TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 8201 : 2009
ISO 13953 : 2001
ỐNG VÀ PHỤ TÙNG BẰNG POLYETYLEN (PE) – XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN KÉO VÀ KIỂU PHÁ HUỶ CỦA MẪU THỬ TỪ MỐI NỐI NUNG CHẢY MẶT ĐẦU
Polyethylene (PE) pipes and fittings - Determination of the tensile strength and failure mode of test pieces from a butt-fused joint
Lời nói đầu
TCVN 8201 : 2009 hoàn toàn tương đương với ISO 13953 : 2001.
TCVN 8201 : 2009 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 138 Ống nhựa và phụ tùng đường ống, van dùng để vận chuyển chất lỏng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
ỐNG VÀ PHỤ TÙNG BẰNG POLYETYLEN (PE) – XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN KÉO VÀ KIỂU PHÁ HUỶ CỦA MẪU THỬ TỪ MỐI NỐI NUNG CHẢY MẶT ĐẦU
Polyethylene (PE) pipes and fittings – Determination of the tensile strength and failure mode of test pieces from a butt-fused joint
1. Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định độ bền kéo và kiểu phá huỷ của tổ hợp ống polyetylen (PE) nối theo phương pháp nung chảy mặt đầu.
Tiêu chuẩn áp dụng cho các mối nối nung chảy mặt đầu giữa các ống PE có đường kính ngoài danh nghĩa không nhỏ hơn 90 mm.
Tiêu chuẩn này có thể được sử dụng cùng với các phương pháp thử khác để đánh giá chất lượng của các mối nối nung chảy mặt đầu.
2. Tài liệu viện dẫn
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
ISO 11414: 1996, Plastics pipes and fittings – Preparation of polyethylene (PE) pipe/pipe or pipe/fitting test piece assemblies by butt fusion (Ống và phụ tùng bằng nhựa – Chuẩn bị tổ hợp mẫu thử ống/ống polyetylen (PE) hoặc mẫu thử ống/phụ tùng PE bằng phương pháp nung chảy mặt đầu).
3. Nguyên tắc
Mẫu thử được gia công từ mối nối ống PE nung chảy mặt đầu để thu được một đoạn mẫu thắt chịu một ứng suất kéo với tốc độ không đổi. Khi áp tải lên mẫu thử trong máy thử kéo thì ứng suất được tập trung xuyên qua vùng kết nối và phá huỷ sau cùng nằm tại vùng lân cận của mối nối.
Kiểu phá huỷ và độ bền kéo được sử dụng như là chuẩn để đánh giá mối nối nung chảy mặt đầu.
Phép thử được tiến hành ở nhiệt độ 23 oC ± 2 oC.
4. Thiết bị, dụng cụ
4.1. Buồng thử, có thể được kiểm soát ở nhiệt độ 23 oC ± 2 oC.
4.2. Máy thử kéo, có khả năng duy trì giữa hai ngàm kẹp của nó một lực kéo với tốc độ không đổi là 5 mm/min ± 1 mm/min, và lắp một dụng cụ ghi lại lực tác dụng và một dụng cụ để phát hiện việc phá huỷ mẫu thử.
4.3. Dụng cụ kẹp, lắp các thanh vừa khít vào các lỗ kéo được gia công trên mẫu thử.
4.4. Dụng cụ đo, có khả năng xác định chiều rộng và chiều dày của mẫu thử chính xác đến 0,05 mm (xem 7.1).
4.5. Dưỡng có hình dạng của mẫu thử (xem Hình 1 và 2), để tạo hình mẫu thử sẽ được gia công.
5. Mẫu thử
5.1. Lấy mẫu
Ống dùng để tạo mẫu thử phải được lấy theo phương pháp lấy mẫu được qui định trong tiêu chuẩn sản phẩm.
5.2. Chuẩn bị
5.2.1. Qui định chung
Các mối nối nung chảy mặt đầu của ống PE phải được chuẩn bị theo hướng dẫn của nhà sản xuất hoặc theo hướng dẫn được qui định trong các tiêu chuẩn tương ứng (ví dụ ISO 11414).
Đối với mỗi mẫu thử được yêu cầu, phải gia công một dải ống dọc theo hướng dọc của ống, ngang qua mối nối. Dải này phải được gia công tiếp để chuẩn bị một mẫu thử có kích thước phù hợp với:
a) Bảng 1 và Hình 1 đối với ống có chiều dày thành e < 25 mm (loại A);
b) Bảng 1 và Hình 2 đối với ống có chiều dày thành e ³ 25 mm (loại B);
sử dụng dưỡng để đảm bảo rằng chỗ tiếp giáp của mối nối sẽ thẳng hàng với mặt cắt ngang qua tâm vùng thắt của mẫu thử loại A hoặc loại B, nếu áp dụng được.
Loại bỏ các gờ của mối hàn.
5.2.2. Mẫu thử loại A
Kích thước và hình dạng của mẫu thử loại A phải tuân theo Hình 1 và Bảng 1.
Hình 1 – Mẫu thử kéo loại A được gia công (đối với e < 25 mm)
Bảng 1 – Kích thước của mẫu thử loại A và B
Kích thước tính bằng milimét
Kí hiệu | Mô tả | Kích thước của mẫu thử loại A | Kích thước của mẫu thử loại B | |
dn£ 160 | dn > 160 | |||
A | Chiều dài tổng cộng (min.) | 180 | 180 | 250 |
B | Chiều rộng ở hai đầu | 60 ± 3 | 80 ± 3 | 100 ± 3 |
C | Chiều dài đoạn hai mặt song song hẹp | Không áp dụng | Không áp dụng | 25 ± 1 |
D | Chiều rộng của đoạn hẹp | 25 ± 1 | 25 ± 1 | 25 ± 1 |
E | Bán kính | 5 ± 0,5 | 10 ± 0,5 | 25 ± 1 |
G | Khoảng cách ban đầu giữa hai rãnh | 90 ± 5 | 90 ± 5 | 165 ± 5 |
H | Độ dày | Toàn bộ độ dày | Toàn bộ độ dày | Toàn bộ độ dày |
I | Đường kính của các lỗ kéo | 20 v 5 | 20 ± 5 | 30 ± 5 |
Phần "thắt" của mẫu thử phải được tạo hình bằng cách khoan hoặc gia công các lỗ có tâm cách nhau 35 mm hoặc 45 mm, nếu áp dụng được, sao cho đường tâm của chúng nằm cùng trên một mặt phẳng với chỗ tiếp giáp của mối nối và sau đó cắt về phía các lỗ từ phía cạnh tương ứng của dải mẫu. Mặt phẳng vùng "thắt" của mẫu thử phải nhẵn. Việc hoàn thiện các rìa còn lại không có tính quyết định.
5.2.3. Mẫu thử loại B
Kích thước và hình dạng của mẫu thử loại B phải tuân theo Bảng 1 và Hình 2.
Hình 2 – Mẫu thử kéo loại B được gia công (đối với e ³ 25 mm)
5.3. Số lượng mẫu thử
Số lượng mẫu thử phải phụ thuộc vào đường kính ngoài danh nghĩa dn của ống như cho trong Bảng 2.
Bảng 2 – Số lượng mẫu thử
Đường kính ngoài danh nghĩa dn mm | Số lượng mẫu thử |
90 £ dn < 110 110 £ dn < 180 180 £ dn < 315 315 £ dn | 2 4 6 7 |
Một mẫu thử phải được lấy tại vị trí mối nối lệch nhất. Mẫu thử khác phải được lấy đều xung quanh chu vi của mối nối.
6. Điều hoà
Ngay trước khi thử theo Điều 7, điều hoà từng mẫu thử trong không khí ít nhất trong 6 h ở nhiệt độ 23 oC ± 2oC, bắt đầu thời gian điều hoà tại thời điểm sao cho phép thử sẽ không được tiến hành trước 24 h sau khi nối nung chảy mặt đầu.
7. Cách tiến hành
7.1. Đo chiều dày của mẫu thử là chiều dày của thành ống và chiều rộng của mẫu thử là khoảng cách giữa hai lỗ khoan ở chỗ nối (D) đối với mẫu thử loại A (xem Bảng 1 và Hình 1) hoặc là chiều rộng của đoạn hẹp (D) đối với mẫu thử loại B (xem Bảng 1 và Hình 2).
7.2. Đặt mẫu thử vào dụng cụ kẹp của máy thử kéo, sao cho hướng của lực tác dụng vào mẫu thử là vuông góc với mối nối nung chảy mặt đầu.
7.3. Tác dụng lực kéo vào mẫu thử với tốc độ con trượt là 5 mm/min ± 1 mm/min.
7.4.Ghi lại lực áp dụng trong quá trình kéo cho đến khi mẫu thử hoàn toàn bị phá huỷ.
7.5. Ghi lại lực áp dụng tối đa (tính bằng Niutơn) và kiểu phá huỷ là chảy mềm hoặc gãy giòn, được đặc trưng bởi kiểu phá huỷ chảy mềm và gãy giòn như trong Hình 3. Chỉ quan tâm đến phá huỷ của mối nối nung chảy mặt đầu.
7.6. Tính toán độ bền kéo lực kéo tối đa ghi lại được (tính bằng Niutơn) chia cho diện tích mặt cắt qua trọng tâm của mẫu thử (nghĩa là chiều rộng x độ dày, được đo theo 7.1, tính bằng milimét vuông).
Hình 3 – Ví dụ đặc trưng của kiểu phá huỷ chảy mềm (hình bên trái) và kiểu phá huỷ gãy giòn (hình bên phải)
8. Báo cáo thử nghiệm
Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thông tin sau:
a) viện dẫn tiêu chuẩn này và tiêu chuẩn liên quan;
b) chi tiết cần thiết cho việc nhận dạng mẫu thử, gồm kích cỡ danh nghĩa của ống sử dụng để làm mẫu thử, loại vật liệu, mã nhà sản xuất và quy trình nung chảy được sử dụng;
c) loại mẫu thử (A hoặc B), các gờ của mối hàn có được loại bỏ hay không và số lượng mẫu thử;
d) nhiệt độ thử;
e) kiểu phá huỷ đối với từng mẫu thử;
f) độ bền kéo của từng mẫu thử;
g) những quan sát trong quá trình thử;
h) bất kỳ yếu tố nào ảnh hưởng đến các kết quả, như là các sự cố hoặc thao tác không được qui định trong tiêu chuẩn này;
i) phòng thử nghiệm;
j) ngày thử nghiệm.