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熱塑性塑料管材蠕變比率的試驗方法

作者:AM8亚美来源:[AM8亚美公司]访问:261时间:2019-11-13

標準類型中華人民共和國國家標準標準發布單位國家質量技術監視局2000-04-05批準標準正文1範圍

  本標準規定了測定熱塑性塑料管材蠕變比率的試驗方法。

  本標準適用於具有圓環形截麵的熱塑性塑料管材。

2援引標準

  下列標準所包含的條文 ,通過在本標準中援引而構成為本標準的條文。本標準出版時,所示版本均為有效 。所有標準都會被修訂,使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。

  GB/T2918—1998塑料試樣狀況調節和試驗的標準環境

3道理

  將管材平放於兩平行水平板中,以一固定壓力對其持續施壓1000h(42天) ,並分別在規定的時間裏記錄管材的形變,然後建立管材形變對時間的關係曲線,並分析數據的線性關係,最後通過計算外推兩年時的形變求取管材的蠕變比率。

4試驗儀器和首要技術參數

4.1壓縮試驗儀

  壓縮試驗儀能施加需要的預負荷F0與負荷F(見6.5),儀器的精度為1%。

4.2鋼板

  需兩塊鋼板,鋼板應平整、光滑、清潔,且在試驗期間不發生形變。每塊鋼板的長度應不大於或即是試樣的長度,寬度最少要比負荷下試樣接觸表麵的最大寬度大25mm(包括25mm)。

4.3其他儀器

  丈量儀器,包括直尺(精確至1mm)、形變丈量儀(至於精確至0.1mm或形變的1%)、計時器(精確至min)。

  丈量管材內徑形變的示例見圖1(略)。

5試樣

5.1取樣製備

  取一根足夠長的管材,沿其外壁麵一條平行於軸線的直線並作標記,然後截取三段作為試驗試樣,分別記為a、b、c,試樣端應垂直於管材的軸線,長度按5.2規定。

5.2試樣的長度

  5.2.1從管材的端麵開始在外表麵上沿軸向均勻標記3至6條直線,標記數目見表1(略),丈量每條標線的長度,並求得它們的算術均勻值,以算術均勻值作為試樣的長度,管材長度至1mm。對每個試樣,長度丈量值中最小值與最大值的偏差要小於10% 。

5.2.2對於公稱直徑da小於或即是1500mm的管材,每個試樣的均勻長度為(300±10)mm。

5.2.3對於公稱直徑da大於1500mm的管材,每個試樣的均勻長度(以毫米為單位)最少為0.2dn

5.2.4對於帶垂直筋、波紋或具有規則結構的結構壁管材取樣時,應盡可能使每個試樣的長度包含滿足5.2.2或5.2.3條要求的最小的整數筋 、波紋或其他結構。垂直筋管材試樣的截取見圖2(略)。

5.2.5對於螺旋形結構的管材(見圖3略),每個試樣的長度應包含滿足5.2.2或5.2.3要求的最小的整數螺旋數 。

  對於用波紋等方式作為螺旋加強筋的管材,在每個試樣的長度內應包含一整數目的加強筋,並最少為3個,而且試樣的長度盡可能按5.2.2或5.2.3取得 。

5.3試樣的內徑

  分別丈量試樣a、b、c的內徑dia 、dib、dic,在長度中部的橫截麵上 ,以45°為間隔,丈量四個值,計算它們的算術均勻值,並精確到0.5%。

  分別記錄每個試樣a、b、c的均勻內徑dia、dib、dic,按式(1)計算三個值均勻值di:

di=………………………………(1)

5.4試樣的陳化

  試驗前,試樣應先陳化21天±2天。

6試驗步驟

6.1試驗溫度按GB/T2918規定的標準試驗環境履行 。試樣在試驗前應在此溫度狀況下調節最少24h。

6.2假如某試樣最低環剛度的位置能測知,則在試驗時,以該位置放至壓縮試驗儀的平板下進行試驗,並將此試樣作為第一個試樣a。

  如試樣的最低環剛度不能測知,則在放第一個試樣a時,應將其標線與上板接觸。

  其他試樣(b、c)與上板接觸的位置,相對於第一個試樣標線旋轉120°、240°。

6.3放置好形變丈量儀,並檢查每個試樣對於上平板的角度。

6.4降低上平板直至與試樣上部分接觸。

6.5加載預負荷F0,F0的取法如下

6.5.1管材內徑di小於即是0.1m時,F0=7.5N;

6.5.2管材內徑di大於即是0.1m時F0=7.5N(di單位為m),F0不是整數時將其圓整到下一個整數值。

6.5.3加載預負荷F05min後,調節形變丈量儀到零點 。然後加載一個穩定增加的壓力,在開始加載後的20s~30s內達到負荷F,在施加負荷F360s(6min)後應使試樣的形變δ達到管材內徑的(1.5±0.2)%即δ=(0.015±0.002)di,並將此負荷作為試驗的滿負荷。達到滿負荷F時,開始計時 。

6.6施加滿負荷F6min後丈量初始形變,記為y0,然後繼續分別丈量1h、4h 、24h、168h、336h、504h、600h、696h、840h、1008h時形變量,對每個試樣應最少具有11個形變值。

  假如y0超出6.5中的規定,則中斷試驗,從頭調節試樣狀況最少1h,並再按6.3進行試驗。

  試驗中,在500~1008h時間段內的各規定的丈量時間許可有±24h的偏差,並以該實際得到的丈量值作順回分析。如在862h時讀得的形變值來代替840h的形變值進行計算。

7試驗結果

7.1計算

  對每個樣品,在半對數坐標圖(見圖4略)上作形變(m)對試驗時間(h)的半對數曲線 ,通過建立直線方程Yt=B+Mlgt,和對全部11個數據點 ,最後10個點,最後9個點,……直到最後的5個點(見表2略)作線性回回分析,這裏常數B、M及相關係數R用下列公式計算(應用了最小二乘法)。

………………………………(2)

………………………………(3)

………………………(4)

式中:B——在1h時理論上的形變,mm;

   M——直線斜率;

   N——用作線性回回分析的形變-時間曲線上的數據點數;

   R——相關係數(假如R值在0.99到1.00之間,則以為圖中的點基本處於一向線上);

   ti——在i點的時間,通過下式給出:xi=lgti,h;

   yi——在時間ti時的總形變,mm。

  利用每一試樣通過不同數據點的範圍導出的公式Yt=B+Mlgt分別計算外推兩年的形變Y2(mm)(t=2年=17520h)(見表2略)。選擇相關係數分布在0.990到0.999(R值包含0.999)之間的R值最高值時相應的Y2值為兩年形變量,當R值相同時,取R值相應的Y2最高計算值為兩年形變量,然後將Y2用於對試驗樣品蠕變比率的計算。當R值最高值小於0.990(包含0.990)時,試驗按7.3進行。

  在得以Y2值後用下列公式來計算三個試樣的蠕變比率:

………………………………(5)

………………………………(6)

………………………………(7)

  取它們的算術均勻值作為管材的蠕變比率,公式如下:

………………………………(8)

  結果取兩位有效數字。

7.2蠕變比率計算舉例

  表2(略)是一試樣的試驗記錄及有關的計算結果,從第四列向後順次給出了不同數據點的範圍及相應M、B、R、Y2值的計算結果,第四列表明了有哪些點被包括在回回分析中。

7.3繼續試驗

  在回回分析中,對於三個樣品的任何一個,假如在最後5個點的範圍內仍得不到高於0.990的相關係數值,那麽就需要對所有的試樣繼續進行試驗,分別再丈量1200h、1400h、1680h、2000h 、2400h、2818h、3400h與4000h時的形變,(各丈量時間許可偏差為±24h),直到最後五個點範圍的關相係數值超過0.990為止。

8試驗報告

  試驗報告應具有下列內容:

  a)本標準代號;

  b)材料名稱、規格和型號;

  c)儀器型號 、試驗條件;

  d)試驗結果;

  e)試驗職員及日期

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