可盘绕式增强塑料管线管的循环压力波动的技术要求:
1、引言
由于泵的循环开/关、泵塞的上/下冲程、容积泵(如三缸泵)的高频压力脉冲或者特定压力波动作业的影响,所有的压力都存在一定水平的循环波动。应采用下述方法确定允许的循环压力波动。
2、循环载荷定义
当产品在以下循环载荷下服役时,应按照 3 对产品进行评估:
a)高于 7 000 次循环。
b)△P/NPR≥6%。
表 1 通过技术论证和部分重新评定后可接受的材料变更
3、试验方法
3.1 总则
循环回归分析时可采用管体或管体增强材料。当采用增强材料进行分析时,应使用合适的计算方法将材料载荷转换为管体载荷。
3.2 增强材料试样的循环回归曲线试验方法
应采用合适的试验方法建立增强材料试样的疲劳曲线,并按 ASTM E739,ASTM D2992-12 或其他等效的方法进行分析。试验时应至少采用 2 个带现场接头的管样按 3.2 进行试验,并证明其结果较增强材料的试验结果更为保守,这可以通过 2 个管样的 7000 次循环试验获取的 LPL 截距进行验证。试验中 2 个管样不得在早于 7000 次循环 LPL 截距前发生失效。复检应按 4 进行,如果没有通过复检,应进行完整的管体循环回归试验。
如果增强材料发生了表 1 中的变更,应对变更的影响进行技术验证,并按 ASTM D2992-12 第 12 章的要求进行部分重新评定。循环失效次数的数据点分布应满足:第一组数据在 10 000 次和 100 000 次循环之间且至少有 3 个数据点,第二组数据超过 100 000 次循环以上且至少有 3 个点。
用于试验的增强材料试样应与管体采用相同的结构。
3.3 管样的循环回归曲线试验方法
PFR 的回归分析要求在 MAOT 下进行试验并获取最少 18 个数据点。除下述条件外,试验按 ASTM D2992-12 的程序 A 进行:
a)ASTM D2992-12 中 7.1、7.4 和 9.2 规定的测定循环 LTHS、HDB 和 PDB 的方法不适用。
b)管样的循环频率可以小于 25 次/min,而增强材料试样的循环频率可以大于 25 次/min。
c)可以不进行 1500 万次循环试验。
d)可不采用 ASTM D2143-00 中 3.1.2 的失效检测方法。
e)装置应满足 ASTM D2143-00 第 7 章中的功能要求。
f)管样长度应满足第 6 章的要求。
g)可不采用 ASTM D2143-00 的 9.1 中的条款。
h)可不采用盐水。
i)如果增强材料发生了表 1 中的变更,应对变更的影响进行技术验证并且按 ASTM D2992-12 的第 12 章的要求进行部分重新评定,但循环失效次数的数据点分布应满足:第一组数据在 10 000 次和 100 000 次循环之间且至少有 3 个数据点,第二组数据超过 100 000 次循环且至少有 3 个点。
j)对于经过 100 万次以上循环还没有失效的管样,可将其视为失效并用于建立回归曲线。
3.4 工作系数的确认
为了确定特定应用环境中允许的循环次数,由循环回归分析中 LCL 得到的循环次数时采用的工作系数不大于 0.1。
示例:
某应用环境要求管体每天经受 1 次压力循环载荷,波动范围从管线 NPR 的 0~80%,服役时间是 20 年。将此循环周次和幅度与回归分析或 Goodman 图进行比对,以确保管材每天经受 10 次循环的频率服役 20 年后不会发生失效(循环周次的系数至少为 10)。
为了验证在允许的循环次数后管体强度没有发生下降,至少将 2 根带现场接头的管样在 MAOT 下进行允许的循环次数预处理,随后对钢增强管按要求进行短期爆破压力试验,对非金属增强管按要求进行恒压试验,2 个管样应通过试验。复检按 4 进行。此验证试验仅要求在一个压力值下进行,即在拟合的回归曲线上选取 10 000~100 万次循环间的一个压力值。一旦通过验证试验其他任何应用都不需要再进行验证。
4、复检程序
复检中可采用具有通过/不通过判定标准的试验程序。
当出现管样在初次试验中不能满足特定试验要求时,制造商可进行复检。初次试验不符合时,应采用同批次产品制备 2 个附加的管样进行试验。如果 2 个复检的管样均满足全部规定的试验要求,则视为复检通过,判定其满足最初的试验要求。如果任意一个管样复检不通过,则视为不通过,判定其不满足规定要求。