożittivi huma probabbli, l-ebusija tal-pajp tal-inforra għandha tkun biżżejjed biex tlaħħaq mas-sitwazzjoni, jew is-sistema għandha tkun grouted bis-siment jew fowm tal-polyurethane.Grouting ta 'kwalunkwe tip se jipprovdi l-appoġġ meħtieġ u l-protezzjoni kontra l-buckling instabbli.
Madankollu, il-proċess tal-applikazzjoni tal-ħalib tat-tikħil jeħtieġ konsiderazzjoni bir-reqqa peress li l-pressjonijiet tal-grouting m'għandhomx jaqbżu l-limiti sikuri.Jekk dan ma jistax jiġi żgurat, appoġġ intern jista 'jintuża biex iwebbes temporanjament il-pajp matul il-proċess tal-grouting.Pereżempju, tista 'tiġi applikata ekwalizzazzjoni tal-pressjoni bl-użu ta' pressjoni interna tal-ilma jew tubi tal-arja minfuħa.

• Kundizzjonijiet tal-vakwu: Kondizzjoni tal-vakwu ġewwa pajp hija fl-effett identika għall-pressjoni esterna.Każijiet prattiċi ta 'pajp ta' dijametru kbir iddisinjat għall-vakwu huma rari, iżda eżempju jista 'jkun sistema ta' exhaust twila bil-fann fit-tarf tal-ħruġ.
L-eżempji l-aktar tas-soltu huma każijiet fejn żieda qawwija tipproduċi pressjoni negattiva f'linja ta 'l-ilma bi pressjoni baxxa meta tintefa' l-fluss.Jekk iż-żieda negattiva taqbeż ir-ras statika fil-linja l-pressjoni netta tmur negattiva.Dan se jseħħ komunement f'linja ċatta twila bi ftit ras pożittiv, eż.Linji tal-irrigazzjoni b'ras baxxa u mejns tal-ippumpjar tad-drenaġġ.Ġeneralment, id-disinn u t-tħaddim għandhom jevitaw li jinqalgħu tali kundizzjonijiet dinamiċi ta 'vakwu, peress li s-separazzjoni possibbli tal-kolonna u l-pressjoni ta' xokk ta 'rejoinder jistgħu jipproduċu ħsara lill-pajpijiet u t-tagħmir anċillari.Dan is-suġġett huwa lil hinn mill-ambitu ta' din in-nota.
Disinn inqas ovvju iżda pjuttost diffiċli huwa l-każ ta 'pipeline li jgħaddi minn fuq għoljiet, fejn il-gradjent idrawliku jaqsam l-elevazzjoni tal-linja.Dan huwa l-effett tas-sifun.Il-linji tal-gravità rarament joperaw f'dan il-mod minħabba l-problemi li jibdew is-sifun.Il-mejns tal-ippumpjar huma ddisinjati kultant biex joperaw b'hekk, sabiex jiffrankaw l-ispiża ta 'tank tal-waqfien, u ġeneralment ikollhom problemi.Pressjoni negattiva ġġenerata b'dan il-mod taħt kundizzjonijiet ta' stat fiss għandha tiġi evalwata fuq il-bażi tal-prestazzjoni tal-buckling fit-tul tal-pajp, li hija sostanzjalment inqas minn dik applikabbli għal transitori għal żmien qasir.

Pressjoni tal-kollass kritika

Il-bukkjar ta’ pajp mhux sostnut se jseħħ fi pressjoni kritika, li tista’ tiġi kkalkulata minn:

fejn:

E = modulu tal-materjal (MPa)
v = Proporzjon ta' Poisson għall-materjal, li jista' jittieħed bħala 0.4 għall-PVC-U u PVC-M, 0.45 għall-PVC-O
I = mument ta' inerzja ta' tul ta' 1mm tal-ħajt tal-pajp (mm4/mm)
Dm = dijametru tal-pajp;strettament id-dijametru meħud fl-assi newtrali tas-sezzjoni trasversali tal-ħajt (mm)

Din l-ekwazzjoni tista’ terġa’ tinkiteb f’termini ta’ ebusija laterali u hija adattata għall-użu kemm ma’ pajpijiet tal-ħajt sempliċi kif ukoll strutturati:

Sc hija l-ebusija kkalkulata għall-pajpijiet tal-pressjoni.Għall-biċċa l-kbira tal-pajpijiet mingħajr pressjoni (DWV, Stormwater) klassi ta 'ebusija jew SN tifforma parti mis-sistema ta' klassifikazzjoni u din tista 'tiġi sostitwita fil-formula għal Sc.Għal pajpijiet oħra, valuri xierqa huma mogħtija fit-Tabella 11.

NOTA: Il-valuri tal-ebusija fit-tabelli huma kkalkulati fuq il-bażi tal-ħxuna minima tal-ħajt fi kwalunkwe punt.Peress li l-ebusija hija funzjoni tal-ħxuna medja tal-ħajt, mhux statistikament possibbli li dawn il-valuri jiġu realizzati fil-prattika, u l-ebusija reali tkun akbar b'mod sinifikanti.Ibbażat fuq kapaċitajiet ta 'proċess magħrufa, il-ħxuna medja tal-ħajt tista' raġonevolment tkun mistennija li tkun mill-inqas 5% 'l fuq mill-minimu u l-ebusija b'mod korrispondenti 16% ogħla miċ-ċifri ta' hawn fuq.

L-ebusija hija relatata mal-modulu effettiv, li jvarja skont il-kundizzjoni tat-tagħbija (terminu qasir jew twil), u wkoll bit-temperatura.Għal tagħbija fit-tul u/jew temperaturi elevati, il-pressjoni kritika tal-buckling għandha tiġi mmultiplikata b'fattur ta' korrezzjoni, Fc, biex titqies il-varjazzjoni fil-modulu.Valuri xierqa tal-fattur ta' korrezzjoni tat-temperatura/ħin tat-tagħbija huma mogħtija fit-tabelli hawn taħt.

Tabella 1a
Sc għal pajpijiet tal-pressjoni tal-PVC & PVC-M
AS/NZS 1477 AS/NZS 1477 AS/NZS 4675
PVC<=150 PVC>150 PVC-M
E (MPa) 3200 3200 3000
PN 4.5 2.3 1.6
PN 6 5.4 3.9 2.6
PN 9 18.3 13.1 4.3
PN 12 43.3 31.0 10.0
PN 15 84.5 60.5 19.7
PN 16 102.6 73.4 23.9
PN 18 146.1 104.5 34.0
PN 20 200.4 143.3
Tabella 1b
Sc għal pajpijiet tal-pressjoni tal-PVC-O
AS 4441 PVC-O
E (MPa) 4000 4000 4000
Klassi tal-Materjal PVC-O 400 PVC-O 450 PVC-O 500
PN 10 2.7 1.9 1.3
PN 12 5.2 3.7 2.5
PN 16 10.9 7.8 5.2
PN 20 21.3 15.2 10.2
Tabella 1c
Sc jew SN għal pajpijiet DWV
DN AS/NZS 1260
32 45.3
40 31.4
50 18.5
65 18.3
80 13.0
100 6 u 10
> 100 4 u 8

Valur ta' Fc

Il-modulu tal-materjal għall-plastik ivarja skond il-ħin u t-temperatura.Il-fattur, Fc, fil-formula tal-buckling jintuża biex jagħti kont għal dawn il-varjazzjonijiet.Eżempji huma kif ġej:

Tabella 2
Terminu tat-Tagħbija Temperatura
20°C 30°C 40°C
Żmien qasir – eż. żidiet fl-ilma (sekondi/minuti) 1 0.96 0.93
Terminu Medju – eż. xogħol konkret (sigħat) 0.81 0.75 0.66
Żmien twil – (jum/xahar) 0.69 0.63 0.56
Permanenti – eż. ilma ta' taħt l-art (50 sena) għall-PVC u PVC-M 0.37 0.28 0.18
Permanenti – eż. ilma ta' taħt l-art (50 sena) għall-PVC-O 0.44 0.33 0.22

Għażla tat-Temperatura

Fid-determinazzjoni tat-temperaturi, għandha tiġi applikata t-temperatura medja fuq il-perjodu inkwistjoni, jiġifieri għal effetti fit-tul, għandha tintuża l-medja fit-tul.F'applikazzjonijiet ta 'kisi tal-konkrit tal-massa, iż-żieda fit-temperatura waqt l-issettjar tista' tkun sinifikanti.Il-kura tal-komposti tas-siment hija reazzjoni eżotermika.Dan, flimkien mal-konduttività termali relattivament baxxa tal-konkos, ifisser li r-reazzjoni tista 'tirriżulta f'żieda kbira fit-temperatura fl-intern ta' massa tal-konkos.Hemm numru ta 'fatturi li jaffettwaw ir-rata ta' evoluzzjoni tas-sħana bħal, il-kompożizzjoni tas-siment użat, il-kontenut tas-siment tat-taħlita u t-temperatura ambjentali.Minħabba dawn il-varjabbli, ċifra konservattiva għat-temperatura hija rrakkomandata għall-applikazzjonijiet tal-kisi tal-konkrit.Naturalment, il-perjodu ta 'tħassib huwa l-ħin qabel ma l-konkrit ikun imwebbes, meta jeżerċita pressjoni esterna fuq il-pajp.Wara dan iż-żmien, aktar evoluzzjoni tas-sħana u żieda fit-temperatura se jkunu irrilevanti għas-sitwazzjoni tal-buckling.Jekk il-pajp jista 'jimtela bl-ilma, il-pressjoni interna se tibbilanċja l-pressjoni esterna sa ċertu punt, u l-massa termali ta' l-ilma tgħin biex iżżomm it-temperatura tal-pajp 'l isfel.Jekk pressjoni addizzjonali tista 'tiġi applikata b'pajp stand, jew l-ilma jista' jiġi ċċirkolat, dawn il-miżuri se jgħinu aktar.Il-pajpijiet tal-PVC-O jeħtieġu konsiderazzjoni speċjali jekk issettjar fil-konkrit minħabba riverżjoni f'temperaturi elevati.Għal aktar informazzjoni dwar il-kisi u l-kisi tal-konkos, irreferi għan-Nota Teknika ta’ Vinidex VX-TN12J.

Pajpijiet tal-ħajt strutturati

F'ħafna applikazzjonijiet, pajpijiet tal-ħajt strutturati u pajpijiet tal-ħajt sempliċi ta 'ebusija ekwivalenti se juru l-istess reżistenza għall-buckling u jistgħu jintużaw minflok xulxin, kif jidher fl-ekwazzjoni ta' hawn fuq.Madankollu, hemm xi sitwazzjonijiet li fihom xi pajpijiet tal-ħajt strutturati mhux se jġibu ruħhom b'mod identiku.Eżempju wieħed ta' dan huwa għall-applikazzjonijiet ta' encasement konkreti biex jiffurmaw vojt.Kif innutat hawn fuq, hemm żieda fit-temperatura assoċjata mal-issettjar tal-konkrit.Għal pajp tal-qalba tal-fowm, is-saff strutturali estern irqiq jisħon malajr li jwassal għal telf ta 'saħħa.Dan huwa aggravat bit-tnaqqis fid-dissipazzjoni tas-sħana permezz tal-qalba tal-fowm iżolanti tal-pajp.Sa ċertu punt, dan japplika wkoll għal Ultra-Rib fejn il-kustilji strutturali, imdawra bil-konkrit, jistgħu jogħlew fit-temperatura sa punt akbar mill-ħxuna ta 'tubi ta' pajp tal-ħajt solidu.Naturalment pajp ta 'kostruzzjoni ta' sandwich b'qalba solida tal-PVC se jwettaq bl-istess mod bħal pajp tal-ħajt solidu u jkun adattat ugwalment għal din l-applikazzjoni.

Effett ta 'Ovality

L-ovalità inizjali ta 'pajp tnaqqas il-pressjoni kritika tal-buckling.2
It-tnaqqis jista' jiġi kkalkulat billi tiġi mmultiplikata l-pressjoni kritika tal-buckling, Pc, b'fattur ta' korrezzjoni, C1 li huwa kkalkulat kif ġej:
Għal pajp ovali bi,

fejn: dD = id-differenza bejn id-dijametru estern massimu u d-dijametru estern medju;u D = id-dijametru estern medju Il-valuri għal C1 huma miġbura fil-qosor fit-tabella li ġejja:

Ovalità % Fattur ta' tnaqqis, C1, fuq Pc
0 1
1 0.91
2 0.84

Innota li dan it-tnaqqis japplika għall-ovalità inizjali inerenti bħala distinta mill-ovalità indotta, jiġifieri, fejn l-ovalità ġiet indotta minn xi sors estern (strain kostanti), bħal f'deflessjoni indotta minn tagħbijiet tal-ħamrija, il-pajp huwa diġà fi stat ta 'strain elastiku , u r-reżistenza għall-buckling hija degradata ħafna inqas.F'dan il-każ, il-fattur ta' korrezzjoni C2 jintuża kif mogħti fit-tabella li ġejja:

Deflessjoni Dijametrali % Fattur ta' tnaqqis, C2, fuq Pc
0 1
1 0.99
2 0.97
5 0.93
10 0.86

Pressjonijiet kritiċi għall-PVC Pipe

Il-pressjonijiet tal-kollass mhux sostnuti għal pajpijiet ta 'pressjoni standard tal-PVC, PVC-O u PVC-M għal firxa ta' kundizzjonijiet operattivi huma murija fil-graffs li ġejjin.

NOTA: Il-ħxuna tal-ħajt tal-pajp għandha influwenza kbira fuq il-pressjoni kritika tal-buckling.Għalhekk il-pajpijiet tal-PVC-O u tal-PVC-M mhux se jkollhom reżistenza ekwivalenti għall-kollass mhux sostnut bħal pajpijiet tal-PVC-U tal-istess klassi ta 'pressjoni.

teknoloġija-1
teknoloġija-2
teknoloġija-3

Noti:

  1. Fattur ta 'Sigurtà: L-ebda fattur ta' sigurtà ma huwa inkorporat fil-graffs ta 'hawn fuq.Tagħbijiet inizjali barra tond jew laterali oħra jistgħu jnaqqsu l-pressjoni tal-kollass.
  2. Stabbiltà tal-vakwu: Għall-pajpijiet tal-PVC-U, il-pressjoni tal-kollass PN 4.5 għal kundizzjonijiet għal żmien qasir hija ta '6.1m, u din il-klassi m'għandhiex tintuża għal linji ta' pressjoni li x'aktarx ikunu soġġetti għal żieda negattiva.PN 6 huwa stabbli kontra vakwu sħiħ (10m).

Pressjoni Kollass Appoġġjata

L-appoġġ kontra l-buckling huwa pprovdut minn restrizzjonijiet tat-tarf, fittings jew ċrieki ta 'ebusija għal skopijiet speċjali f'intervalli madwar il-pajp.L-appoġġ effettiv jonqos hekk kif tiżdied id-distanza minn sezzjoni mwebbsa u għandha titqies bħala żero f'distanza ta 'seba' dijametri.

Pajp midfun jieħu appoġġ kontra t-tidwir minn madwar il-ħamrija stabbli, sakemm ikun imqiegħed u kkumpattat kif suppost, mingħajr vojt, madwar il-pajp, u sussegwentement ma jistax jitneħħa jew jitneħħa.Għandu jintuża materjal granulari.Iż-żrar huwa l-aħjar.Ir-ramel oħxon huwa tajjeb, sakemm ma jistax jinħasel.Materjal kompressibbli bħall-ħamrija tat-tafal huwa perikoluż.Għandha tingħata attenzjoni partikolari lill-karatteristiċi tal-ħamrija u s-saħħa tal-shear meta tkun mgħarrqa.Jekk is-saħħa tal-qtugħ saturata hija baxxa, għandhom jiġu preżunti kundizzjonijiet totalment idrostatiċi.Xi ramel jista 'jkollhom shear imxarrab baxx (ramel malajr huwa eżempju estrem).

Għal surround stabbli tal-ħamrija, il-pressjoni effettiva tal-buckling tista' tiġi kkalkulata minn:

fejn E' huwa l-modulu tal-ħamrija f'MPa.Għal valuri ta' E', irreferi għal AS/NZS 2566.1

Għad-dfin baxx, l-appoġġ sħiħ mhuwiex żviluppat peress li l-bucking jista 'jseħħ permezz ta' rfigħ vertikali tal-kopertura tal-ħamrija.AS/NZS 2566.1 jispeċifika li għal għoli ta 'kopertura ta' inqas minn 0.5m, Pc jintuża biex jevalwa l-potenzjal għall-buckling.Il-kopertura tal-ħamrija meħtieġa biex irażżan dan it-tip ta 'falliment hija dipendenti fuq id-dijametru, u għal dijametri akbar minn 500 mm, huwa rakkomandat li Pc jintuża għal tkopri inqas minn dijametru wieħed.Fejn l-għoli tal-kopertura huwa akbar minn jew ugwali għal 0.5m, għandu jintuża l-akbar ta 'Pc u Pb.Fiż-żewġ każijiet, jeħtieġ li jiġi inkorporat fattur xieraq ta' sikurezza.

Fatturi ta' Sigurtà

L-ekwazzjonijiet u r-rappreżentazzjonijiet grafiċi jbassru l-pressjonijiet attwali tal-kollass.L-ebda fattur ta' sikurezza ma huwa inkorporat u d-disinjaturi għandhom jiddeċiedu fuq fattur xieraq ibbażat fuq il-kundizzjonijiet tas-servizz, il-konsegwenzi ta' ħsara u l-inċertezza ta' tbassir.AS/NZS 2566.1 jispeċifika fattur ta' sikurezza ta' 2.5 sakemm id-disinjatur ma jispeċifikax alternattiva.Fattur aktar baxx ta' sikurezza għandu jiġi speċifikat biss fejn il-kundizzjonijiet u l-prestazzjoni jistgħu jiġu mbassra b'kunfidenza.Pereżempju, f'kalkolu ta 'buckling mhux sostnut ta' pajp taħt vakwu, jista 'jkun xieraq fattur ta' 1.5.

Noti f'qiegħ il-paġna

1. Għal pajpijiet tal-ħajt sempliċi, dan jista 'jiġi kkalkulat mill-ekwazzjoni:

2. L-effett tal-ovalità inizjali jista' jiġi kkumpensat mill-fatt li l-ebusija tal-pajpijiet tal-pressjoni mogħtija fit-tabella 1a hawn fuq hija bbażata fuq il-ħxuna minima tal-ħajt speċifikata f'AS/NZS 1477. Fil-prattika, il-ħxuna medja minima tal-ħajt tal-pajp dejjem se jaqbeż it-Tmin għalhekk l-ebusija attwali tkun ogħla.