بخش A1

این روش آزمون، توانایی لوله برای مقاومت به نیروی بیرونی عمود بر محور خود درامتداد طول را تعیین می‌کند. این آزمون برای لوله با هر اندازه اسمی و مقطع دایره‌ای، تخم‌مرغی و بادبادکی شکل کاربرد دارد.

مطابق با بند ۵-۴-۱، درصورتی که دستگاه مناسب موجود نباشد، آزمون روی آزمونه‌ها مطابق با پیوست ب انجام شود.

از این روش آزمون به‌منظور اثبات انطباق با حداقل الزامات برای استحکام خردشوندگی مشخص شده در بند ۵-۴-۱ یا تعیین استحکام کششی خمشی حلقه PRC مورد استفاده در ساخت لوله، استفاده می‌شود. آزمونه در سراسر قطر خود برای کل طول خود درمعرض نیروی عمودی قرار می‌گیرد. برای اثبات انطباق با حداقل استحکام خردشوندگی، نیروی وارده برابر با حداقل نیروی خردشوندگی (q_{cr,min}) مشخص شده در بند ۵-۴-۱ ضربدر طول آزمونه است. برای تعیین استحکام خردشوندگی لوله یا استحکام کششی خمشی حلقه PRC، نیروی وارده تا زمان شکست آزمونه افزایش داده می‌شود. با استفاده از نیروی وارد شده، طول آزمونه و معادلات مرتبط در این پیوست، حداقل استحکام‌های تأیید شده یا استحکام‌های واقعی تعیین می‌شوند.

دستگاهی است که توانایی اعمال نیروی فشاری به آزمونه با نرخی ثابت بین ۴۰۰ N/s و ۶۰۰ N/s تا رسیدن به حداقل نیروی خردشوندگی مشخص شده یا شکست آزمونه، را داشته باشد.

دستگاه باید به‌اندازه‌ای صلب باشد که توزیع نیرو تحت تأثیر تغییرشکل یا تسلیم هیچ‌یک از اجزاء قرار نگرفته و باید نیرو را در صفحه‌ای عمود بر خطوط مرکزی طولی حامل‌ها و آزمونه بدون شوک منتقل کند. نیرو باید به‌نحوی اعمال شود که ترکیب تکیه‌گاه و حامل‌ها برای چرخش در صفحه‌ای عمود بر خطوط مرکزی طولی حامل‌های بالایی و پایینی، آزاد باشد.

دستگاه باید مجهز به وسایل اندازه‌گیری، نشانگر و ثبت نیروی کل وارد بر آزمونه با دقتی در محدوده ±۲ درصد نیروی وارده باشد.

حامل‌ها باید از جنس فلز یا چوب سخت مناسب، که مستقیم و بدون پیچ و تاب یا گره است، باشند. آن‌ها می‌توانند به صورت پیوسته یا تکه تکه باشند.

ضخامت حامل‌ها باید حداقل ۲۵ میلی‌متر باشد. حامل‌ها باید به‌صورت مرکزی روی تکیه‌گاه‌هایشان و زیر محور اعمال نیرو و موازی با محور طولی لوله قرار گیرند.

نیرو باید از طریق یک نوار حامل بالایی اعمال شود.

برای لوله‌هایی با مقطع بیرونی دایره‌ای شکل، حامل پایینی باید مانند تکیه‌گاه، به شکل V با شیب سطح بین صفر و ۱۵ درجه، باشد. عرض حامل باید حداقل به اندازه عرض لازم برای تکیه‌گاه آزمونه بوده یا حاوی دو نوار حامل باشد. در حالت اخیر، مراکز دو نوار در فاصله‌ای قرار می‌گیرند که با زاویه ۳۰ درجه نسبت به مرکز لوله امتداد می‌یابند (شکل الف-۱).

لوله‌های دارای پایه باید روی تکیه‌گاه با دو نوار حامل قرار گیرند. مراکز دو نوار باید در فاصله‌ای معادل با ۰/۳ برابر قطر داخلی (d_i) یا عرض (w_i)، با توجه به شکل مقطع قرار گیرند (شکل الف-۲).

سطوحی که در تماس با آزمونه هستند باید به شکل روکش یا نوار مطابق با شکل‌های الف-۱ یا الف-۲ باشند. جنس این سطوح باید از ماده‌ای الاستومری با سختی IRHD (۵۵ ± ۱۰) بوده یا روکش نمدی با چگالی (۰/۳ ± ۰/۰۲۵) g/cm³ باشد. ضخامت سطوح باید (۱۰ ± ۵) mm باشد.

عرض نوار حامل (a_b) باید بیش از عرض سطح تماس متناظر با آزمونه و کمتر از مقدار مرتبط ارائه شده در جدول الف-۱ باشد.

سه آزمونه از یک اندازه اسمی و نام‌گذاری باید استفاده شود.

آزمونه می‌تواند به‌صورت لوله کامل یا قطعه‌ای بریده شده از لوله بوده یا به‌صورت قطعه‌ای تولیدشده در همان قالب با قطر و ضخامت برابر با لوله، با همان فرمول‌بندی و شرایط تولید لوله باشد. طول آزمونه باید بیش از مقدار قید شده در بند ۵-۴-۱-۲ باشد. دو انتهای آزمونه باید صاف بوده و عمود بر محور آزمونه باشد.

درصورت آزمون لوله کامل، طول استقرار (طول مؤثر) به‌عنوان طول آزمونه برای محاسبه نیروها و خواص استفاده شود.

آزمونه به صورت افقی و مرکزی روی حامل پایینی قرار داده شود.

درصورت انجام آزمون به‌منظور ارزیابی انطباق با الزامات حداقل استحکام خردشوندگی، حداقل نیروی آزمون مطابق با بند الف-۶، از طریق ضرب کردن حداقل نیروی خرد شوندگی (مشخص شده در بند ۵-۴-۱ برحسب N) در طول آزمونه (برحسب mm)، محاسبه شود.

نیرو به‌صورت پیوسته با نرخی ثابت بین ۴۰۰ N/s و ۶۰۰ N/s، تا رسیدن به نیروی آزمون لازم (P_min)، با احتساب نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی (W*)، یا شکست آزمونه اعمال شود.

درصورت وقوع شکست، استحکام خردشوندگی لوله و استحکام کششی خمشی حلقه برای PRC مطابق با بند الف-۶ محاسبه و نتایج ثبت شود.

نیروی آزمون اعمال شده، وضعیت ظاهری و ابعاد آزمونه ثبت شود.

حداقل نیروی آزمون (P_calc) با استفاده از معادله الف-۱ محاسبه می‌شود:

که در آن:

P_calc حداقل نیروی آزمون، برحسب نیوتن (N)؛

l_p طول آزمونه، برحسب میلی‌متر (mm) و

q_{cr,min} حداقل نیروی خردشوندگی، برحسب نیوتن بر میلی‌متر (N/mm) است، که از معادله ۱ یا ۲ بند ۵-۴-۱-۱ ("رده استحکام" × [DN] × ۰/۰۰۱ یا "رده استحکام" × [WN] × ۰/۰۰۱) محاسبه می‌شود. رده استحکام، مقداری بدون بعد بوده که برحسب کاربرد، در جدول ۸، ۹ یا ۱۰ برای اندازه اسمی لوله مورد نظر ارائه شده است. [DN] یا [WN] اندازه اسمی داخلی مربوط به لوله مورد نظر است که به‌صورت مقداری بدون بعد بیان می‌شود.

حداقل نیروی اعمالی (P_min) با استفاده از معادله الف-۲ محاسبه شود:

که در آن:

P_min حداقل نیروی اعمالی، برحسب نیوتن (N)؛

P_calc حداقل نیروی آزمون، برحسب نیوتن (N) و

W* نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی (و درصورت کاربرد، لبه اعمال فشردگی)، برحسب نیوتن (N) است.

درصورتی که قبل از رسیدن به حداقل نیرو (P_min) شکست رخ دهد یا نیروی اعمالی تا رخ دادن شکست افزایش یابد، استحکام خردشوندگی (q_cr) با استفاده از معادله الف-۳ محاسبه می‌شود:

که در آن:

q_cr استحکام خردشوندگی، برحسب نیوتن برمیلی‌متر (N/mm)؛

P_cr نیروی اعمالی توسط دستگاه اعمال نیرو در شکست، برحسب نیوتن (N)؛

W* نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی (و درصورت کاربرد، لبه اعمال فشردگی)، برحسب نیوتن (N) است و

l_p طول آزمونه، برحسب میلی‌متر (mm) است.

اگر استحکام کششی خمشی حلقه (σ_rb) برای PRC به‌منظور اهداف محاسباتی لازم باشد، مقدار آن با استفاده از یکی از معادلات زیر تعیین می‌شود:

یادآوری – اگر شکست رخ دهد، تنش کششی خمشی حلقه محاسبه شده از معادله الف-۴ یا الف-۶، استحکام کششی خمشی حلقه (σ_rb) نامیده می‌شود. اگر شکست رخ ندهد، مقدار محاسبه شده از معادله الف-۴ یا الف-۶، تنش کششی خمشی حلقه (σ_rb) نامیده می‌شود.

که در آن:

σ_rb تنش یا استحکام کششی خمشی حلقه، برحسب پاسکال (Pa)؛

d_i قطر داخلی آزمونه، برحسب میلی‌متر (mm)؛

e ضخامت دیواره آزمونه، برحسب میلی‌متر (mm)؛

l_p طول آزمونه، برحسب میلی‌متر (mm) و

P_eff,CK نیروی مؤثر آزمون وارد بر آزمونه، برحسب نیوتن (N) است که از معادله الف-۵ محاسبه می‌شود:

که در آن:

W_p نیروی ناشی از وزن خود آزمونه، برحسب نیوتن (N)؛

P نیروی اعمالی، برحسب نیوتن (N) و

W* نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی (و درصورت کاربرد، لبه اعمال فشردگی)، برحسب نیوتن (N) است.

که در آن:

σ_rb تنش یا استحکام کششی خمشی حلقه، برحسب پاسکال (Pa)؛

w_i عرض داخلی افقی آزمونه، برحسب میلی‌متر (mm)؛

e ضخامت دیواره آزمونه در بالای لوله، برحسب میلی‌متر (mm)؛

l_p طول آزمونه، برحسب میلی‌متر (mm) و

P_eff,E نیروی مؤثر آزمون وارد بر آزمونه، برحسب نیوتن (N) است که از معادله الف-۵ محاسبه می‌شود:

که در آن:

W_p نیروی ناشی از وزن خود آزمونه، برحسب نیوتن (N)؛

P نیروی اعمالی، برحسب نیوتن (N) و

W* نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی (و درصورت کاربرد، لبه اعمال فشردگی)، برحسب نیوتن (N) است.

گزارش آزمون باید شامل اطلاعات زیر باشد:

الف) ارجاع به این استاندارد ملی و این پیوست؛

ب) مشخصات کامل لوله مورد آزمون، شامل شکل مقطع (یعنی C، E یا K)؛

پ) تعداد آزمونه‌ها؛

ت) ابعاد هر آزمونه؛

ث) گزارش شکست یا عدم شکست برای هر آزمونه؛

ج) برای هر آزمونه تحت آزمون استحکام خردشوندگی، نیروی واقعی (P) و حداقل نیرو برای انطباق (P_min)؛

چ) نیروی ناشی از وزن تیر اعمال فشردگی (W*)؛

ح) مقدار محاسبه شده حداقل نیروی خردشوندگی (q_{cr,min}) یا استحکام خردشوندگی واقعی (q_cr) برحسب کاربرد، برای هر آزمونه؛

خ) درصورت کاربرد، نیروی ناشی از وزن آزمونه (W_p) برای هر آزمونه؛

د) درصورت کاربرد، مقدار محاسبه شده σ_rb برای هر آزمونه؛

ذ) جزئیات دستگاه؛

ر) دما حین آزمون؛

ز) توصیف آزمونه پس از انجام آزمون؛

ژ) هر عاملی که می‌تواند بر نتایج تأثیر گذارد، از قبیل هرگونه رویداد یا جزئیات عملیاتی که در این استاندارد به آن اشاره نشده است؛

س) تاریخ، زمان و مکان آزمون.