Продукти і технології резюме

ЗАПРОЕКТОВАНІ ДЛЯ БЕЗПЕЧНОЇ ТА НАДІЙНОЇ ЕКСПЛУАТАЦІЇ ПРОТЯГОМ НАСТУПНИХ 150 РОКІВ

Нижче ми представляємо текст інтерв’ю з Хьогні Йонссоном — Директором з питань розвитку продукції в Amiblu, який наводить докази довговічності та якості продукції з пластика, армованого скляним волокном (GRP), аргументуючи своє твердження досягнутими результатами ретельних та надзвичайно цікавих досліджень.


Хьогні Йонссон — Директор з розвитку та вдосконалення продукції виробництва Групи «Amiblu», Президент Європейського комітету зі стандартизації (CEN) та Міжнародної організації зі стандартизації (ISO) склопластикових труб.

Amiblu вважає, що термін служби їх склопластикової трубної продукції становить півтора століття. У Вас є докази для підтвердження цього?
Йонссон: Щоб відповісти на це питання, перш за все, слід розглянути — чому більшість труб не витримує такої довготривалої експлуатації. Причини цього явища носять різні назви, наприклад, Thiobaccillus concretivorus або Thiobaccillus ferrooxidans — бактерії, які розкладають біологічні відходи у стічних водах та виробляють сірководень (H2 S). У поєднанні з вологим повітрям, сірководень утворює сірчану кислоту (H2 SO4 ), що викликає біогенну корозію таких матеріалів, як бетон, сталь або чавун. Корозія, викликана мікроорганізмами, з часом може спричинити серйозні пошкодження матеріалів та становить велику проблему для мереж, які транспортують солону морську воду — хлорид натрію, присутній у солоній воді, роз’їдає метали та призводить до їх руйнування. Проте, у випадку використання склопластикових труб, ситуація виглядає зовсім інакше.

Чи слід розуміти, що склопластикові труби не схильні до корозії?
Йонссон: Безумовно. Порівнюючи з бетоном і металом, пластмасам притаманна більша стійкість до кислого середовища. Щоб це довести, ми провели випробування наших труб на стійкість до впливу кислоти, піддаючи декілька зразків труб тривалому впливу сірчаної кислоти (H2 SO4 ) з одночасним надмірно високим навантаженням, що викликає розтягуюче напруження. Метою цього експерименту було відтворення умов, характерних для хімічно агресивного середовища стічних вод, що викликають в зразках сильне розтягуюче напруження, яке призводить до їх руйнування протягом прогнозованого періоду. Для визначення довгострокових властивостей труб на підставі отриманих даних здійснюється статистичний аналіз та екстраполяція з подальшим розрахунком рівня граничної деформації, яку необхідно врахувати під час проектування трубопроводів.

Чи цей метод випробувань винайшла компанія Amiblu?
Йонссон: Ні. Кислотний тест для склопластикових труб вперше був стандартизований Американським товариством з випробування матеріалів (ASTM) у 1978 році (метод випробувань відповідно до ASTM D3681) і лише від того часу почав широко використовуватися. Цей метод випробувань вказаний у стандартах EN 1120 та ISO 10952. Проведення кислотного тесту склопластикових труб вимагає понад 10 000 годин випробувань та щонайменше 18 зразків. Однак, оскільки кислотний тест є відносно простим та не вимагає багато місця, наші зразки піддавалися впливу кислоти протягом значно більш тривалого періоду. Ми проаналізували результати понад 40-річного безперервного дослідження 1800 зразків склопластикових труб виробництва Flowtite та Hobas.

Це досить багато. Будь ласка, розкажіть більше про ці зразки та дослідження.
Йонссон: Наші випробування проводяться для дослідження різних трубних конструкцій, які безперервно експлуатуються. Зразки, діаметр яких, у більшості випадків, становить DN 600, були взяті з різних виробничих підприємств Flowtite і Hobas. Відповідно до стандарту ASTM D3681, кожен зразок довжиною 300 мм піддавався впливу вертикального зусилля, що викликає згинаюче напруження у протилежній частині труби з одночасним впливом 5% сірчаної кислоти. Для стандартних серійних випробувань відбирається 18–25 зразків, зазвичай з однієї виробничої партії, які піддаються різним навантаженням. Під час дії заданого навантаження на зразок вимірюється рівень його напруження, після чого такий зразок зберігається в контрольованих умовах до моменту його руйнування у вигляді витіку через стінку труби. Якщопринаймні одне значення з отриманих даних перевищує 10 тисяч годин, а решта відносно рівномірно розподілена за часом і має відповідний коефіцієнт кореляції, вважається, що такі дані можна безпечно використовувати й екстраполювати за допомогою класичних статистичних методів.
Чи можемо ми дізнатися про отримані результати?
Йонссон: Мінімальний виміряний час до моменту руйнування зразка становить 0,3 години разом з навантаженням, що викликає напруження на рівні 1,35%; максимальний виміряний час складає 28 років та 78 днів з навантаженням, що викликає напруження не менше 1,05%. Найбільш довгострокове й все ще не завершене випробування було розпочато 4 жовтня 1978 року. Дослідний зразок піддається безперервному впливу кислоти вже понад 40 років, а прикладене навантаження, що викликає напруження, становить 0,91%. Цікаво, що під час випробувань під наглядом перебувають два зразка труб: перебуваючи під навантаженням, що не перевищує 1,6% напруження, більшість зразків руйнується протягом відносно невеликого періоду, а у випадку навантажень у діапазоні від 0,9% до 1,3%, період до моменту руйнування триває значно довше. Лише декілька значень досліджуваних параметрів дещо нижчі цього діапазону. Це означає, що у випадку нижчого заданого порогового значення навантаження, зразки не руйнуються. Для такого набору даних рівень порогового значення навантаження становить приблизно 0,9%. Результати класичного регресійного аналізу, проведеного з урахуванням даних, які перевищують 1000 годин, утворюють лінію з невеликим кутом нахилу, тоді як результати регресійного аналізу, проведеного з урахуванням даних від 1000 до понад 350 тисяч годин, утворюють майже горизонтальну лінію. Екстраполюючи цю лінію лише на період половини десятиліття, тобто, менше ніж на третину величини, допустимої в класичному статистичному аналізі, ми отримуємо шукане значення напруження через 150 років на рівні 0,93%.

Чи цей рівень є типовим напруженням для каналізаційних та аналогічних трубопроводів?
Йонссон: Ні, і це хороша новина — типове тривале робоче напруження в стінці труби такого типу, становить лише 0,27%. Це означає, що на практиці ми можемо отримати запас міцності, що дорівнюватиме 3,4.

Це звучить переконливо! Чи могли б Ви навести приклади проектів, які підтверджують таку високу міцність?
Йонссон: У 2004 році був відкопаний і досліджений відрізок труби DN 1800, яка з 1980 року безперервно експлуатувалася в хімічно агресивному середовищі. Ця труба експлуатувалася у складі трубопроводу очисної споруди Департаменту водопостачання та відведення стічних вод у місті Ер-Ріяд. Після майже 25-річної експлуатації на трубі не виявлено жодних ознак зносу або погіршення властивостей, а лише невеликі зміни параметрів жорсткості. Інший зразок був взятий у Норвегії — з труби,яка понад 33 роки пролежала в морській воді. На ньому також не були виявлені сліди корозії або видимого зносу, а механічні властивості залишалися без змін та відповідали початковим вимогам до конструкції трубопроводів.

Беручи до уваги сказане раніше, чи могли б Ви пояснити, як саме результати цих випробувань відображаються на процесі визначення прогнозованого строку експлуатації продукції Amiblu?
Йонссон: Про властивості нашої продукції свідчить величезна кількість результатів проведених випробувань, яка окрім іншого підтверджує, що строк експлуатації склопластикових труб Amiblu складає більше 150 років, ще й з великим запасом міцності. Ці дані вказують на те, що коли навантаження на труби, яке викликає їх напруження, не перевищує заданого порогового значення, вони будуть у змозі служити ще кільком поколінням.

У 2008 році, після 33 років безперервного впливу очищених стічних вод і морської води на склопластикову трубу Flowtite, її відрізок був досліджений з метою визначення стану та механічних властивостей. Після часткового очищення труба виглядала майже як нова — у ній були відсутні ознаки зносу, а механічні властивості залишилися практично без змін.

Детальна інформація:
www.amiblu.com
Ukraine@amiblu.com
Трубопровідні системи Amiblu