Long-term durability of large-diameter polyester composite pipes

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. The paper deals with relaxation and creep coefficients, long-term ultimate bending deformation under long-term exposure to moisture and chemically active environment (10,000 hours) of sewer pipes.Materials and methods. 400, 1,200 and 1,400 mm diameter sewer pipes made of glass-reinforced polyester. A compressive load was applied to the specimen at a constant rate until a specific annular strain of (3.0 ± 0.5) % was achieved in (60 ± 10) s. The obtained specific annular strain was kept constant for 2 minutes, after this time the compressive load and annular strain were determined and recorded. The essence of the method is to load a test specimen, placed horizontally and immersed in water, at a given temperature, with a diametrically compressive load for a time during which the annular strain remains constant. The load is measured at specified intervals until 10,000 h is reached. According to the test results, the long-term specific annular stiffness and relaxation coefficient under the influence of moisture are determined in accordance with the methodology of GOST R 57008–2016. Two specimens shall be used for testing, unless otherwise specified in the normative document. Long-term specific ring stiffness and relaxation coefficient are the arithmetic mean obtained for two specimens.Results. It was found that the performance characteristics (long-term ultimate bending deformation, relaxation and creep coefficients when exposed to moisture) of the investigated sewer pipes are determined by the specific ring stiffness and their diameter. For polyester pipes with initial ring stiffness of 5,000 N/m2 increasing their diameter from 400 to 1,400 mm leads to linear increase of relaxation coefficient (from 0.79 to 0.96) and decrease of long-term ultimate bending strain (from 0.84 to 0.75 %) when exposed to moisture during 10,000 hours.Conclusions. The durability of the investigated sewer pipes made of glass-reinforced polyester exceeds 50 years.

About the authors

M. G. Kovalev

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: KovalevMG@mgsu.ru

V. A. Kakusha

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: KakushaVA@mgsu.ru

O. A. Kornev

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: i@okornev.ru

D. A. Melnikov

New Pipe Technologies

Email: melnikov@ntt.su

M. V. Fedorov

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: FedorovMV@mgsu.ru

D. V. Zaitsev

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: dannil5@mail.ru

P. D. Kapyrin

Moscow State University of Civil Engineering (National Research University) (MGSU)

Email: kapyrin@mgsu.ru

References

  1. Кушнир С.Я., Горковенко А.И., Гербер А.Д., Игнатко В.М. Прочностные характеристики стеклопластиковых труб и потеря устойчивости трубопроводов // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. 2003. № 3 (39). С. 58–63. EDN TGFXXD.
  2. Байбурова М.М., Файзрова И.Н. Оценка прочностных характеристик стеклопластиковых труб в областях смешанного напряженного состояния // Вестник Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. 2011. № 2. С. 17–19. EDN NWEEGF.
  3. Бутовка А.Н., Строганов Н.В. Исследование прочностных характеристик стеклопластиковых труб на основе стекловолокна и эпоксидного связующего при различных условиях эксплуатации // Трубопроводный транспорт: теория и практика. 2017. № 6 (64). С. 38–40. EDN ZWUGYH.
  4. Мельников Д.А., Иванов С.В., Антошин В.А., Албагачиев А.Ю. Исследование упруго-прочностных характеристик стеклопластиковых труб для микротоннелирования при осевом сжатии // Композиты и наноструктуры. 2022. Т. 14. № 1 (53). С. 48–59. EDN WESLUL.
  5. Мельников Д.А., Иванов С.В., Антошин В.А. Стеклокомпозитные трубы и изделия из них: заданное сочетание эксплуатационных и технологических свойств // Наилучшие доступные технологии водоснабжения и водоотведения. 2020. № 6. С. 22–23. EDN GVYBOI.
  6. Бьёркланд И. Пласмассовые трубы, их характеристики и области применения. М. : NPG, 2000. 116 с.
  7. Лопатина А.А., Сазонова С.А. Анализ технологий укладки труб // Вестник ПНИПУ. Строительство и архитектура. 2016. Т. 7. № 1. С. 93–111. doi: 10.15593/2224-9826/2016.1.12. EDN VPZUXZ.
  8. Седов Л.Н., Михайлова З.В. Ненасыщенные полиэфиры. М. : Химия, 1977. 231 с.
  9. Пот У. Полиэфиры и алкидные смолы. М. : Пэйнт-Медиа, 2009. 232 с.
  10. Гуняев Г.М. Структура и свойства полимерных волокнистых композитов. М. : Химия, 1981. 230 с.
  11. Антошин В.А., Мельников Д.А., Иванов С.В., Албагачиев А.Ю. Определение долговременных прочностных свойств стеклокомпозитных труб для расчета срока эксплуатации // Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении : науч. тр. VII Междунар. науч. конф. 2021. С. 31–33. EDN FBBRSY.
  12. Мельников Д.А., Ильичев А.В., Вавилова М.И. Сравнение стандартов для проведения механических испытаний стеклопластиков на сжатие // Труды ВИАМ. 2017. № 3 (51). С. 6. doi: 10.18577/2307-6046-2017-0-3-6-6. EDN YGASIX.
  13. Мельников Д.А., Албагачиев А.Ю., Антошин В.А., Иванов С.В. Определение коэффициентов запаса прочности конструкции стеклокомпозитных труб для микротоннелирования // Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении : науч. тр. VII Междунар. науч. конф. 2021. С. 166–168. EDN YPHBMK.
  14. Тарнопольский Ю.М., Кинцис Т.Я. Методы статических испытаний армированных пластиков. 2-е изд., перераб. М. : Химия, 1975. 263 с.
  15. Мэллой Р.А. Конструирование пластмассовых изделий для литья под давлением. СПб. : Профессия, 2006. С. 30, 81, 82.
  16. Бобович Б.Б. Неметаллические конструкционные материалы. М. : МГИУ, 2009. С. 6, 28, 55. EDN QNERBN.
  17. Ягубов Э.З. Композиционно-волокнистые трубы в нефтегазовом комплексе. М. : ЦентрЛитНефтеГаз, 2008. С. 86–87, 103. EDN QNVDGF.
  18. Михайлин Ю.А. Термоустойчивые полимеры и полимерные материалы. СПб. : Профессия, 2006. С. 56–58. EDN QNEHJZ.
  19. Кулезнева В.К., Гусева В.К. Технологии переработки полимеров. М. : Химия, 2004. С. 94, 281, 355.
  20. Калинчев В.А. Технология производства ракетных двигателей твердого топлива. М. : Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011. С. 63, 98, 118.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).