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GB/T 18252-2000塑料管材长期静液压强度的测定

2009-04-21

塑料管道系统 用外推法对热塑性
塑料管材长期静液压强度的测定
GB/T 18252-2000
  Plastics piping and ducting systems-
Determination of the long-term hydrostatic
strength of thermoplastics materials in
      pipe form by extrapolation
1 范围
    本标准规定了一种用统计外推法估计热塑性塑料管材的长期静液压强度的方法。该方法建立在管
材形式的试样的静液压破坏试验数据测定基础上。
本标准适用于在其适用温度下的各种热塑性塑料管材材料。
2 引用标准
    下列标准所包含的条文,通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时,所示版本均
为有效。所有标准都会被修订,使用本标准的各方应探讨使用下列标准版本的可能性。
    GB/T 6111-1985 长期恒定内压下热塑性塑料管材耐破坏时间的测定方法(eqv ISO/DP 1167:
                              1978)
    GB/T 8806-1988 塑料管材尺寸测量方法(eqv ISO 3126:1974)
3 定义和符号
3.1 本标准采用下列定义。
3.1.1 内压(p)  internal pressure
    管内介质施加在单位面积上的力,单位:兆帕。
3.1.2 应力(。) stress
    内压在管壁内单位面积产生的指向环向(周向)的力,单位兆帕。用下列简化公式计算。:
一p(d_ ge- m,.emjo)
式中:P 一内压,MPa;
d,一一管的平均外径,mm;
        e??? 管的zui小壁厚,mm,
3.1.3 试验温度T,  test temperature
测定应力破坏数据所采用的温度,单位:度。
3.1.4 zui高试验温度T_:maximum test temperature
测定应力破坏数据所采用的zui高温度,单位:度。
3.1.5 使用温度T,  service temperature

    预设的管材使用温度,单位:度。
3.1.6 破坏时间t  failure time
    管材发生渗漏的时间,单位:小时。
3.1.7 长期静液压强度。_NHS  long-term hydrostatic strengfh
    一个与应力有相同量纲的量,单位:兆帕。它表示在温度T和时间t预测的平均强度。
3·1.8 预测的长期静液压强度的置信下限。LPL  lower confidence limit of the predicted hydrostatic
strength
    一个与应力有相同的量纲的量,单位:兆帕。它表示在温度T和时间t预测的静液压强度的97.500
置信F限。它被定义为(见附录A) :
                                  6LPL二a(T,t,O. 975) ·············、···················??(2)
3.1.9 外推时问极限t,  extrapolation time limits
    高温较短时间试验数据((1年或1年以上)向低温长时间方向外推时允许达到的时间极限,单位:小
日寸。
3.1.10 夕卜推(时间)因子k,  entrapolation(time)factors
    由温度差决定的,与高温试验所得较短破坏时问((1年或 1年以上)相乘得到低温下外推时间极限
的因子
3.1.11 拐点 knee
    韧性破坏与脆性破坏这两种破坏模式的转折点。在logio。对log,ot图上于拐点处斜率变化。
3.2 本标准采用下列符号
3.2. 1  a,, H,表示长期静液压强度。
12. 2   a, P,表示与温度T、时间t、预测概率。. 975相应的静液压强度。
4 试验数据的获得
4.1 试验条件
    管材的应力破坏数据应按GB/T 6111规定的步骤测定。如果遇到与本标准的要求有相冲突之处,
应以本标准的要求为准
    管内介质是水,管外环境是空气或水。试验期间,内压与给定试验压力的偏离量应控制在给定试验
压力的+2%- 1%范围内。按GB/T 6111选择合适的状态调节步骤。在试验期间,管外环境应保持在
试验温度的士1C内。试验应使用直管。
    每个管材试样都应按GB/T 8806测定其平均外径和zui小壁厚。测试温度为20 C士2C a
    用直径为25 mm-63 mm的管材进行试验。
4.2 试验温度
    在两个或两个以上试验温度T?T, -?得到试验数据。试验温度应满足下列条件:
    。)每对相临的温度至少应相差 10 C:
    b)对无定形聚合物或主要是无定形状态的聚合物,zui高试验温度T_。不应超过维卡软化温度以
下15C。对结晶或部分结晶聚合物,2,二二不应超过熔点以下15'C >
    。)为了得到a,I的zui佳估计,试验温度范围应包括使用温度或使用温度范围;
    d)如果在zui低试验温度以下20℃范围内材料不发生物态变化,zui低试验温度下所得数据可以向下
外推20 ( o
4.3 内压水平和时间范围的分布
4.3.1 对每个选定的温度,在至少5个规则分布的内压水平上观察试样的破坏时间,得到至少30个观
察值。出于统计分析的需要,要求在一定的应力水平下有多个试验结果,即重复观察值。选择内压水平
时,应做到至少有4个观察值在7 000 h以上,至少有1个观察值在9 000 h以上(见5. 4 )。当拐点存在

,对两种破坏模式都应收集到可供统计分析的足够数量的观察值。

3.2 任何温度下.破坏时间10 h以内的观察值都应舍弃。
4.3.3 温度小于等于40 C时,若破坏时间在1 000 h以上的观察值的数量已能符合4. 3. 1的要求,可
以舍弃破坏时间小于1 000 h的观察值。这时,应舍弃所有符合舍弃条件(温度和破坏时间)的观察值。
4. 3.4 在zui低内压水平没有破坏的试样,可以在多元线性回归计算和拐点判断时视为观察值。否则,也
可以子以舍弃
    注:试验中,用肉眼观察到的因氧化降解破坏所致的破坏数据应予舍弃。因污染所致的破坏数据应予舍弃。
5 计算步骤
5.1 计算方法
    本方法基于多元线性回归分析,计算细节见附录A。不论有无拐点,本方法都适用。
5.2 拐点检验
    一般通过检验试验后的试样来确定其破坏类型(韧性破坏或脆性破坏)。当不能正确判断部分试样
甚至全部试样的破坏类型时,应按附录B的步骤来自动检验拐点是否存在。
    对每个温度的拐点检验都完成后,把数据分成两组,一组属于*种破坏模式,一组属于第二种破
坏模式。
    使用所有温度下两种破坏模式的观察值,分别按附录A作多元线性回归拟合。
5. 3 直观检验
    将观察到的试验数据以logo。为纵坐标,log,ot为横坐标作图。根据5.1的计算结果作QLTHS的线性
回归线和。LPL曲线。
5.4 计算外推时间极限t和外推时间因子k,
5.4. 1 外推时间极限
    由高温向低温外推,t。由k。和zui大试验时间t.。相乘得到。
    k。是△T的函数(见 5.4.2)0
    AT按式(3)进行计算:
                           OT=T,一T ···························??(3)
式中:7'— 准备进行外推的试验温度,T,成T,,。二,C;
      T 一准备算出外推时间极限的温度,Ts镇T, C.
    t按式((4)进行计算:
                          t,=叔t- ······························??(4)
    t和tm。应采用相同的单位小时(h)或年(a)a
    当t.-等于8 760 h(1年)时,k。表示以年为单位的zui大外推时间t'. t,二由同一温度的5个zui长破坏
时间的对数值取平均后得到。这5个时间不一定是同一应力水平下的破坏时间。在计算t.,、时,还没有
破坏的试样可以视为“已破坏”。所有这些被视为“已破坏”的试验点应当包括在计算赖以进行的样本总
体中。
    外推时间极限的示例见图1~图3。只在zui高试验温度检验出拐点的示例见图2。在较高的多个温
度检验出了拐点的示例见图3,

 

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