流體輸送用熱塑性塑料管材耐內(nèi)壓試驗(yàn)方法

1   范圍 

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了熱塑性塑料管材在恒定溫度下耐恒定內(nèi)水壓的試驗(yàn)方法。本標(biāo)準(zhǔn)適用于流體輸送用熱塑性塑料管材。

2    規(guī)范性引用文件

 下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的版本.凡是不注目期的引用文件，其版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。

GB/T 4217-2001   流體輸送用熱塑性塑料管材  公稱外徑和公稱壓力 (idt ISO 161.1:1996)

GB/T 8806一1988  塑料管材尺寸測(cè)量方法 (eqv ISO 3126:1974)

GB/T  18252-2000  塑料管道系統(tǒng)用外推法對(duì)熱塑性塑料管材靜液壓強(qiáng)度的測(cè)定

注: GB/T  18252-2000<< 塑料管道系統(tǒng)  用外推法對(duì)熱塑性塑料管樹靜液壓強(qiáng)度的測(cè)定》是參考 lSO/ D1S 9080: 1997(塑料管道矗統(tǒng) 用外推法對(duì)熱塑性塑料材料以管材形式的靜液壓強(qiáng)度的測(cè)定》制定的，該標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容與 lSO/ D1S 9080 :1997 一致。 lSO/ D1S 9080: 1997 是對(duì) ISO/TR 9080 的修改. 

3   定義

本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)定義見 GB/T 4217-20010

4   原理 

試樣經(jīng)狀態(tài)調(diào)節(jié)后，在規(guī)定的恒定靜液壓下保持一個(gè)規(guī)定時(shí)間或直到試樣破壞。在整個(gè)試驗(yàn)過程中，試樣應(yīng)保持在規(guī)定的恒溫環(huán)境中，這個(gè)恒溫環(huán)境可以是水(水水試驗(yàn)).其他液體(水液體試驗(yàn))或者是空氣(水空氣試驗(yàn)) λ

5  試驗(yàn)參敢

引用本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)明確下列試驗(yàn)參數(shù)       2

a) 使用的密封接頭類型(見 6.1) ;

b) 管材的尺寸和管系列(見 7. 1);

0  試驗(yàn)溫度(見 6.2 和 10.1) ;

d) 對(duì)于公稱外徑 d ，>315 mm 的管材，試樣的自由長(zhǎng)度不足 1000 mm 的應(yīng)注明(見 7. 1.1)，

e)  試樣數(shù)量(見 7.2) ;

f)   試驗(yàn)壓力戶或由試驗(yàn)壓力誘導(dǎo)的環(huán)應(yīng)力 σ(見 8.2.2) ;

g)  除表 1規(guī)定外的狀態(tài)調(diào)節(jié)時(shí)間(見第 9 章)，

h)  試驗(yàn)類型，如水水、水空氣、水其他液體等條件(見第 4 章和 10.1) ;

0) 保壓時(shí)間和破壞類型(見 10.3) ;

j)  附加試驗(yàn)的要求。

6   試驗(yàn)設(shè)備

6.1   密封接頭

密封接頭裝在試樣兩端。通過適當(dāng)方法，密封接頭應(yīng)密封試樣并與壓力裝置相連。密封接頭應(yīng)采 用以下類型中的一種:

A 型:與試樣剛性連接的密封接頭，但兩個(gè)密封接頭彼此不相連接，因此靜液壓端部推力可以傳遞 到試樣中(如圖 1 a) 所示)。對(duì)于大口徑管材，可根據(jù)實(shí)際情況在試樣與密封接頭間連接法蘭盤，當(dāng)法 蘭、接頭、堵頭及法蘭盤的材料與試樣相匹配時(shí)可以把它們焊接在一起。

B 型 z 用金屬材料制造的承口接頭，能確保與試樣外表團(tuán)密封，且密封接頭通過連接件與另一密封 接頭相連，因此靜液壓端都推力不會(huì)作用在試樣上(如圖 1 b) 所示)。這種封頭可由一根或多根金屬拉 桿組成，且試樣兩端在縱向能自由移動(dòng)，以免試樣鹵于受熱膨脹而引起彎曲變形。

密封接頭除夾緊試樣的齒紋外，任何與試樣表面接觸的銳邊都需修整。密封接頭的組成材料不能 對(duì)試樣產(chǎn)生不良影響。

注 1 ，一般來(lái)說，由于管材的形變應(yīng)力的不同，采用B 型封頭的破壞時(shí)間比采用 A 型封頭的破壞時(shí)間短。

注 2 ，如無(wú)一定的預(yù)防措施，當(dāng)試樣在低于試驗(yàn)溫度的環(huán)境下組裝 .B 型封頭易使試樣彎曲變形。

根據(jù) GB/T 18252-2000 評(píng)價(jià)管材或管件材料性能的試驗(yàn)中，除非在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中有特殊規(guī)定，否則 應(yīng)選用 A 型封頭。

A 型密封接頭示意圖                    B 型密封接頭示意圖

Lo 試樣自由長(zhǎng)度。 

6.2  恒溫箱

根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，恒溫箱內(nèi)充滿水或其他液體，保持恒定的溫度，其平均溫差為土   1'C .zui大偏差 為士 2 0C 。恒溫箱為烘箱時(shí)，保持在規(guī)定溫度，其平均溫差 iOC  ，zui大偏差CC 。當(dāng)試驗(yàn)在水以外的介質(zhì)中進(jìn)行時(shí)，特別是涉及到安全及所用液體與試樣材料之間的相互作用，都應(yīng)采取必要的防護(hù)措施。 當(dāng)試驗(yàn)在水以外的介質(zhì)中進(jìn)行時(shí)，用于相互對(duì)比的試驗(yàn)應(yīng)在相同環(huán)境下進(jìn)行。

由于溫度對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響很大，應(yīng)使試驗(yàn)溫度偏差控制在規(guī)定范圍內(nèi)，并盡可能小。例如:采用流 體強(qiáng)制循環(huán)系統(tǒng)。若試驗(yàn)介質(zhì)為空氣時(shí)，除測(cè)量空氣的溫度外還建議測(cè)量試樣表面溫度。水中不得含有對(duì)試驗(yàn)結(jié)果有影響的雜質(zhì)。

6.3  支承或吊架

當(dāng)試樣置于恒溫箱中時(shí)能保持試樣之間及試樣與恒溫箱的任何部分不相接觸。

6.4   加壓裝置

加壓裝置應(yīng)能持續(xù)均勻地向試樣施加試驗(yàn)所需的壓力，在試驗(yàn)過程中，壓力偏差應(yīng)保持在要求值的

i% 范圍內(nèi)。

由于壓力對(duì)試驗(yàn)結(jié)果影響很大，壓力偏差應(yīng)盡可能控制在規(guī)定范圍內(nèi)的zui小值。

注   1，壓力能單獨(dú)作用在每個(gè)試樣上.但在一個(gè)試樣發(fā)生破壞時(shí)不會(huì)對(duì)其他試樣產(chǎn)生干擾，允許運(yùn)用裝置將壓 力同時(shí)作用到各個(gè)試樣上(例如 z 使用隔離閥或在一個(gè)批次中根據(jù)第 個(gè)破壞而得出結(jié)果的測(cè)試 λ

注    2，當(dāng)壓力較規(guī)定值稍有下降時(shí)(如由于試樣的膨脹)，為壓力維持在規(guī)定偏差范圍內(nèi)，系統(tǒng)應(yīng)具有自動(dòng)補(bǔ)償壓力裝置，補(bǔ)充壓力到規(guī)定值.

6.5   壓力測(cè)量裝置 能檢查試驗(yàn)壓力與規(guī)定壓力的一致性，對(duì)于壓力表或類似的壓力測(cè)量裝置的測(cè)量范圍是:要求壓力

的設(shè)定值應(yīng)在所用測(cè)量裝置的測(cè)量范圍內(nèi). 壓力測(cè)量裝置不能污染試驗(yàn)液體。 建議用標(biāo)準(zhǔn)儀表來(lái)校準(zhǔn)測(cè)量裝置。

6.6    溫度計(jì)或測(cè)溫裝置 用于檢查試驗(yàn)溫度與規(guī)定溫度的一致性。

6.7    計(jì)時(shí)器

計(jì)時(shí)器應(yīng)能記錄試樣加壓后直至試樣破壞或滲漏的時(shí)間。

注   z     建議使用對(duì)由于滲漏或破壞所引起的壓力變化較敏感并能自動(dòng)停止計(jì)時(shí)的設(shè)備，必要時(shí)能關(guān)閉與試樣有關(guān)的 壓力循環(huán)系統(tǒng)。

6.8     測(cè)厚儀

符合 GB/T 8806-1988 測(cè)量管材壁厚的要求。

注 2     可以采用超聲波測(cè)量?jī)x。

6.9  管材平均外徑尺

符合 GB/T 8806一1988 測(cè)量管材平均外徑的要求，例如金屬卷尺。

7   試樣

7.1   尺寸

7. 1.1    自由長(zhǎng)度

當(dāng)管材公稱外徑 d. 315 mm 時(shí)，每個(gè)試樣在兩個(gè)密封接頭之間的自由長(zhǎng)度 Lo( 如圖 1)應(yīng)不小于 試樣外徑的三倍，但zui小不得小于 250 mm; 當(dāng)管材 d.>315 mm 時(shí)，其zui小自由長(zhǎng)度 L。二三1000 mm.

7. 1.2    總長(zhǎng)度

對(duì)于  B  型密封接頭，試樣總長(zhǎng)度應(yīng)試樣的端面在試驗(yàn)過程中不與密封接頭底面發(fā)生接觸。

7.2   試樣鼓量

除非在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中有特殊規(guī)定，試驗(yàn)至少應(yīng)準(zhǔn)備三個(gè)試樣。 試樣數(shù)量取決于試驗(yàn)的目的(如性能試驗(yàn)、內(nèi)部或外部質(zhì)量控制試驗(yàn)>。

8   儀器的校準(zhǔn)及試驗(yàn)壓力計(jì)算

8.1 儀器校準(zhǔn)

溫度和壓力控制系統(tǒng)及用于測(cè)量溫度、壓力和計(jì)時(shí)的儀器都應(yīng)與所使用的量程相一致，校準(zhǔn)的頻率 應(yīng)與使用條件相匹配。

8.2 試驗(yàn)壓力的計(jì)算

8.2.1   按 GB/T 8806-1988 的規(guī)定測(cè)定試樣自由長(zhǎng)度部分的平均外徑和zui小壁厚，使用的儀器分別

符合 6.8 和 6.9 的要求。

8.2.2 根據(jù)公式(1)計(jì)算試驗(yàn)壓力 p ，結(jié)果取三位有效數(shù)字，單位為MPa 。

p =σ(J 一?→2e←m-i'-一

         d= -emi，                             

式中=

，由試驗(yàn)壓力引起的環(huán)應(yīng)力，單位為兆帕 (MPa)  ，

d.m 測(cè)量得到的試樣平均外徑，單位為毫米 (mm) ，

emin 測(cè)量得到的試樣自由長(zhǎng)度部分壁厚的zui小值，單位為毫米 (mm).

9   試樣狀態(tài)調(diào)節(jié) 擦除試樣表面的污潰、油潰、蠟或其他污染物以使其清潔干燥，然后選擇密封接頭與其連接起來(lái)，并向試樣中注滿接近試驗(yàn)溫度的水，水溫不能超過試驗(yàn)溫度   5'C。

把注滿水的試樣，放入水箱或烘箱中，在試驗(yàn)溫度條件下放置表 1所規(guī)定的時(shí)間，如果狀態(tài)調(diào)節(jié)溫度超過 100'C，應(yīng)施加一定壓力，防止水蒸發(fā)。

10   試驗(yàn)步驟

10.1   按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，選擇試驗(yàn)類型如水水試驗(yàn)、水空氣試驗(yàn)或水-其他液體試驗(yàn)。 將經(jīng)過狀態(tài)調(diào)節(jié)后的試樣與加壓設(shè)備連接起來(lái)，排凈試樣內(nèi)的空氣，然后根據(jù)試樣的材料、規(guī)格尺寸和加壓設(shè)備情況，在 30 s 至 1 h 之間用盡可能短的時(shí)間，均勻平穩(wěn)地施加試驗(yàn)壓力至根據(jù)公式(1)計(jì) 算出的壓力值，壓力偏差為 %。當(dāng)達(dá)到試驗(yàn)壓力時(shí)開始計(jì)時(shí)。

10.2    把試祥懸放在恒溫控制的環(huán)境中，整個(gè)試驗(yàn)過程中試驗(yàn)介質(zhì)都應(yīng)保持恒溫，具體溫度見相關(guān)標(biāo) 準(zhǔn)，恒溫環(huán)境為液體時(shí)，保持其平均溫差為土 1'C ，zui大偏差為土2 'C，恒溫環(huán)境為烘箱時(shí)，保持其平均溫 差為可'C，zui大偏差為 OC ，按10.3 或 10.4 直至試驗(yàn)結(jié)束。

10.3   當(dāng)達(dá)到規(guī)定時(shí)間或試樣發(fā)生破壞、滲漏時(shí)，停止試驗(yàn)，記錄時(shí)間， 10.4 條除外。

如果試樣發(fā)生破壞，則應(yīng)記錄其破壞類型，是脆性破壞還是韌性破壞。 注在破壞區(qū)域內(nèi)，不出現(xiàn)塑性變形破壞的為"脆性破壞在破壞區(qū)域內(nèi)，出現(xiàn)明顯塑性變形的為"韌性破壞"。 如試驗(yàn)已經(jīng)進(jìn)行 1000 h 以上，試驗(yàn)過程中設(shè)備出現(xiàn)故障，若設(shè)備在 3 天內(nèi)能恢復(fù)，則試驗(yàn)可繼續(xù)進(jìn)行 g  如試驗(yàn)己超過  5000   h  ，設(shè)備在5  天內(nèi)能恢復(fù)，則試驗(yàn)可繼續(xù)進(jìn)行。如果設(shè)備出現(xiàn)故障，試樣通過電磁閥或其他方法保持試驗(yàn)壓力，即使設(shè)備故障時(shí)間超過上述規(guī)定，試驗(yàn)還可繼續(xù)進(jìn)行;但在這種情況下， 由于試樣的持續(xù)蠕變，試驗(yàn)壓力會(huì)逐漸下降。設(shè)備出現(xiàn)故障的這段時(shí)間不應(yīng)計(jì)入試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)。

10.4  如果試樣在距離密封接頭小于 O.lL。處出現(xiàn)破壞，則試驗(yàn)結(jié)果無(wú)效，應(yīng)另取試樣重新試驗(yàn)CL。為 試樣的自由長(zhǎng)度人

11   試驗(yàn)報(bào)告

試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列內(nèi)容 

a)   本標(biāo)準(zhǔn)號(hào)及相關(guān)引用標(biāo)準(zhǔn);

b) 試樣的詳細(xì)標(biāo)識(shí); c) 試樣的材料類型 p d)  管材的公稱尺寸 p

e)   試樣實(shí)測(cè)尺寸 (mm) ，

f)   試驗(yàn)溫度和測(cè)量精度 z

u)  環(huán)應(yīng)力 (MPa) ，

h)  計(jì)算的試驗(yàn)壓力 (MPa) ，

i)   試驗(yàn)環(huán)境，即 z  空氣、水、其他液體等條件(所使用其他液體的特性  h

j)   所用密封接頭類型$

k)  試樣的總長(zhǎng)度和自由長(zhǎng)度 (mm) ，

1)  試樣數(shù)量 g

m) 試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間 g

n)  如有破壞，則其破壞類型，

o)   試驗(yàn)期間及試驗(yàn)后所觀察到的現(xiàn)象    g

p)    可能影響結(jié)果的任何細(xì)節(jié)，如意外情況或本標(biāo)準(zhǔn)中未規(guī)定的操作細(xì)節(jié) s

q)    試驗(yàn)日期或試驗(yàn)開始和終止日期.