Extrusion Russian Edition 6-2021

27 ЭКСТРУЗИЯ ТРУБ ЭКСТРУЗИЯ 6/2021 микроскопа и проведено тестирование на выдерживаемое изделием давление. Для анализа параметров линии спая посредством вибротома Microm HM 650V от компании Thermo Fisher Scientific Inc. (США) были изготовлены образцы толщиной 20 мкм. Далее, при 200-кратном увеличении с помощью микроскопа проходящего света VHX 500 фирмы Keyence Deutschland GmbH (Германия) были сделаны их цветные фотографии. Для оценки длины линии спая фотографии обрабатывались в па- кете в ImageJ (Национальный институт здоровья, США). Места прохождения линии спая и ее длина (зеленая сплош- ная линия) наглядно представлены на рис. 4. Улучшение механических свойств труб Поскольку длительная прочность ма- териала трубы в значительной степени определяется действующим напряжени- ем и в меньшей степени температурой, то максимальное допустимое внутрен- нее давление или разрывное давление можно использовать для оценки меха- нических свойств экструдированных из- делий [12]. Возникающее трубах по трем осям напряженное состояние можно в упрощенном виде оценить с помощью так называемой формулы Барлоу. При этом расчете считается, что линии спая проходят строго радиально. С учетом возникающего внутреннего давления p, среднего диаметра трубы Dm , а также толщины стенки e рассчитывается экви- валентное напряжение σ v . Для опреде- ления того, разрушится ли труба под действием внутреннего давления, экви- валентное напряжение сравнивается с допустимым напряжением σ zul , завися- щим от используемого материала и при- нятого коэффициента надежности S. Уравнение 1 σ zul p × Dm 2 × S × e = < σ v Фактическую прочность трубы при воздействии внутреннего давления мож- но определить с помощью испытания на разрывное давление. Для проведения испытания на разрывное давление в со- ответствии с DIN EN ISO 1402 [10] об- разцы труб были разрезаны на отрезки длиной 180 мм и установлены в герме- тизирующем устройстве фирмы Dunze GmbH (Германия). Затем в трубу пода- вали непрерывный поток воды со ско- ростью 3 см 3 /с, и образец подвергался действию все возрастающего давления в интервале времени от 30 до 60 с до момента разрушения — в соответствии с нормативом DIN EN ISO 1402. Тест повторяли трижды для каждого иссле- дуемого варианта дорнодержателя. Определенные по итогам испытания значения разрывного давления представ- лены на рис. 5. Для труб из полипропи- лена конструкции спиц вариантов A, C и Dне показали значительного повышения стойкости к воздействию внутреннего давления в сравнении с традиционной конструкцией спиц. В отличие от них для ПЭНД явно доказано, что образцы труб, выполненные в конструкции вариантов C и D, в состоянии выдержать намного более высокое внутреннее давление (рис. 5). Так, для трубы, произведенной на го- ловке с дорном в варианте C, разрывное давление составило около 56 бар. Это означает увеличение устойчивости тру- бы к воздействию внутреннего давления примерно на 40%по сравнению с трубой, произведенной на головке с дорнодержа- телемтрадиционнойконструкции. Вэтом случае, согласно расчету поформуле Бар- лоу, можно уменьшить толщину стенки трубы максимум на 32,9%, причем стой- кость изделия к воздействию внутренне- го давления останется прежней. Образцы труб, произведенных с использованием конструкции вариантов A и B, не пока- зали роста стойкости к воздействию вну- Длина линии спая, мм Рисунок 4. Воздействие спицы новой конструкции на образование линии спая www.smart-extrusion.com ×èòàéòå ýëåêòðîííóþ âåðñèþ æóðíàëîâ ÍÀ ÏÎÐÒÀËÅ