В предыдущем материале мы рассказывали, каким образом инженерные расчёты FFS могут использовать данные инспекции для оценки состояния FRP-стеклопластика в настоящее время, а также как сделать оценку пригодности, используя расчетные программные комплексы. С публикацией вы можете ознакомиться по этой ссылке.
Напомним ключевые выводы предыдущей статьи.
Пригодность FRP к эксплуатации должна оцениваться по состоянию полимерной матрицы, а не по армированию.
Ключевой триггер для оценки пригодности к эксплуатации (FFS) FRP-стеклопластика — начало растрескивания полимера.
• трещины формируются при нормальных расчётных напряжениях, без аварий;
• это проявление ползучести, а не дефекта изготовления;
• визуальный контроль выявляет факт трещин, но не даёт данных для расчёта;
• факт трещин не обозначает, что оборудование непригодно;
• факт трещин свидетельствует, что нужно провести расчётную оценку пригодности к эксплуатации (FFS-оценку), а не заменять оборудование по умолчанию.
Механизм RSF (Remaining Strength Factor) применим к FRP при интерпретации деградации полимера.
• Для FRP: деградация полимера → снижение RSF.
• Трещинообразование в полимере напрямую связано со снижением несущей способности.
Это даёт формальную основу использовать RSF, уровни оценки (Уровни 1–3) и расчёт остаточного ресурса для FRP-оборудования.
Остаточный ресурс FRP можно прогнозировать так же, как для металла — через снижение RSF во времени.
К сожалению, действующие нормы НК для FRP все еще не обеспечивают расчётного выхода, это пока пробел стандартизации.
Поэтому в настоящее время инженер имеет право:
• применять акустико-ультразвуковой контроль (AU) или ультразвуковой контроль на основе затухания (UAX),
• использовать механизм остаточного коэффициента прочности (Remaining Strength Factor, RSF) и прогноз ресурса,
• опираться на существующие нормативы,
• оформлять методику как инженерное обоснование.
Но как же нам, инженерам по расчету трубопроводов на прочность, привязать FFS FRP к таким широко используемым программным комплексам, как CAESAR II, «Старт» и «АСТРА-НОВА»? Как использовать понижающие коэффициенты и спрогнозировать работу трубопровода из стеклопластика с учетом существующих деградаций материала?
Ключевой идеей является то, что все перечисленные программы считают напряжённо-деформированное состояние, а FFS-оценка FRP-стеклопластика переводит деградацию полимера в допустимые напряжения и жёсткости.
Другими словами, инженер может использовать алгоритм:
• НК → состояние полимера
• состояние полимера → RSF
• RSF → снижение допускаемых напряжений / жёсткости
• расчёт → проверка пригодности к эксплуатации
Определим, что именно из параметров FFS можно использовать в расчёте трубопровода.
1. Параметры, которые НЕ дают программы CAESAR II / «Старт» / «АСТРА-НОВА»:
• деградация материала;
• растрескивание полимера;
• остаточный ресурс.
2. Параметры, которые МОЖНО скорректировать на основании FFS
Расчётный параметр Физический смысл
Допускаемые напряжения Потеря прочности полимера
Модуль упругости E Деградация матрицы
Кольцевая жёсткость / гибкость Рост деформаций
Допустимые перемещения Снижение трещиностойкости
Именно в указанные параметры укладывается коэффициент RSF из FFS. RSF − это мост между НК и расчётом трубопровода. В программах по расчету трубопроводов на прочность RSF используется как коэффициент снижения расчётных характеристик материала.
Варианты применения:
Вариант А — через напряжения (самый прозрачный)
σallow,degraded=RSF⋅σallow,initial
Задаются пониженные допускаемые напряжения, а CAESAR II / «Старт» / «АСТРА-НОВА» проверяют фактические напряжения.
Вариант Б — через модуль упругости (для деформаций)
Edegraded=RSF⋅Einitial
Это позволяет корректно учитывать рост прогибов, рост перемещений и перераспределение нагрузок.
Практика показывает, что лучше применять оба подхода одновременно
(один — для прочности, второй — для деформации).
Как это реализовать в CAESAR II практически
В CAESAR II FRP задаётся как User Material, где допускаемые напряжения указываются вручную.
Алгоритм:
1. Базовый расчёт:
o E₀, σ_allow₀ по паспорту / стандарту.
2. FFS:
o AU / UAX → RSF.
3. Деградированный расчёт:
o E = RSF·E₀
o σ_allow = RSF·σ_allow₀
4. Проверка:
o Sustained;
o Operating ;
o Occasional.
Это особенно критично для подземных участков, зон опор и защемлений, бетонных каналов и футляров.
Аналогичный способ можно использовать в программе «Старт».
Как это реализовать в «АСТРА-НОВА»
«АСТРА-НОВА» − более «инженерно-гибкая» программа для неметаллов.
Возможности:
• пользовательские материалы;
• задание нелинейной жёсткости;
• ручной ввод допускаемых напряжений.
Алгоритм идентичен CAESAR II:
• RSF → снижение:
o E,
o допускаемых напряжений,
o при необходимости — жёсткости элементов.
В «АСТРА-НОВА» есть важное преимущество. В ней проще учитывать неоднородность по длине и локально деградированные участки.
Как связать уровни FFS с расчётами
Уровень FFS Что делать в CAESAR II / АСТРА Нова
Level 1 Пониженные σ_allow
Level 2 Пониженные σ_allow + E
Level 3 Локальные зоны деградации + сценарии
Все это помогает нам, инженерам, принять решение о дальнейшей эксплуатации трубопровода наряду с экспертной комиссией по проверке на пригодность.
Но каждый инженер-прочнист должен понимать: программы
CAESAR II, «Старт» и «АСТРА-НОВА» не «проверяют FRP», они проверяют модель с заданными свойствами.
FFS даёт обоснование, какими эти свойства должны быть сегодня.
Если у вас появляются вопросы об алгоритме расчета стеклопластиковых трубопроводов в расчетных программных комплексах, о том, в каком виде и как выдаются напряжения, перемещения и нагрузки на опоры, а также другие профильные вопросы – обращайтесь к нам!
Технические специалисты Группы компаний «Русский САПР» ответят на интересующие вас вопросы, а также, при необходимости, проведут специализированный
курс обучения по программам расчетного софта или помогут в решении проектных вопросов.
Работайте с нами! Работайте с удовольствием! И вы узнаете много нового и интересного!
Материал подготовила
Наталья Гаврилина
Руководитель направления по системам инженерного анализа
АО «Бюро САПР»
03 февраля 2026 
