《塑料管材讲义》PPT课件.ppt

塑料管材基本知识,与传统的金属管和水泥管相比： （1）具有重量轻。一般仅为金属管的1/61/10； （2）有较好的耐腐蚀性，抗冲击性和抗拉强度； （3）塑料内表面比铸铁管要光洁得多，磨擦系数小，水流阻力小，可降低输水能耗5%以上； （4）制造能耗可降低75%； （5）运输方便，安装简单，使用寿命长达3050年。,塑料管材基本知识,简述： 1.在世界发达国家，塑料管被广泛应用于城市给排水，建筑给排水，供热采暖，城市燃气，农业灌溉，化工输液，电线电缆套管等众多领域。,塑料管材基本知识,3.目前在宁夏市场上常见的管材有： UPVC给水、排水管，UPVC螺旋消音管，PVC穿线管，UPVC芯层发泡管，PP-R管，给水PE管，PE-X管、PE-RT管，铝塑复合（PAP）管（对接焊、搭接焊），双壁波纹管（UPVC、LDPE）、衬塑复合钢管、铝合金衬塑管、塑铝稳态复合管等。,塑料管材基本知识,聚氯乙烯（PVC-U）双壁波纹管材,塑料管材基本知识,聚乙烯双壁波纹管材,PVC-U排水消音管材,冷热水用交联聚乙烯（PE-X）管,塑料管材分类一,塑料管材分类二,燃气类管材 主要品种PE80 PE100 其他,化工类管材 主要品种：PVC PP-H（均聚聚丙烯） PA(聚酰胺俗称尼龙) PVDF(聚偏氟乙稀) 其他,塑料管材原料主要来源,PVC树脂：绝大多数为国产料，如北京化工、塘沽化工、沧化等 PPR管专用料：国外进口为主，如北欧化工、德国DSM、大韩油化、韩国晓星、赫斯特等；国产料，如中石化北京化工院、燕山石化、博润化工、齐鲁石化、江阴跨世纪、青岛远东,塑料管材使用寿命,确定塑料管的使用寿命，试验中三个重要参数，破坏时间（t）、管壁内压力（P）和温度（T） 按照ISO/DIS9080-1999及我国GB/T18252-2000标准采用“标准回归法”，在获得一系列管材静液压试验破坏数据的基础上预测20，50年,使用寿命,塑料管材、管件常用产品标准,GB/T13663-2000给水用聚乙烯(PE)管材 GB/T15558.1-2005燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统 第1部分 管材 GB/T19472.1-2004埋地用聚乙烯双壁波纹管材 GB/T19472.2-2004埋地用聚乙烯双壁缠绕结构壁管材 GB/T18477.1-2007埋地排水用硬聚乙烯双壁缠绕结构壁管材 GB/T10002.1-2006给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材 GB/T10002.2-2003给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管件,塑料管材、管件常用产品标准,GB/T18742.2-2002冷热水用聚丙烯(PP-R)管材 GB/T18742.3-2003冷热水用聚丙烯(PP-R)管件 GB/T19473.2-2004冷热水用聚丁烯(PB)管材 GB/T19473.3-2004冷热水用聚丁烯(PB)管件 GB/T18992.2-2003冷热水用交联聚乙烯(PE-X)管材 CJ/T175-2002 冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管材 GB/T5836.1-2006建筑排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材 GB/T5836.2-2006建筑排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管件,塑料管材、管件常用产品标准,GB/T16800-2007排水用芯层发泡硬聚氯乙烯(PVC-U)管材 GB/T18997.1-20003 铝塑复合压力管:搭接焊式 GB/T18997.2.-2003铝塑复合压力管:对接焊式 CJ/T195-2004 外层熔接型铝塑复合管 CJ/T210-2005无规共聚聚丙烯（PP-R）塑铝稳态复合管 JG3050-1998 建筑用绝缘电工套管及配件,塑料管材、管件通用检测方法标准,GB/T8806-2008塑料管道系统塑料部件尺寸的测定 GB/T6671-2001热塑性塑料管材纵向回缩率的测定 GB/T8802-2001热塑性塑料管材、管件维卡软化温度的测定 GB/T8803-2001注射成型硬质聚氯乙烯、氯化聚乙烯-热烘箱试验方法 GB/T8804.13-2003热塑性塑料管材拉伸性能测定 GB/T18743-2002流体输送用管材简支梁冲击试验方法 GB/T6111-2003流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法 GB/T14152-2001耐外冲击性能（时针旋转法）（试验方法,塑料管材、管件通用检测方法标准,GB/T8801-2007硬聚氯乙烯（PVCU）管件坠落试验方法 GB/T18474-2001冷热水用交联（PE-X）管材交联度的试验方法 GB/T9647-2003热塑性塑料管材环刚度的测定 GB/T15560-1995流体输送用热塑性塑料管材液压瞬时爆破试验方法 GB/T13526-2007硬聚氯乙烯二氯甲烷浸渍试验方法,塑料管材物理力学性能,给水管材、排水管材、冷热水用管材主要物理力学性能检测方法介绍 产量较少的管材产品种类不涉及，参见相应行业标准 管材产品的外观，颜色和规格尺寸的详细指标见相应国家标准 原料要求不涉及，由原料供应商提供质量保证书等证明文件,主要性能指标,尺寸测量 密度测量 维卡软化温度 纵向回缩率 烘箱试验 拉伸屈服强度 坠落试验 落锤冲击试验 环刚度 静液压试验（20、95 、短期、中期、长期） 爆破性能 交联度 系统适用性,塑料管材、管件通用检测方法,塑料管道系统部件尺寸的测定 GB/T8806-2008 目的：保证结构尺寸和功能尺寸、满足连接和强度的要求 本标准适用于塑料管材和管件尺寸的测量或测试方法。主要规定了管材的壁厚、直径、不圆度、长度、端面垂直度和管件的主体壁厚、承口深度、内径、不圆度的测量方法。,尺寸测量,环境条件（量具、试样和环境） 温度232。 检验设备 游标卡尺（精度至少为0.02mm）、管壁测厚仪（精度0.01mm）、尺（精度0.01-0.05mm）、卷尺（精度1mm）、内径量具（0.01 mm）,尺寸测量,测量截面的选择 距离端头至少25mm 根据产品要求 结果记录 按照标准要求记录结果 壁厚 在被测截面上移动测量 精度0.01mm测厚仪 不允许使用游标卡尺 测量最大(emax)和最小壁厚(emin)，并记录测量值。,尺寸测量,尺寸测量,管材的平均壁厚 在被测截面上移动测量 沿环向均匀间隔至少6点进行壁厚测量（不修约）。 由测量值计算算术平均值，按GB/T8806-2008标准中的或相关产品标准规定修约并记录结果作为平均壁厚，em。,尺寸测量-管件,管件的主体壁厚 管件的主体壁厚为承插口管件承口部分以外的壁厚e1。测量时一般只需测量主体壁厚的最小值，为了测量方便，必要时可切开管件，露出主体壁厚部分后再进行测量。 管件的任一点壁厚和承口壁厚 任一点壁厚需要测试最大和最小值，但承口壁厚一般只需测量最小值。,尺寸测量,平均外径de,m 方法1：用尺直接测量并读数。 方法2：量具分度值0.02mm，游标卡尺（dn600mm） 游标卡尺，4点平均值（ dn40mm ） 6点平均值（40mm dn600mm ） 最大外径和最小外径 在被测截面上移动游标卡尺，直至找到最大值和最小值 游标卡尺测同一截面外径最大值和最小值，之差为不圆度,尺寸测量-管件,承口平均内径di,m 方法：用0.001mm内径尺(或游标卡尺)。 1、在承口深度的中部相互垂直的截面上测量 2、 4点平均值（ dn40mm ） 6点平均值（40mm dn600mm ） 承口深度用游标卡尺或深度尺测量,尺寸测量,管材长度 用准确度达到要求的卷尺测量单根管的总长或有效长度。 管材总长 测定时，应在内表面或外表面平行于管材轴线处进行测量，且至少测量三处，均匀分布在管材的圆周上。当由测量值计算算术平均值时，修约并记录结果作为管材的总长。用机械切割并能保证垂直切割的管材可以在一处测量 管材有效长度 如果管材存在承口，用管材的总长减去承口部分的深度（s）,记录得到的结果作为管材的有效长度。,尺寸测量,管材弯曲度 按相关产品标准，将整根管材（不带承口，带承口的应切割掉承口）水平放置于一个水平的靠尺或平面上，然后在靠尺和管材之间的空隙处放入塞尺，旋转不同角度直到找出最大空隙，并用塞尺测量空隙的高度，记录塞尺的总厚度作为弯曲度，结果的准确度应符合相关产品标准。,纵向回缩率-总则,纵向回缩率的测定 GB/T6671-2001 目的度量产品在加工过程中（例如拉伸、牵引产生的内应力、挤出速度和牵引速度是否匹配） 原理：将规定长度的试样，在规定温度下的加热介质中保持一定的时间，测量加热前后试样的标线间距离，以相对原始长度的变化百分率表示 环境条件 23 2 仪器设备 液浴槽（量程150 ，精度0.5 ）、温度计（分度值0.5）、烘箱（量程150 ，精度0.5 ）,纵向回缩率-烘箱法,方法B：烘箱试验 常用方法 试样及调节方法同方法A。 将烘箱温度调节到标准规定值，把试样放入烘箱，使样品不触及烘箱底和壁。若悬挂试样，则悬挂点应在距标线最远的一端。若把试样平放，则应放于垫有一层滑石粉的平板上。切片试样，应使凸面朝下放置。 把试样放入烘箱内保持标准规定的时间（从烘箱温度回升到规定温度时算起），从烘箱中取出试样，平放于一光滑平面上，待完全冷却到（232）时，在试样表面沿母线测量标线间最大或最小距离Li ，计算方法同方法A。,纵向回缩-步骤,方法B：烘箱试验 注意事项：1、试样在烘箱中加热时不能接触烘箱底和壁，条件允许时，应尽量选择平放，平板上应垫有一层滑石粉，若为切片，应使凸面向下。 2、在烘箱温度升到规定温度时，快速将试样放入，以免温度下降过大。 3、从烘箱中取出试样后，应平放于一个光滑的平板上冷却。 数据处理,纵向回缩率-步骤,数据处理 每一试样的纵向回所率依照下式计算： L0-浸入前标线间距离，mm Li-试验后沿母线测定的两标线间距离，mm 选择Li使得L0- Li值最大，计算3个试样RLi的算术平均值，其结果作为管材的纵向回缩率RLi,纵向回缩率-数据记录,数据处理 每一试样的纵向回所率依照下式计算： L0-浸入前标线间距离，mm Li-试验后沿母线测定的两标线间距离，mm 选择Li使得L0- Li值最大，计算3个试样RLi的算术平均值，其结果作为管材的纵向回缩率RLi。 补充 各种材料管材测试温度和时间具体见标准附录A,纵向回缩率-样品平放,三组样品,拉伸性能-总则,热塑性塑料管材拉伸性能测定 GB/T8804.1.3-2003 目的考察在有限形变下抵抗外力的能力，体现强度和柔性的指标 原理:沿管材的纵向裁切或机械加工制取规定形状和尺寸的试样，通过拉力试验机在规定的条件下测得其拉伸性能 设备: 拉力试验机，配套卡具，哑铃型制样机,拉伸性能-步骤,按照标准要求选定试样类型。从管材上取样时不应加热或压平，样条的纵向平行于管材的轴线，取样位置应符合下列要求： （1）公称外径小于或等于63 mm 的管材，取长度约150 mm 的管段。以一条任意直径为参考线，沿圆周方向取样。除特殊情况外，每个样品应取3个样条，以便获得3个试样，15 mm dn 75mm,取3个, 75 mm dn 280mm取5个,拉伸性能-步骤,（2）公称外径大于63 mm 的管材，取长度约150 mm 的管段，沿管段周边均匀取样条。 除另有规定外，应按标准中的要求，根据管材的公称外径把管段沿圆周边分成一系列样条，每块样条制取试样一片。 根据不同材料制品标准的要求，选择制样方式（冲裁或机械加工）制样。 在试样上从中心线近似等距离划两条标线，精确到1%。 按照要求进行状态调节。除生产检验或相关标准另有规定外，试样应在管材生产15 h 之后测试。试验前应将试样置于（232）的环境中，根据试样厚度进行状态调节，时间不少于标准中的规定。,亚铃型制样图片,拉伸性能-步骤,试验应在（232）环境下进行。测量试样标距间中部的宽度和最小厚度，计算最小截面积。 将试样安装在拉力试验机上并使其轴线与拉伸应力的方向一致，同时应使夹具松紧适宜以防止试样滑脱。选定试验速度进行试验。开始试验直到试样断裂。 注意：如果试样从夹具处滑落或在平行部位（工作区）之外渐宽处发生拉伸变形并断裂，应重新取相同数量的试样进行试验。 试验速度,拉伸性能-结果记录,按下式计算拉伸屈服应力和断裂伸长率，其结果保留3位有效数字 PVC、ABS产品 =F/A 其中：F为屈服点拉力 A初始截面积 聚烯烃类产品 断裂伸长率 =（L-LO）/L100 其中：L为标线间原始长度 LO为断裂时标线间长度 补做试验：如果一个或多个试验数据异常，应取双倍试样补做试验 结果取3个试样的算术平均值,维卡软化温度-总则,维卡软化温度的测定 （VST） GB/T 88022001 目的反映产品耐热变形能力的高低，适用于当材料开始迅速软化时，能测定出温度的热塑性塑料管材，不适于结晶或半结晶的聚合材料 原理 将试样放在液体介质或加热箱中，在等速升温条件下测定标准压针在（501）N力的作用下，压入从管材或管件上切取的试样内1mm时的温度。压入1mm时的温度即为试样的维卡软化温度（VST）,维卡软化温度-步骤,取样 1、管材试样应是从管材上沿轴向截下的弧形管段，长度约为50 mm ，宽度为10 mm20 mm ； 2、管件试样应是从管件的承品、插口或柱面上截下的弧形片断，对于直径小于或等于90 mm 的管件，试样长度和承口长度相等，直径大于90 mm 的管件，试样长度为50 mm，试样的长度均为10 mm20 mm，而且试样应从没有合模线或注射点的部位切取。 3、如果管材或管件壁厚大于6 mm ，则应采用合适的方法加工管材或管件外表面，使壁厚减至4 mm ，如果管件承口带有螺纹，则应车掉螺纹部分，使其表面光滑。,维卡软化温度-步骤,取样 4、壁厚在2.4 mm6 mm（包括6 mm）范围内试样，可直接截下测试。 如果管材或管件壁厚小于2.4 mm，则可将两个弧形管段叠加在一起，使其总厚度不小于2.4 mm ，每次试验用两个试样，但在裁制试样时，应多提供几个试样，以备试验结果相差太大时补充试验用。,维卡软化温度-步骤,将试样在低于预期维卡软化温度（VST）50的温度下预处理至少5 min ； 将加热浴槽温度调至约低于试样软化温度50 并保持恒温。将试样凹面向中，水平放置在无负载金属杆的压针下面，试样和仪器底座的接触面应是平的，对于壁厚小于2.4 mm 的试样，压针端部应置于未压平试样的凹面上，下面放置压平的试样，压针端部距试样边缘小于3 mm 。 压针定位5 min 后，在载荷盘上加上所要求的重量，当压针压入试样内1mm 时，记录此时的温度，此温度即为该试样的维卡软化温度。,维卡软化温度-数据处理,数据处理 两个试样的维卡值的算术平均值，即为所测管材管件的维卡软化温度。若两个试样结果相差大于2 ，应重新取2个的试样继续试验。,管件烘箱试验-总则,管件热烘箱试验方法 GB/T 88032001 目的反映管件在注射过程中产生内应力大小，检查是否存在冷料或未熔融部分以及熔接缝的质量好坏 原理 根据试样壁厚将试样置于150 的空气循环烘箱中经受不同时间的加热、取出冷却后，检查试样出现的缺陷，测量所有开裂、气泡、脱层或熔接缝开裂等，并用试样壁厚的百分数形式表示,烘箱试验-步骤,将烘箱升温，使其达到（1502）。 将试样放入烘箱内，使其一承口向下直立，试样不得与其他试样和箱体接触，不易放置平稳或者受热后易倾倒的试样可用支架支撑。 待烘箱温度回升至设定温度时开始计时，根据试样的平均壁厚，确定试样在烘箱内恒温时间。 恒温时间达到后，从烘箱中取出试样，小心不要损伤试样或使其变形。待试样在空气中冷却至室温后，检查试样出现的缺陷，例如：试样的开裂、脱层、壁内变化（如气泡等）和熔接缝开裂。,烘箱试验-步骤,恒温时间 e3mm,15min; 8mme10mm,30min 结果判定 1、在注射点周围，试样开裂、脱层或气泡的深度应不大于该处壁厚的50%； 2、任一熔接处部分开裂深度应不大于壁厚的50%； 3、试样其他外表面，开裂与脱层深度应不大于壁厚的30%，试样壁内气泡长度应不大于壁厚的10倍,管件样品及开裂状态,落锤冲击试验-总则,耐外冲击性能（落锤冲击）试验方法（时针旋转法） （GB/T 141522001） 目的考察产品在抵抗装卸、安装和使用过程中可能遇到的外部冲击负荷的能力，适用于脆性的材料 原理 规定质量和尺寸的落锤从规定的高度冲击试样规定的部位，按TIR判定的表确定其真实冲击率 （TIR10%，10%）,落锤冲击试验-步骤,试样应从一批或连续生产的管材中随机抽取切割而成，其切割端面应与管材的轴线垂进，切割端面应清洁、无损伤。 试样长度为（20010）mm 。 对于外径40 mm 的管材每个试样只进行一次冲击。 外径40 mm 的试样应沿其长度方向等距离画出不同数量的标线，并顺序编号。冲击次数根据标准要求及实际情况确定。,落锤冲击试验-步骤,试样应在（01）或（202）的水浴或空气浴中进行状态调节，最短调节时间见表。仲裁检验时应使用水浴。,落锤冲击试验-步骤,状态调节后，壁厚8.6 mm 的试样，应从空气浴中取出10 s 内或从水浴中取出20 s 内完成试验。 壁厚8.6 mm 的试样，应从空气中取出20 s内或从水浴中取出30 s内完成试验。如果超过此时间间隔，应将试样立即放回预处理装置，最少进行5 min 的再处理。 若试样状态调节温度为（202），试验环境温度为（205），则试样从取出至试验完毕的时间可放宽至60 s 。,落锤冲击试验-步骤,按照产品标准的规定确定落锤质量和冲击高度。 外径40 mm 的试样，每个试样只承受一次冲击。 外径40 mm 的试样在进行冲击时，首先使落锤冲击在1号标线上，若试样未破坏，再进行状态调节后对2号线标进行冲击，直至试样破坏或全部标线都冲一次，直至取得判定结果。,落锤冲击试验-结果,结果判定 冲击破坏数在表5的 A区 TIR10%，判定通过 B区 TIR10%，判定不通过 C区不可判定，进一步取样，至到全部试样 累积结果方可判定,耐内压（静液压）试验,静液压试验的测定 （GB/T 61112003） 目的考察材料和产品的耐压性能，反映材料或在特定温度和压力条件下的强度 原理 试样在规定的液体温度和压力下，保持规定的时间直至破坏 设备 静液压试验机,静液压试验,密封接头 A型（仲裁法）有外部推力，B型无外部推力 支撑或吊架：保持试样之间及与恒温箱的任何部位不接触 试样自由长度 外径 dn 315 mm，L0 dn的3倍， 但不得250mm L0 ：每个试样在两个密封接受头之间的长度叫自由长度 外径dn 315 mm 时，L0 1000mm 。 试验数量3个,静液压试验,试样状态调节 emin3mm，1h 3mm emin8mm，3h 8mm emin16mm，6h,静液压试验-步骤,擦除试样表面以使其清洁干燥，选择密封接头与其连接。 向试样中注满接近试验温度的水，把注满水的试样，放