塑料管道系統(tǒng) 用外推法對(duì)熱塑性
塑料管材長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度的測(cè)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 范圍
    本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了一種用統(tǒng)計(jì)外推法估計(jì)熱塑性塑料管材的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度的方法。該方法建立在管
材形式的試樣的靜液壓破壞試驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)定基礎(chǔ)上。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于在其適用溫度下的各種熱塑性塑料管材材料。
2 引用標(biāo)準(zhǔn)
    下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過(guò)在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時(shí)，所示版本均
為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)版本的可能性。
    GB/T 6111-1985 長(zhǎng)期恒定內(nèi)壓下熱塑性塑料管材耐破壞時(shí)間的測(cè)定方法（eqv ISO/DP 1167:
                              1978）
    GB/T 8806-1988 塑料管材尺寸測(cè)量方法（eqv ISO 3126:1974）
3 定義和符號(hào)
3.1 本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義。
3.1.1 內(nèi)壓（p）  internal pressure
    管內(nèi)介質(zhì)施加在單位面積上的力，單位:兆帕。
3.1.2 應(yīng)力（。） stress
    內(nèi)壓在管壁內(nèi)單位面積產(chǎn)生的指向環(huán)向（周向）的力，單位兆帕。用下列簡(jiǎn)化公式計(jì)算。:
一p（d_ ge- m,.emjo）
式中:P 一內(nèi)壓，MPa;
d，一一管的平均外徑，mm;
        e??? 管的zui小壁厚,mm,
3.1.3 試驗(yàn)溫度T,  test temperature
測(cè)定應(yīng)力破壞數(shù)據(jù)所采用的溫度，單位:度。
3.1.4 zui高試驗(yàn)溫度T_:maximum test temperature
測(cè)定應(yīng)力破壞數(shù)據(jù)所采用的zui高溫度，單位:度。
3.1.5 使用溫度T,  service temperature

    預(yù)設(shè)的管材使用溫度，單位:度。
3.1.6 破壞時(shí)間t  failure time
    管材發(fā)生滲漏的時(shí)間，單位:小時(shí)。
3.1.7 長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度。_NHS  long-term hydrostatic strengfh
    一個(gè)與應(yīng)力有相同量綱的量，單位:兆帕。它表示在溫度T和時(shí)間t預(yù)測(cè)的平均強(qiáng)度。
3·1.8 預(yù)測(cè)的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度的置信下限。LPL  lower confidence limit of the predicted hydrostatic
strength
    一個(gè)與應(yīng)力有相同的量綱的量，單位:兆帕。它表示在溫度T和時(shí)間t預(yù)測(cè)的靜液壓強(qiáng)度的97.500
置信F限。它被定義為（見(jiàn)附錄A） :
                                  6LPL二a（T,t,O. 975） ·············、···················??（2）
3.1.9 外推時(shí)問(wèn)極限t,  extrapolation time limits
    高溫較短時(shí)間試驗(yàn)數(shù)據(jù)（（1年或1年以上）向低溫長(zhǎng)時(shí)間方向外推時(shí)允許達(dá)到的時(shí)間極限，單位:小
日寸。
3.1.10 夕卜推（時(shí)間）因子k,  entrapolation（time）factors
    由溫度差決定的，與高溫試驗(yàn)所得較短破壞時(shí)問(wèn)（（1年或 1年以上）相乘得到低溫下外推時(shí)間極限
的因子
3.1.11 拐點(diǎn) knee
    韌性破壞與脆性破壞這兩種破壞模式的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。在logio。對(duì)log,ot圖上于拐點(diǎn)處斜率變化。
3.2 本標(biāo)準(zhǔn)采用下列符號(hào)
3.2. 1  a,, H,表示長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度。
12. 2   a, P,表示與溫度T、時(shí)間t、預(yù)測(cè)概率。. 975相應(yīng)的靜液壓強(qiáng)度。
4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得
4.1 試驗(yàn)條件
    管材的應(yīng)力破壞數(shù)據(jù)應(yīng)按GB/T 6111規(guī)定的步驟測(cè)定。如果遇到與本標(biāo)準(zhǔn)的要求有相沖突之處，
應(yīng)以本標(biāo)準(zhǔn)的要求為準(zhǔn)
    管內(nèi)介質(zhì)是水，管外環(huán)境是空氣或水。試驗(yàn)期間，內(nèi)壓與給定試驗(yàn)壓力的偏離量應(yīng)控制在給定試驗(yàn)
壓力的+2%- 1%范圍內(nèi)。按GB/T 6111選擇合適的狀態(tài)調(diào)節(jié)步驟。在試驗(yàn)期間，管外環(huán)境應(yīng)保持在
試驗(yàn)溫度的士1C內(nèi)。試驗(yàn)應(yīng)使用直管。
    每個(gè)管材試樣都應(yīng)按GB/T 8806測(cè)定其平均外徑和zui小壁厚。測(cè)試溫度為20 C士2C a
    用直徑為25 mm-63 mm的管材進(jìn)行試驗(yàn)。
4.2 試驗(yàn)溫度
    在兩個(gè)或兩個(gè)以上試驗(yàn)溫度T?T, -?得到試驗(yàn)數(shù)據(jù)。試驗(yàn)溫度應(yīng)滿足下列條件:
    。）每對(duì)相臨的溫度至少應(yīng)相差 10 C:
    b）對(duì)無(wú)定形聚合物或主要是無(wú)定形狀態(tài)的聚合物，zui高試驗(yàn)溫度T_。不應(yīng)超過(guò)維卡軟化溫度以
下15C。對(duì)結(jié)晶或部分結(jié)晶聚合物，2，二二不應(yīng)超過(guò)熔點(diǎn)以下15'C >
    。）為了得到a,I的*估計(jì)，試驗(yàn)溫度范圍應(yīng)包括使用溫度或使用溫度范圍;
    d）如果在zui低試驗(yàn)溫度以下20℃范圍內(nèi)材料不發(fā)生物態(tài)變化，zui低試驗(yàn)溫度下所得數(shù)據(jù)可以向下
外推20 （ o
4.3 內(nèi)壓水平和時(shí)間范圍的分布
4.3.1 對(duì)每個(gè)選定的溫度，在至少5個(gè)規(guī)則分布的內(nèi)壓水平上觀察試樣的破壞時(shí)間，得到至少30個(gè)觀
察值。出于統(tǒng)計(jì)分析的需要，要求在一定的應(yīng)力水平下有多個(gè)試驗(yàn)結(jié)果，即重復(fù)觀察值。選擇內(nèi)壓水平
時(shí)，應(yīng)做到至少有4個(gè)觀察值在7 000 h以上，至少有1個(gè)觀察值在9 000 h以上（見(jiàn)5. 4 ）。當(dāng)拐點(diǎn)存在

，對(duì)兩種破壞模式都應(yīng)收集到可供統(tǒng)計(jì)分析的足夠數(shù)量的觀察值。
車
3.2 任何溫度下.破壞時(shí)間10 h以內(nèi)的觀察值都應(yīng)舍棄。
4.3.3 溫度小于等于40 C時(shí)，若破壞時(shí)間在1 000 h以上的觀察值的數(shù)量已能符合4. 3. 1的要求，可
以舍棄破壞時(shí)間小于1 000 h的觀察值。這時(shí)，應(yīng)舍棄所有符合舍棄條件（溫度和破壞時(shí)間）的觀察值。
4. 3.4 在zui低內(nèi)壓水平?jīng)]有破壞的試樣，可以在多元線性回歸計(jì)算和拐點(diǎn)判斷時(shí)視為觀察值。否則，也
可以子以舍棄
    注:試驗(yàn)中，用肉眼觀察到的因氧化降解破壞所致的破壞數(shù)據(jù)應(yīng)予舍棄。因污染所致的破壞數(shù)據(jù)應(yīng)予舍棄。
5 計(jì)算步驟
5.1 計(jì)算方法
    本方法基于多元線性回歸分析，計(jì)算細(xì)節(jié)見(jiàn)附錄A。不論有無(wú)拐點(diǎn)，本方法都適用。
5.2 拐點(diǎn)檢驗(yàn)
    一般通過(guò)檢驗(yàn)試驗(yàn)后的試樣來(lái)確定其破壞類型（韌性破壞或脆性破壞）。當(dāng)不能正確判斷部分試樣
甚至全部試樣的破壞類型時(shí)，應(yīng)按附錄B的步驟來(lái)自動(dòng)檢驗(yàn)拐點(diǎn)是否存在。
    對(duì)每個(gè)溫度的拐點(diǎn)檢驗(yàn)都完成后，把數(shù)據(jù)分成兩組，一組屬于*種破壞模式，一組屬于第二種破
壞模式。
    使用所有溫度下兩種破壞模式的觀察值，分別按附錄A作多元線性回歸擬合。
5. 3 直觀檢驗(yàn)
    將觀察到的試驗(yàn)數(shù)據(jù)以logo。為縱坐標(biāo)，log,ot為橫坐標(biāo)作圖。根據(jù)5.1的計(jì)算結(jié)果作QLTHS的線性
回歸線和。LPL曲線。
5.4 計(jì)算外推時(shí)間極限t和外推時(shí)間因子k,
5.4. 1 外推時(shí)間極限
    由高溫向低溫外推，t。由k。和zui大試驗(yàn)時(shí)間t.。相乘得到。
    k。是△T的函數(shù)（見(jiàn) 5.4.2）0
    AT按式（3）進(jìn)行計(jì)算:
                           OT=T，一T ···························??（3）
式中:7'— 準(zhǔn)備進(jìn)行外推的試驗(yàn)溫度，T,成T,,。二，C;
      T 一準(zhǔn)備算出外推時(shí)間極限的溫度，Ts鎮(zhèn)T, C.
    t按式（（4）進(jìn)行計(jì)算:
                          t,=叔t- ······························??（4）
    t和tm。應(yīng)采用相同的單位小時(shí)（h）或年（a）a
    當(dāng)t.-等于8 760 h（1年）時(shí)，k。表示以年為單位的zui大外推時(shí)間t'. t，二由同一溫度的5個(gè)zui長(zhǎng)破壞
時(shí)間的對(duì)數(shù)值取平均后得到。這5個(gè)時(shí)間不一定是同一應(yīng)力水平下的破壞時(shí)間。在計(jì)算t.,、時(shí)，還沒(méi)有
破壞的試樣可以視為“已破壞”。所有這些被視為“已破壞”的試驗(yàn)點(diǎn)應(yīng)當(dāng)包括在計(jì)算賴以進(jìn)行的樣本總
體中。
    外推時(shí)間極限的示例見(jiàn)圖1~圖3。只在zui高試驗(yàn)溫度檢驗(yàn)出拐點(diǎn)的示例見(jiàn)圖2。在較高的多個(gè)溫
度檢驗(yàn)出了拐點(diǎn)的示例見(jiàn)圖3,