Stiklo pluošto sustiprintų PPR vamzdžių pritaikomumas žemoje temperatūroje poliarinių tyrimų stotyse
Įvadas: Atsargių vamzdynų poreikis esant ekstremaliam klimatui
Poliarinių tyrimų stotys veikia esant tam tikroms atšiauriausioms aplinkos sąlygoms žemėje .
Temperatūra reguliariai krinta žemiau -40 laipsnio, su galiniais vėjais ir sezoniniais ledo poslinkiais .
Norint palaikyti pagrindines operacijas kaip vandens tiekimas, šildymas ir atliekų tvarkymo patikimumas yra būtini .
Stiklo pluošto armatūra PPR (polipropileno atsitiktinis kopolimeras) vamzdžiai siūlo stiprumą, šiluminį atsparumą ir lankstumą .
Šiame straipsnyje nagrinėjama, kaip šie vamzdžiai veikia polinėmis sąlygomis, naudojant struktūrizuotą žemos temperatūros pritaikomumo bandymą .
Stiklinio pluošto armuotų PPR vamzdžių medžiagos profilis
Stiklo pluošto sustiprintos PPR vamzdžiai yra kompozicinės medžiagos su įterptais stiklo pluošto sluoksniais .
Ši struktūra padidina mechaninį stiprumą, sumažina šilumos išsiplėtimą ir pagerina matmenų stabilumą .
Palyginti su standartiniu PPR, šie vamzdžiai palaiko aukštesnius slėgio reitingus žemoje temperatūroje .
Jie yra atsparūs korozijai, netoksiški ir tinkami geriamojo vandens sistemoms .
Jų lankstumas taip pat sumažina įtrūkimo riziką esant šiluminiam stresui .
Šios savybės verčia juos perspektyvius kandidatus į „Polar Station Infrastructure“ .
Iššūkiai poliarinėje aplinkoje
„Extreme Cold“ supažindina su medžiagomis ir sistemomis unikaliais stresais .
Vamzdžiai turi atlaikyti ne tik žemą aplinkos temperatūrą, bet ir vidinius užšalimo-atšildymo ciklus .
Palaidotus vamzdynus gali paveikti žemės perjungimas dėl amžinojo įšalo judėjimo .
Paviršiaus paveikti vamzdžiai susiduria su sniego kaupimu, ledo slėgiu ir vėjo dilimu .
Medžiaga ir susitraukimas gali sukelti sąnarių gedimą arba sprogti .
Taigi, norint patvirtinti našumą prieš diegiant poliarines operacijas ., reikalingas griežtas bandymas
Tikrinimo tikslai ir metodika
Mažos temperatūros pritaikomumo testavimo tikslas buvo dvejopas:
(1) Įvertinti fizines ir mechanines savybes esant žemai nulinei temperatūrai,
(2) įvertinti realaus pasaulio našumą per imituotas polines sąlygas .
Testavimas sekė ISO 15494 ir ASTM F2389 termoplastinių vamzdynų standartai .
Stiklo pluošto sustiprintų PPR vamzdžių pavyzdžiai buvo kondicionuojami -20 laipsniu, -40 laipsniu ir -60 laipsnis .
Testai apėmė slėgio sulaikymą, atsparumą smūgiui, matmenų stabilumui ir lankstumui .
Tiek trumpalaikiai, tiek ilgalaikiai vertinimai buvo atlikti klimato kamerose .
Atsparumas slėgiui esant Zero sąlygoms
Vidinio vandens slėgio palaikymas žemoje temperatūroje yra pagrindinis reikalavimas .
Vamzdžiai buvo slėgio esant 1 . 5 kartus didesniam jų nominaliam įvertinimui, kol 72 valandas buvo laikomi -40 laipsniu.
Testas neparodė jokio nuotėkio, įtrūkimo ar deformacijos .
Stiklo pluošto sluoksnis tolygiai paskirstė vidinius įtempius, užkertant kelią lokaliam gedimui .
Tai patvirtino, kad vamzdžio struktūrinis vientisumas išlieka nepažeistas esant ypač šaltam .
Be to, slėgio sulaikymo testas imituoja realų naudojimą šildymo ir komunalinių paslaugų sistemose .
Tai parodė vamzdžio galimybes nuolat slėgio veikimui polinėse stotyse .
Atsparumas smūgiams ir lenkimo testavimas
Šaltas oras sumažina daugelio polimerų energijos absorbcijos talpą .
Norint įvertinti atsparumą, smūgio testai naudojant kritimo svorio metodus buvo atlikti esant -20 laipsniui ir -40 laipsniui .
Stiklo pluošto sustiprintos PPR mėginiai absorbuojami smūgiais be drebėjimo, nors buvo pastebėta nedideli paviršiaus įtaisai .
Lankstelio modulio bandymas parodė tik nedidelį standumo padidėjimą šaltomis sąlygomis .
Šis stiprumo ir lankstumo pusiausvyra yra labai svarbi montavimui per nelygų ar keičiantį reljefą .
Rezultatai palaiko vamzdžio taikymą tiek ant žemės, tiek palaidotos konfigūracijos .
Bendras našumas ir šiluminis dviračių patvarumas
Sąnariai yra kritiniai gedimo taškai ekstremalioje aplinkoje .
Suvirintos jungtys ir mechaninės jungtys buvo veikiami 500 šiluminių ciklų nuo +20 laipsnio iki -40 laipsnio .
Kiekvienas ciklas modeliavo dienos nakties temperatūros svyravimus ir sezoninius poslinkius .
Po bandymo visi jungtys liko sandarios, be jokių delaminacijos ar streso įtrūkimų požymių .
Tai rodo, kad vamzdžio korpuso ir jungčių suderinamumas išlieka stabilus polinės dviračių sąlygomis .
Tai taip pat pabrėžia kokybės kontrolės svarbą atliekant bendrą paruošimą lauko diegimui .
Ilgalaikis ekspozicijos modeliavimas ir UV atsparumas
Šešių mėnesių pagreitintas senėjimo testas buvo atliktas aplinkos kameroje .
Mėginiai buvo veikiami šalčio, vėjo, drėgmės ir UV šviesos skirtingais intervalais .
Nors PPR medžiagos natūraliai nėra atsparūs UV spinduliams, buvo naudojamos apsauginės išorinės dangos .
Šios dangos užkirto kelią reikšmingam skilimo ar spalvų pokyčiams .
Tempiamasis stiprumas ir elastingumas išliko 95% originalių verčių .
Toks našumas rodo, kad padengtas stiklo pluošto sustiprintas PPR vamzdžiai yra gyvybingi ilgalaikiam lauko naudojimui .
Vis dar rekomenduojama atlikti papildomą izoliaciją ar laidojimą, kad būtų geriausi rezultatai atviromis poliarinėmis sąlygomis .
Praktinės lauko programos ir rekomendacijos
Dabar kelios poliarinių tyrimų stotys bandė naudoti šiuos vamzdžius .
Programos apima nuotekų nutekėjimą, šildomą vandens pasiskirstymą ir sūrymo transportavimo sistemas .
Instaliacijos parodė, kad paprastas tvarkymas net pirštinėmis sąlygomis dėl mažo svorio .
Grįžtamasis ryšys vietoje nurodė greitesnį diegimą, palyginti su metalinėmis alternatyvomis .
Tačiau nuolatiniam ekspozicijai . rekomenduojami iš anksto izoliuoti arba dvigubai daugiau variantų
Šiluminės rankovės ir apsauginės tranšėjos dar labiau padidina našumą ir ilgaamžiškumą .
Prevencinei priežiūrai . siūlomi įprastiniai patikrinimai ir retkarčiais vykstantys infraraudonųjų spindulių vaizdai
Išvada: patikrintas patikimumas šaltu oru
Stiklo pluošto sustiprintų PPR vamzdžių pritaikymo žemos temperatūros bandymai patvirtina jų tinkamumą poliniam naudojimui .
Jie demonstruoja išskirtinį atsparumą slėgiui, lankstumui ir sąnarių vientisumui esant sub-nulinėms sąlygoms .
Derindami su UV apsauga ir gera diegimo praktika, jie gali tarnauti ilgalaikėje ekstremalioje aplinkoje .
Kai klimato tyrimai ir Arkties infrastruktūra plečiasi, tokios medžiagos tampa gyvybiškai svarbiais komponentais .
Tęstinės materialinės naujovės ir standartizuoti bandymai dar labiau padidins saugumą ir našumą šalčiausiuose regionuose .
Susisiekite su Ifanu
Telefonas:+86 15088288323
El. Paštas:sales24-ifan@ifangroup.com
