一種評價塑料管材的點載荷性能的方法

一種評價塑料管材的點載荷性能的方法
【專利摘要】本發明涉及一種評價塑料管材的點載荷性能的方法，該方法包括以下步驟：（1）在塑料管材的外壁上形成缺口，所述缺口的深度小于所述塑料管材的壁厚；（2）在形成有缺口的塑料管材內充滿第一液體，并將塑料管材的兩端封閉，得到待檢測的塑料管材樣品；（3）將所述待檢測的塑料管材樣品放置在可封閉的容器中，并向所述可封閉的容器內充滿第二液體，然后將所述可封閉的容器封閉，并進行靜液壓試驗。根據本發明的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法顯著縮短了評價時間，而且評價結果分散性較小。
【專利說明】一種評價塑料管材的點載荷性能的方法【技術領域】[0001]本發明涉及一種評價塑料管材的點載荷性能的方法。
【背景技術】
[0002]隨著高效、低成本、環境友好的非開挖等非傳統安裝技術(如爆管法、犁入法、定向鉆法、無砂填埋等)的應用和發展，對塑料管材的耐點載荷性能的要求越來越高。采用非開挖等非傳統技術對塑料管材進行安裝時，塑料管材外表面易于受到巖石的刮擦，導致劃傷形成微裂紋；甚至石頭的棱角壓入管材外壁一定的深度。以上安裝現實情況致使塑料管材在承壓運行時承受額外的局部點載荷，此類點載荷對塑料管材的使用壽命具有重要影響。因此，對塑料管材專用料進行耐點載荷性能評價，選擇合適的材料以滿足用于非開挖等非傳統安裝技術的塑料管材的使用壽命極為重要。
[0003]目前，已針對非開挖等非傳統安裝【技術領域】開發出具有優異的耐慢速裂紋增長性能的聚乙烯管材專用料。比如，市場中可見道達爾公司開發的XSC 50 Orange,XRC 20B、XSC50Blue等牌號的聚乙烯樹脂；北歐化工公司開發的HE3490LS-H、HE3492LS-H等牌號的聚乙烯樹脂；Ineos公司開發的TUB121N6000聚乙烯樹脂；LyondellBasell公司開發的CRP 100Resist聚乙烯樹脂。這些聚乙烯樹脂具有優異的耐慢速裂紋增長性能，通過全缺口蠕變破壞試驗進行評價表征:在80°C、2重量％的Arkopal NlOO表面活性劑溶液的環境中、4MPa拉伸應力的條件下，這些聚乙烯樹脂能夠保持超過8760小時不被破壞。
[0004]目前，國際上沒有標準的評價方法對上述聚乙烯樹脂的耐點載荷性能進行評價。文獻〈〈Minimum service-life of buried polyethylene pipes without sand-embedding))(Hessel, 3R international, 2001,40,第 178-184 頁和第 360-366 頁)報道了一種評價聚乙烯樹脂的耐點載荷性能的方法，該方法通過將一個直徑為10_的鋼球壓入塑料管材外壁一定深度，在80°C、2重量9^^Arkopal N 100表面活性劑溶液的環境中、4MPa環應力的條件下進行試驗，以管材破壞的時間長短來評價管材的耐點載荷性能的優劣。上述聚乙烯樹脂采用以上Hessel試驗方法進行試驗，破壞時間高達8760小時以上。對于Hessel的試驗方法，一方面時間很長，超長的評價時間很難為聚乙烯樹脂原料開發提供指導，也難以為管材生產企業進行質量控制；另一方面，Hessel的試驗方法中不同的鋼球加載方式，可能會對塑料管材產生一定的影響，加載過程中具有很大的人為因素，不同試樣以及實驗室之間得到的試驗結果具有較大的分散性。

【發明內容】

[0005]本發明的目的是為了克服現有的評價聚乙烯樹脂的點載荷性能的方法存在時間長，而且難以模擬實際埋地管材承受點載荷的真實情況的缺陷，提供一種新的評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0006]本發明提供了一種評價塑料管材的點載荷性能的方法，該方法包括:(1)在塑料管材的外壁上形成缺口，所述缺口的深度小于所述塑料管材的壁厚；(2)在形成有缺口的塑料管材內充滿第一液體，并將塑料管材的兩端封閉，得到待檢測的塑料管材樣品；(3 )將所述待檢測的塑料管材樣品放置在可封閉的容器中，并向所述可封閉的容器內充滿第二液體，然后將所述可封閉的容器封閉，并進行靜液壓試驗。
[0007]在本發明的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法中，首先在塑料管材的外壁引入一定形狀的缺口，再在塑料管材內外施加不同的靜液壓，在內外靜液壓的作用下，能夠直觀模擬埋地管材的受力基本情況，同時在管材外壁的缺口處，由于局部幾何缺陷的引入，獲得局部應力集中，從而能夠模擬真實情況中的點載荷作用。因此，采用本發明的所述方法評價塑料管材的點載荷性能是可行的。
[0008]而且，本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法可以顯著縮短評價時間；而且，所述方法中各個環節以及操作參數都可以準確控制，人為影響因素較小，使得最終的試驗結果可靠且分散性較小。
[0009]另外，根據本發明的所述方法對塑料管材的點載荷性能的評價結果可用于評價制備該塑料管材的樹脂原料的質量的優劣。
[0010]本發明的其他特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的【具體實施方式】一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中:
[0012]圖1是形成有缺口的塑料管材的示意圖；
[0013]圖2是塑料管材上的缺口的局部示意圖；
[0014]圖3是本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法的原理圖。
【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0016]根據本發明的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法包括以下步驟:
[0017](I)在塑料管材的外壁上形成缺口，所述缺口的深度小于所述塑料管材的壁厚；
[0018](2)在形成有缺口的塑料管材內充滿第一液體，并將塑料管材的兩端封閉，得到待檢測的塑料管材樣品；
[0019](3)將所述待檢測的塑料管材樣品放置在可封閉的容器中，并向所述可封閉的容器內充滿第二液體，然后將所述可封閉的容器封閉，并進行靜液壓試驗。
[0020]在步驟(I)中，在塑料管材的外壁上形成缺口的方法可以按照常規的方法實施，例如，可以采用鉆頭進行打孔，也可以采用銑刀進行機加工。
[0021]在步驟(I)中，所述塑料管材的尺寸沒有特別的限定。然而，為了減小評價誤差并保證本發明的所述方法便于實施，優選地，所述塑料管材的外徑與壁厚之比(SDR)為4-40:1，更優選為5-20:1。所述塑料管材的長徑比(即長度與外直徑之比)可以為3-20:1，優選為 5-10:lo
[0022]在本發明中，所述塑料管材的材質沒有特別的限定，可以為市場上常見的用于燃氣、給水等領域的管材或管道。所述塑料管材的材質例如可以為聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚氯乙烯。
[0023]在步驟(I)中，在所述塑料管材的外壁上形成缺口的目的是為了獲得局部應力集中，從而達到模擬點載荷作用的效果，因此，本發明的所述方法中只要保證所述缺口的深度小于所述塑料管材的壁厚即可達到該目的了。然而，為了減小評價誤差，如圖1和2所示，在形成有缺口的塑料管材中，所述缺口的深度(SI)與所述塑料管材的壁厚(S2)之比優選設置為1:1.1-5，更優選為1:1.25-3。
[0024]在本發明中，形成于所述塑料管材的外壁上的缺口的形狀沒有特別的限定，例如，可以為三棱錐、四棱錐、圓柱形、球冠形或圓錐形。然而，考慮到形成所述缺口的難易程度以及所述缺口對于模擬真實情況中的點載荷作用的可行性，所述缺口的形狀最優選為圓錐形。當所述缺口為三棱錐、四棱錐或圓錐形時，所述三棱錐、四棱錐和圓錐形的錐尖指向所述塑料管材的內部。當所述缺口為圓錐形時，錐角可以為30-150°，優選為60-120°。
[0025]在本發明中，形成于所述塑料管材的外壁上的缺口可以為一個或者多個。當所述缺口為多個時，所述缺口的個數可以為2-10個，優選為2-5個。而且，當所述缺口為多個(例如3或4個)時，優選這些缺口均勻分布在同一圓周上。
[0026]在本發明中，所述缺口在所述塑料管材的外壁上的形成位置沒有特別的限定，優選情況下，所述缺口形成于所述塑料管材的軸向的中間部分或者中間部分附近。而且，通常塑料管材的壁厚不是均勻的，在這種情況下，所述缺口優選形成于最小壁厚處。當所述塑料管材壁厚不均勻時，塑料管材試樣的選取方法優選包括:在塑料管材上找到最小壁厚區域，接著以該最小壁厚區域為管段軸向的中心位置，截取所需長度的塑料管材，使得最小壁厚處形成的缺口在軸向上位于管段的中間部分或者中間部分附近。當所述塑料管材壁厚不均勻時，上述缺口的深度與塑料管材的壁厚之比是指缺口的深度與所述塑料管材的最小壁厚之比。
[0027]在本發明中，步驟(2)的目的是為了將塑料管材內充滿所述第一液體，并且制備待檢測的塑料管材樣品。在一種實施方式中，步驟(2)的具體過程可以包括:首先將塑料管材的一端裝上封頭，接著向塑料管材內注入所述第一液體，當所述塑料管材內無法繼續盛裝液體時，將塑料管材的另一端裝上封頭，然后通過封頭上的液壓接口向所述塑料管材內繼續注入所述第一液體，直至塑料管材完全充滿。在另一種實施方式中，步驟(2)的具體過程可以包括:首先將塑料管材的兩端分別裝上封頭，接著通過封頭上的液壓接口向所述塑料管材內注入所述第一液體，直至塑料管材完全充滿。在上述兩種實施方式中，裝在塑料管材兩端的兩個封頭可以為本領域常規使用的封頭，優選情況下，所述兩個封頭中的一個設置有液壓接口和排氣孔。在靜液壓試驗過程中，所述排氣孔用于從排出塑料管材內的氣體，所述液壓接口用于對塑料管材內的所述第一液體施加靜液壓。
[0028]在本發明中，步驟(2)中的第一液體和步驟(3)中的第二液體主要是為了便于實施靜液壓試驗，因此，所述第一液體和所述第二液體的具體選擇沒有特別的限定，所述第一液體和所述第二液體各自可以為水或表面活性劑溶液。在優選情況下，所述第一液體和所述第二液體中的至少一個為表面活性劑溶液。當所述第一液體和所述第二液體中的至少一個為這樣的表面活性劑溶液時，靜液壓試驗的過程可以大幅加速，從而能夠進一步縮短評價時間。更優選地，所述第一液體為表面活性劑溶液，所述第二液體為水。
[0029]所述表面活性劑溶液中的表面活性劑可以為各種常規的能夠浸潤塑料管材的表面活性劑。所述表面活性劑的具體選擇可以取決于待評價的塑料管材的材質。對于各種常規的塑料管材，所述表面活性劑例如可以為壬基酚聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和硬脂酸鈉中的至少一種。在一種較優選的實施方式中，所述塑料管材的材質為聚乙烯，所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚。所述壬基酚聚氧乙烯醚可以為市售的產品，對應的商品牌號例如可以為Arkopal N100。
[0030]對于所述表面活性劑溶液的濃度，本發明中沒有特別的限定。由于當表面活性劑的濃度過低時，表面活性劑溶液對于加速靜液壓試驗過程的效果不明顯，而當表面活性劑的濃度達到一定濃度之后，繼續提高濃度并不會對加速靜液壓試驗過程起進一步改善作用，因此，所述表面活性劑溶液的濃度優選為0.5-10重量％，更優選為1-3重量％。
[0031]在步驟(3)中，所述靜液壓試驗的具體的實施過程可以包括:對所述可封閉的容器(內部容納有所述待檢測的塑料管材樣品以及第二液體)進行升溫，待所述待檢測的塑料管材樣品的內外溫度達到預定溫度且穩定之后，分別對所述待檢測的塑料管材樣品的內部(即第一液體所在的空間)和外部(即第二液體所在的空間)分別施加靜液壓并排氣，在所述待檢測的塑料管材樣品的內壓和外壓均達到預定壓力之后，開始計時，直至塑料管材破壞，記錄破壞時間。在本發明中，所述靜液壓試驗的實施條件可以包括:溫度為20-100°C，所述待檢測的塑料管材樣品的內壓(也即第一液體的壓力)為8-100bar，所述待檢測的塑料管材樣品的外壓(也即第二液體的壓力)為O-1Obar。在優選情況下，當所述塑料管材的材質為聚乙烯、聚丙烯或聚丁烯時，靜液壓的實施溫度優選為80-95°C ;當所述塑料管材的材質為聚氯乙烯時，靜液壓的實施溫度優選為40-60°C。在本發明中，所述靜液壓的實施溫度是指所述待檢測的塑料管材樣品的內部溫度和外部溫度。在具體的靜液壓試驗過程中，所述待檢測的塑料管材樣品的內部溫度和外部溫度相同。
[0032]根據本發明的一種實施方式，如圖3所示，所述評價塑料管材的點載荷性能的方法的具體實施過程可以包括:選取塑料管材，對該塑料管材的壁厚進行測量，找出最小壁厚區域，并以該最小壁厚區域為中心位置，截取所需長度的塑料管材；接著，在該最小壁厚區域形成缺口 3 ;之后，將形成有缺口 3的塑料管材的一端裝上封頭，接著向塑料管材內注入所述第一液體，當所述塑料管材內無法繼續盛裝液體時，將塑料管材的另一端裝上封頭，然后通過封頭上的液壓接口向所述塑料管材內繼續注入所述第一液體，直至塑料管材完全充滿，得到待檢測的塑料管材樣品I ;之后，將所述待檢測的塑料管材樣品I放置在容器2中，并向容器2內充滿所述第二液體，待容器2充滿所述第二液體之后，將容器2封閉；然后，對容器2的內部進行升溫，待所述待檢測的塑料管材樣品的內外溫度達到預定溫度且穩定之后，分別對所述待檢測的塑料管材樣品的內部(即第一液體所在的空間)施加內壓IP并進行排氣，對所述待檢測的塑料管材樣品的外部(即第二液體所在的空間)施加外壓OP并進行排氣，當所述待檢測的塑料管材樣品的內壓IP和外壓OP均達到預定壓力之后，開始計時，直至塑料管材破壞，記錄破壞時間。
[0033]根據本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法，可以實現對多種不同的塑料管材的點載荷性能進行評價和比較。具體的評價方法例如可以包括:選用相同規格的不同塑料管材；在各種塑料管材上分別形成相同的缺口，也即缺口的形狀以及缺口深度與壁厚之比一致；接著在各種塑料管材中分別注入相同的液體(例如，都注入表面活性劑溶液)，并將塑料管材兩端封閉，得到評價樣品；然后，將各個檢測樣品分別放置在可封閉的容器中，向各個容器中分別填充相同的液體(例如，都填充水)，并將容器封閉，然后將各個容器調節至相同的溫度，并對各個容器中的評價樣品內外施加相同的靜液壓，進行靜液壓試驗；最后，記錄各個塑料管材的破壞時間。破壞時間越長，則表明相應的塑料管材的點載荷性能越好；反之，破壞時間越短，則表明相應的塑料管材的點載荷性能越差。
[0034]以下通過實施例對本發明作進一步說明。
[0035]在以下實施例中，PE80管材購自山東勝邦塑膠有限公司；PE100管材購自滄州明珠塑料股份有限公司；PE100RC管材購自深圳亞大塑料制品有限公司；PVC-M管材購自河北聯塑管業有限公司。
[0036]實施例1
[0037]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0038]試樣:PE100管材，外徑為110臟，最小壁厚為10.48mm, SDR為11，長度為700mm ；
[0039]試劑:2重量％的Arkopal NlOO表面活性劑溶液，購自Sigma-Aldrich公司。
[0040]評價過程:
[0041](I)將PE100管材在環境溫度下放置24小時，接著用90°錐角、外徑為12mm的麻花鉆頭在最小壁厚處打孔，形成深度為5.24mm、錐角為90°的圓錐形缺口，然后放置24小時。
[0042](2)將形成有缺口的管材的一端裝上封頭，注入2重量％的Arkopal N 100表面活性劑溶液，然后在該管材的另一端裝上封頭(該封頭上具有一個液壓接口和一個排氣口)。接著通過排氣孔繼續加入所述表面活性劑溶液，直至填滿整個管材。
[0043]( 3 )將裝好封頭的管材試樣放入容器中，并向容器內充滿去離子水，然后將容器封閉。接著，啟動加熱裝置，將容器內的溫度升高至80°C，待管材試樣內的溫度以及去離子水的溫度均達到80°C時，在該溫度下放置3小時。
[0044](4)然后，分別向容器中的管材試樣內和容器中的去離子水部分(也即管材試樣夕卜)啟動液壓進行加壓，將管材試樣內的壓力調節至15.2bar，將管材試樣外的壓力調節至4.0bar。當壓力達到設定值時,開始計時。
[0045]結果，管材試樣在278小時之后破壞。通過觀察可以看出，在管材試樣的錐形缺口處存在裂紋，管材試樣發生脆性破壞。
[0046]實施例2
[0047]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0048]根據實施例1的方法評價PE100管材的點載荷性能，所不同的是，在第(3)步中，向容器內也充滿2重量％的Arkopal NlOO表面活性劑溶液。
[0049]結果，管材試樣在206小時之后破壞。
[0050]實施例3
[0051]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0052]根據實施例1的方法評價PE100管材的點載荷性能，所不同的是，在第(4)步中，將管材試樣內的壓力調節至17.8bar，將管材試樣外的壓力調節至6.0bar。
[0053]結果，管材試樣在217小時之后破壞。
[0054]實施例4[0055]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0056]根據實施例1的方法評價PE100管材的點載荷性能，所不同的是，在第(2)步中，向管材內注入去離子水。
[0057]結果,管材試樣在950小時之后破壞。
[0058]實施例5
[0059]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0060]根據實施例1的方法評價塑料管材的點載荷性能，所不同的是，在步驟(I)中，選用的塑料管材為PE80管材(管材規格與實施例1中的PE100管材相同)；在第(4)步中，將管材試樣內的壓力調節至13.9bar，將管材試樣外的壓力調節至4.0bar。
[0061]結果,管材試樣在67小時之后破壞。
[0062]實施例6
[0063]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0064]根據實施例5的方法評價PE80管材的點載荷性能，所不同的是，在第(3)步中，將容器內的溫度升高至95°C ;在第(4)步中，將管材試樣內的壓力調節至11.6bar。
[0065]結果，管材試樣在281小時之后破壞。
[0066]實施例7
[0067]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0068]根據實施例1的方法評價PElOO管材的點載荷性能，所不同的是，在第(3)步中，將容器內的溫度升高至95°C。
[0069]結果，管材試樣在18小時之后破壞。
[0070]實施例8
[0071]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0072]根據實施例1的方法評價PElOO管材的點載荷性能，所不同的是，在第(3)步中，將容器內的溫度升高至95°C ;在第(4)步中，將管材試樣內的壓力調節至12.7bar。
[0073]結果，管材試樣在110小時之后破壞。
[0074]實施例9
[0075]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0076]根據實施例1的方法評價PElOO管材的點載荷性能，所不同的是，在第(I)步中，在管材試樣上形成的缺口深度為8.38mm。
[0077]結果，管材試樣在46小時之后破壞。
[0078]實施例10
[0079]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0080]根據實施例1的方法評價PElOO管材的點載荷性能，所不同的是，在第(I)步中，在管材試樣上形成的缺口深度為3.49mm。
[0081]結果，管材試樣在683小時之后破壞。
[0082]實施例11
[0083]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0084]試樣:PVC-M管材，外徑為110mm，最小壁厚為5.36mm, SDR為21，長度為700mm。
[0085]評價過程:[0086](I)將PVC-M管材在環境溫度下放置24小時，接著用90°錐角、外徑為12mm的麻花鉆頭在最小壁厚處打孔，形成深度為2.68mm、錐角為90°的圓錐形缺口，然后進行狀態調節24小時。
[0087](2)將形成有缺口的管材的一端裝上封頭，注入去離子水，然后在該管材的另一端裝上封頭(該封頭上具有一個液壓接口和一個排氣口)。接著通過排氣孔繼續加入去離子水，直至填滿整個管材。
[0088]( 3 )將裝好封頭的管材試樣放入容器中，并向容器內充滿去離子水，然后將容器封閉。接著，啟動加熱裝置，將容器內的溫度升高至60°C，待管材試樣內的溫度以及去離子水的溫度均達到60°C時，在該溫度下進行狀態調節3小時。
[0089](4)分別向容器中的管材試樣內和容器中的去離子水部分(也即管材試樣外)引入靜液壓線，并啟動液壓進行加壓，將管材試樣內的壓力調節至33.3bar，將管材試樣外的壓力調節至4.0bar。當壓力達到設定值時,開始計時。
[0090]結果，管材試樣在372小時之后被破壞。
[0091]實施例12
[0092]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0093]管材試樣1:PE80管材，外徑為110mm，最小壁厚為10.36mm, SDR為11，長度為700mm ；
[0094]管材試樣2:PE100管材，外徑為110mm，最小壁厚為10.48mm，SDR為11，長度為700mm ；
[0095]管材試樣3:PE100 RC管材，外徑為110mm，最小壁厚為10.42mm，SDR為11，長度為700mmo
[0096]按照實施例1的方法分別對管材試樣1、管材試樣2和管材試樣3進行試驗，其中，制取圓錐形缺口深度與最小壁厚之比為1:2。
[0097]結果,管材試樣I在67小時之后破壞；管材試樣2在285小時之后破壞；管材試樣3在697小時之后破壞。由該檢測結果可以說明，管材試樣I (A)、管材試樣2 (B)、管材試樣3 (C)的點載荷性能由好到差的順序是:C>B>A。
[0098]實際上，PE80管材為單峰分布聚乙烯管材，PE100管材是在PE80管材的基礎上開發出來的雙峰分布聚乙烯管材，PE100RC管材是最新一代的雙峰分布聚乙烯管材，因此，PE100RC管材、PE100管材和PE80管材三者之間的耐慢速裂紋增長性能的關系是PE100RC管材最優，PE80管材最差，而且，塑料管材的點載荷性能與耐慢速裂紋增長性能呈正相關關系，因此，PE100RC管材、PE100管材和PE80管材三者之間的點載荷性能的關系也應當是PE100RC管材最優，PE80管材最差。這與按照本發明的所述方法評價的結果是一致的。可見，根據本發明的所述方法對塑料管材評價的點載荷性能的結果是正確的、可靠的。
[0099]實施例13
[0100]本實施例用于說明本發明提供的所述評價塑料管材的點載荷性能的方法。
[0101]根據實施例1的方法對PE100管材再重復進行5次點載荷性能評估，所不同的是，在第(I)步中，所制取的圓錐形缺口的錐角為120°，在第(4)步中，將管材試樣內的壓力調節至 13.9bar。
[0102]分別記錄PE100管材的破壞時間，結果如下表I所示。[0103]對比例I
[0104]試樣:PElOO管材，外徑為110mm，最小壁厚為10.48mm，SDR為11，長度為700mm;
[0105]試劑'2重量％的Arkopal NlOO表面活性劑溶液,購自Sigma-Aldrich公司。
[0106]按照Hessel的點載荷試驗方法，將直徑為IOmm的鋼球壓入PE100管材的外壁，壓入深度為5mm，然后在80°C、濃度為2重量％的Arkopal NlOO表面活性劑溶液的環境中、4MPa環應力的條件下對該PE100管材進行試驗。記錄管材試樣破壞的時間。并將該評價過程重復進行5次，記錄每次結果，如下表1所示。
[0107]表1
[0108]
【權利要求】
1.一種評價塑料管材的點載荷性能的方法，該方法包括以下步驟: (1)在塑料管材的外壁上形成缺口，所述缺口的深度小于所述塑料管材的壁厚； (2)在形成有缺口的塑料管材內充滿第一液體，并將塑料管材的兩端封閉，得到待檢測的塑料管材樣品； (3)將所述待檢測的塑料管材樣品放置在可封閉的容器中，并向所述可封閉的容器內充滿第二液體，然后將所述可封閉的容器封閉，并進行靜液壓試驗。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述塑料管材的外徑與壁厚之比為 4-40:1，優選為 5-20:1。
3.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述塑料管材的長徑比為3-20:1，優選為5-10:1。
4.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述塑料管材的材質為聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯或聚氯乙烯。
5.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述缺口的深度與所述塑料管材的壁厚之比為1:1.1-5，優選為1:1.25-3。
6.根據權利要求1-4中任意一項所述的方法，其中，在步驟(I)中，所述缺口的形狀為三棱錐、四棱錐、圓柱形、球冠形或圓錐形。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，所述第一液體和所述第二液體中的至少一個為表面活性劑溶液。
8.根據權利要求7所述的方法，其中，所述第一液體為表面活性劑溶液，所述第二液體為水。
9.根據權利要求7或8所述的方法，其中，所述表面活性劑溶液的濃度為0.5-10重量％，優選為1-3重量％。
10.根據權利要求7或8所述的方法，其中，所述表面活性劑溶液中的表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚、十六烷基三甲基氯化銨、十二烷基苯磺酸鈉、十二烷基磺酸鈉、十六烷基三甲基溴化銨和硬脂酸鈉中的至少一種。
11.根據權利要求1所述的方法，其中，在步驟(3)中，所述靜液壓試驗的條件包括:溫度為20-100°C，所述待檢測的塑料管材樣品的內壓為8-100bar，所述待檢測的塑料管材樣品的外壓為O-1Obar。
【文檔編號】G01N3/10GK103575595SQ201210262860
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月26日 優先權日:2012年7月26日
【發明者】熊志敏, 華曄, 魏若奇, 者東梅, 孫佳文, 李玉娥, 張偉 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司北京化工研究院