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0 引言

近年來，隨著石油化學(xué)的技術(shù)發(fā)展，石化深加工產(chǎn)品塑料管道也得到了廣泛的應(yīng)用。其根本原因在于塑料管比鑄鐵管、鋼管、水泥管等傳統(tǒng)管材有許多優(yōu)點。隨著市場占有量的進一步擴大，管道系統(tǒng)的質(zhì)量問題變得日益凸顯。為了進一步控制塑料管道規(guī)范發(fā)展，塑料管道系統(tǒng)的耐內(nèi)壓試驗在控制管道系統(tǒng)質(zhì)量方面變得尤為重要。

本文就通過對塑料管道系統(tǒng)的耐內(nèi)壓試驗檢測過程中發(fā)現(xiàn)問題進行分析，對檢測過程中的影響因素做簡單探討。

1 塑料管道系統(tǒng)耐內(nèi)壓試驗的基本原理

塑料管道系統(tǒng)耐內(nèi)壓試驗需參照國家標準GB/T6111-2018《流體輸送用熱塑性塑料管道系統(tǒng)耐內(nèi)壓性能的測定》。試樣經(jīng)狀態(tài)調(diào)節(jié)后，在規(guī)定的恒定靜液壓（內(nèi)水壓）下保持一個規(guī)定的時間或直至試樣破壞。在整個試驗過程中，試樣應(yīng)保持在規(guī)定的恒溫環(huán)境下，這個恒溫環(huán)境可以是水（水-水試驗）、空氣（水-空氣試驗）或者其他液體（水-其他液體試驗）［1］。從原理中不難發(fā)現(xiàn)，耐內(nèi)壓試驗涉及到的的關(guān)鍵參數(shù)有壓力、溫度、時間。

2 塑料管道系統(tǒng)耐內(nèi)壓試驗檢測影響因素分析

2.1 試驗壓力的正確選取

根據(jù)塑料管道系統(tǒng)的不同產(chǎn)品，管材組件和組合件，依據(jù)標準《流體輸送用熱塑性塑料管道系統(tǒng)耐內(nèi)壓性能的測定》選取合適的公式進行試驗壓力的計算。公式選取不正確容易造成壓力的過大或者過小，不能真實反應(yīng)產(chǎn)品的性能。

公式（1）：P=σ×2emin/（dem-emin），其中σ 是指環(huán)應(yīng)力，一般塑料管道的產(chǎn)品標準里是直接給出來的，通過這個就可以算出試驗壓力P，但是得注意emin是指最小壁厚，dem是指平均外徑，都是實測的，不是指公稱尺寸。

公式（2）：P=σ×2en/（dn-en），en是指公稱壁厚，dn是指公稱外徑。舉例說明：選取PE100 給水管材（規(guī)格：dn110×10.0mm）進行靜液壓試驗（20℃，100h），實測管材的平均外徑為110.1mm、壁厚為10.4mm～10.8mm，通過查閱PE給水管的產(chǎn)品標準GB/T 13663.2-2018，環(huán)應(yīng)力為12.0MPa，按公式（1）換算P=2×12.0×10.4/（110.1-10.4）=2.50（MPa），按公式（2）換算P=2×12.0×10/（110-10）=2.40（MPa）。

根據(jù)兩者結(jié)果比較，公式（1）試驗壓力比公式（2）試驗壓力大0.1MPa，管材內(nèi)部承壓不同勢必會對檢測結(jié)果產(chǎn)生影響，容易造成結(jié)果的誤判。因此試驗壓力選取是檢測可靠性的重中之重。

2.2 壓力控制主機

試驗的核心儀器為壓力控制主機。主機的精度和穩(wěn)定性將直接影響到試驗結(jié)果的準確性。應(yīng)選擇適合的壓力傳感器，試樣的試驗壓力應(yīng)在傳感器量程的5%-95%之間。試驗壓力過大，超過傳感器量程就會損壞傳感器。試驗壓力過小，傳感器顯示示值過低，造成顯示精度偏低，也不利于分析試驗結(jié)果。舉例說明，選用兩臺不同精度的壓力控制主機對同一塑料管材進行（20℃，1h）耐內(nèi)壓試驗，同時在管材終端安裝測壓表，設(shè)定相同的試驗壓力5.0MPa，當(dāng)管材終端壓力表都顯示5.0MPa時，壓力主機一顯示5.05MPa，壓力主機二顯示5.13MPa。通過觀察主機顯示壓力與測試管材終端壓力發(fā)現(xiàn)，精度偏差大的設(shè)備兩者之間的顯示數(shù)值也偏差較大，測試壓力與實際作用在管材上的壓力區(qū)別很大，影響了試驗數(shù)據(jù)，造成檢測結(jié)果欠缺真實性。因此應(yīng)定期對主機進行校準，以確保檢測結(jié)果的準確性。

2.3 試樣中的加水狀態(tài)

實驗前應(yīng)排掉此試樣管中的空氣，如果不排除試樣中的空氣，在試樣加壓過程中，會造成試樣中的空氣不斷被壓縮，產(chǎn)生更大的試驗壓力，一旦發(fā)生破裂，會釋放積聚的能量，破壞力極大。而水幾乎沒有被壓縮性，測試結(jié)果更接近真實的測試結(jié)果。尤其是PVC 管材耐內(nèi)壓測試，如果發(fā)生破裂管材會發(fā)生脆性破壞。對水箱的清理及試樣的完整取出都存在一定的影響。

2.4 恒溫水浴箱

恒溫箱內(nèi)充滿水，保持恒定的溫度，其平均溫差為±1℃。因為塑料這種材質(zhì)本身的性質(zhì)決定，其在不同溫度下的抗老化程度不盡相同。恒溫水浴箱越大，箱體內(nèi)的溫度場就越大，試樣擺放在箱體不同的部位會造成實際測試溫度的不同，給試驗帶來很大的風(fēng)險。為了避免溫度偏差帶來的問題，對試樣的試驗結(jié)果產(chǎn)生不必要的影響。應(yīng)對恒溫箱加裝水循環(huán)系統(tǒng)，一方面保證了試驗用水的恒溫，減少溫度的波動，另一方面也保證了整個箱體內(nèi)的溫度均勻性。恒溫水箱也應(yīng)定期維護，制定校準計劃，確保使用周期內(nèi)的影響因素降到最低［2］。

2.5 試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)時間

試樣的狀態(tài)調(diào)節(jié)時間不容忽視，是試驗開始前較為主要的準備階段。首先需在試驗所用恒溫箱內(nèi)充滿水，在此過程中，要確保恒溫箱的基本清潔，避免其雜質(zhì)對試驗結(jié)果產(chǎn)生不良影響。將裝滿水的試樣浸入恒溫水箱中，狀態(tài)時間應(yīng)根據(jù)試樣的壁厚選擇不同的時間。狀態(tài)調(diào)節(jié)時間不夠或者過長，檢測結(jié)果也可能不一樣。

2.6 密封接頭

密封接頭用于塑料管道耐內(nèi)壓試驗的密封裝置。密封接頭主要由加緊塊、橢圓端頭、硅膠密封圈、壓圈等主要零部件組成。在塑料管道系統(tǒng)耐內(nèi)壓試驗過程中，管道系統(tǒng)的密封是試驗正常進行的關(guān)鍵一環(huán)。由于塑料管道的特性，管道會隨著試驗時間的進行發(fā)生一定的蠕變，因此對密封接頭提出了更高的要求。由于在耐內(nèi)壓試驗時，過于尖銳的部分有可能導(dǎo)致應(yīng)力集中，隨著時間的進行從而使塑料管道發(fā)生破裂。在對試樣進行安裝的過程中，需要在卡壓過程中要確保力度適中，切不可用力過度，以免導(dǎo)致應(yīng)力集中。

3 結(jié)語

塑料管道耐內(nèi)壓測試是保障塑料管道安全使用的關(guān)鍵性能，所以其檢測結(jié)果的準確性尤為重要。在試驗檢測工作實際開展過程中，影響其檢測準確性的因素較多，諸如壓力、溫度、時間等等。通過對這些影響因素的分析，可以在具體試驗檢測過程中更好的規(guī)避這些因素帶來的影響，提高試驗結(jié)果的準確性，提升檢測水平，以便對塑料管道的良性發(fā)展保駕護航。