塑料管道基本計(jì)算課件

塑料壓力管道基本計(jì)算二〇一〇年謝建玲1精選課件主要內(nèi)容一、基本公式的導(dǎo)出二、設(shè)計(jì)應(yīng)力的獲得三、標(biāo)準(zhǔn)尺寸比與厚度系列四、熱水管使用條件級(jí)別的確定五、熱水管的設(shè)計(jì)應(yīng)力六、熱水管的厚度系列七、常用公式2精選課件一、基本公式的導(dǎo)出縱向：流體產(chǎn)生的力：F縱=P×πR2

=P×πDΦ2/4管壁縱向應(yīng)力產(chǎn)生的力：σ縱×π×DΦ

×e靜力學(xué)平衡條件：F縱=P×πDΦ2/4=σ縱×π×DΦ

×e因此：σ縱=P×πDΦ

2/4/(π×DΦ

×e)=P×DΦ/4DΦ3精選課件橫向（環(huán)向）：

流體產(chǎn)生的力：F橫=P×L×DΦ管壁環(huán)應(yīng)力產(chǎn)生的力：σ環(huán)×

L×e×2靜力學(xué)平衡條件：F橫=P×L×DΦ=σ環(huán)×

L×e×2因此：σ環(huán)=P×L×DΦ/(L×e×2)=P×DΦ/2e式中：P：靜液壓（各向同性），F(xiàn)：力，σ：應(yīng)力，R：半徑，DΦ：中徑，e：壁厚

(可參見董孝理書)DΦ4精選課件σ環(huán)=2σ縱σ環(huán)大于σ縱因此試驗(yàn)按環(huán)應(yīng)力去做σ環(huán)=

P×DΦ/2eσ環(huán)=P×(D-e)/2eISO方程(1)從(1)可導(dǎo)出：P=2eσ環(huán)/(D-e)(2)e=D/(2σ環(huán)/P+1)(3)式中：D：外徑，D=DΦ+e5精選課件二、設(shè)計(jì)應(yīng)力的獲得ISO1167、GB/T6111液壓試驗(yàn)，得到基礎(chǔ)數(shù)據(jù)ISO9080、GB/T18252外推方法，處理數(shù)據(jù),得到20℃、50年長(zhǎng)期強(qiáng)度σLTHS取σLTHS的97.5%置信下限,得到σLPLISO12162、GB/T18475將σLPL圓整,得到MRSISO12162、GB/T18475總使用系數(shù)CISO161-1、GB/T4217根據(jù)MRS和C值確定設(shè)計(jì)應(yīng)力σD；6精選課件靜液壓試驗(yàn)管材制備數(shù)據(jù)外推管材料分級(jí)GB/T6111GB/T18252GB/T18475GB/T18252設(shè)計(jì)應(yīng)力GB/T42177精選課件Lgt=A+b/Tlgσ+C/T+Dlgσ(4)

（ISO13670Miner’s規(guī)則）系數(shù)可由試驗(yàn)數(shù)據(jù)擬和得到。lgtlgσ圖1T8精選課件GB/T18252、ISO9080該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定用小口徑（直徑φ25—63mm）管材做一系列靜液壓試驗(yàn)，通過對(duì)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析，在置信概率α下，得到溫度T、試樣破壞時(shí)間t、環(huán)應(yīng)力σ之間的關(guān)系。從而可得到在使用條件（溫度T、破壞時(shí)間t）下管材在97.5%置信下限下的環(huán)應(yīng)力σ，進(jìn)而可給出設(shè)計(jì)應(yīng)力σD；反之也可以在給定設(shè)計(jì)應(yīng)力σD和使用溫度T下給出管材的破壞時(shí)間，即壽命。

9精選課件試驗(yàn)溫度要求

在兩個(gè)或兩個(gè)以上溫度進(jìn)行試驗(yàn)，溫度應(yīng)滿足以下條件：⑴每對(duì)相鄰的溫度至少相差10℃。⑵對(duì)無定形的聚合物或主要是無定形的聚合物，最高試驗(yàn)溫度Tt,max不應(yīng)超過維卡軟化溫度以下15℃，對(duì)結(jié)晶或部分結(jié)晶聚合物，Tt,max不應(yīng)超過熔點(diǎn)以下15℃。⑶為了得到長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度的置信下限σLPL的最佳估計(jì)值，試驗(yàn)溫度范圍應(yīng)包括使用溫度或使用溫度范圍。⑷如果在最低試驗(yàn)溫度以下20℃范圍內(nèi)材料不發(fā)生物態(tài)變化，最低試驗(yàn)溫度下所得數(shù)據(jù)可以向下外推20℃。對(duì)聚乙烯典型的試驗(yàn)溫度是20℃、40℃、60℃。10精選課件內(nèi)壓水平和時(shí)間范圍分布應(yīng)滿足以下條件：

⑴對(duì)每個(gè)選定的溫度，在至少5個(gè)規(guī)則地分布的內(nèi)壓水平上觀察試樣的破壞時(shí)間，得到至少30個(gè)觀察值。處于統(tǒng)計(jì)分析的需要，要求在一定的應(yīng)力水平下有多個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，即重復(fù)觀察值。選擇內(nèi)壓水平時(shí)，應(yīng)做到至少有4個(gè)觀察值在7000小時(shí)以上，至少有1個(gè)觀察值在9000小時(shí)以上。當(dāng)拐點(diǎn)存在時(shí)，對(duì)兩種破壞模式都應(yīng)收集到可供統(tǒng)計(jì)分析的足夠數(shù)量的觀察值。⑵任何溫度下破壞時(shí)間10小時(shí)以內(nèi)的觀察值都應(yīng)舍棄。⑶溫度小于等于40℃時(shí)，若破壞時(shí)間在1000小時(shí)以上的觀察值的數(shù)量已經(jīng)符合條件⑴的要求，則舍棄破壞時(shí)間小于1000小時(shí)的觀察值，即舍棄所有符合舍棄條件（溫度和破壞時(shí)間）的觀察值。⑷在最低內(nèi)壓水平?jīng)]有破壞的試樣，可以在多元線性回歸計(jì)算和拐點(diǎn)判斷時(shí)視為觀察值，否則也可予以舍棄。11精選課件數(shù)學(xué)計(jì)算該標(biāo)準(zhǔn)使用了四參數(shù)模型，考慮了韌性、脆性兩種破壞模式，給出了兩種模式轉(zhuǎn)換點(diǎn)（拐點(diǎn)）的自動(dòng)檢測(cè)方法。四參數(shù)模型：log10t=c1+c2/T+c3log10σ+c4(log10σ)/T+e式中：t—破壞時(shí)間，單位h；T—溫度，單位K；σ—環(huán)應(yīng)力，單位MPa；ci—參數(shù)，i＝1，2，3，4；e—誤差變量，服從正態(tài)分布，平均值為0。

12精選課件舉例PE20℃、60℃、80℃溫度下,選用不同壓力,按照GB/T6111要求,對(duì)管材試樣進(jìn)行靜水壓試驗(yàn),得到滿足GB/T18252要求的足夠的試驗(yàn)數(shù)據(jù),再按照統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法得到環(huán)應(yīng)力與破環(huán)時(shí)間的函數(shù)關(guān)系,并獲得外推到50a預(yù)測(cè)的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度的預(yù)測(cè)下限σLPL。13精選課件14精選課件按照GB/T18475(ISO12162)和GB/T4217（ISO161）的規(guī)定,對(duì)預(yù)測(cè)下限σLPL進(jìn)行圓整,得到最小要求強(qiáng)度MRS,得到材料的分級(jí)數(shù)和對(duì)應(yīng)的材料命名。按照GB/T18475規(guī)定，選用材料總體使用系數(shù)C,用材料MRS除以C,得到計(jì)算管材厚度所必須的材料設(shè)計(jì)應(yīng)力,見表1。15精選課件表1材料命名和設(shè)計(jì)應(yīng)力材料命名預(yù)測(cè)下限σLPL/MPa最小要求強(qiáng)度MRS/MPa分級(jí)數(shù)總體使用系數(shù)C設(shè)計(jì)應(yīng)力σD/MPaPE636.3≤σLPL≤7.996.3631.255PE808≤σLPL≤9.998801.256.3PE10010≤σLPL≤11.19101001.25816精選課件設(shè)計(jì)應(yīng)力σD=MRS/C原材料性質(zhì)決定了σD17精選課件對(duì)壓力管道材料冷水管以MRS為基礎(chǔ)的分級(jí)體系；熱水管以管系列S為基礎(chǔ)的分級(jí)體系。S=(Dn-en)/2en18精選課件GB/T18475規(guī)定了不同材料的總體使用系數(shù)C的最小值表2各種材料總體使用系數(shù)C的最小值材料C的最小值材料C的最小值A(chǔ)BS1.6PVC-C1.6PB1.25PVC-HI1.4PE1.25PVC-U1.6PE-X1.25PVDF共聚1.4PP共聚1.25PVDF均聚1.6PP均聚1.619精選課件GB/T18475(ISO12162)的意義不僅在于給出了熱塑性管材的分類和命名，它還是熱塑性壓力管道的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，該標(biāo)準(zhǔn)還給出了總使用設(shè)計(jì)系數(shù)C：“是一個(gè)大于1的數(shù)值，它的取值考慮了使用條件和管道系統(tǒng)組件的性能，而不考慮置信下限已包含的因素”。CEN/TC155提出了不同塑料管道的設(shè)計(jì)使用系數(shù)C，并已被ISO/TC138所認(rèn)可。這些規(guī)定也已為我國(guó)所接受，并在相應(yīng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中確定。20精選課件

三、標(biāo)準(zhǔn)尺寸比與厚度系列塑料管材的標(biāo)準(zhǔn)尺寸比SDR定義為管材的公稱外徑dn

與公稱壁厚en

的比:

SDR=dn/en（5）管材壁厚的系列S值定義為:

S=(SDR-1)/2（6）

由公式（1）、（6）可推導(dǎo)出：S=σD/P（7）

21精選課件在實(shí)際應(yīng)用中,用設(shè)計(jì)應(yīng)力和最大允許操作壓力計(jì)算出管材的Scale值,將計(jì)算結(jié)果靠到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的公稱S值，見表3，取自GB/T10798(ISO4065)中的表2。由公式(5)和(6)得到：

en=dn/(2S+1)(8)便可計(jì)算管材公稱壁厚,見表4。22精選課件表3公稱S值與計(jì)算值公稱S值計(jì)算值公稱S值計(jì)算值21.995312.512.5892.52.51191414.1253.23.16231615.84943.98112019.95355.01192525.1196.36.30963231.62387.94334039.8111010.0005050.11911.211.2206363.09623精選課件表4部分公稱壁厚值GB/T10798（ISO4065）公稱外徑管材S值(標(biāo)準(zhǔn)尺寸比SDR)3.2(7.4)4(9)5(11)6.3(13.6)8(17)324.43.62.92.41.9405.54.53.73.02.4506.95.64.63.73.0638.67.15.84.73.87510.38.46.85.64.59012.310.18.26.75.411015.112.310.08.16.624精選課件小結(jié)1①通過靜液壓試驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理得到曲線：Lgt=A+b/Tlgσ+C/T+Dlgσ②外推得到20℃下σLPL，圓整得到材料MRS，除以總體使用系數(shù)C,得到材料的設(shè)計(jì)應(yīng)力σD。③壁厚計(jì)算：en=Dn/(2σD/P+1)25精選課件四、熱水管使用條件級(jí)別的確定ISO10508在通過規(guī)定級(jí)別的材料制作的各種塑料管材和管件應(yīng)符合相關(guān)產(chǎn)品的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)后，以壓力冷熱水系統(tǒng)的使用條件建立了一個(gè)分級(jí)體系，作為熱塑性塑料管材和管件系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。26精選課件表5使用條件級(jí)別（GB/T18991、ISO10508）級(jí)別TDTmaxTmal應(yīng)用舉例℃時(shí)間/年a℃時(shí)間/年℃h1b604980195100供熱水(60℃)2b704980195100供熱水(70℃)3c2030400.52025504.565100地板下的低溫供熱42040602.52025702.5100100地板下供熱和低溫暖氣5206080142510901100100高溫暖氣注：本標(biāo)準(zhǔn)僅適用于TD、Tmax和Tmal的值都不超過表1中第5級(jí)的閉式系統(tǒng)。a對(duì)任一級(jí)別，當(dāng)設(shè)計(jì)溫度不止一個(gè)時(shí)，時(shí)間應(yīng)當(dāng)累加處理（例如：對(duì)于級(jí)別5，50年使用壽命是：20℃，14年，60℃，25年，80℃，10年，90℃，1年，100℃，100h）。b依據(jù)國(guó)際、國(guó)家和地方規(guī)范。c僅在故障溫度不超過65℃適用。27精選課件表6某城市供暖用散熱器的熱水入口溫度與時(shí)間的分布溫度，℃每年的小時(shí)數(shù)，h（30年的平均值）總時(shí)間的百分份額，%80～901481.770～80115813.260～70195522.350～60151717.340～50168719.230～40128314.620～306467.4<203734.328精選課件

表6中，總時(shí)間的百分份額是用每年的小時(shí)數(shù)除以一年的小時(shí)數(shù)8760，并保留一位小數(shù)得到。例如：80-90℃，148/8760×100%≈1.7%。為將實(shí)際溫度分布進(jìn)行“換算”以得到便于設(shè)計(jì)、計(jì)算的溫度分布,該標(biāo)準(zhǔn)特作下列規(guī)定:

29精選課件a.溫度分布在10℃范圍內(nèi)的小時(shí)數(shù)按這個(gè)溫度范圍的最高溫度計(jì);b.用2.5的系數(shù)將較低溫度應(yīng)用條件折算到高10℃的條件,如將60℃或70℃的使用條件折算成70℃或80℃,可以將使用時(shí)間按2.5倍減少。反之溫度按上述規(guī)律降低時(shí),時(shí)間按2.5倍加長(zhǎng);c.折算系數(shù)可以根據(jù)使用要求的嚴(yán)酷程度在2.5-3中選用;d.數(shù)據(jù)按照規(guī)定進(jìn)行圓整;e.異常溫度的時(shí)間不計(jì)算在時(shí)間-溫度分布中,另做考慮。30精選課件按照上述原則,可以用表6的分布為例進(jìn)行計(jì)算:①將90℃的時(shí)間1.7%圓整到2%;②按照5級(jí)應(yīng)用條件計(jì)算,使80℃的時(shí)間達(dá)到20%,可以用13.2%的80℃使用時(shí)間加上從70℃折算6%的時(shí)間,按照2.5倍的系數(shù),消耗70℃的使用時(shí)間15%;③70℃的使用剩下7.3%,折算到60℃,相當(dāng)于18%,加上60℃原有的使用時(shí)間17.3%,得到35%;④50℃時(shí)的19.2%,折算到60℃,相當(dāng)于8%,60℃的使用時(shí)間合計(jì)為43%,圓整為50%。得到溫度-時(shí)間分布為:90℃2%；80℃20%；60℃50%31精選課件

上述溫度-時(shí)間分布在50a的使用壽命中,得到90℃使用時(shí)間1a、80℃使用時(shí)間10a、60℃使用時(shí)間25a,這就是第5級(jí)的應(yīng)用級(jí)別。用這樣的方法可以得到不同地區(qū)的使用條件級(jí)別。設(shè)計(jì)應(yīng)用單位可以按照使用條件的級(jí)別選用合適的產(chǎn)品種類和規(guī)格。32精選課件使用條件級(jí)別

冷熱水塑料管道系統(tǒng)采用ISO10508的規(guī)定，按使用條件選用其中的四個(gè)應(yīng)用等級(jí)。每個(gè)級(jí)別均對(duì)應(yīng)于一個(gè)特定的應(yīng)用范圍及50年的使用壽命，在具體應(yīng)用時(shí)，還應(yīng)考慮0.4MPa，0.6MPa，0.8MPa，1.0MPa不同的使用壓力。33精選課件五、熱水管的設(shè)計(jì)應(yīng)力

熱水管的設(shè)計(jì)應(yīng)力是用溫度和時(shí)間累計(jì)計(jì)算得到的。ISO13760提出了累計(jì)破壞的計(jì)算方法,把各種因素引起的破壞累加起來,達(dá)到50a的使用預(yù)期壽命。通過試算法,可以先假設(shè)一個(gè)材料的設(shè)計(jì)環(huán)應(yīng)力σ,經(jīng)過對(duì)各個(gè)溫度的預(yù)期使用時(shí)間疊加,試算后得到材料預(yù)計(jì)的使用時(shí)間,如果計(jì)算結(jié)果<50a,則意味著選用的設(shè)計(jì)環(huán)應(yīng)力太大,計(jì)算結(jié)果>50a的預(yù)期使用壽命,則意味著選用的設(shè)計(jì)環(huán)應(yīng)力太小,這時(shí)適度提高假設(shè)的材料環(huán)應(yīng)力值,經(jīng)過試算,找到計(jì)算結(jié)果最接近50a的設(shè)計(jì)應(yīng)力值作為材料的設(shè)計(jì)應(yīng)力。34精選課件35精選課件ISO13760Miner‘s規(guī)則將管道材料在不同條件下所承受的損傷進(jìn)行線性加和，即假設(shè)管道材料破壞時(shí)受到的損傷為100%，破壞前經(jīng)歷的時(shí)間（使用壽命）為tj；同種條件對(duì)管道材料造成的損傷與作用時(shí)間是成正比的，因此單位時(shí)間形成的損傷符合線性規(guī)律；單位時(shí)間內(nèi)管道材料承受了多種損傷，也就是說某種損傷并沒有占據(jù)100%的單位時(shí)間，而是單位時(shí)間的ai%，因此該類損傷（特定條件造成的損傷）單位時(shí)間內(nèi)造成的損傷就是ai/tj。進(jìn)一步加和，就可以對(duì)復(fù)雜應(yīng)用條件下塑料管材的損傷進(jìn)行簡(jiǎn)化計(jì)算了。36精選課件Miner‘s規(guī)則規(guī)定，如果材料在溫度T1連續(xù)的作用下經(jīng)t1年后破壞，則每一年耗用的壽命是1/t1。此分?jǐn)?shù)稱為“每年破壞量”。如果不是連續(xù)作用，僅僅是每年的一部分時(shí)間(時(shí)間分?jǐn)?shù))ai，破壞量就小一些因此，由T1溫度作用下引起的年破壞量是a1/t1，由T2溫度作用的年破壞量是a2/t2，由T3作用的年破壞量是a3/t3。每年的破壞量累積加和在一起得到“年破壞量總和”(TYD),TYD=Σ(a/t)。37精選課件材料在1/TYD=tx年后將發(fā)生破壞。如果計(jì)算值太高或太低，則按前述重新計(jì)算。通過成功的近似計(jì)算，可得到允許的環(huán)應(yīng)力值σ0。同時(shí)，可以得到50年的有效壽命值。38精選課件計(jì)算過程將試算用假設(shè)的設(shè)計(jì)應(yīng)力,分別乘以不同溫度下的總體使用(設(shè)計(jì))系數(shù)C,得到計(jì)算壽命用的應(yīng)力值,作為計(jì)算用基本參數(shù)。再按照ISO13760的方法進(jìn)一步計(jì)算,得到在各個(gè)產(chǎn)品的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)文件中給出的計(jì)算結(jié)果。39精選課件表7熱水管總體使用(設(shè)計(jì))系數(shù)C的選擇溫度，℃PP-HPP-BPP-RPE-XPBPVC-CPE-RTT01.51.51.51.51.51.81.5TMAX1.31.31.31.31.31.71.3TMAL1.01.01.01.01.01.01.0TCOLD1.61.41.41.251.252.51.25T0工作溫度：管道系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流體輸送溫度；TMAX最高工作溫度：僅在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的可以接受的最高溫度；TMAL故障溫度：管道系統(tǒng)超出控制極限時(shí)出現(xiàn)的最高溫度；TCOLD冷水溫度：輸送冷水的溫度，最高接近25℃，設(shè)計(jì)時(shí)用20℃。40精選課件舉例PB管對(duì)級(jí)別2：T0=T1=70℃，49a；Tmax=T2=80℃,1a；Tmal=T3=95℃,100h從表7可見對(duì)PB，T1的C值1.5；T2的C值1.3；T3的C值1.0對(duì)PB，當(dāng)σD=5.0時(shí)，按公式(4)計(jì)算壽命tx,70℃時(shí)，計(jì)算壽命應(yīng)力σ=σD×C=5.0×1.5=7.5，應(yīng)取GB/T19473.1曲線公式第二段，即：Lgt=-129.895-37262.7/T×lgσ+52556.48/T+88.56735×lgσ41精選課件將T0=T1=70+273.16=343.16(K),σ=7.5代入上式得到t0=t1=5.51×105（h）；a0=a1=（49年×365天×24小時(shí)-100小時(shí)）/（50年×365天×24小時(shí)）=0.9798，即：時(shí)間分?jǐn)?shù)a1為97.98%；則在70℃下的年破壞量為：a1/t1=97.98%/5.5×105≈1.78×10-4(%/h)42精選課件同理，將Tmax=T2=80+273.16=353.16(K),σ=1.3×5=6.5代入上式得到tmax=t2=1.41×105（h）；amax=a2=（1年×365天×24小時(shí)）/（50年×365天×24小時(shí)）=0.2，即：時(shí)間分?jǐn)?shù)a1為2%；則在80℃下的年破壞量為：a2/t2=2%/1.4×105≈1.42×10-5(%/h)43精選課件同理，將Tmal=T3=95+273.16=368.16(K),σ=1.0×5=5代入上式得到tmal=t3=10.48×103（h）；amal=a3=100小時(shí)/（50年×365天×24小時(shí)）=0.000228，即：時(shí)間分?jǐn)?shù)a1為0.0228%；則在95℃下的年破壞量為：a3/t3=0.0228%/10.5×103≈2.17×10-6(%/h)44精選課件年破壞量總和TYD=Σ(a/t)=a1/t1+a2/t2+a3/t3

=1.78×10-4+1.42×10-5+2.17×10-6

=1.94×10-4(%/h)因此在試著設(shè)σ=5.0時(shí)，壽命估值為:tx=1/TYD=1/1.94×10-4(%/h)=1/1.94×10-4%/365/24=58.8(年)

45精選課件當(dāng)σD=5.1時(shí)，按公式(4)計(jì)算壽命tx重復(fù)上述計(jì)算過程,僅將σD=5.1替換5.0，此時(shí)70℃σ為1.5×5.1=7.65，得到：t0=t1=3.71×105；

a1/t1=2.64×10-480℃時(shí)σ為1.3×5.1=6.63，得到：tmax=t2=1.09×105；a2/t2=1.83×10-595℃時(shí)σ為1.0×5.1，tmal=t3=8.86×103；a3/t3=2.57×10-6TYD=Σ(a/t)=2.85×10-4(%)因此在試著設(shè)σ=5.1時(shí)，壽命估值為:tx=1/TYD=1/2.85×10-4%(h)=40.1(年)46精選課件當(dāng)σD=5.04時(shí)，按公式(4)計(jì)算壽命tx重復(fù)上述計(jì)算過程,僅將σD=5.04替換5.0，此時(shí)70℃σ為1.5×5.04=7.56，得到：t0=t1=4.70×105；

a1/t1=2.08×10-480℃時(shí)σ為1.3×5.04=6.55，得到：tmax=t2=1.23×105；a2/t2=1.63×10-595℃時(shí)σ為1.0×5.04，tmal=t3=9.47×103；a3/t3=2.41×10-6TYD=Σ(a/t)=2.27×10-4(%)因此在試著設(shè)σ=5.04時(shí)，壽命估值為:tx=1/TYD=1/2.27×10-4%(h)=50.3(年)47精選課件當(dāng)σD=5.05時(shí)，按公式(4)計(jì)算壽命tx重復(fù)上述計(jì)算過程,僅將σD=5.05替換5.0，此時(shí)70℃σ為1.5×5.05=7.575，得到：t0=t1=4.51×105；

a1/t1=2.17×10-480℃時(shí)σ為1.3×5.05=6.565，得到：tmax=t2=1.19×105；a2/t2=1.68×10-595℃時(shí)σ為1.0×5.05，tmal=t3=9.24×103；a3/t3=2.47×10-6TYD=Σ(a/t)=2.36×10-4(%)因此在試著設(shè)σ=5.0時(shí)，壽命估值為:tx=1/TYD=1/2.36×10-4%(h)=48.4(年)48精選課件由上述試算可得到：對(duì)PB，當(dāng)σD=5.0時(shí)，壽命預(yù)測(cè)為58.8年當(dāng)σD=5.1時(shí)，壽命預(yù)測(cè)為40.1年當(dāng)σD=5.04時(shí)，壽命預(yù)測(cè)為50.3年當(dāng)σD=5.05時(shí)，壽命預(yù)測(cè)為48.4年由此，最終得到PB熱水管在使用級(jí)別為2級(jí)時(shí)的設(shè)計(jì)應(yīng)力為5.04。表8為按此方法計(jì)算的不同熱水管材料的設(shè)計(jì)應(yīng)力σD（在相應(yīng)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中給出）49精選課件表8熱水管材料的設(shè)計(jì)應(yīng)力σD使用級(jí)別1PP-HPP-BPP-RPEXPBPVC-CPE-RTⅠ型PE-RTⅡ型212.901.673.093.855.734.383.293.813.5321.991.192.133.545.044.162.683.543.3743.241.953.304.005.46--3.253.843.3851.831.191.903.244.31--2.383.102.8820℃,50a6.256.216.937.6010.9210.06.687.607.47注1：在相應(yīng)產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中根據(jù)應(yīng)用情況，未選用ISO10508中的級(jí)別3。注2：僅PE-RTⅡ型的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)應(yīng)力不同，第一列取自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)報(bào)批稿，第二列取自ISO22391-2:200950精選課件六、熱水管的厚度系列在常溫輸水用塑料管材的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中,列表規(guī)定在各個(gè)公稱壓力下,各個(gè)公稱外徑所對(duì)應(yīng)的管材壁厚。熱水管材的使用條件比較復(fù)雜,無法簡(jiǎn)單列表規(guī)定表達(dá)對(duì)應(yīng)于工作壓力、使用溫度級(jí)別和管材公稱外徑要求的厚度。在壓力比較高、溫度比較低的使用條件要求的管材厚度,可能同時(shí)適合于壓力比較低、溫度比較高的使用條件,因此,在冷熱水用塑料管材中只規(guī)定管系列S值。在執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)時(shí),根據(jù)使用級(jí)別和使用壓力,查表得到S值,再用下式計(jì)算管材的公稱厚度:51精選課件en=dn/(2S+1)(8)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的冷熱水用塑料管材厚度,應(yīng)在一定工作壓力下,除滿足使用級(jí)別要求外,還應(yīng)滿足在20℃、1MPa條件下安全使用50a的要求。因此,在標(biāo)準(zhǔn)中要求對(duì)比在上述兩個(gè)條件下計(jì)算出的管系列S值,取其中較低值作為厚度確定的依據(jù)。52精選課件例如：PB（ISO15876.2,GB/T19473.2附錄A）對(duì)熱水2級(jí)使用級(jí)別,0.6MPa壓力下，從表8可知σD=5.04按公式（7）Scale=σD/P=5.04/0.6=8.4同時(shí)滿足20℃、1MPa、50a的要求，從表8可知σD=10.92Scale=σD/P=10.92/1=10.9比較2個(gè)Scale值，取較小的8.4作為厚度確定的依據(jù)。從表3的S系列查到小于8.4的最接近S系列是8，因此壁厚計(jì)算按公式(8)：en=Dn/(2S+1)公稱外徑為63時(shí)，壁厚en=63/(2×8+1)=3.706，向上圓整，標(biāo)準(zhǔn)中該值取為3.8。53精選課件同理可計(jì)算任一熱水管系列的S值和壁厚PB,5級(jí),0.6MPa,Scale=4.3/0.6=7.220℃