TYD = ∑ai/ti, (А.1)
где ai — время действия температуры i в течение года, %;
ti — время непрерывного действия температуры i, которое труба может выдержать без разрушения, выраженное в часах или годах.
А.2 Срок службы трубы tx является величиной, обратной TYD, и составляет
tx = 100/TYD. (А.2)
А.3 Пример расчёта σ0 трубы из полибутена, предназначенной для класса эксплуатации 2.
В соответствии с таблицей 26 для указанного класса установлен следующий температурный режим в течение срока службы 50 лет:
Траб = Т1 = 70 °С — 49 лет, т.е. время действия данной температуры в течение года составляет а1 = 98 %;
Тмакс = Т2 = 80 °С — 1 год, т.е. а2 = 2 %;
Тавар = Т3 = 95 °С — 100 ч, т.е. а3 = 0,0228 %.
Коэффициенты запаса прочности при температурах Траб, Тмакс, Тавар согласно приложению Ж составляют: С1 = 1,5; С2 = 1,3; С3 = 1.
Определение σ0 проводится путем последовательной аппроксимации. К примеру, задаем расчётное напряжение в стенке трубы σ0 = 5,0 МПа. Получаем следующие значения напряжений:
для Т1 σ1 = С1 • σ0 = 1,5 • 5,0 = 7,5 МПа;
для Т2 • σ2 = С2 • σ0 = 1,3 • 5,0 = 6,5 МПа;
для Т3 • σ3 = С3 • σ0 = 1, • 5,0 = 5,0 МПа.
Пользуясь графиками или уравнениями, представленными в приложении В, определяем время t1, t2, t3, которое труба может выдержать, не разрушаясь при непрерывном действии каждой из указанных температур в отдельности, при напряжениях в стенке соответственно σ1, σ2, σ3.
Из правила Майнера следует, что если время до разрушения трубы составляет t1 (лет) при непрерывном действии температуры Т1, то отношение l/t1 — это «доля повреждения», приходящаяся на год при непрерывном действии указанной температуры.
Если действие этой температуры в течение года не непрерывно и составляет величину а1, то «доля годового повреждения» составит a1/t1.
Так же определяют «долю годового повреждения» для температур Т2 и Т3.
Таким образом, для Т1 «доля годового повреждения» a1/t1
для Т2 «доля годового повреждения» a2/t2;
для Т3 «доля годового повреждения» a3/t3.
«Суммарное годовое повреждение» (TYD) определяется по формуле (А.1), а срок службы трубы — по формуле (А.2).
В таблице А.1 представлены результаты трех приближений. Расчёт выполнялся в часах, а окончательный результат переведен в годы.
Из данных таблицы следует, что максимальное допустимое (расчётное) напряжение σ0 в стенке трубы из полибутена, соответствующей классу эксплуатации 2, должно составлять примерно 5,04 МПа.
Таблица А.1
| σ, МПа | 1,5σ, МПа | t1, ч | а1, % | a1/t1, %/ч | 1,3s, МПа | t2, ч | a2, % | a2/t2, %/ч | t3, ч | a3, % | a3/t3, %/ч | ∑ai/ti, %/ч | tx, лет |
| 5,0 | 7,5 | 5,5 х 105 | 97,98 | 1,8 х 10-4 | 6,5 | 1,4 х 105 | 2 | 1,4 х 10-5 | 10,5 х 103 | 0,0228 | 2,2 х 10-6 | 1,9 х 10-4 | 58,9 |
| 5,1 | 7,65 | 3,7 х 105 | » | 2,6 х 10-4 | 6,63 | 1,0 х 105 | » | 2,0 х 10-5 | 8,2 х 103 | » | 2,8 х 10-6 | 2,9 х 10-4 | 39,9 |
| 5,04 | 7,56 | 4,7 х 105 | » | 2,1 х 10-4 | 6,55 | 1,2 х 105 | » | 1,6 х 10-5 | 9,5 х 103 | » | 2,4 х 10-6 | 2,3 х 10-4 | 50,4 |