GBT 43117-2023 玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料（GRP）管 濕態(tài)或干態(tài)條件下環(huán)蠕變性能的測定（正式版）

玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料(GRP)管濕態(tài)或干態(tài)條件下環(huán)蠕變性能的測定2023-09-07發(fā)布國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會1本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定本文件等同采用ISO10468:2018《玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料(GRP)管濕態(tài)或干態(tài)條件下環(huán)蠕變本文件做了下列最小限度的編輯性改動：——增加了“位置1”的說明(見3.5的注2);——增加了“S?”通常是由試驗(yàn)結(jié)果計算得出的說明(見11.3的注)。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國建筑材料聯(lián)合會提出。本文件由全國纖維增強(qiáng)塑料標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC39)歸口。本文件起草單位：北京玻鋼院檢測中心有限公司、福建路通管業(yè)科技股份有限公司、浙江華豐新材港中復(fù)連眾復(fù)合材料集團(tuán)有限公司、長沙新世管道有限公司、上海上玻檢測有限公司、北京玻璃鋼研究1玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料(GRP)管濕態(tài)或干態(tài)條件下環(huán)蠕變性能的測定1范圍本文件描述了玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料(GRP)管在濕態(tài)(完全浸人水中)或干態(tài)條件下環(huán)蠕變性能的測試方法。蠕變性能包括蠕變系數(shù)和長期蠕變剛度。本文件適用于通過干態(tài)條件下的測試評估和控制原材料的一致性，或通過濕態(tài)條件下的測試確定模擬使用條件下的長期蠕變性能。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。ISO3126塑料管道系統(tǒng)塑料部件尺寸的測定(Plasticspipingsystems—Plasticscomponents—Determinationofdimensions)注：GB/T8806—2008塑料管道系統(tǒng)塑料部件尺寸的測定(ISO3126:2005,IDT)ISO7685玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料(GRP)管初始環(huán)剛度的測定[Glass-reinforcedthermosettingplastics(GRP)pipes-Determinationofinitialringstiffness]ISO10928塑料管道系統(tǒng)玻璃纖維增強(qiáng)熱固性塑料(GRP)管和配件回歸分析方法及其利用[Plasticspipingsystems—Glass-reinforcedthermosettingplastics(GRP)pipesandfittings—Methods3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。F施加在水平放置的管上，使管產(chǎn)生變形的豎向力。環(huán)剛度specificringstiffnessS在外載荷的作用下，單位長度的管抵抗環(huán)變形的能力，見公式(1)。 (1)式中：E——環(huán)剛度試驗(yàn)中確定的表觀彈性模量，單位為牛頓每平方米(N/m2);I——沿軸向單位長度的二次慣性矩，單位為四次方米每米(m^/m),見公式(2);2GB/T43117—2023/ISO10468:2018dm平均直徑(3.3),單位為米(m)。式中：e——管壁厚度，單位為米(m)。平均直徑meandiameter管壁橫截面中心處的圓直徑，見公式(3)或公式(4)。dm=d?+e (3)d=d.- (4)式中：d;——內(nèi)直徑，單位為米(m);d.——外直徑，單位為米(m);e——管壁厚度，單位為米(m)。初始環(huán)剛度initialspecificringstiffness依據(jù)ISO7685,使用恒定載荷試驗(yàn)方法測得的環(huán)剛度值。位置1處的長期環(huán)蠕變剛度long-termspecificringcreepstiffnessatposition1S,?在位置1處(見10.2)x小時或x年時的S值，此值通過在恒定力作用下的長期環(huán)剛度測量值外推得到(見3.2和10.2)。注2:位置1是按6.3在試樣上繪制的3對參考線中的其中1對，將其作為初始環(huán)剛度及蠕變性能測定時的上下加x小時或x年時S的計算值，見公式(5)。S=S?ax,eep…………(5)式中：x——相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的運(yùn)行時間，單位為小時(h)或年(a);S?——初始環(huán)剛度，單位為牛頓每平方米(N/m2);azep——蠕變系數(shù)(見3.7)。蠕變系數(shù)creepfactor位置1處的長期環(huán)蠕變剛度與0.1h時環(huán)剛度的比值，見公式(6)。 (6)3GB/T43117—2023/ISO10468:2018式中：S?Lep——當(dāng)時間為x小時或x年時，位置1處的長期環(huán)蠕變剛度，單位為牛頓每平方米(N/m2);S??——當(dāng)時間為0.1h時，位置1處的環(huán)剛度，單位為牛頓每平方米(N/m2)。豎向撓度verticaldeflectiony在豎向壓縮力(3.1)的作用下，與管的水平位置相垂直方向上的直徑變化量。注：豎向撓度單位為米(m)。yz,1x小時或x年時，位置1處的豎向撓度y的值。撓度系數(shù)deflectioncoefficientf用于撓度計算時的通用二階理論因子，無量綱系數(shù)，見公式(7)。f=[1860+(2500×yz./dm)]×10-5 (7)yz,1——x小時或x年時，位置1處的豎向撓度值，單位為米(m);d——平均直徑(3.3),單位為米(m)。應(yīng)變的計算值calculatedstrain位置1處管道內(nèi)表面頂部和底部的應(yīng)變值，采用公式(8)計算，%。 (8)e——管壁厚度，單位為米(m);y?——位置1處的豎向撓度值，單位為米(m);dm——平均直徑(3.3),單位為米(m)。4原理通過加載板或支撐梁在一定長度的水平放置的管環(huán)試樣的整個長度上施加豎向壓縮力，使管環(huán)達(dá)到規(guī)定的應(yīng)變水平[應(yīng)變計算見公式(8)]。保持管環(huán)的豎向壓縮力恒定，定期測量豎向撓度。通過外推法估算長期環(huán)蠕變剛度。測定濕態(tài)條件下的環(huán)蠕變時，應(yīng)將管環(huán)浸入一定溫度的水中。根據(jù)長期環(huán)蠕變剛度和同一試樣在0.1h時的環(huán)剛度確定蠕變系數(shù)，測量結(jié)果為兩個試樣的平均值。由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定以下試驗(yàn)參數(shù)值：a)數(shù)據(jù)外推時間(見3.6和11.1);4b)試驗(yàn)溫度(見5.3和10.1);c)試樣長度(見第6章);d)如適用，狀態(tài)調(diào)節(jié)的參數(shù)：溫度、濕度和持續(xù)時間(見第9章);e)試樣在負(fù)載狀態(tài)下持續(xù)時間的限制(見10.6);f)測試采用的應(yīng)變水平；5試驗(yàn)裝置5.1壓縮加載機(jī)加載機(jī)應(yīng)有一個施加力的系統(tǒng)，能按照5.2的規(guī)定，對兩個平行作用面施加載荷，使浸沒在水中水平放置的管試樣受到無振動的豎向壓縮，并能按10.6的規(guī)定在測試時間內(nèi)保持一個恒定的豎向壓縮力。加載機(jī)的測力精度為±1%。加載機(jī)應(yīng)保證豎向壓縮力不受摩擦力和濕態(tài)條件下蠕變測試浮力的影響。5.2力的作用面可以選擇加載板或支撐梁加載試樣，但需要在試驗(yàn)報告中注明。在測定初始環(huán)剛度和長期環(huán)剛度時應(yīng)使用相同的加載方式(上下均使用加載板、支撐梁或加載板支撐梁混合使用)。作用面應(yīng)為符合5.2.2要求的一對加載板或符合5.2.3要求的一對支撐梁，或者是由一個加載板和一個支撐梁組成；作用面應(yīng)與豎向壓縮力F垂直，豎向壓縮力F在作用面中心位置，如圖1所示。與試加載板的寬度至少為100mm,長度至少等于試樣長度。為確保試驗(yàn)過程不會發(fā)生明顯的彎曲或支撐梁的寬度為15mm～55mm,長度至少等于試樣長度，同時應(yīng)無鋒利邊沿。為確保試驗(yàn)過程不會發(fā)生明顯的彎曲或變形，支撐梁應(yīng)具有足夠的剛度。支撐梁的構(gòu)造和支撐應(yīng)使支撐梁結(jié)構(gòu)的其他表面在測試過程中不會與試樣接觸。濕態(tài)條件下測試時，貯水器應(yīng)具有足夠大的容積，以確保第6章規(guī)定的承受豎向壓縮力的試樣完全浸沒在水中。水的溫度應(yīng)保持恒定且pH應(yīng)為7±2。水位應(yīng)保持恒定，以避免試樣測試過程中受到的豎向壓縮力產(chǎn)生明顯波動。測量裝置符合以下要求：a)用于測量第8章規(guī)定的尺寸(長度、直徑、壁厚)的裝置應(yīng)經(jīng)過校準(zhǔn)，測量精度應(yīng)在被測量尺寸的士1%以內(nèi)；5b)試驗(yàn)過程中，試樣豎向撓度測量裝置應(yīng)經(jīng)過校準(zhǔn)，測量精度應(yīng)在初始撓度值的±1%以內(nèi)；c)用于測量載荷的裝置應(yīng)經(jīng)過校準(zhǔn)，其測量精度應(yīng)在施加載荷值的±1%以內(nèi)。當(dāng)選擇試樣豎向撓度測量裝置時，宜考慮該裝置所處的潛在腐蝕環(huán)境。6試樣試樣應(yīng)是一個完整的管環(huán)。試樣的長度應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，長度允許偏差為±5%。如果有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中沒有規(guī)定，則試樣的長度取(300±15)mm。典型的蠕變測試裝置見圖1。a)支撐板加載b)支撐梁加載標(biāo)引序號說明：1——貯水器；2——撓度測量裝置；3——水位；4——恒定載荷；5——豎向壓縮力F的作用方向；6——加載板；7——支撐梁；8——試樣；9——支撐梁的作用面。注1:對于濕態(tài)條件蠕變測試，在整個試驗(yàn)過程中，試樣完全浸沒在水中，撓度測量裝置、恒定載荷裝置以及試樣上方的加載板和支撐梁等裝置均允許置于水面以上。注2:圖中所示的試驗(yàn)裝置包括用于濕態(tài)條件下蝸?zhàn)儨y試的貯水器。干態(tài)條件下的蠕變測試，除了水和貯水器外，其他與濕態(tài)條件下蠕變測試相同。圖1典型的蠕變測試裝置試樣的端部應(yīng)平整，在截取時應(yīng)保證切割方向垂直于管道的軸向。試樣的兩端切割面可進(jìn)行封邊處理。在試樣的外側(cè)或內(nèi)側(cè)沿長度方向上，圍繞其圓周以60°為間隔畫3對參考線。每組試樣2個。6GB/T43117—2023/ISO10468:20188試樣尺寸的測量試樣的尺寸(長度、厚度和平均直徑)應(yīng)按照ISO3126測量。9試樣狀態(tài)調(diào)節(jié)如適用，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求對試樣進(jìn)行狀態(tài)調(diào)節(jié)10試驗(yàn)步驟10.1每個試樣的試驗(yàn)溫度均應(yīng)滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。10.2按照ISO7685規(guī)定，使用恒定載荷法測試并記錄試樣的初始環(huán)剛度S。。采用指定“位置1”的一對參考線處的S。測量值，以估算在3min內(nèi)壓縮試樣到特定的豎向撓度所需的壓縮力，試樣豎向撓度值應(yīng)滿足“位置1”處的應(yīng)變計算值在0.13%～0.17%之間，除非有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中另有規(guī)定。10.3將試樣放置于試驗(yàn)裝置中，用10.2規(guī)定的兩條相對的支撐梁接觸，并垂直對齊。確保試樣與每個加載板或支撐梁之間充分接觸，加載板或支撐梁不向旁邊傾斜。濕態(tài)條件需將試驗(yàn)裝置放置于貯水器中。10.4如果在濕態(tài)條件下進(jìn)行試驗(yàn)，給貯水器注水直到試樣完全浸沒水中。10.5當(dāng)試樣完全浸入水中(如適用),按照10.2估算施加豎向壓縮力F,在必要時應(yīng)包含上加載板或支撐梁的重量，在3min內(nèi)加載至預(yù)定的豎向撓度，并記錄實(shí)際的豎向壓縮力值和相應(yīng)豎向撓度。10.6整個測試過程保持恒定豎向壓縮力。從加載后不超過1h開始，持續(xù)至指定的時間(對于濕態(tài)條件下蠕變模量的測試，測試時間在10000h以上),測量并記錄試樣在大約相等的lg(小時數(shù))間隔內(nèi)的撓度。測量精度應(yīng)為初始撓度值的2%以內(nèi)，記錄時間間隔應(yīng)為lg(小時數(shù))整數(shù)區(qū)間內(nèi)取10個近似等分?jǐn)?shù)對應(yīng)的時間。如果有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有要求，對每個試樣，采用從10.6獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制lg(撓度)與lg(小時數(shù))相關(guān)對每個試樣，根據(jù)測量的撓度值和相應(yīng)的1h至超過10000h之間測試時間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，用公式(9)計算每個試樣位置1處相應(yīng)試驗(yàn)時間的環(huán)蠕變剛度，并按照ISO10928分析環(huán)蠕變剛度與相應(yīng)試驗(yàn)時間的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。 (9)f=[1860+(2500×y?/dm)]×10-? (10)式中：S,Lep——當(dāng)時間為x小時或x年時，位置1處的環(huán)蠕變剛度，單位為牛頓每平方米(N/m2);f——撓度系數(shù)，由公式(10)計算得出[參考公式(7)]。F——豎向壓縮力，單位為yz—x小時或x年時，由10.6中