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聚乙烯管材专用料质量特性的测试方法

嘉峪检测网        2019-08-13 11:32

随着聚乙烯新工艺的不断开发,市场上出现了各种级别的聚乙烯管材料,由于其具有密度低、强度高、质量比高、脆化温度低、韧性好、耐腐蚀、绝缘性好、易着色、易于施工和安装等特点,被广泛用于给水管、燃气管、换衬管、海水排泄管和工业用管等高端管材领域,已成为发达国家和地区在给水管和燃气管上的首选产品。并有在给水和燃气输送领域代替无规共聚聚丙烯(PP-R)管道、铸铁管和钢管的趋势,而在国内已有合成树脂生产企业弓引进或开发出给水管道系统用聚乙烯专用料。

 

在《给水管道系统用聚乙烯专用料行业标准》制订之前,我国尚无给水用聚乙烯管材专用料的国家标准和行业标准。虽然我国在GB/T13663-2000 《给水用聚乙烯(PE)管材》标准中提出了对原料的一些基本要求,但没有对其质量特性值进行全面、明确的表征的规定。国际上如美国标准ASTMD3350也只对聚2烯塑料管和管件材料的规范制订了标准。针对聚乙烯管道系统发展的现状,需要尽快研究制定给水管道系统用专用料的标准,以规范我国的聚乙烯管道料的原料市场,满足给水管材生产厂的需要。

 

2003年,中国石化上海石油化工股份有限公司(以下简称上海石化)塑料事业部根据中国石化集团科技开发部的要求,承担了《给水管道系统用聚乙烯专用料行业标准》的制定任务。上海石化对该聚乙 烯专用料在PE100定级过程中进行的长期性能、常规性能和安全性能评价测试情况进行了研究,为企业提供了规范化的控制依据。

 

1、实验研究

1.1长期性能测试

1.1.1试样

给水管道系统用聚乙烯专用料YGH041T(黑色混配料)管材(∅32mmx3mm),上海石化生产。

1.1.2测试地点

瑞典国家测试和检定研究院(Swedish National Testing and Research Institute).

1.1.3测试方法及σLTHS和σLPL的计算

长期静液压强度测试,按ISO9080:2003《塑料管和管道系统用外推法测定长期耐静液压强度》标准进行。

由YGH041T所制管材的长期静液压强度(σLTHS)和预测的长期静液压强度的置信下限(σLPL)可通过下面四参数模型中logo和logt之间的关系获得:

Logt=c1+c2/T+c3·logo+c4/T·logo(1)
式中:σ——环向应力,MPa;
t——破坏时间,h;
T——试验温度,k;
Ci——参数,i=1-4。

 

1.2常规性能测试

 

1.2.1试样

给水管道系统用聚乙烯专用料YGH041T(黑色混配料)及所制管材(∅110mmx10.0mm),上海石化生产。

1.2.2测试地点

瑞典国家测试和检定研究院。

1.2.3测试项目和试验方法

常规性能的质量特性值测试项目和试验方法见表1.

表1 YGH041T专用料质量特性值测试项目和试验方法

聚乙烯管材专用料质量特性的测试方法

 

1.3安全性能测试
1.3.1测试试样

给水管道系统用聚乙烯专用料YGH041T(黑色混配料),上海石化生产。

1.3.2测试地点

中国疾病预防控制中心环境与健康相关产品安全所。

1.3.3测试依据和测试主要项目

GB/T17219-1998《生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准》附件A“饮用水输配水设备卫生标准检验方法”和GB/T5750-1985《生活饮用水标准检验法》。

测试主要项目:重金属(砷,汞,镉,铅,六价铬,银)、水质外观(浑浊度)、PH、挥发酚类等。

 

2、结果与讨论
2.1长期性能测试中受应力破坏数据的回归结果

在对试样进行长期性能测试中,共布置测试点105个。它们分别是20℃条件下,34个;60℃条件下,35个;80℃条件下,36个。

在这些测试点受应力破坏后,再经线性回归处理,计算得出方程(1)中的参数值为:C1=121.43,C2=53720,C3=48.46,C4=29683.

同样,可计算得出20℃时σLTHS=11.59MPa,σLPL=11.05MPa,不同温度条件时σLPL的计算结果见表2.

聚乙烯管材专用料质量特性的测试方法

由表2可以看出,由YGH041T所制管材在20℃时的长期静液压强度(σLTHS)为11.59MPa,预测的长期静液压强度的置信下限(σLPL)为11.05MPa,而且按照ISO12162:1995《压力用热塑性管材和管件分级和命名总体使用(设计系数)》标准,即热塑性压力管道和管件材料的分类标准给出的等级来分,其最小要求强度(MRS)为10MPa,因此,该管材达到了50年使用时间下抵抗静液压应力的能力,即YGH041T管材专用料达到了PE100的等级。

 

2.2常规性能的测试数据分析

YGH041T常规性能的质量特性值项目的测试值均优于要求值,而且与国外同类产品相比,其在耐慢速裂纹增长和氧化诱导期上也具备一定优势(见表3)。

聚乙烯管材专用料质量特性的测试方法

注:1)要求值为上海石化企业标准中的优等品值;

 

2)进口料为国外某公司生产的PE100管材专用料
2.3卫生安全性能评价

YGH041T聚乙烯专用料浸泡水的水质卫生安全性能符合相关规定的要求,评价结果见表4.

聚乙烯管材专用料质量特性的测试方法

 

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