流體輸送用熱塑性塑料管材耐內(nèi)壓試驗方法

1   范圍 

本標準規(guī)定了熱塑性塑料管材在恒定溫度下耐恒定內(nèi)水壓的試驗方法。本標準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準的引用而成為本標準的條款。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準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(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，其版本適用于本標準。

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  塑料管材尺寸測量方法 (eqv ISO 3126:1974)

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

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

3   定義

本標準相關(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規(guī)定時間或直到試樣破壞。在整個試驗過程中，試樣應(yīng)保持在規(guī)定的恒溫環(huán)境中，這個恒溫環(huán)境可以是水(水水試驗).其他液體(水液體試驗)或者是空氣(水空氣試驗) λ

5  試驗參敢

引用本標準的相關(guān)標準應(yīng)明確下列試驗參數(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  試驗溫度(見 6.2 和 10.1) ;

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

e)  試樣數(shù)量(見 7.2) ;

f)   試驗壓力戶或由試驗壓力誘導(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)時間(見第 9 章)，

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

0) 保壓時間和破壞類型(見 10.3) ;

j)  附加試驗的要求。

6   試驗設(shè)備

6.1   密封接頭

密封接頭裝在試樣兩端。通過適當方法，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)。對于大口徑管材，可根據(jù)實際情況在試樣與密封接頭間連接法蘭盤，當法 蘭、接頭、堵頭及法蘭盤的材料與試樣相匹配時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，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 對試樣產(chǎn)生不良影響。

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

注 2 ，如無一定的預(yù)防措施，當試樣在低于試驗溫度的環(huán)境下組裝 .B 型封頭易使試樣彎曲變形。

根據(jù) GB/T 18252-2000 評價管材或管件材料性能的試驗中，除非在相關(guān)標準中有特殊規(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 試樣自由長度。 

6.2  恒溫箱

根據(jù)相關(guān)標準規(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，保持在規(guī)定溫度，其平均溫差 iOC  ，zui大偏差CC 。當試驗在水以外的介質(zhì)中進行時，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)采取必要的防護措施。 當試驗在水以外的介質(zhì)中進行時，用于相互對比的試驗應(yīng)在相同環(huán)境下進行。

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

6.3  支承或吊架

當試樣置于恒溫箱中時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所需的壓力，在試驗過程中，壓力偏差應(yīng)保持在要求值的

i% 范圍內(nèi)。

由于壓力對試驗結(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，壓力能單獨作用在每個試樣上.但在一個試樣發(fā)生破壞時不會對其他試樣產(chǎn)生干擾，允許運用裝置將壓 力同時作用到各個試樣上(例如 z 使用隔離閥或在一個批次中根據(jù)第 個破壞而得出結(jié)果的測試 λ

注    2，當壓力較規(guī)定值稍有下降時(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)具有自動補償壓力裝置，補充壓力到規(guī)定值.

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

的設(shè)定值應(yīng)在所用測量裝置的測量范圍內(nèi). 壓力測量裝置不能污染試驗液體。 建議用標準儀表來校準測量裝置。

6.6    溫度計或測溫裝置 用于檢查試驗溫度與規(guī)定溫度的一致性。

6.7    計時器

計時器應(yīng)能記錄試樣加壓后直至試樣破壞或滲漏的時間。

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

6.8     測厚儀

符合 GB/T 8806-1988 測量管材壁厚的要求。

注 2     可以采用超聲波測量儀。

6.9  管材平均外徑尺

符合 GB/T 8806一1988 測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    自由長度

當管材公稱外徑 d. 315 mm 時，每個試樣在兩個密封接頭之間的自由長度 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; 當管材 d.>315 mm 時，其zui小自由長度 L。二三1000 mm.

7. 1.2    總長度

對于  B  型密封接頭，試樣總長度應(yīng)試樣的端面在試驗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)標準中有特殊規(guī)定，試驗至少應(yīng)準備三個試樣。 試樣數(shù)量取決于試驗的目的(如性能試驗、內(nèi)部或外部質(zhì)量控制試驗>。

8   儀器的校準及試驗壓力計算

8.1 儀器校準

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

8.2 試驗壓力的計算

8.2.1   按 GB/T 8806-1988 的規(guī)定測定試樣自由長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)計算試驗壓力 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=

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

d.m 測量得到的試樣平均外徑，單位為毫米 (mm) ，

emin 測量得到的試樣自由長度部分壁厚的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，并向試樣中注滿接近試驗溫度的水，水溫不能超過試驗溫度   5'C。

把注滿水的試樣，放入水箱或烘箱中，在試驗溫度條件下放置表 1所規(guī)定的時間，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   試驗步驟

10.1   按相關(guān)標準要求，選擇試驗類型如水水試驗、水空氣試驗或水-其他液體試驗。 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，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間，均勻平穩(wěn)地施加試驗壓力至根據(jù)公式(1)計 算出的壓力值，壓力偏差為 %。當達到試驗壓力時開始計時。

10.2    把試祥懸放在恒溫控制的環(huán)境中，整個試驗過程中試驗介質(zhì)都應(yīng)保持恒溫，具體溫度見相關(guān)標 準，恒溫環(huán)境為液體時，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，保持其平均溫 差為可'C，zui大偏差為 OC ，按10.3 或 10.4 直至試驗結(jié)束。

10.3   當達到規(guī)定時間或試樣發(fā)生破壞、滲漏時，停止試驗，記錄時間， 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"。 如試驗已經(jīng)進行 1000 h 以上，試驗過程中設(shè)備出現(xiàn)故障，若設(shè)備在 3 天內(nèi)能恢復(fù)，則試驗可繼續(xù)進行 g  如試驗己超過  5000   h  ，設(shè)備在5  天內(nèi)能恢復(fù)，則試驗可繼續(xù)進行。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壓力，即使設(shè)備故障時間超過上述規(guī)定，試驗還可繼續(xù)進行;但在這種情況下， 由于試樣的持續(xù)蠕變，試驗壓力會逐漸下降。設(shè)備出現(xiàn)故障的這段時間不應(yīng)計入試驗時間內(nèi)。

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

11   試驗報告

試驗報告應(yīng)包括下列內(nèi)容 

a)   本標準號及相關(guān)引用標準;

b) 試樣的詳細標識; c) 試樣的材料類型 p d)  管材的公稱尺寸 p

e)   試樣實測尺寸 (mm) ，

f)   試驗溫度和測量精度 z

u)  環(huán)應(yīng)力 (MPa) ，

h)  計算的試驗壓力 (MPa) ，

i)   試驗環(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)  試樣的總長度和自由長度 (mm) ，

1)  試樣數(shù)量 g

m) 試驗持續(xù)時間 g

n)  如有破壞，則其破壞類型，

o)   試驗期間及試驗后所觀察到的現(xiàn)象    g

p)    可能影響結(jié)果的任何細節(jié)，如意外情況或本標準中未規(guī)定的操作細節(jié) s

q)    試驗日期或試驗開始和終止日期.