【国家标准(GB)】 热塑性塑料管材蠕变比率的试验方法

GB/T18042—2000
本标准等效采用ISO9967：1994《热塑性塑料管材蠕变比率的测定》。ISO9967中的附录A、附录B分别阐述了材料的蠕变机理与利用蠕变率计算长期环刚度，但由于本标准只规定蟠变比率的计算、陈化时间及外推时间，而这些在ISO9967中已规定，因此省略了ISO9967中的附录A、附录B。免费标准bzxz.net
因管材按规定埋地安装时会发生形变，而其形变经一段时间后就会停止，此时间依赖于土壤和安装情况，但一般不会超过两年，所以本标准是利用外推得到的两年形变量来计算管材的变比率。本标准由国家轻工业局提出。
本标准由全国塑料制品标准化技术委员会归口。本标准起草单位：轻工业塑料加工应用研究所。本标准主要起草人：翁云煊、凌伟。376
GB/T18042—2000
ISO前言
实践表明，当管材按规定埋地安装时，一段较短的时间后它的变形增加就几乎停止。该时间的长短依赖于土质与安装条件，但不会超过两年。因此当进行长期静态预测时，就可利用此国际标准测定两年的变比率。热塑性材料蠕变理论的简单解释见附录A。对试验来说，可以在其他陈化、其他试验温度或其他试验时间的条件下进行。377
1范围
中华人民共和国国家标准
热塑性塑料管材蠕变比率的试验方法Thermoplastics pipes--Determination of creep ratio本标准规定了测定热塑性塑料管材蠕变比率的试验方法。本标准适用于具有圆环形截面的热塑性塑料管材。2引用标准
GB/T18042--2000
eqvISo9967:1994
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最新版本的可能性。GB/T2918—1998塑料试样状态调节和试验的标准环境3原理
将管材平放于两平行水平板中，以一固定压力对其持续施压1000h（42天），并分别在规定的时间里记录管材的形变，然后建立管材形变对时间的关系曲线，并分析数据的线性关系，最后通过计算外推两年时的形变求取管材的蠕变比率。4试验仪器和主要技术参数
4.1压缩试验仪
压缩试验仪能施加需要的预负荷F。与负荷F（见6.5），仪器的精度为1%。4.2钢板
需两块钢板，钢板应平整、光滑、清洁，且在试验期间不发生形变。每块钢板的长度应大于或等于试样的长度，宽度至少要比负荷下试样接触表面的最大宽度大25mm（包括25mm）。4.3其他仪器
测量仪器，包括直尺（精确至1mm）、形变测量仪（至少精确至0.1mm或形变的1%）、计时器（精确至 min）。
测量管材内径形变的示例见图1。1—负荷F;2-试样;3-内径测量仪图1测量管材内径形变的示例
国家质量技术监督局2000~04-05批准378
2000-09-01实施
5试样
5.1试样制备
GB/T18042--2000
取一根足够长的管材，沿其外壁画一条平行于轴线的直线并作标记，然后截取三段作为试验试样，分别记为a、b、c，试样端面应垂直于管材的轴线，长度按5.2规定。5.2试样的长度
5.2.1从管材的端面开始在外表面上沿轴向均匀标记3至6条直线.标记数自见表1，测量每条标线的长度，并求得它们的算术平均值，以算术平均值作为试样的长度，管材长度应精确至1mm。对每个试样，长度测量值中最小值与最大值的偏差要小于10%。表1长度测量数目
管材公称直径d.mm
200dn≥500
长度测量数目
5.2.2对于公称直径d.小于或等于1500mm的管材，每个试样的平均长度为（300土10)mm。5.2.3对于公称直径d，大于1500mm的管材，每个试样的平均长度（以毫米为单位）至少为0.2dn5.2.4对于带垂直筋、波纹或具有规则结构的结构壁管材取样时，应尽可能使每个试样的长度包含满足5.2.2或5.2.3条要求的最小的整数筋、波纹或其他结构。垂直筋管材试样的截取见图2。0.5P
L一试样长度；P--单元结构长，P=45mm图2垂直筋管材试样的截取
5.2.5对于螺旋形结构的管材（见图3)，每个试样的长度应包含满足5.2.2或5.2.3要求的最小的整数螺旋数。
对于用波纹等方式作为螺旋加强筋的管材，在每个试样的长度内应包含一整数目的加强筋，并最少为3个，而且试样的长度尽可能按5.2.2或5.2.3取得。5.3试样的内径
分别测量试样a、b、c的内径di、dib、die，在长度中部的横截面上，以45°为间隔，测量四个值，计算它们的算术平均值，并精确到0.5%。分别记录每个试样a、b、c的平均内径dia、dib、dic，按式(1)计算三个值的平均值d.：d = da + da + ds
5.4试样的陈化
试验前，试样应先陈化21天士2天。.（1)
6试验步骤
GB/T18042—2000
图3螺旋结构管材试样的截取示例6.1试验温度按GB/T2918规定的标准试验环境执行。试样在试验前应在此温度状态下调节至少24h。
6.2如果某试样最低环刚度的位置能测知，则在试验时以该位置放到压缩试验仪的平板下进行试验，并将此试样作为第一个试样a。
如试样的最低环刚度不能测知，则在放第一→个试样a时，应将其标线与上板接触。其他试样（b、c)与上板接触的位置，相对于第一个试样标线旋转120°、240°。6.3放置好形变测量仪,并检查每个试样相对于上平板的角度。6.4降低上平板直至与试样上部分接触。6.5加载预负荷F。，F。的取法如下6.5.1管材内径d小于或等于0.1m时，F。=7.5N；6.5.2管材内径d.大于0.1m时F。=75d,N(d，单位为m),F。不是整数时将其圆整到下-个整数值。
6.5.3加载预负荷F。5min后，调节形变测量仪到零点。然后加载一个稳定增加的压力，在开始加载后的20s~30s内达到负荷F，在施加负荷F360s（6min）后应使试样的形变达到管材内径的（1.5士0.2)%，即8=（0.015士0.002)d:，并将此负荷作为试验的满负荷。达到满负荷F时，开始计时。6.6施加满负荷F6min后测量初始形变，记为ya，然后继续分别测量1h、4h、24h、168h、336h、504h、600h、696h、840h、1008h时的形变量，对每个试样应至少拥有11个形变值。如果y超出了6.5中的规定，则中断试验，重新调节试样状态至少1h，并再按6.3进行试验。试验中，在500～1 008 h时间段内的各规定的测量时间允许有土24 h的偏差,并以该实际得到的测量值作回归分析。如在862h时读得的形变值来代替840h的形变值进行计算。7试验结果
7.1计算
对每个样品，在半对数坐标图（见图4）上作形变（rm）对试验时间（h）的半对数曲线，通过建立直线方程Y.=B十MIgt，以及对全部11个数据点，最后10个点，最后9个点，..直到最后的5个点（见表2)作线性回归分析，这里常数B、M及相关系数R用下列公式计算（运用了最小二乘法）。380
式中：B-　
GB/T18042--2000
NZxiy: - Zx,Zy
NZ1_(Zx,)?
B= y-M
[M(NZriy:. Zr,Zy,)/2
NZy?- (Zy.)2
在1h时理论上的形变，mm；
M-直线斜率；
一用作线性回归分析的形变-时间曲线上的数据点数；（2）
............(4)
相关系数（如果R值在0.99到1.00之间，则认为图中的点基本处于直线上）；-在i点的时间，通过下式给出：z,=lgt，h；在时间t：时的总形变，mm。
利用每--试样通过不同数据点的范围导出的公式Y,一B+MIgt分别计算外推两年的形变Y（mm）（t=2年=17520h）（见表2）。选择相关系数分布在0.990到0.999（R值包含0.999）之间的R值最高值时相应的Y值为两年形变量，当R值相同时，取R值相应的Y?最高计算值为两年形变量，然后将Y2用于对试验样品蠕变比率的计算。当R值最高值小于0.990（包含0.990）时，试验按7.3进行。在得到Y，值后用下列公式来计算三个试样的蠕变比率：Y2a(0.018 6 + 0.025yoa/d,)
yoa(0.018 6+0.025Y2./d.)
Y2(0. 018 6 + 0. 025yob/d,)
Yob(0.018 6+ 0.025Y2h/d,)
Y2c(0. 018 6 + 0. 025yo/d,)
yoc(0. 018 6 + 0. 025Y2./d.)取它们的算术平均值作为管材的蠕变比率，公式如下：++
结果取两位有效数字。
测量点序号
试样的试验记录及有关计算结果Y.,mm
点范围
2～11
3～11
4～11
7～11
（5）
.（6)
·（7）
一初始形变
7.2螺变比率计算举例
GB/T18042-2000
两年形变估计值
10003 30010 00033 000
图4试样形变对时间的曲线
表2是一试样的试验记录及有关的计算结果，从第四列向后依次给出了不同数据点的范围及相应M、B、R、Y2值的计算结果,第四列表明了有哪些点被包括在回归分析中。图4给出了结果曲线，依据第7节Y，的线性回归分析点不少于5个，其对应的R值是最高值，并在0.990以上。
7.3继续试验
在回归分析中，对于三个样品的任何-个，如果在最后5个点的范围内仍得不到高于0.990的相关系数值，那么就需要对所有的试样继续进行试验，分别再测量1200h、1400h、1680h、2000h、2400h、2818h、3400h与4000h时的形变，（各测量时间允许偏差为士24h），直到最后五个点范围的相关系数值超过0.990为止。
8试验报告
试验报告应具有下列内容：
a）本标准代号；
b）材料名称、规格和型号；
c）仪器型号、试验条件；
d）试验结果；
e）试验人员及日期。
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