热塑性塑料管材环刚度的测定

1 范围
本 标 准 规定了具有环形横截面的热塑性塑料管材环刚度的测定方法。
2 规范性引用文件
下 列 文 件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有
的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究
是否可使用这些文件的{zx1}版本。凡是不注日期的引用文件，其{zx1}版本适用于本标准。
GB /T 2 918-1998 塑料试样状态调节和试验的标准环境（idtI SO 291;1997）
3 原理
用 管 材 在恒速变形时所测得的力值和变形值确定环刚度。将管材试样水平放置，按管材的直径确
定平板的压缩速度，用两个互相平行的平板垂直方向对试样施加压力。在变形时产生反作用力，用管试
样截面直径方向变形量为。03 d;时的力值计算环刚度。
4 符号
本 标 准 采用到下列符号。
单 位
DN 管 材 公 称 直 径 mm
d; 管 材 试 样 内 径 m
F 负 荷 k N
L 试 样 长 度 m
S 环 刚 度 k N /m z
Y 垂 直 方 向 上 的 变形 量 m
e。 管 壁 厚 度 m m
5 仪器和设备
5.1 压缩试验机
试 验 机 应能施加规定的压缩速率，具体见表1。仪器能够通过两个相互平行的压板对试样施加足
够的力和产生规定的变形（见第8章）;试验机的测量系统能够测量试样在直径方向上产生1%^-4%变
形时所需要的力，xx到力值的2%以内。
表 1 压 缩 速 度
管材的公称直径DN/mm 压缩速度/（mm/min）
DN< 100   ：2士0.4。100<DN<200 ：5士1
200<DN< 400 ：10士2，400<DN< 1 000 20士2
DN>1 000 50士5
5.2 压板
两 块 平 整、光滑、洁净的钢板，在试验中不应产生影响试验结果的变形。
每 块 压 板的长度至少应等于试样的长度。在承受负荷时，压板的宽度应至少比所接触试样{zd0}表
面宽25 mm.
5.3 量具
能 够 测 量:
— 试 样 的长度（xx到1m m）（见6.2）;
— 试 样 的内径（xx到内径的。.5/0a）;
— 在 负 载方向上试样的内径变化，精度为。.1 m m，或变形的1%，取较大值;
以测 量 波 纹管内径的量具为例
测量波纹管内径的典型装置
试样
6.1 标记和样品的数量
切 取 足 够长的管材，在管材的外表面，以任一点为基准，每隔1200沿管材长度方向划线并分别做好
标记。将管材按规定长度切割为a,b,c三个试样，试样截面垂直于管材的轴线。
注 :如 果 管材存在最小壁厚线，则以此为基准线
6.2 试样的长度
试 样 的 平均长度应满足以下要求:
6.2. 1
每个试样按表2的规定沿圆周方向等分测量3-6个长度值，计算其算术平均值为试样长度，精
长度的测量数
管材的公称直径DN/mm 长度侧量数
DN镇200 3
200<DN<500 4
DN>500
对 于 每 个试样，在所有的测量值中，最小值不应小于{zd0}值的0.9倍。
6.2.2 公称直径小于或等于1 -500 mm的管材，每个试样的平均长度应在300 mm土10 mm
6.2.3 公称直径大于1 -500 mm的管材，每个试样的平均长度不小于0. 2 DN（单位为mm）.
6.2.4 有垂直肋、波纹或其他规则结构的结构壁管，切割试样时，在满足a,b或c的长度要求的同时
（见图2），应使其所含的肋、波纹或其他结构最少。
切 割 点 应在肋与肋，波纹与波纹或其他结构的中点。6.3 试样的内径
分 别 测 量a,b,c三个试样的内径du, d ＇,6,d ,}。应通过横断面中点处，每隔45“依次测量4
处，取算术平均值，每次的测量应xx到内径的。.500,
分 别 记 录a,b,c每个试样的平均内径de,dib,di,.
按 照 式 （1）计算三个值的平均值:
d; = （d ;, + d;6 + d ;.） / 3 ··· ··· ···· ··· ··· ·· ·· ···? ? （1 ）
6.4 取样
试 验 应 在产品生产出至少24h 后才可以进行取样。
对 于 型 式检验或在有争议的情况下，试验应在生产出21天士2天进行。
7 试样的状态调节
试样应在试验温度（见8.1）的环境中按GB/T 2918规定进行状态调节24 h后，进行试验。
8 试验步骤
8. 1 除非在其他标准中有特殊规定，测试应在23℃士2℃条件下进行;
注 1: 试 验温度有可能对环刚度有一定的影响。
8.2 如果能确定试样在某位置的环刚度最小，把试样a的该位置和压力机上板相接触，或把{dy}个试
样放置时，把另两个试样b,c的放置位置依次相对于{dy}个试样转1200和2400放置。
8.3 对于每一个试样，放置好变形测量仪并检查试样的角度位置。
放 置 试 样时，使其长轴平行于压板，然后放置于试验机的中央位置。
使 上 压 板和试样恰好接触且能夹持住试样，根据表1规定以恒定的速度压缩试样直到至少达到
0. 03 d;的变形，按照8.4规定正确记录力值和变形量。
注 2: 当 需 要 确定环柔度时，继续压缩直至达到环柔度所需的变形
8.4 通常，变形量是通过测量一个压板的位置得到，但如果在试验的过程中，管壁厚度。‘（见图4）的变
化超过10%，则应通过直接测量试样内径的变化来得到。
图4 管壁厚度e。示例
典 型 的 力/变形曲线图是一条光滑的曲线，否则意味着零点可能不正确，如图5所示，用曲线开始的
直线部分倒推到和水平轴相交于（0,0）点（原点）并得到0.0 3d ;变形的力值。9 计算环刚度
用 下 面 的公式计算a,b,。每个试样的环刚度:
S; = （ 0 .0 18 6 + 0 . 0 2 5Y ;/ d ;） F; /L ; Y ··· ·· ··· ·· ··· ·· ··· ··· ·· ·? ?（2）式 中 :
F; — 相对于管材3.0%变形时的力值，单位为千牛（kN）;
L;— 试 样长度，单位为米（m）;
Y; — 变形量，单位为米（m），相对应于3.0%变形时的变形量，如:
Y/ d = 0. 03
计 算 管 材的环刚度，单位为千牛每平方米（kN/m＇） ，在求三个值的平均值时，用以下公式:
S 二 （ S. + S 6 + S X 3 .. ... ... .. ... .. ... .. ... .. ... .. （ 3 ）
10 试验报告
试 验 报 告应包含以下信息:
a） 本 标准号;
b） 管 材测试必须的细节，包括:
— 生 产 企 业 名 称;
— 管 材 的 类 型 （包括材料）;
— 尺 寸 ;
— 公 称 环 刚 度 和（或）压力等级;
— 生 产 日 期 ;
— 测 试 管 材 时 的日期;
— 试 样 a ,b ,c 的长度LLb,L。
c） 试 验 温度;
d） 每 个试样环刚度的计算值SSb,S，xx到小数点后第2位;
e） 环 刚 度的计算值S，保留3位有效数字;
f） 如 果 需要，每个试样的力/变形曲线图;
g） 任 何可能影响试验结果的因素，如本标准没有规定的偶然性因素和操作的细节。