江苏省徐州市建设工程检测中心 江苏徐州 221004
摘要：硬聚氯乙烯（PVC-U）管是应用相当广泛的一种管材，在生产中也会由于各种因素导致材料性能与质量问题，需要通过检测来判断管材的可用性，本文阐述了建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料在力学性能检测与物理性能检测中的一些常见问题，并提出一些解决建议，旨在提高管材质量检测的效果。
关键词：PVC-U排水管材；检测；力学性能；物理性能
硬聚氯乙烯（PVC-U）管材是以聚氯乙烯（PVC）树脂为主要原料，PVC材料本身具有材质轻、耐腐强、经济性好以及安装维修便捷等优点。在建筑、市政工程、农业等多个领域之中广泛使用。但是，当前阶段PVC-U管材的质量水平存在参差不齐的情况，相当数量的管材质量并不稳定，经常发生漏水、脆裂以及变形等问题。为此，管材性能测试以及质量检测需要加强。本研究结合《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》（GB/T 5836.1—2006）技术指标，针对管材质量，从物理属性以及力学性能等检测角度出发，针对可能存在的问题给出具体建议。
1力学性能分析
1.1落锤冲击试验分析
材料发脆耐冲击性能下降的原因，基本上在制品的物理、力学性能上得到充分的体现，特征之一就是：冷冲破裂。落锤冲击试验中，冲击强度表现的是管材所具有的抵御外界冲击力的能力。外力形成原因复杂，包括运输、安装等环节都可能造成冲击；内因则与配方及挤出工艺有关：碳酸钙加入量过大，反而使得冲击性能大幅下降；物料过塑化、真空度较低也会影响冲击性能。所以，落锤冲击试验可以很好的判断管材的韧性，属于力学性能之中的主要指标。
落锤冲击试验采用时针旋转法，其结果是通过确定真实冲击率（TIR）情况，并通过百分数表示。
《建筑排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》标准规定TIR≤10％，10％TIR要求至少进行25次冲击不得有1次破坏，如此，则能够断定管材所具有的真实冲击率情况是否符合要求。如果对TIR概念模糊不清，仅采取少量次数的冲击试验，则无法有效判断管材的质量。
综合相关标准，建议通过使用冰水混合物对所检样品进行状态调节，此方式采用设备简单，温度均匀。
1.2拉伸屈服强度分析
从试验室得到的经验来说，这一参数是PVC-U排水管材出现问题相对较多的指标。分析其原因主要是原料、配方和工艺对材料性能的影响。而工艺则突出表现在：物料塑化过度或欠塑化、机头压力和螺杆转矩、真空度较低或没开真空、牵引速度及挤出速度不匹配等。
PVC-U材料的产品本身对环境温度就很敏感，所以在此项指标参数的检测过程中首先要注意对样品的状态调节，在这里要指出的是样品进入试验室按GB/T2918-1998规定的状态调节，以及GB/T8804.1-2003中的对试样试验前的状态调节（依据管材厚度，确定状态调节时间）；其次是对试样的选择：冲裁和机械加工。冲裁试样要选择没有刻痕、刀口干净的裁刀；加热时间按样条每毫米1分钟计算。机械加工要尽量避免使试样发热，避免使其刮伤，出现裂痕，从而试试样的表面品质降低。再次就是试验的拉伸速度（5±0.5）mm/min，速度的过快很可能会导致屈服点的假象，造成误判；另外，试样的长轴要与通过夹具中心线的拉力方向重合，偏离中心线，则会造成数据的不真实，没有反应材料的真实的内在质量。所以，原料和配方都确定的前提下，生产企业要重视生产工艺，检测机构在检测过程中要做到科学、标准、规范等细节，如此，力学性能上会有大的提升。
1.3水密性试验和气密性试验
a.水密性试验：管材和或管件连接包含至少一个弹性密封圈连接性接头的系统，在一定时间内受给定的内部压力作用，通过检查系统的密封情况来验证其密封性能。
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试验注意事项：环境温度（23±5）℃，液压用自来水不应在试样
表面凝结；为了便于排气，系统安装时可保持一定倾斜度，但不应超过12°；
对于二次加工管件：除非相关标准中特别规定，迅速升压至50kPa
并保持1min；对于非二次加工的连接式样：在15min内逐渐平缓升至50kPa并保持至少15min。
b.气密性试验：管材和或管件连接包含至少一个弹性密封圈连接
性接头的系统，在一定时间内受给定的内部压力作用，通过检查系统的密封情况来验证其密封性能。
试验注意事项：环境温度（23±5）℃；试样水平安装；打开排水口同时关进气口---开进水口，注水一半时，关进水口和排水口---打开进气口 升压（10±1）kPa，保持5min；分别在0°、90°、180°、270°轴向偏转（角度由生产厂提供），保持1min。
2物理性能
2.1密度分析
在标准中，要求管材密度能够根据规定之中的A法进行测定，即通过浸渍法完成测试。一般情况下，新鲜蒸馏水可以被视为浸渍液，此类方法使用比较方便，且具有经济性特征。标准之中要求使用的管材密度应达到1.35～1.55g/cm3，同时，真正可以实现此类要求的管材数量并不多。这是因为，纯PVC密度可以达到近1.4g.cm2，而其中无机粉料所形成的密度相对较大，一般属于聚氯乙烯原有密度的2倍。部分企业为了能够获得经济效益，将会增加无机填料方面的用量，最终可能造成密度超标。部分厂家并不十分重视对密度方面的技术检测，甚至并不进行该参数检测。企业需要控制类似碳酸钙等无机填料等方面的用量，促使产品能够充分符合国家标准。
2.2纵向回缩率
所谓的纵向回缩率主要是从管材制造技术角度出发，是一种技术工艺合理性分析。从填料和混料工艺上讲，碳酸钙加入量越大，尺寸收缩率越小。通过对PVC-U管材纵向回缩率的检测，能够促使生产企业提高工艺技术水平。
此项技术测试在方法上相对简单，基于规定长度基础上的试样，在既定温度条件下，根据材料的厚度来确定所需时间，受热的试样将会出现变化，同时，原始长度所形成的状态变化可以通过变化率进行表示。
标准之中包括两种不同的测试方式：A方法采用液浴试验，B方法则采取烘箱试验方式。在并无特殊的情况下，我们一般会通过B方法完成试验。B方法具有成本较低，经济性强，操作简单等特点。值得一提的是若试样平放，则放于垫有一层滑石粉的平板上，切片试样，应使凸面朝下放置。在此项指标的试验过程中，划线属于十分重要的工作细节，需要确保2条圆周标线间100mm的间距。同时应当使其中一标线距离试样任何一端至少10mm。
2.3维卡软化温度分析
借助检测则能够更好地把握增塑行为能力，同时也能够更好地达到控制管材质量的能力。以此，可以实现产品效用维度范围的扩大。测定原理是把试样放在液体介质或加热箱中，在等速升温（50±5）℃/h条件下测定标准压针（1±0.015）mm2 在（50±1）N力的作用下，压入试样内1mm时的温度，即为管材试样的维卡软化温度。
本试样则能够通过切割管材的方式，完成制备。通过对管材从上至下进行剪裁，则呈现出弧形管段，实际尺寸50×10mm～50×20mm。
1）2.4～6.0mm尺寸下的试样，则能够通过直接试验的方式完成。
2）壁厚小于2.4mm的试样则将两个弧形管段试样叠加，下垫层试样要通过合适的方式首先压平，上层弧段保持原样不变。
3）壁厚超过了6mm尺寸的试样，则需要加工外表面，、使壁厚减至4mm。需要注意，采取任何一种壁厚范围，试样均需要弧顶朝下。
3结语
综上，对于建筑排水用硬聚氯乙烯材料的检测，最重要的就是力学性能与物理性能的测验，而无论哪种测验都需要严格遵循相关技术规定的要求，以确保材料检测的有效性与科学性。
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论文作者:邵宁
论文发表刊物:《防护工程》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/11
标签：管材论文; 试样论文; 聚氯乙烯论文; 材料论文; 密度论文; 性能论文; 力学性能论文; 《防护工程》2018年第16期论文;