ICS83.120 Q23 中华人民共和国国家标准 GB/T32491—2016 玻璃纤维增强热固性树脂管及 管件长期静水压试验方法 Testmethodforlong-termhydrostaticpressureofglassfiber reinforcedthermosettingresinpipeandfittings 2016-02-24发布 2017-01-01实施 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局 中国国家标准化管理委员会发布前 言 本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。 本标准由中国建筑材料联合会提出。 本标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会(SAC/TC39)归口。 本标准负责起草单位:北京玻璃钢研究设计院有限公司、武汉理工大学、同济大学、浙江东方豪博管 业有限公司、河北可耐特玻璃钢有限公司。 本标准主要起草人:张立晨、杨节标、陈建中、周仕刚、苏跃辉、郜东河、李桐。 ⅠGB/T32491—2016 玻璃纤维增强热固性树脂管及 管件长期静水压试验方法 1 范围 本标准规定了玻璃纤维增强热固性树脂管及管件长期静水压试验的术语和定义、试验原理、试样、 试验条件和试验设备、试验步骤、静水压设计基准或压力设计基准的确定和再认定、试验报告等。 本标准适用于薄壁玻璃纤维增强热固性树脂管及管件。 注:薄壁管是指外径与壁厚之比大于或等于10∶1,该条件限制了管的内压,根据环向应力方程式,管道的设计内压 大致上是静水压设计基准的20%,且与直径无关。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件。凡是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。 GB/T5351 纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 自由端密封 free-endclosure 一种固定在试样端头,使试样在内压作用下除产生环向应力外,还能产生轴向应力的密封装置或 结构。 3.2 约束端密封 restrained-endclosure 一种固定在试样端部的密封装置或结构,它依靠一根穿过试样内部的棒或外部结构,承受由内压引 起的轴向推力,从而把应力限制在试样的环向。 3.3 失效 failure 试验液体以任何形式通过试验管体流出,如管壁断裂、局部泄漏、离密封端部大于一倍以上管直径 的距离外有液体渗出。 注:对本标准,尚未失效的试样,根据6.6和9.2具体条件,亦可作为失效。 3.4 环向应力 hoopstress 管状制品管壁内由内压而引起的圆周方向的拉伸应力。采用直空心圆筒试样测定环向应力,按式 (1)计算: S=pD-tr ( )/2tr( ) ……………………(1) 式中: S———环向应力,单位为兆帕(MPa); 1GB/T32491—2016 p———内压,单位为兆帕(MPa); D———增强层的平均外径,单位为毫米(mm); tr———最小增强层厚度,单位为毫米(mm)。 注:复杂形状制品的环向应力根据压力进行评定。 3.5 静水压设计基准 hydrostaticdesignbasis;HDB 对一组规格相同的玻璃纤维增强热固性树脂管或管件试样分别施加不同的静水内压,测出每个试 样的失效时间,再由回归曲线外推至50年(4.38×105h)后管壁的环向应力值。 3.6 静水压设计压力 hydrostaticdesignpressure;HDP 压力设计基准(PDB)乘以应用设计系数得出的静水压力值,在该压力下玻璃纤维增强热固性树脂 管或管件能可靠地运行而不发生失效。 3.7 静水压设计应力 hydrostaticdesignstress;HDS 静水压设计基准(HDB)乘以应用设计系数得出的环向应力值,该应力由持续施加的内静水压力引 起,在该应力下玻璃纤维增强热固性树脂管或管件能可靠地运行而不发生失效。 3.8 长期静水压强度 long-termhydrostaticstrength;LTHS 玻璃纤维增强热固性树脂管或管件在静水内压作用下,经过指定时间后管壁的环向拉伸强度值。 注:确定长期静水压强度(LTHS)或长期静水压压力(LTHP)的时间由产品标准确定,指定时间一般为100000h 或438000h。 3.9 长期静水压压力 long-termhydrostaticpressure;LTHP 玻璃纤维增强热固性树脂管或管件在静水内压作用下,经过指定时间后管壁所能承受的最大内 压值。 3.10 压力设计基准 pressuredesignbasis;PDB 对一组规格相同的玻璃纤维增强热固性树脂管或管件试样分别施加不同的静水内压,测出每个试 样的失效时间,再由回归曲线外推至50年(4.38×105h)后管壁所能承受的静水压力值。 3.11 应用设计系数 servicedesignfactor 一个考虑到玻璃钢管安装有关的各个参数和安全程度的系数,其值小于或等于1.00。HDB乘以该 系数可得到静水压设计应力HDS,或者PDB乘以该系数可得到静水压设计压力HDP。 3.12 平均外径 averageoutsidediameter 根据GB/T5351测得的外径值,减去管壁外表面非增强层厚度得到的结果。 3.13 最小增强层壁厚 minimumreinforcedwallthickness 根据GB/T5351测得的管壁厚度值,减去内衬层厚度和外表面非增强层厚度得到的结果。 4 试验原理 对若干规格相同的玻璃纤维增强热固性树脂管或管件试样(至少18个)分别施加不同的恒定静水 2GB/T32491—2016 内压,测出每个试样的失效时间,通过线性回归分析方法,得到环向应力或压力的对数与失效时间对数 的线性回归曲线,从而计算管或管件的长期静水压强度LTHS、长期静水压压力LTHP、静水压设计基 准HDB、压力设计基准PDB等。 5 试样、试验介质、试验条件和试验设备 5.1 试样 试样为玻璃纤维增强热固性树脂管或管件,或玻璃纤维增强热固性树脂管和管件的组合件,玻璃纤 维增强热固性树脂管的尺寸应符合GB/T5351的规定。 5.2 试验介质 试验介质为水。如经有关各方协商一致,也可采用其他液体介质。 5.3 试验环境 试验介质的温度在所选试验温度的±3℃以内。 5.4 试验设备 具有对试样均匀、连续施加静水内压,能保证试样内的压力值保持在预先确定的静水内压值的 ±1%以内。 6 试验步骤 6.1 对试样编号,按GB/T5351测量每个试样的平均外径和最小增强层壁厚。 6.2 将密封装置装卡在试样两端,装卡时应注意不损伤试样,试样端部密封方式宜采用约束端密封方式。 6.3 将装好试样的密封装置与试验设备相连,使试样充满水(或其他液体介质),排除空气。 6.4 连续、均匀加压至所选定的应力值或压力值。试验应力值或压力值的选择应确保获得表1规定的 失效点分布。 表1 失效点分布要求 失效时间 h失效点数 10~1000 至少4个 1000~6000 至少3个 6000~10000 至少3个 10000以上 至少1个 — 总计:至少18个 6.5 记录每个试样的失效时间,失效时间测至±2%以内或40h,取其中较小者。 6.6 按A.1规定的方法,根据应力或压力(以MPa为单位)的对数和失效时间(以h为单位)的对数,分 析试验结果。同时考虑以下情况: a) 如渗漏发生在距密封端一个直径之内,进行如下处理: ———如果处于95%置信下限以上,当作失效点处理; 3GB/T32491—2016 ———经重装并恢复试验后,使渗漏发生在距试验接头大于一个直径的区域内,记作失效点; ———报废,不记为失效点。 b) 超过10000h仍未失效的试样,在确定回归线时,可作失效点对待。使用这类数据点可能导 致较低或较高的LTHS或LTHP。无论哪种情况,都应满足6.6a)关于较低置信度的要求。 c) 在同一应力水平(±1.38MPa内)或同一压力水平(±0.138MPa内),若干点的平均失效时间 小于0.3h时,这些失效点不予采用。 7 试验条件静水压设计基准(HDB) 7.1 按附录A计算LTHS,指定时间为100000h或438000h。 7.2 按式(A.4)计算相关平方和Sxy,如Sxy大于0,则数据是不可用的。 7.3 按式(A.7)计算相关系数r,如果r小于表A.1给出的最小值,则数据是不可用的。 7.4 如果需要,可按照表2确定静水压设计基准(HDB)等级。 表2 静水压设计基准等级 单位为兆帕 静水压设计基准等级 LTHS计算值范围 静水压设计基准等级 LTHS计算值范围 17.2 16.5~20.7 86.2 83.0~105.9 21.7 20.8~26.3 110.0 106.0~130.9 27.6 26.4~33.0 138.0 131.0~169.9 34.5 33.1~40.9 172.0 170.0~209.9 43.4 41.0~52.9 217.0 210.0~259.9 55.2 53.0~65.9 276.0 260.0~320.0 68.9 66.0~82.9 — — 8 压力设计基准(PDB) 8.1 将上述7.1、7.2和7.3中的应力替换为压力进行计算。 8.2 如需要,可按照表3确定压力设计基准(PDB)等级。 表3 压力设计基准等级 单位为兆帕 压力设计基准等级 LTHP计算值范围 压力设计基准等级 LTHP计算值范围 0.63 0.605~0.760 3.15 3.03~3.83 0.