Chỉ số PN là gì ? Cách tính chỉ số PN

Áp suất danh nghĩa được kí hiệu là PN (nominal pressure) là áp suất làm việc liên tục tính bằng bar ở 20°C trong 50 năm. Áp suất này tương đương với áp suất vận hành cho phép (allowable operating pressure) (áp suất thủy tĩnh đối đa mà ống hoặc phụ tùng có thể chịu được liên tục trong khi vận hành).
 

PN của ống nhựa sẽ được xác định trên cơ sở độ bền yêu cầu tối thiểu MRS (minimum required strength) của vật liệu chế tạo ống, hệ số thiết kế (hay hệ số an toàn) và tỷ số kích thước chuẩn SDR (standard dimension ratio – là tỷ lệ giữa đường kính ngoài danh nghĩa và độ dày thành danh nghĩa của ống), theo công thức sau:

PN = 20MRs/ (Cx(SDR - 1))

Do đó để có căn cứ công bố áp suất danh nghĩa của một loại ống nhựa thì cần có thông số MRS của vật liệu chế tạo ống. Giá trị MRS của vật liệu được xác định thông qua phương pháp ngoại suy độ bền áp suất thủy tĩnh dài hạn 50 năm theo tiêu chuẩn ISO 9080. Đây là phương pháp xây dựng một đường cong suy giảm ứng suất vòng (hoop stress) (hay ứng suất thủy tĩnh (hydrostatic stress) – là ứng suất tác động lên thành ống khi sử dụng nước làm môi trường tạo áp suất)) theo thời gian.

Phương pháp thử nghiệm này sẽ đánh giá khả năng chịu áp suất thủy tĩnh theo bộ tiêu chuẩn TCVN 6149 (ISO 1167) của một loạt mẫu ống có đường kính từ 25 đến 63mm được tạo ra từ loại nhựa cần đánh giá MRS. Số lượng mẫu tối thiểu thử nghiệm là 30 mẫu thử, thời gian đánh giá tối thiểu của phương pháp là 9000 giờ (~ 1 năm).

Kết quả thu thập được từ dữ liệu ứng suất phá hủy của mẫu thử nghiệm theo thời gian duy trì sẽ xây dựng được đồ thị suy giảm ứng suất theo thời gian. Giá trị ứng suất ngoại suy tại thời điểm 50 năm dựa trên đường cong hồi qui được làm tròn xuống giá trị thấp hơn của dãy R10 hoặc R20 (Dãy số Renard theo ISO 3 và TCVN 7298 (ISO 497)) chính là giá trị độ bền yêu cầu tối thiểu MRS của vật liệu chế tạo ống.

Theo yêu cầu của tiêu chuẩn việc phân loại nguyên liệu theo tiêu chuẩn ISO 9080 phải được chứng nhận bởi nhà sản xuất nguyên liệu. Khi ống được sản xuất từ loại vật liệu đã biết MRS, thì ống sẽ được định danh cấp chịu áp PN và được tính theo công thức trên.

Để chứng minh ống sản xuất đáp ứng các yêu cầu quy định về khả năng chịu áp, nhà sản xuất ống sẽ phải tiến hành đánh giá thử nghiệm điển hình (type testing) đối với chỉ tiêu độ bền áp suất bên trong khi tiến hành thử nghiệm lần đầu đối với hệ thống mới, có sự thay đổi polymer hoặc thay đổi phụ gia hay thay đổi thiết kế sản phẩm. Ví dụ đối với ống PE yêu cầu về độ bền áp suất bên trong được qui định trong phần 2 của bộ tiêu chuẩn là TCVN 7305-2 (ISO 4427-2). Tiêu chuẩn sẽ qui định thử nghiệm tại ba điều kiện 20^oC trong 100h; 80^oC trong 165 giờ và 80^oC trong 1000h được qui định trong  – Điều 7 – Bảng 3 - TCVN 7305-2:2008 (ISO 4427-2:2007):