（高清版）GBT 43117-2023 玻璃纤维增强热固性塑料（GRP）管 湿态或干态条件下环蠕变性能的测定

玻璃纤维增强热固性塑料(GRP)管湿态或干态条件下环蠕变性能的测定2023-09-07发布国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会1本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件等同采用ISO10468:2018《玻璃纤维增强热固性塑料(GRP)管湿态或干态条件下环蠕变本文件做了下列最小限度的编辑性改动：——增加了“位置1”的说明(见3.5的注2);——增加了“S₁”通常是由试验结果计算得出的说明(见11.3的注)。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国建筑材料联合会提出。本文件由全国纤维增强塑料标准化技术委员会(SAC/TC39)归口。本文件起草单位：北京玻钢院检测中心有限公司、福建路通管业科技股份有限公司、浙江华丰新材港中复连众复合材料集团有限公司、长沙新世管道有限公司、上海上玻检测有限公司、北京玻璃钢研究1玻璃纤维增强热固性塑料(GRP)管湿态或干态条件下环蠕变性能的测定1范围本文件描述了玻璃纤维增强热固性塑料(GRP)管在湿态(完全浸人水中)或干态条件下环蠕变性能的测试方法。蠕变性能包括蠕变系数和长期蠕变刚度。本文件适用于通过干态条件下的测试评估和控制原材料的一致性，或通过湿态条件下的测试确定模拟使用条件下的长期蠕变性能。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。ISO3126塑料管道系统塑料部件尺寸的测定(Plasticspipingsystems—Plasticscomponents—Determinationofdimensions)注：GB/T8806—2008塑料管道系统塑料部件尺寸的测定(ISO3126:2005,IDT)ISO7685玻璃纤维增强热固性塑料(GRP)管初始环刚度的测定[Glass-reinforcedthermosettingplastics(GRP)pipes-Determinationofinitialringstiffness]ISO10928塑料管道系统玻璃纤维增强热固性塑料(GRP)管和配件回归分析方法及其利用[Plasticspipingsystems—Glass-reinforcedthermosettingplastics(GRP)pipesandfittings—Methods3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。F施加在水平放置的管上，使管产生变形的竖向力。环刚度specificringstiffnessS在外载荷的作用下，单位长度的管抵抗环变形的能力，见公式(1)。 (1)式中：E——环刚度试验中确定的表观弹性模量，单位为牛顿每平方米(N/m²);I——沿轴向单位长度的二次惯性矩，单位为四次方米每米(m^/m),见公式(2);2GB/T43117—2023/ISO10468:2018dm平均直径(3.3),单位为米(m)。式中：e——管壁厚度，单位为米(m)。平均直径meandiameter管壁横截面中心处的圆直径，见公式(3)或公式(4)。dm=d₁+e (3)d=d.- (4)式中：d;——内直径，单位为米(m);d.——外直径，单位为米(m);e——管壁厚度，单位为米(m)。初始环刚度initialspecificringstiffness依据ISO7685,使用恒定载荷试验方法测得的环刚度值。位置1处的长期环蠕变刚度long-termspecificringcreepstiffnessatposition1S,₁在位置1处(见10.2)x小时或x年时的S值，此值通过在恒定力作用下的长期环刚度测量值外推得到(见3.2和10.2)。注2:位置1是按6.3在试样上绘制的3对参考线中的其中1对，将其作为初始环刚度及蠕变性能测定时的上下加x小时或x年时S的计算值，见公式(5)。S=S₀ax,eep…………(5)式中：x——相关标准中规定的运行时间，单位为小时(h)或年(a);S₀——初始环刚度，单位为牛顿每平方米(N/m²);azep——蠕变系数(见3.7)。蠕变系数creepfactor位置1处的长期环蠕变刚度与0.1h时环刚度的比值，见公式(6)。 (6)3GB/T43117—2023/ISO10468:2018式中：S₂Lep——当时间为x小时或x年时，位置1处的长期环蠕变刚度，单位为牛顿每平方米(N/m²);S₀₁——当时间为0.1h时，位置1处的环刚度，单位为牛顿每平方米(N/m²)。竖向挠度verticaldeflectiony在竖向压缩力(3.1)的作用下，与管的水平位置相垂直方向上的直径变化量。注：竖向挠度单位为米(m)。yz,1x小时或x年时，位置1处的竖向挠度y的值。挠度系数deflectioncoefficientf用于挠度计算时的通用二阶理论因子，无量纲系数，见公式(7)。f=[1860+(2500×yz./dm)]×10-5 (7)yz,1——x小时或x年时，位置1处的竖向挠度值，单位为米(m);d——平均直径(3.3),单位为米(m)。应变的计算值calculatedstrain位置1处管道内表面顶部和底部的应变值，采用公式(8)计算，%。 (8)e——管壁厚度，单位为米(m);y₁——位置1处的竖向挠度值，单位为米(m);dm——平均直径(3.3),单位为米(m)。4原理通过加载板或支撑梁在一定长度的水平放置的管环试样的整个长度上施加竖向压缩力，使管环达到规定的应变水平[应变计算见公式(8)]。保持管环的竖向压缩力恒定，定期测量竖向挠度。通过外推法估算长期环蠕变刚度。测定湿态条件下的环蠕变时，应将管环浸入一定温度的水中。根据长期环蠕变刚度和同一试样在0.1h时的环刚度确定蠕变系数，测量结果为两个试样的平均值。由相关标准规定以下试验参数值：a)数据外推时间(见3.6和11.1);4b)试验温度(见5.3和10.1);c)试样长度(见第6章);d)如适用，状态调节的参数：温度、湿度和持续时间(见第9章);e)试样在负载状态下持续时间的限制(见10.6);f)测试采用的应变水平；5试验装置5.1压缩加载机加载机应有一个施加力的系统，能按照5.2的规定，对两个平行作用面施加载荷，使浸没在水中水平放置的管试样受到无振动的竖向压缩，并能按10.6的规定在测试时间内保持一个恒定的竖向压缩力。加载机的测力精度为±1%。加载机应保证竖向压缩力不受摩擦力和湿态条件下蠕变测试浮力的影响。5.2力的作用面可以选择加载板或支撑梁加载试样，但需要在试验报告中注明。在测定初始环刚度和长期环刚度时应使用相同的加载方式(上下均使用加载板、支撑梁或加载板支撑梁混合使用)。作用面应为符合5.2.2要求的一对加载板或符合5.2.3要求的一对支撑梁，或者是由一个加载板和一个支撑梁组成；作用面应与竖向压缩力F垂直，竖向压缩力F在作用面中心位置，如图1所示。与试加载板的宽度至少为100mm,长度至少等于试样长度。为确保试验过程不会发生明显的弯曲或支撑梁的宽度为15mm～55mm,长度至少等于试样长度，同时应无锋利边沿。为确保试验过程不会发生明显的弯曲或变形，支撑梁应具有足够的刚度。支撑梁的构造和支撑应使支撑梁结构的其他表面在测试过程中不会与试样接触。湿态条件下测试时，贮水器应具有足够大的容积，以确保第6章规定的承受竖向压缩力的试样完全浸没在水中。水的温度应保持恒定且pH应为7±2。水位应保持恒定，以避免试样测试过程中受到的竖向压缩力产生明显波动。测量装置符合以下要求：a)用于测量第8章规定的尺寸(长度、直径、壁厚)的装置应经过校准，测量精度应在被测量尺寸的士1%以内；5b)试验过程中，试样竖向挠度测量装置应经过校准，测量精度应在初始挠度值的±1%以内；c)用于测量载荷的装置应经过校准，其测量精度应在施加载荷值的±1%以内。当选择试样竖向挠度测量装置时，宜考虑该装置所处的潜在腐蚀环境。6试样试样应是一个完整的管环。试样的长度应满足有关标准规定，长度允许偏差为±5%。如果有关标准中没有规定，则试样的长度取(300±15)mm。典型的蠕变测试装置见图1。a)支撑板加载b)支撑梁加载标引序号说明：1——贮水器；2——挠度测量装置；3——水位；4——恒定载荷；5——竖向压缩力F的作用方向；6——加载板；7——支撑梁；8——试样；9——支撑梁的作用面。注1:对于湿态条件蠕变测试，在整个试验过程中，试样完全浸没在水中，挠度测量装置、恒定载荷装置以及试样上方的加载板和支撑梁等装置均允许置于水面以上。注2:图中所示的试验装置包括用于湿态条件下蜗变测试的贮水器。干态条件下的蠕变测试，除了水和贮水器外，其他与湿态条件下蠕变测试相同。图1典型的蠕变测试装置试样的端部应平整，在截取时应保证切割方向垂直于管道的轴向。试样的两端切割面可进行封边处理。在试样的外侧或内侧沿长度方向上，围绕其圆周以60°为间隔画3对参考线。每组试样2个。6GB/T43117—2023/ISO10468:20188试样尺寸的测量试样的尺寸(长度、厚度和平均直径)应按照ISO3126测量。9试样状态调节如适用，按有关标准要求对试样进行状态调节10试验步骤10.1每个试样的试验温度均应满足有关标准的规定。10.2按照ISO7685规定，使用恒定载荷法测试并记录试样的初始环刚度S。。采用指定“位置1”的一对参考线处的S。测量值，以估算在3min内压缩试样到特定的竖向挠度所需的压缩力，试样竖向挠度值应满足“位置1”处的应变计算值在0.13%～0.17%之间，除非有关标准中另有规定。10.3将试样放置于试验装置中，用10.2规定的两条相对的支撑梁接触，并垂直对齐。确保试样与每个加载板或支撑梁之间充分接触，加载板或支撑梁不向旁边倾斜。湿态条件需将试验装置放置于贮水器中。10.4如果在湿态条件下进行试验，给贮水器注水直到试样完全浸没水中。10.5当试样完全浸入水中(如适用),按照10.2估算施加竖向压缩力F,在必要时应包含上加载板或支撑梁的重量，在3min内加载至预定的竖向挠度，并记录实际的竖向压缩力值和相应竖向挠度。10.6整个测试过程保持恒定竖向压缩力。从加载后不超过1h开始，持续至指定的时间(对于湿态条件下蠕变模量的测试，测试时间在10000h以上),测量并记录试样在大约相等的lg(小时数)间隔内的挠度。测量精度应为初始挠度值的2%以内，记录时间间隔应为lg(小时数)整数区间内取10个近似等分数对应的时间。如果有关标准有要求，对每个试样，采用从10.6获得的试验数据绘制lg(挠度)与lg(小时数)相关对每个试样，根据测量的挠度值和相应的1h至超过10000h之间测试时间的试验数据，用公式(9)计算每个试样位置1处相应试验时间的环蠕变刚度，并按照ISO10928分析环蠕变刚度与相应试验时间的试验数据。 (9)f=[1860+(2500×y₁/dm)]×10-⁵ (10)式中：S,Lep——当时间为x小时或x年时，位置1处的环蠕变刚度，单位为牛顿每平方米(N/m²);f——挠度系数，由公式(10)计算得出[参考公式(7)]。F——竖向压缩力，单位为yz—x小时或x年时，由10.6中