Для трубопроводов из полимерных материалов требуемый уровень длительной прочности, как известно, определяется и рассчитывается с учетом временного фактора воздействия напряжений, возникающих от внутреннего давления. Существует стандартизованный в мировой практике метод определения рабочего давления по прочностным показателям материала трубопровода (MRS), геометрическим размерам труб и температуре эксплуатации [1, 2].

В этом случае временная зависимость прочности описывается уравнением вида

Lg t=A+B/T+C∙lgÓ+D∙lgÓ/T ,        (3)

где T- время эксплуатации (срок службы), ч; Ó - напряжение, МПа; Т- температура, К. A, B,C,D- коэффициенты, определяющие прочность материала.

Для определения допускаемого напряжения материала стенки трубопровода, работающего в переменных условиях эксплуатации (в первую очередь по температуре среды), используют методику расчета, основанную на «правиле Май-нера» [3].

Очевидно, что при освоении производства и определении долговечности армированных труб необходимо идти по этому же пути. Однако для армированной трубы не существует понятия «напряжение в стенке трубы», так как все слои многослойной конструкции нагружены по-разному. Поэтому уравнение (3) было пересчитано как функция давления в виде

Lg t= A+C∙lg K+(B+D∙lgK)/T+C∙lg p/T  (4),

где К - коэффициент, характеризующий размерные соотношения трубы для пересчета напряжения в давление.

Далее, используя «правило Майнера» и переменные во времени температурные режимы эксплуатации, получена зависимость контрольных величин испытательного давления от температуры и времени испытания, гарантирующая работу трубопровода при давлении 1,0 МПа и переменной температуре вплоть до 95°С с введением в расчет общепринятых коэффициентов безопасности.

Графическое изображение полученной зависимости по уравнению 4 представлено на рис. 2, на котором одновременно показаны контрольные режимы испытаний на стойкость к внутреннему давлению при общепринятых для пластмассовых труб контрольных временах (20°С - 1 час, 95°С-1,22,165 и 1000 часов).

Следует отметить, что коэффициенты уравнений 3 и 4, определяющие темп падения прочности во времени, взяты как для труб из сшитого полиэтилена, что, естественно, идет в запас прочности, так как темп «разупрочнения» для высоко-ориентированных полимеров существенно меньше, чем для обычных полимеров.

На рисунке 2 показаны полученные в пределах 1000 часов предварительные данные гидравлических испытаний труб, которые подтверждают правильность выбора параметров армировки. Стрелки у экспериментальных точек показывают, что для ускорения набора первоначальных сведений образцы сняты с испытаний без разрушения. Полноценный набор данных для получения линии регрессии, описывающей долговечность армированных труб и позволяющей с нужной степенью достоверности экстраполировать данные на срок службы трубопровода 50 лет, потребует большего времени. Предварительно полученные данные по длительной прочности позволяют предположить, что фактическая линия регрессии пройдет, как показано на рис. 2 пунктиром. Такая длительная прочность обеспечит большие коэффициенты запаса прочности или позволит снизить уровень армирования трубы.