Bảng 2 – Đặc tính của nguyên liệu PE ở dạng ống

Đặc tính

Yêu cầu ^a

Thông số thử

Phương pháp thử

Thông số

Giá trị

Độ bền kéo đối với nồi nung chảy mặt đầu

Phép thử phá hủy: Phá hủy dẻo – Đạt

...

...

...

Đường kính ống

110 mm

ISO 13953

Tỷ số đường kính ống

SDR 11

Nhiệt độ thử

23 ºC

Số lượng mẫu thử ^c

Theo ISO 13953

...

...

...

SDR 11

Không bị phá hủy trong thời gian thử

Nhiệt độ thử

80 ºC

ISO 13479

Áp suất thử bên trong đối với:

PE 63

PE 80

PE 100

...

...

...

6,4 bar

8,0 bar

9,2 bar

Thời gian thử

500 h

Kiểu thử

Nước trong nước

Số lượng mẫu thử ^c

Theo ISO 13479

...

...

...

Theo các qui chuẩn quốc gia hiện hành

Độ bền thời tiết ^a

Mẫu thử đối với thời tiết phải có:

Phơi dưới tia bức xạ mặt trời

≥ 3,5 GJ/m^{2 d}

ISO 16871

a) Độ tách kết dính nội của mối nối bằng phương pháp nung chảy điện

Số phần trăm của phá hủy giòn: ≤ 33,3 %

Nhiệt độ

...

...

...

ISO 13594

Qui trình lắp ráp

b) Độ giãn dài khi đứt

Theo TCVN 7305-2: 2008 (ISO 4227-2: 2007), Bảng 5

TCVN 7434-1 (ISO 6259-1)

TCVN 7434-3 (ISO 6259-3)

c) Độ bền thủy tĩnh ở 80 ºC

Theo TCVN 7305-2: 2008 (ISP 4227-2: 2007), bảng 3

...

...

...

CHÚ THÍCH 1 bar = 0,1 MPa = 10⁵ Pa; 1 MPa = 1 N/mm².

^a Sự phù hợp với cái yêu cầu này phải được xác nhận bởi nhà sản xuất nguyên liệu.

^b Chuẩn bị mẫu thử theo ISO 11414, điều hòa mẫu bình thường ở 23 ºC.

^c Số lượng mẫu thử được lấy cho biết số lượng được yêu cầu để thiết lập được một giá trị cho các đặc tính mô tả trong bảng này. Số lượng mẫu thử yêu cầu cho việc kiểm soát quá trình sản xuất trong nhà máy và kiểm soát quá trình phải được liệt kê trong kế hoạch chất lượng của nhà máy.

^d Giá trị 3,5 GJ/m² tương ứng với việc phơi hàng năm dưới ánh nắng mặt trời gần vĩ tuyến 50 độ. Giá trị này có thể được điều chỉnh lại cho phù hợp với tiêu chuẩn và qui chuẩn quốc gia.

^e Chỉ cho các nguyên liệu màu xanh.

^f Được lựa chọn.

4.5. Sự tương hợp nóng chảy

Các điều sau được áp dụng:

...

...

...

b) các nguyên liệu phù hợp với Bảng 1 được cho là có thể tương hợp được với nhau, và khi có yêu cầu điều này phải được chứng minh bởi các nhà sản xuất nguyên liệu ở ngay trên sản phẩm của mình bằng cách thử độ kéo đứt của mối nối nung chảy mặt đầu phù hợp với Bảng 2.

4.6. Phân loại và ký hiệu

Nguyên liệu phải được ký hiệu theo loại vật liệu (PE) và độ bền yêu cầu tối thiểu (MRS) theo Bảng 3.

Nguyên liệu phải có MRS bằng các giá trị qui định trong Bảng 3. Giá trị MRS và việc phân loại nguyên liệu phải xuất phát từ σ_LPL theo ISO 12162. Giá trị σ_LPL được xác định bằng cách phân tích theo ISO 9080, các phép thử áp suất thủy tĩnh được tiến hành theo TCVN 6149-1: 2007 (ISO 1167-1: 2006).

Để xác định độ bền thủy tĩnh dài hạn của vật liệu PE 100 theo ISO 9080, việc phát hiện điểm gãy trên đồ thị ngoại suy ở 80 ºC trước 5 000 h là không được chấp nhận.

Việc phân loại nguyên liệu theo ISO 9080 phải được chứng nhận bởi nhà sản xuất nguyên liệu.

CHÚ THÍCH Nếu phụ tùng được sản xuất từ nguyên liệu cùng loại với ống thì việc phân loại vật liệu tương tự đối với ống.

Khi một nguyên liệu được xác định là chỉ để sản xuất phụ tùng thì các mẫu thử được sử dụng để phân loại nguyên liệu phải được chuẩn bị theo TCVN 6149-2 (ISO 1167-2).

Bảng 3 – Ký hiệu vật liệu và giá trị ứng suất thiết kế tối đa tương ứng

...

...

...

Độ bền yêu cầu tối thiểu

MPa

σ_S

Mpa

PE 100

10,0

8,0

PE 80

8,0

...

...

...

PE 63

6,3

5,0

PE 40

4,0

3,2

Ứng suất thiết kế, σ_S được lấy từ MRS bằng cách sử dụng hệ số vận hành (thiết kế) toàn bộ, C = 1,25.

CHÚ THÍCH Có thể sử dụng giá trị của C cao hơn; ví dụ, nếu C = 1,6, giá trị này đưa ra ứng suất thiết kế là 5,0 MPa đối với vật liệu PE 80. Giá trị C cao hơn có thể đạt được bằng cách chọn loại PN cao hơn.

5. Ảnh hưởng đến chất lượng nước của ống dùng vận chuyển nước sinh hoạt

...

...

...

Nồng độ các chất, các tác nhân hóa học và sinh học được chiết tách ra từ vật liệu khi tiếp xúc với nước uống và các phép đo của các thông số cảm quan/lý học không được vượt quá giá trị tối đa được khuyến cáo bởi Tổ chức Sức khỏe Thế giới (WHO), hoặc theo giá trị qui định bởi Hướng dẫn 98/83/EC của Hội đồng EC, tùy theo yêu cầu nghiêm ngặt hơn trong từng trường hợp.

Cần phải chú ý đến những yêu cầu của các qui chuẩn quốc gia (xem trong Lời giới thiệu).

PHỤ LỤC A

(tham khảo)

HỆ SỐ SUY GIẢM ÁP SUẤT

Khi hệ thống PE được vận hành ở nhiệt độ ổn định liên tục cao hơn 20 ºC và đến 40 ºC, thì hệ số suy giảm áp suất cho trong Bảng A.1 có thể áp dụng được cho PE 80 và PE 100. Đối với hệ số cho PE 40 và PE 63, tham khảo ISO 13761.

Bảng A.1 – Hệ số suy giảm áp suất đối với PE 80 và PE 100

Nhiệt độ ^{a, b}

...

...

...

Hệ số

20

1,00

30

0,87

40

0,74

CHÚ THÍCH Trừ khi phân tích theo ISO 9080 chứng minh được rằng độ suy giảm nhỏ hơn có thể áp dụng được, trong đó trường hợp hệ số cao hơn và do đó có thể áp dụng áp suất cao hơn.

^a Đối với các nhiệt độ khác giữa mỗi bước, được phép sử dụng phép nội suy (xem ISO 13761).

...

...

...

CHÚ THÍCH Áp suất làm việc cho phép (PFA) được xác định theo công thức sau:

PFA = f_T x f_A x PN

Trong đó

f_T là hệ số theo Bảng A.1

f_A là hệ số suy giảm (hoặc hệ số tăng tải) liên quan với việc áp dụng (đối với dẫn nước f_A = 1);

PN là áp suất danh nghĩa.

PHỤ LỤC B

(tham khảo)

...

...

...

B.1. Qui định chung

Sự phát triển của vết nứt (RCP) là sự hình thành vết nứt có độ dẻo thấp với tốc độ nhanh (khoảng 300 m/s) dọc theo đường ống chịu áp suất. Sự phát triển hoặc kìm hãm vết nứt phụ thuộc vào năng lượng biến dạng tại đầu vết nứt, điều đó sẽ bị ảnh hưởng bởi áp suất bên trong của chất lỏng, ảnh hưởng bởi mức độ mà tại đó chất lỏng giảm áp suất.

Nếu vết nứt xuất hiện trong ống dẫn nước, thì chất lỏng không phải chịu sức nén như nhau và năng lượng giải phóng như của đường ống chứa không khí hoặc khí đốt. Do đó, sự phát triển vết nứt với tốc độ nhanh xuất hiện có thể nhỏ hơn nhiều trong ống dẫn nước. Thực ra, các phép thử hết thang (full-scale) (FS) và phép thử S4 RCP (độ bền đối với sự phát triển nhanh của vết nứt) trên ống dẫn nước đã chỉ ra rằng sự phát triển này không xảy ra khi ống được chứa đầy nước^[6]. Tuy nhiên, các phép thử với ống có đường kính lớn có chứa cả nước và không khí ở nhiệt độ thấp (< 3 ºC) có thể nhìn thấy được vết nứt phát triển theo chiều dài đầu ống trong túi khí, nhưng áp suất cao hơn được qui định để chịu được sự phát triển này so với trường hợp chỉ có không khí ^{[6], [7]}. Áp suất để chịu được sự phát triển tăng lên khi thể tích bẫy không khí giảm xuống, do đó sự giảm thiểu thể tích bẫy không khí sẽ giảm đi sự nguy hại. Điều đó đã được kết luận là hiện tượng nguy hại xảy ra trong ống dẫn nước là rất thấp và yêu cầu các điều kiện bất lợi trùng hợp nào đó, nghĩa là sự bắt đầu của vết nứt nhanh liên tiếp tại vị trí của túi khí trong ống có đường kính lớn được vận hành ở các điều kiện áp suất cao và nhiệt độ thấp.

Trong khi xây dựng các tiêu chuẩn Châu Âu cho ống dẫn nước PE ^{[8], [9]}, điều này đã được kết luận là RCP chỉ cần xem xét đối với ống có chiều dày thành > 32 mm. Phép thử cho thấy phần lớn các nguyên liệu làm ống mới đều bền với RCP và có độ bền cao đối với sự phát triển vết nứt chậm, làm giảm đáng kể sự nguy hại ban đầu. Điều kiện và các ví dụ của các qui định có thể tìm trong Tài liệu tham khảo [8] và [9].

B.2. Sự bắt đầu của sự phát triển nhanh của vết nứt

Sự bắt đầu của RCP có thể là kết quả của việc phá hủy do va đập, sự phát triển vết nứt xuyên qua thành hoặc vết nứt sẽ phát triển từ mối hàn bằng phương pháp nung chảy kém trong các điều kiện bất lợi trùng hợp nào đó và các điều kiện về môi trường.

Hiện tượng của RCP phải được ghi trong báo cáo của các loại vật liệu khác nhau của đường ống, bao gồm cả thép và trong một số các mẫu, của hệ thống đường ống nhựa.

B.3. Các thông số có ảnh hưởng đến sự phát triển/kìm hãm vết nứt

Các thông số có ảnh hưởng đến RCP khi vết nứt bắt đầu xuất hiện là

...

...

...

b) nhiệt độ đường ống,

c) mức độ giảm áp suất của chất lỏng được dẫn (xem B.1) và

d) tính bền gãy của vật liệu làm ống.

B.4. Phương pháp thử

Tính nhạy cảm của ống trong vật liệu riêng biệt đối với RCP tăng theo độ lớn của đường kính ống và chiều dày thành. Điều này được đánh giá theo kinh nghiệm để cho phép hệ thống được thiết kế để hạn chế sự nguy hại. Các phương pháp thử tiêu chuẩn cho ống PE đã được ban hành: phép thử S4 ở ISO 13477 và phép thử FS ở ISO 13478.

Các phép thử này yêu cầu các điều kiện khắt khe đối với sự bắt đầu xuất hiện vết nứt nhanh, nghĩa là tạo ra các vết khía hình chữ V trên ống thử và cho va chạm mạnh với một lưỡi dao sắc, và trong trường hợp phép thử hết thang (full-scale), làm lạnh ống ban đầu đến – 70 ºC.

THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] ISO 497: 1973, Guide to the choice of series of preferred numbers and of series containing more rounded values of preferred numbers

...

...

...

[3] ISO 13477, Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids – Determination of resistance to rapid crack propagation (RCP) – Small-scale steady-state test (S4 test)

[4] ISO 13478, Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids – Determination of resistance to rapid crack propagation (RCP) – Full-scale test (FST)

[5] GREIG,M., Rapid crack propagation in hydrostatically pressurized polyethylene pipe, Plastics and Rubber Institute Plastics Pipes VII Conference, September 1988

[6] GREENSHIELDS,C.J., Fast brittle fracture of plastics pipes – Part 1: Water pressurised, plastics, rubber and composites processing and application, 1997, Vol. 26, No. 9, p. 387

[7] EN 12201-1, Plastics piping systems for water supply – Polyethylene (PE) – Part 1: General

[8] EN 13244-1, Plastics, piping systems for buried and above ground pressure systems for water for general purposes, drainage and sewerage - Polyethylene (PE) – Part 1: General

[9] CEN/TS 12201-7, Plastics piping systems for water supply – Polyethylene (PE) – Part 7: Guidance for the assessment of conformity

[10] CEN/TS 13244-7, Plastics, piping systems for buried and above ground pressure systems for water for general purposes, drainage and sewerage – Polyethylene (PE) – Part 7: Guidance for the assessment of conformity

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 7305-1:2008 (ISO 4427-1: 2007) về Hệ thống ống nhựa - Ống nhựa polyetylen (PE) và phụ tùng dùng để cấp nước - Phần 1: Quy định chung