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Effect of temperature on the relaxation of polyvinyl chloride flanges

Zhao, Zijian (2017). Effect of temperature on the relaxation of polyvinyl chloride flanges. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

After a comparatively short half century, PolyVinyl Chloride (PVC) has invaded almost all applications of traditional materials, such as clay, cast iron, steel and asbestos cement, and becomes the premier pipe material. PVC is popular due to its advantages of immunity to corrosion and biological resistance. Convenient installation and handling are also two contributing factors to its popularity.

PVC Piping systems have been widely used for fluids conveyance in industrial and building sites and household. Bolted flange joints are important components of piping systems. They are mainly used as dismountable connections between pressure equipment ensuring structural integrity and leakage tightness. Meanwhile, the flange is a recommended mean to connect equipment of different materials.

As other plastic materials, PVC also experience creep over time, the rate of which is influenced by load and temperature. Polyvinyl Chloride bolted flange joints undergo relaxation under compression for which the creep properties are different from those under tension.

The sealing performance of a flange connection is impacted by its capacity to resist relaxation. For the purpose of improving the load currying capability and reduce leakage failures of PVC flange joints, it is important to properly understand and predict their creep-relaxation behavior.

The first objective of this work is to develop a PVC creep model based on creep test data obtained at various compressive loads and temperatures. The second objective is to simulate PVC flange relaxation using the developed creep model using a real NPS 3 class 150 bolted flange joint of dissimilar materials one made of SA105 and the other one of PVC materials.

This study provides a fundamental understanding on how compression creep data obtained from the UGR fixture may be used to predict the short-term creep-relaxation behavior of PVC flanges under various operating conditions.

Titre traduit

Effet de la température sur la relaxation des brides boulonnées en chlorure de polyvinyle

Résumé traduit

Après seulement un demi-siècle, le chlorure de polyvinyle (PVC) a remplacé presque toutes les applications des matériaux traditionnels, tels que l'argile, la fonte, l'acier et l'amiante-ciment pour devenir le premier matériau de tuyauterie. Le PVC est couramment utilisé dans le domaine de la corrosion et de la résistance biologique. Son installation et sa manipulation sont également deux facteurs contribuant à sa popularité.

Les systèmes de tuyauterie en PVC ont été largement utilisés pour le transport des fluids dans les sites industriels ainsi que pour la construction et le domaine domestique. Les assemblages à brides boulonnées sont des composants importants des systèmes de tuyauterie. Ils sont principalement utilisés comme une connexion démontable entre pression et intégrité structurelle et étanchéité. Pendant ce temps, la bride est un moyen recommandé de connecter deux équipements de matériaux différents.

En tant qu'autre matière plastique, PVC présente également du fluage dans le temps, dont la vitesse est influencée par la charge et la température. Les assemblages à brides boulonnées en chlorure de polyvinyle subissent une relaxation sous compression pour laquelle les propriétés de fluage sont différentes de celles sous tension. La performance d'étanchéité d'une connexion à bride est influencée par sa capacité à résister à la relaxation. Dans le but d'améliorer la capacité de charge et de réduire les pannes de fuites des assemblages à brides en PVC, il est important de bien comprendre et prévoir leur comportement de relaxation.

Le premier objectif de ce travail est de développer un modèle de fluage du PVC basé sur des données de test de fluage obtenues à différentes charges de compression et à différentes températures. Le deuxième objectif est de simuler numériquement par la méthode des éléments finis la relaxation de la bride en PVC en utilisant le modèle de fluage développé à l'aide d'un assemblage de brides boulonnées NPS 3 classe 150 de matériaux différents, l'un en SA105 et l'autre en PVC. Cette étude présente les résultats d'un comportement de fluage-relaxation des brides en PVC dans diverses conditions de fonctionnement.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Thesis presented to École de technologie supérieure in partial fulfillment for a master's degree with thesis in aerospace engineering". Bibliographie : pages 99-102.
Mots-clés libres: Chlorure de polyvinyle. Tuyaux Brides. Relaxation des contraintes. Chlorure de polyvinyle Fluage. Chlorure de polyvinyle Fluage Modèles mathématiques. Chlorure de polyvinyle Effets de la température sur. fluage en compression, relaxation des brides boulonnées, fluage du PVC, distribution de température des brides
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Bouzid, Hakim
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie
Date de dépôt: 21 sept. 2017 20:21
Dernière modification: 21 sept. 2017 20:21
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/1936

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