بخش A3

این روش آزمون، توانایی لوله برای مقاومت به خمش درامتداد طول خود را حین اعمال نیروهای خارجی تعیین می‌کند. این آزمون برای لوله با هر اندازه اسمی و مقطع بیرونی دایره‌ای شکل با طول مؤثر بیش از شش برابر قطر داخلی (عمودی) خود کاربرد دارد. دو روش آزمون با استفاده از آرایش بارگذاری سه نقطه‌ای یا چهار نقطه‌ای به‌تفصیل ارائه می‌شود.

از این روش آزمون برای اثبات انطباق با حداقل الزامات مقاومت به ممان خمشی طولی (که در بند ۵-۴-۲ برای لوله مشخص شده)، از طریق اعمال ممان خمشی M_3 یا M_4 (توسط آرایش بارگذاری سه نقطه‌ای یا چهار نقطه‌ای) به آزمونه، استفاده می‌شود. پس از آزمون مطابق با آرایش بارگذاری سه نقطه‌ای، درصورتی که آزمونه به شیوه‌ای دچار نقص شود که مانند نقیصه "تیر" نباشد (یعنی، اگر خردشوندگی یک انتها قبل از رسیدن به نیروی لازم برای آزمون رخ دهد)، دراینصورت آزمونه باید با روش بارگذاری چهار نقطه‌ای تکرار شود.

دستگاهی است که توانایی اعمال نیروی مشخص شده به آزمونه با نرخی ثابت بین ۶ kN/min و ۹ kN/min را از طریق دو تسمه اعمال نیرو (درصورت استفاده از آرایش‌یابی بارگذاری چهار نقطه‌ای) یا قطعات تحمل‌کننده نیرو (درصورت استفاده از آرایش‌یابی بارگذاری سه نقطه‌ای)، داشته باشد.

دستگاه باید به‌اندازه‌ای صلب باشد که توزیع نیرو تحت تأثیر تغییرشکل یا تسلیم هیچ‌یک از اجزاء قرار نگیرد؛ و باید نیرو را بدون شوک به آزمونه منتقل کند.

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

آرایش تکیه‌گاه‌ها، برحسب کاربرد، باید مطابق با شکل پ-۱ یا پ-۲ باشد.

درصورت استفاده از آرایش‌یابی بارگذاری چهار نقطه‌ای، نیرو از طریق تسمه‌هایی با عرض ۱۰۰ میلی‌متر و دارای استحکام کافی اعمال می‌شود. تسمه‌ها باید طوری طراحی شوند که زاویه تماس حداقل ۱۲۰ درجه حول محیط آزمونه وجود داشته باشد.

درصورت استفاده از آرایش‌یابی بارگذاری سه نقطه‌ای، نیرو از طریق قطعاتی با استحکام کافی اعمال می‌شود. طول این قطعات تقریباً برابر با ۱/۵ × DN و عرض آن‌ها برابر با (۷۵ ± ۵) mm است. سطح قطعات باید طوری طراحی شوند که زاویه تماس حداقل ۱۲۰ درجه حول محیط آزمونه وجود داشته باشد. علاوه بر این، سطح قطعه باید با انحنای آزمونه جفت شده و با ماده‌ای الاستومری دارای سختی IRHD (۵۵ ± ۵) و ضخامت (۲۰ ± ۵) mm پوشش داده شود.

آزمونه مطابق با روش توصیف شده در بند پ-۴-۲ یا پ-۴-۳ در قاب بارگذاری قرار داده شود. آزمونه باید لوله کامل یا لوله‌ای کوتاه با طول حداقل یک متر یا شش برابر قطر داخلی خود، هر کدام که بزرگ‌تر است، باشد.

یادآوری – درصورت آزمون لوله کامل، طول مؤثر به عنوان طول آزمونه استفاده می‌شود.

آزمونه در وضعیت افقی با دو تسمه مطابق با بند پ-۳-۲-۱، به‌صورت عمود بر محور طولی خود و متقارن حول مرکز طول خود، حمایت شود. دو تسمه بارگذاری روی بخش بالایی آزمونه، به صورت متقارن حول مرکز فاصله بین تسمه‌های تکیه‌گاهی، قرار داده شوند. فاصله بین مراکز تسمه‌های بارگذاری باید (۳۰۰ ± ۲) mm باشد. برای جزئیات به آرایش ارائه شده در شکل پ-۱ مراجعه شود.

تسمه‌های بارگذاری به دستگاه بارگذاری متصل شده و نیرو مطابق با بند پ-۴-۴ اعمال شود.

این روش فقط وقتی به‌کار می‌رود که حالت شکست به صورت واضح از نوع نقص "تیر" است (یعنی، درصورتی که خردشوندگی هیچ انتهایی قبل از رسیدن به نیروی لازم برای آزمون رخ ندهد). اگر حالت نقص از نوع "تیر" نباشد، این امر باید در گزارش ثبت شده و آزمون با استفاده از روش بارگذاری چهار نقطه‌ای مطابق با بند پ-۴-۲، با آزمونه‌ای دیگر تکرار شود.

آزمونه در وضعیت افقی روی دو قطعه حامل مطابق با بند پ-۳-۲-۲ حمایت شود. دو قطعه حامل روی تکیه‌گاه افقی بدون تسلیم و محکم قرار گیرند. فاصله بین مراکز این قطعات حامل باید حداقل ۰/۱۵ متر کمتر از طول آزمونه باشد و آن‌ها باید به‌صورت متقارن حول مرکز طول خود قرار گیرند. قطعه حاملی که از طریق آن نیرو اعمال شده و مطابق با بند پ-۳-۲-۳ است، در وسط طول آزمونه قرار داده شود. برای جزئیات به آرایش ارائه شده در شکل پ-۲ مراجعه شود.

با استفاده از دستگاه اعمال نیرو، مطابق با بند پ-۴-۴ نیرو اعمال شود.

نیرو به آزمونه به‌صورت پیوسته با نرخی ثابت بین ۶ kN/min و ۹ kN/min، بدون ارتعاش یا شوک، از طریق تسمه‌های بارگذاری یا قطعه حامل بالایی اعمال شود؛ تا اینکه

الف) آزمونه دچار نقص شود، یا

ب) بتوان به مقاومت به ممان خمشی طولی (M_BMR) تعیین شده رسید، یا

پ) نیرو تا ایجاد نقص در آزمونه افزایش یابد.

نیروی اعمال شده، وضعیت ظاهری و ابعاد آزمونه ثبت شود. همچنین، فاصله بین تسمه‌ها و فاصله بین قطعات حامل ثبت شود.

ممان خمشی طولی که لوله تحمل کرده است (M_3 برای آرایش بارگذاری سه نقطه‌ای یا M_4 برای آرایش بارگذاری چهار نقطه‌ای)، برحسب کیلونیوتن بر متر (kNm)، با استفاده از معادله پ-۱ یا پ-۲ محاسبه شود.

مقدار محاسبه شده M_3 یا M_4 با مقاومت به ممان خمشی طولی لازم مشخص شده (M_BMR) در بند ۵-۴-۲ مقایسه شود.

که در آن

M_4 ممان خمشی طولی محاسبه شده که حین آزمون بارگذاری چهار نقطه‌ای توسط لوله تحمل شده است، برحسب کیلونیوتن متر (kNm)؛

P_b نیروی خمشی کل اعمال شده، برحسب کیلونیوتن (kN)؛

l_a طول بازوی اهرم، یعنی ۰/۵ × (l_s – ۰/۳)، برحسب متر (m)، که در آن

l_s فاصله بین دو تکیه‌گاه، برحسب متر (m)، است.

که در آن

M_3 ممان خمشی طولی محاسبه شده که حین آزمون بارگذاری سه نقطه‌ای توسط لوله تحمل شده است، برحسب کیلونیوتن متر (kNm)؛

P_b نیروی خمشی کل اعمال شده، برحسب کیلونیوتن (kN)؛

l_b فاصله بین مراکز قطعات حامل پایینی، برحسب متر (m) 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) تاریخ، زمان و مکان نمونه‌برداری؛

ت) تعداد آزمونه‌ها؛

ث) ابعاد هر آزمونه؛

ج) نوع روش بارگذاری مورد استفاده، سه نقطه‌ای یا چهار نقطه‌ای؛

چ) نیروی خمشی کل اعمال شده (P_b) برای هر آزمونه؛

ح) فاصله بین مراکز قطعات حامل پایینی (l_p) برای هر آزمونه، درصورت کاربرد؛

خ) طول بازوی اهرم (l_a) و فاصله بین مراکز تسمه‌های بارگذاری و فاصله بین دو تکیه‌گاه (l_s) برای هر آزمونه، درصورت کاربرد؛

د) مقدار محاسبه شده برای مقاومت به ممان خمشی M_3 یا M_4؛

ذ) حداقل مقاومت به ممان خمشی طولی مشخص شده (M_BMR) برای هر آزمونه؛

ذ) نوع ایجاد نقیصه، از نوع "تیر" یا نه، برای هر آزمونه؛

ر) جزئیات دستگاه؛

ز) دما حین آزمون؛

ژ) توصیف آزمونه پس از انجام آزمون؛

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

ش) تاریخ، زمان و مکان آزمون.