及優點更加清楚明白,以下結合實施例,對本發明 進行進一步詳細說明。應當理解,此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明,并不用于 限定本發明。此外,下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之 間未構成沖突就可以相互組合。
[0035] 本發明的測試原理是通過對一定公稱直徑(例如DN300、DN600、DN1000等)的竹 復合壓力管在常溫與低溫環境下的環剛度的測定,分析常溫與低溫環境下竹復合壓力管的 物理力學性能,為實際應用提供可靠而準確的數據,首先將管材試樣水平放置,用兩個互相 平行的壓板垂直方向對試樣施加壓力,在變形時產生反作用力,管徑變化量A Y相對應的 線載荷除以管徑變化量,并乘以系數即為相對應的環剛度。
[0036] 本發明采用的測試儀器由DYE-300電液式壓力試驗機、TLJ-4型荷載傳感器、差動 式位移傳感器和Data taker數據采集裝置組成,DYE-300電液式壓力試驗機滿足試驗規定 的壓縮速率,能夠通過兩個互相平行的壓板對試驗時間足夠的力和產生規定的環向變形, 配備的TLJ-4型荷載傳感器、差動式位移傳感器測變形,其力和位移的數據由Data taker 每隔0. 2s實時采集。
[0037] 實施例1 :
[0038] 本實施例針對的是常溫下竹復合壓力管環剛度的檢測,具體包括如下步驟:
[0039] (1)測試前準備
[0040] (1. 1)試樣制備
[0041] 本實施例以公稱直徑DN300mm、壓力等級0· 4MPa、環剛度等級7500N/m2的竹復合 壓力管為例,在公稱直徑DN300的竹復合壓力管的外表面每隔90°沿管材長度方向劃線并 做好標記,將管材按規定長度切割成多個試樣,本實施例以3個試樣為例,實際操作中不局 限于上述數量,試樣截面垂直于管材的軸線,每個試樣的最小長度應不小于150mm,在切樣 時,應垂直切割樣的端部,其切割面應無毛刺和鋸齒邊緣,為防止沿試樣長度方向載荷分布 不均勻,在不損傷增強材料下,若試樣與加載板接觸部位不平整應打磨,只有在不損傷增強 材料時才允許用噴砂打光,應注意只沿上下壓板接觸線進行噴砂。
[0042] (1. 2)外觀檢測
[0043] 測試前,試樣需經外觀檢測,如有缺陷和不符合尺寸及制備要求者,應予以作廢。
[0044] (1. 3)測量
[0045] 測量DN300竹復合壓力管的平均內徑Dn、平均壁厚t和平均長度L,測量平均長度 時,每個試樣按表1的規定沿圓周方向等分測量4個長度,計算其算數平均值,精確到1mm, 對于每個試樣,在所有的測量中最小值不應小于最大值的〇. 9倍;測量平均壁厚時,任取一 端面至少八等分間隔測量,分別取平均值;測量試樣平均內徑時,測量試樣每一端面相互垂 直的兩個方向的內徑,取平均值;壁厚、和內徑的測量精度為〇. 〇2_,測量結果見表2。
[0046] 表1長度測量個數
[0050] (2)環剛度測試與判定
[0051] (2. 1)狀態調節
[0052] 在本測試中,將用于測試竹復合壓力管環剛度的測試儀器以及待測試的每個試樣 置于20°C~25°C的環境下進行24h~48h的狀態調節,整個測試在常溫測試室中進行,狀 態調節后的試樣應在與狀態調節相同的環境或溫度下進行測試。
[0053] (2. 2)常溫環境下環剛度測試
[0054] 狀態調節后,將竹復合壓力管試樣放置DYE-300電液式壓力測試機上,使其軸向 平行于測試機的上下壓板,然后放置DYE-300電液式壓力測試機上的中央位置,上下壓板 沿著試樣軸向的邊長不小于試樣的軸向長度,使上壓板和試樣恰好接觸且能夾持住試樣, 以恒定的加載速度壓縮試樣直到試樣徑向的變形量Ay達到3% D,加載速度按照公式(2) 計算得出,其中D為管的計算直徑,記錄每個試樣在變形量△ y對應的力值F ;根據公式(1) 計算每個試樣各自的環剛度S,并取三個試樣環剛度的算術平均值作為竹復合壓力管的初 始環剛度;將試樣以其軸線為旋轉軸旋轉90°后繼續利用試驗機進行加載測試,則此時壓 板所壓位置是之前測試后形變最大的位置,當試樣徑向的變形量Ay達到3% D時,記錄每 個試樣的在變形量A y時對應的力值F',測試結果見表3。
[0055] 表3常溫環境下環剛度測試結果
[0057] 整個測試數據由計算機采集,通常變形量是通過測量一個壓板的位置得到,但如 果在測試過程中,管壁厚度的變化超過10 %,則應通過直接測量試樣的內徑變化來得到。其 中,環剛度S采用式(1)計算獲得:
[0059] 式中:S是與Δ y相對應的管的環剛度,單位為N/m2;
[0060] F是與Δ y相對應的力值,單位為N ;
[0061] L是試樣的軸向長度,單位為m;
[0062] Δ y是管的計算直徑D的變化量,單位為m ;
[0063] D是管的計算直徑,單位為m,D = Dn+t,Dn是管的平均內徑,t是管的平均壁厚。
[0064] 加載速度V采用式(2)計算獲得:
[0065] V = O. 35 X D2A (2);
[0066] 式中:V是加載速度,取整數,單位為mm/min ;
[0067] D是管的計算直徑,單位為m ;
[0068] t是管的平均壁厚,單位為m。
[0069] 由式(2)計算出三個試樣的加載速度取整數各為3mm/min、4mm/min、4mm/min,由 式(1)計算環剛度,其平均環剛度為公稱直徑所對應的3個試樣的平均值,公式見(3),環 剛度測試結果見表3。
[0071] (2.3)環剛度的判定
[0072] 判斷20°C~25°C環境下測試的初始環剛度是否不小于該竹復合壓力管的環剛度 等級值,并判斷F'是否不小于90% F。根據表3可知,初始環剛度為7811. lN/m2,大于該竹 復合壓力管的環剛度等級值7500N/m2,并根據F'與F的比較,F'均不小于90% F,則判斷 該竹復合壓力管的環剛度合格。經過大量竹復合壓力管環剛度的試驗發現,絕大部分試樣 旋轉90度后測得的3% D形變量對應的力值F'不小于旋轉前的環剛度測試的3% D形變 量對應的力值F,或F'如果變小,不會小于90% F,個別F'小于90% F的試樣,后來經檢查 發現試樣內襯層與增強層之間已經有部分脫開,由此得出的判定數據,由于90度位置處是 形變量最大的位置,通過在這個位置的再次環剛度測試,可以驗證該試樣整體的抗壓強度, 判定該竹復合壓力管的環剛度是否合格。
[0073] 實施例2 :
[0074] 本實施例針對的是常溫低溫交替環境下使用的竹復合壓力環剛度的檢測,具體包 括如下步驟:(1)測試前準備和(2)環剛度測試與判定,其中步驟(1)與實施例1中的步 驟(1)相同,在此不再贅述,本實施例以公稱直徑DN600mm、壓力等級1.2MPa、環剛度等級 30000N/m2的竹復合壓力管為例,測量結果見表4。
[0075] 表4試樣測量結果
[0077] 步驟(2)環剛度測試包括如下步驟(測試結果見表5):
[0078] (2· 1)常溫環剛度測試
[0079] 將用于測試竹復合壓力管環剛度的測試儀器以及待測試的每個試樣置于20°C~ 25°C的環境下進行24h~48h的狀態調節,狀態調節后,將竹復合壓力管試樣放置DYE-300 電液式壓力測試機上,使其軸向平行于測試機的上下壓板,然后放置DYE-300電液式壓力 測試機上的中央位置,使上壓板和試樣恰好接觸且能夾持住試樣,以恒定的加載速度V(通 過計算得出,三個試樣的加載速度取整數均為4mm/min)壓縮試樣直到試樣徑向的變形量 Ay達到3 % D,記錄該變形量Ay對應的力值F,將試樣以其軸線為旋轉軸旋轉90°后繼續 利用試驗機進行加載測試,當試樣徑向的變形量Ay達到3% D時,記錄每個試樣的在變形 量