Разработка методики испытаний гибких шлангов на основе пластифицированного ПВХ, армированного спиралью из жесткого ПВХ

Цель исследования – разработка лабораторных методик, которые позволяют оценить эксплуатационные свойства полимерных гибких шлангов. Основные параметры, которые ограничивают применение гибких полимерных шлангов – это гибкость при низких температурах и стойкость к перегибам при положительных температурах. Для исследования гибкости шлангов при низких температурах была создана установка, которая позволяет измерять деформативность шланга при консольном нагружении. Охлаждение шлангов производилось в специальной холодильной камере. Для измерения стойкости шланга к перегибам использовалась стандартная трехточечная схема нагружения на испытательной машине Instron 5980. Измерения проводились при температуре 20°С. Измерения гибкости полимерных шлангов при отрицательных температурах показали, что шланги, изготовленные из пластифицированного поливинилхлорида, сохраняют гибкость при минус 30°С. Стойкость к перегибам зависит от шага армирующей спирали и толщины стенки шланга. Таким образом, апробированы две лабораторные методики измерения гибкости и стойкости к перегибу ПВХ шлангов. Показано, что с помощью этих методик можно прогнозировать температурный диапазон эксплуатации и физико-механические характеристики промышленно выпускаемых полимерных гибких шлангов.

1. Корнев В.А., Рыбаков Ю.Н. Композитные напорно-всасывающие рукава для перекачивания нефтепродуктов // Проблемы современной науки и образования. 2017. № 10 (92). С. 36–40.

2. Khalid H.U., Ismail M.C., Nosbi N. Permeation Damage of Polymer Liner in Oil and Gas Pipelines: A Review // Polymers. 2020. Vol. 12. p. 2307. https://doi.org/10.3390/polym12102307

3. Сиренко Е.Р. Применение полипропиленовых труб в промышленном водоснабжении // Известия ТулГУ. Технические науки. 2020. Вып. 6. С. 107–110.

4. Рыбаков Ю.Н., Харламова О.Д., Чириков С.И. Вопросы использования термопластичных рукавов для нефтепродуктов в условиях холодного климата // Научный вестник МГТУ ГА. 2014. № 206. C. 107–110.

5. Егоров Д.А. Использования труб из полимерных материалов // Евразийский научный журнал. 2016. № 6. C. 317–328.

6. Шаравара А.М., Христофорова И.А. ПВХкомпозиции и их применение // Международный научно-исследовательский журнал. 2019. № 2 (80). C. 84–86. https://doi.org/10.23670/IRJ.2019.80.2.015

7. Khan A., Malvi C.S. PVC Pipe Designer Furniture // Journal of Polymer and Composites. 2016. № 4 (2). p. 29–33.

8. Шыхалиев К.С. Физико-механические свойства пластифицированного сшитого непредельными эпоксисоединениями ПВХ и изделия на их основе // Инновации в науке. 2017. № 12 (73). С. 54–58.

9. Makris K.F., Langeveld J., Clemens F.H.L.R. A review on the durability of PVC sewer pipes: research vs. practice // Journal Structure and Infrastructure Engineering Maintenance, Management, Life-Cycle Design and Performance. 2020. Vol. 16. Iss. 6. P. 880–897. https://doi.org/10.1080/15732479.2019.1673442

10. Asrasal A., Wahyudi S.I., Adi H.P., Heikoop R. Analysis of floating house platform stability using polyvinyl chloride (PVC) pipe material // MATEC Web of Conferences. 2018. Vol. 195. p. 8. https://doi.org/10.1051/matecconf/201819502025

11. Гуткович С.А., Михаленко М.Г. Особенности пластифицированных композиций на основе поливинилхлорида (ПВХ) с различной молекулярной массой // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2013. Т. 10. № 2. С. 251–253.

12. Fenollar O., Garcia-Sanoguera D., SanchezNacher L., Boronat T., López J., Balart R. Mechanical and Thermal Properties of Polyvinyl Chloride Plasticized with Natural Fatty Acid Esters // Polymer-Plastics Technology and Engineering. 2013. Vol. 52. p. 761–767. https://doi.org/10.1080/03602559.2013.763352

13. Аношкин А.Н. Поспелов А.Б. Якушев Р.М. Особенности деформирования и разрушения комбинированных полимерных труб при низких температурах // Вестник ПНИПУ. Механика. 2014. № 2. C. 5–20.

14. Железняк И.И., Стетюха В.А. Расчет трубы из полимерного материала под действием внешней нагрузки в скважине в массиве многолетнемерзлых пород // Известия УГГУ. 2018. Вып. 3 (51). С. 121–125. https://doi.org/10.21440/2307-2091-2018-3-121-125

15. Синюгин А.А., Опарин В.Б., Петровская М.В. Определение механических характеристик полимерных материалов, входящих в конструкцию гибкой полимерно-металлической трубы // Вестник Самарского государственного технического университета. Серия: Технические науки. 2015. № 4 (48). C. 116–123.

16. Huang D., Tang A., Darli C.M. Pipe-soil interaction at pipe bend under seismic load // Journal of Pipeline Systems Engineering and Practice. 2020. Vol. 11. № 3. p. 04020023. https://doi.org/10.1061/(ASCE)PS.1949-1204.0000457.

17. Frank A., Messiha M., Koch T., Poduška J., Hutař P., Arbeiter F., et al. Correlation of the cyclic cracked round bar test and hydrostatic pressure test for unplasticized polyvinylchloride // Polimer testing. 2021. Vol. 95. p. 107125. https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2021.107125

18. Alhamati A.A.N., Ghazali A.H., Norzaie J., Mohammed N.A., Kadir M.R.A. Investigation on the behavior of rigid polyvinylchloride pipes subjected to uniaxial compression loads // American Journal of Applied Science. 2006. Vol. 7. No. 3. p. 1916–1923. https://doi.org/10.3844/ajassp.2006.1916.1923