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探究影响塑料管道静液压试验检测的原因

2020-07-06 461 上传者：管理员

摘要：塑料管道工作时的静液压是衡量管道质量的一个重要标准,也是测试塑料管道的安全性与稳定性的重要方法。通过对塑料管材静液压测试的试验的原理进行分析,指出了塑料管道静液压测试的工作流程,结合管道的具体工作环境,详细的分析了影响塑料管道静液压测试的影响因素。

关键词：
塑料管道
应用化学
试验检测
静液压
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1、塑料管道系统的静液压试验概述

一般情况下,塑料管道的静液压试验是在设定的温度下,将需要检测的管材制作成试样,利用水作为介质,对塑料管道施加一定的内压,并对管道承受的内压进行测试,管道在承受压力的情况下,将试验材料长期放置测试,直到试验管道出现破坏的情况,以掌握管道材料的强度与时间变化存在的联系,并对破坏的类型与时间记录下,最后将各个对应温度下的时间及管道破坏的应力数据进行处理,采用多重线性回归处理,从而得到完整的塑料管道测试的数据。通过研究表明,对塑料管道液压的影响因素有:(1)材料因素,是影响塑料管道质量的重要因素,如树脂的特征、材料添加剂、加工过程中导致的管道性能的变化等;(2)塑料管道使用的环境因素,是否存在氧化剂、破坏因素,以及管道内输送的是何种液体等;(3)载荷因素,塑料管道在具体的工作中往往会收到工作环境的影响,如温度、负荷、外在负荷、输送流体的压力等。对于输送流体的塑料管道的安全性与稳定性的测试,一般可以采用静液压测试的方法,在检测过程中,采用的标准为GB/T6111-2018《流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法》,同时还采用国际标准IS01167,将二者结合在一起进行检测。在具体的检测时,需要综合考虑各种环境因素,不同的参数、影响因素发生改变时,就会对塑料管道的寿命产生影响。

2、塑料管道静液压试验的基本流程

(1)测试试样准备

首先,准备一根塑料管道,如果管道的内径(dn)小于315mm,具体的测试试样在两个密封接头之间的自由长度(L0)不应小于其公称外径的3倍,但是要求保证试样的长度不能小于250mm,如果测试试样管材的内径(dn)大于315时,要求试样管材的最小自由长度(L0)不应小于公称外径的2倍。其次,对于管件类的要求,要与测试试样的规格相配套,管材之间的连接与熔接完整,熔接好之后,按照测试要求,将其放置48小时以上。

(2)测试试样的调节

将测试试样注满水,并将地放置在水箱中,要求水箱中的水温不能比测试管道中的试验中水的温度的偏差为±1℃,在具体的试验中,按照表1规定的时间进行调节试验,如果状态调节温度过高时,应施加一定压力,防止测试水箱中水分蒸发,导致测试效果不准确。

表1不同管壁厚度与测试时间关系

(3)测试的流程

根据上述已经确定的标准,选择的试验介质分别为水——水试验测试塑料管道的静液压、水——空气塑料管道静液压试验、水——其他液体试验静液压测试、在将测试设备的状态进行调节之后,用夹具夹持试样管材,并将其与加压设备连接在一起,将试样管材内的空气排出干净,在具体测试时,要根据试样的材料、规格尺寸和加压设备情况,保持均匀稳定的加压,在30s-lh之间用尽可能短的时间,均匀平稳地施加试验压力,并记录数据,然后利用公式计算出来的塑料管道的压力值,在测试的压力保持在1%-2%之间时,开始记录塑料管道受到的压力值,当达到试验压力时开始记录时间。

在恒温控制的试验环境是对塑料管道试样检测的最佳环境,将试样悬挂在水箱中,整个试验过程中,保证整个试验都处在一个稳定的环境中,始终保持试验介质处于恒温的状态,对于测试温度的控制,要求依据检测标准来进行,才能满足要求。在测试的过程中,如果达到规定时间或者测试试样发生破坏,产生渗漏时,需要停止测试,记录测试的时间长度。如果测试中试样发生破坏,需要记录试样破坏的类型,如是韧性破坏还是脆性破坏等,注意测试中,如果试样在距离密封接头小于0.1L0处出现破坏时,本次试样的测试是无效的,需要重新选取试样进行重新测试。

3、塑料管道静液压试验检测影响因素

(1)塑料管道的压力分析

依据塑料管道试样测试的流程,并结合《流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法》(GB/T6111-2018)中的具体测试要求,按照塑料管道测试压力的基本计算方法进行测试压力。

其中,P代表塑料管道测试试样的实际静液体压力,代表塑料管道的环应力,也称为诱导应力,一般情况下,这种环应力是在管道产品出厂时已经给定,是指测试塑料管道试样的最小管道壁厚,是指测试塑料管道试样外径的平均值。在具体的测试时,要能够根据实际情况进行测试,而对管道环应力的影响因素有:试样的壁厚的实际测量值以及试样平均外径的测量方法,直接影响着塑料管道静液压的测试结果,如果内外径测试的结果不够准确,就会影响着最终的测试结果。

(2)静液压试验所使用的仪器精度

对塑料管道静液压测试的关键要求测试的仪器精度要高以及仪器使用方式,静液压试验测试的结果关键在于测量仪器的使用,以及仪器在测试过程中的压力控制以及稳定效果,再具体的测试过程中,为了降低蠕变对测试塑料管道的压力产生影响,需要对仪器产生的压力进行合理的控制,尽量9避免试验中出现的压力过大产生的冲击力,导致测试试样的失败。在一般情况下,在进行塑料管道静液压测试的仪器都达到了国际标准,如果在测试过程中,发生系统设计错误,也会导致静液压试验仪器测试不准确的情况,有时会出现测试的出口的数据与测试点的压力存在着很大的差异,形成测试仪器表上显示的压力值与实际测试的出口值存在很大的差距,使得整个试验测试的数据不够真实,在正常情况下,塑料管道在其承受的压力范围内,如果测试过程符合要求,能够保证测试数据的真实性,但如果无法正确的控制测试压力,就会导致塑料管道出现韧性破坏事件。

(3)恒温水浴控制温度的进度及温度场对测试效果的影响

恒温水浴控制温度的进度及温度场所具有的均匀性是保证测试效果正确的前提,但由于塑料管道在进行静液压测试试验时的条件,与塑料管理的在实际使用过程中的环境存在一定的差异,所以要求在进行塑料管道静液压试验的条件要能够与接近真实工作环境的条件,并保证处理故障的温度与故障的压力大小相接近,就是要求,当塑料管道受到的压力增加时,温度也会跟着上升,这样才能保证测试数据的真实性。恒温水浴所具有的温控精度以及温度场的均匀性,是保证塑料管道具有稳定的工作环境,对静液压测试试验的结果会产生影响,在具体的测试中需要特别注意。通过塑料管道所具有的温度、时间以及压力的计算公式中可以看出,它们之间存在着紧密的联系,一旦温度的波动范围较大时,就会影响静液压的测试效果,对最终的测试数据产生一定的影响。通过对许多试验的测试结果进行分析,在高温低压或者高压低温的条件下,对塑料管道的静液压进行测试时,如果测试的温度超出了测试的许可范围,往往会导致塑料管材的试验韧性遭到破坏,影响正常的数据测试效果。所以,在塑料管道进行静液压测试时,如果发现管道的韧性遭到破坏,在进行检测时,需要利用精度更高的计量测试设备对管道的温度进行测试、校对,以保证测试结果的准确性。而对于较大容积的水浴来说,要能够保证水浴温度场的稳定性,要求水浴的温度处于均匀状态,为了确保温度场处于均匀状态,一般都采用循环系统,对水浴里的水进行均匀搅拌,保证整个温度场的均匀。

(4)卡具的影响

进行塑料管道静液压试验时,需要对塑料管材的真实质量进行测试,在破坏控制的自由长度范围内,依据国家的相关标准,在卡具安装好之后,在管材的自由长度内,即两个卡具在安装完成后的夹具所具有的下沿之间的距离,利用紧缩系统将管材夹紧至蠕变,保证管道的密封性,同时还需要确保塑料管材和卡具之间没有任何尖锐的部分,不会导致在后期的测试中出现应力不集中的情况,从而出现破坏塑料管材的情况,从而导致测试的结果不能满足要求。因此,在对试样进行安装的过程中,保证卡具与管材之间的密封性十分重要,要充分结合塑料管材的外形结构与具体要求,选择符合要求的密封圈,在卡具压制的过程中,力度要适中,不能用力过度,导致管材压应力过于集中,影响后期的试验测试的效果。

参考文献：

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