附 錄C
(規(guī)范性附錄)
長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行溫度介于 120℃~140℃之間的保溫管的要求及試驗(yàn)
C. 1 一般要求
連續(xù)運(yùn)行溫度介于120℃~140℃之間的直埋保溫管,其性能除應(yīng)符合5.5所有的性能要求外,還應(yīng)進(jìn)行耐溫性試驗(yàn)并計(jì)算其在保證30年壽命下所能耐受的最高連續(xù)運(yùn)行溫度(即CCOT),并應(yīng)保證此溫度高于其實(shí)際長(zhǎng)期運(yùn)行溫度。
保溫管的壽命除了要受熱應(yīng)力的影響外,還會(huì)受到氧化、機(jī)械過程、產(chǎn)品質(zhì)量、施工質(zhì)量及管網(wǎng)運(yùn)行的影響.本附錄中連續(xù)運(yùn)行溫度的計(jì)算只考慮了熱應(yīng)力的影響。
C.2老化和剪切強(qiáng)度試驗(yàn)要求
熱壽命是指聚氨酯泡沫塑料在選定的熱老化試驗(yàn)溫度下進(jìn)行試驗(yàn),并在140℃條件下測(cè)定其切向的剪切強(qiáng)度,當(dāng)該值下降到0.13MPa時(shí)所用的時(shí)間。老化試驗(yàn)應(yīng)選擇不少于三個(gè)溫度盛進(jìn)行,試驗(yàn)所選擇的每一個(gè)老化試驗(yàn)溫度,應(yīng)保證試樣至少有1000h以上的熱壽命,基于保溫管在三個(gè)不同溫度下切向剪切強(qiáng)度上的檢測(cè)和阿列紐斯(Artenu)方程關(guān)系式,計(jì)算出其所能耐受的連續(xù)運(yùn)行溫度(CCOT).
所選的各個(gè)溫度點(diǎn)之間的差值不應(yīng)小于3K,且最高老化試驗(yàn)溫度和最低老化試驗(yàn)溫度之差不應(yīng)小于10K.試驗(yàn)期間應(yīng)控制并記錄工作鋼管的溫度,整個(gè)試驗(yàn)過程中偏離設(shè)定的溫度值不應(yīng)超過0.5 K,老化試驗(yàn)過程中,保溫管端口的保溫層應(yīng)進(jìn)行充分的密封處理,以防止氣體擴(kuò)散。
注:用于熱壽命定義的切向剪切強(qiáng)度值0.13MPa高于管網(wǎng)運(yùn)行中所需的剪切強(qiáng)度,所以管道的實(shí)際使用壽命會(huì)將超過熱壽命值.)
切向剪切強(qiáng)度檢測(cè)應(yīng)在介質(zhì)溫度140 ℃,距工作鋼管端頭不小于500mm的位置進(jìn)行。切向剪切強(qiáng)度降到0.13 MPa之前及之后的3次檢測(cè)中,每?jī)纱螜z測(cè)的時(shí)間間隔不大7天。
C.3 長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行耐受最高溫度的計(jì)算
C.3.1 確定在不同老化試驗(yàn)溫度下的熱壽命
對(duì)于每個(gè)老化試驗(yàn)溫度Tk,保溫管的切向剪切強(qiáng)度值與老化試驗(yàn)時(shí)間成線性關(guān)系,計(jì)算并做出切向剪切強(qiáng)度值與老化試驗(yàn)時(shí)間的關(guān)系曲線,在曲線上找出切向剪切強(qiáng)度0.13MPa附近的兩個(gè)檢測(cè)時(shí)間點(diǎn),通過內(nèi)插法確定切向剪切強(qiáng)度為0.13MPa時(shí)的具體老化試驗(yàn)時(shí)間,即該聚氨酯泡沫塑料材料的熱壽命Lk。
C.3.2 采用阿列紐斯(Arrhenius)關(guān)系式
由實(shí)測(cè)的熱壽命值Lk和相應(yīng)的熱老化試驗(yàn)溫度Tk,通過線性回歸的方法計(jì)算阿列紐斯(Arrhenius)關(guān)系式(C.1)中的系數(shù)C和D.
……………………………(C.1)
式中∶
Lk——老化試驗(yàn)溫度Tk下的熱壽命,單位為小時(shí)(h);
Tk——老化試驗(yàn)溫度,單位為開爾文(K);
C——回歸系數(shù);
D——回歸系數(shù)。
當(dāng)相關(guān)系數(shù)r小于0.98時(shí),所測(cè)數(shù)據(jù)無效,應(yīng)擴(kuò)大取樣范圍或重做試驗(yàn),相關(guān)系數(shù)r應(yīng)按式(C.2)計(jì)算∶
………………(C.2)
式中∶
xk=1/Tk ;
yk=ln(Lk);
r——為相關(guān)系數(shù);
——為xk平均值;
——為yk的平均值。
C.3.3 長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)行耐受最高溫度的計(jì)算
30年(262800b)預(yù)期壽命的連續(xù)運(yùn)行耐受最高溫度應(yīng)按式(C.3)計(jì)算;
……………………(C.3)
式中∶
CCOT——30年預(yù)期壽命下的計(jì)算連續(xù)運(yùn)行溫度,單位為開爾文(K)。
C.4 測(cè)試報(bào)告
30年預(yù)期壽命下的計(jì)算連續(xù)運(yùn)行溫度報(bào)告中應(yīng)包括保溫層聚氨酯泡沫塑料的密度、泡孔尺寸、閉孔率及發(fā)泡劑種類.