CN105527163B - 一种评价塑料管材热熔对接焊质量的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种评价塑料管材对接焊质量的方法，该方法包括以下步骤：S1.制备一组条状拉伸试样，各条状拉伸试样以经热熔对接焊工艺形成的焊缝为中心线，且在中心线的两侧对称形成有向内凹陷的缺口；S2.以1‑20m/s的速度高速拉伸各条状拉伸试样，测得拉伸强度值和拉伸曲线；S3.根据各条状拉伸试样的拉伸强度值，测算一组拉伸强度值之间的变异系数，如果变异系数小于0.15，则塑料管材热熔对接焊质量合格。该方法并通过采用高速拉伸工艺，缩短了测试时间，同时，通过采用一组拉伸强度值之间的变异系数判断塑料管材热熔对接焊质量，其判断结果更为客观，降低了主观因素影响，提高了判断可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及塑料管材热熔对接焊领域，具体地，涉及一种评价塑料管材热熔对接焊质量的方法。
背景技术
塑料管材由于其具有质轻价廉，比强度大，比刚度高，耐磨损，耐化学腐蚀性好等优点，已广泛应用于燃气输送、给水排水、排污、农业灌溉、矿山细颗粒固体输送，以及油田、化工和邮电通讯等领域。
在塑料管道系统的制造和铺设过程中，管道之间的连接是影响其结构完整性及持久强度的重要因素。因此管道的焊接技术及其性能评定是影响塑料管道是否广泛应用的关键技术之一。其中，热熔对接焊是管材最主要、最传统的连接方法，原则上各尺寸的塑料压力管道连接均可采取热熔对接方式焊接，且一般公称直径大于90mm的管道推荐尽量采用热熔对接焊。
目前，评价塑料管材热熔对接焊主要分为非破坏性检验和破坏性检验两类。非破坏性检验有低频超声波无损探伤和X射线探伤。破坏性检验方法主要包括测试焊接位置的低速拉伸性能、冲击性能、全缺口蠕变性能(FNCT)，以及对热熔对接焊管材进行静液压测试。但以上的评价方法都有一定的缺陷性。
非破坏性检验所确定的好的焊口并不代表着一定具有好的机械性能，其有效性常常须用破坏性检验来验证。而且高分子材料的结晶度远低于金属材料，也限制了X射线等的使用。
而破坏性检验方法，例如在标准GB/T 19810-2005和ISO 13953:2001规定了塑料管材对接焊焊头拉伸强度和破坏形式的测定方法。这种方法虽然能够实现对塑料管材对接焊情况进行测试，但是，在这种测试方法中，其判断塑料管材对接焊是否合格主要是通过目视对接焊拉伸破坏后的断口形貌属于脆性断裂还是韧性断裂来判断焊接质量。这在很大程度上受到检测人员的测试技术、经验等主观因素影响，存在一定的误差和风险。
与上述检测方法相比，作为破坏性检验方法的全缺口蠕变实验和静液压实验由于模拟了管材实际的工作环境，可以很好的评价焊接的质量，但其最显著的缺点是评价时间较长，常常多达几百甚至上千小时，难以满足工程质量控制需要。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有的评价塑料管材对接焊质量的方法存在可靠性低、主观因素影响大或评价时间较长的技术问题，提供了一种评价塑料管材热熔对接焊质量的方法以至少改善上述问题之一。
为了实现上述目的，本发明提供一种评价塑料管材热熔对接焊质量的方法，包括以下步骤：
S1.制备一组条状拉伸试样，各条状拉伸试样以经热熔对接焊工艺形成的焊缝为中心线，且在焊缝的两端对称形成有向内凹陷的缺口；
S2.以1-20m/s的速度高速拉伸各条状拉伸试样，测得拉伸强度值和拉伸曲线；
S3.根据各条状拉伸试样的拉伸强度值，测算拉伸强度值之间的变异系数，如果变异系数小于0.15，则塑料管材热熔对接焊质量合格。
通过上述技术方案，在所形成的条状拉伸试样上，焊缝的两端引入缺口，形成明显的局部缺陷，获得了局部应力集中，保证了拉伸试样在焊缝处断裂。并通过采用高速拉伸工艺，在缩短测试时间的同时，通过快速拉伸工艺获得数据更明显的拉伸强度值和拉伸曲线。同时，通过采用一组拉伸强度值之间的变异系数判断塑料管材热熔对接焊质量，其判断结果较为客观，降低了主观因素影响，提高了判断可靠性。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明实施例的一种评价塑料管材热熔对接焊质量的方法的流程示意图；
图2是根据本发明实施例的另一种评价塑料管材热熔对接焊质量的方法的流程示意图；
图3是一种塑料管材热熔对接焊合格的条状拉伸试样的拉伸曲线的示意图；
图4是一种塑料管材热熔对接焊不合格的条状拉伸试样的拉伸曲线的示意图；
图5是根据本发明一种优选实施例形成有V形缺口的条状拉伸试样的示意图；以及
图6是根据本发明一种优选实施例形成有V形缺口的条状拉伸试样的示意图。
附图标记说明
D1 条状拉伸试样宽度 D2 缺口的深度
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
正如背景技术部分所介绍的，在现有技术中存在评价塑料管材对接焊质量的方法存在可靠性低、主观因素影响大或评价时间较长的技术问题。为了至少改善这些技术问题中的至少一种，本发明发明人对此进行了研究，并提出了一种评价塑料管材热熔对接焊质量的方法。如图1所示，该方法包括以下步骤：
S1.制备一组条状拉伸试样，各条状拉伸试样以经热熔对接焊工艺形成的焊缝为中心线，且在所述焊缝的的两端对称形成有向内凹陷的缺口；
S2.以1-20m/s，优选3-12m/s，更优选为8-12m/s的速度高速拉伸各条状拉伸试样，测得拉伸强度值和拉伸曲线；
S3.根据各条状拉伸试样的拉伸强度值，测算拉伸强度值之间的变异系数，如果变异系数小于0.15，则塑料管材热熔对接焊质量合格。
在上述方法中，变异系数(C.V)为各条状拉伸试样的拉伸强度值的标准偏差与所有条状拉伸试样的拉伸强度值的平均值的比值。其计算公式为式中SD为标准偏差，为平均值。其中，标准偏差SD的计算公式如下：
式中N为一组条状拉伸试样中条状拉伸试样的数量，为所有条状拉伸试样的拉伸强度值的平均值，Xi为第i个条状拉伸试样的拉伸强度值，其中i为1至N中的自然数。
本发明所提供的上述方法，在所形成的条状拉伸试样上，焊缝的两端引入缺口，形成明显的局部缺陷，获得了局部应力集中，保证了拉伸试样在焊缝处断裂。并通过采用高速拉伸工艺，在缩短测试时间的同时，通过快速拉伸工艺获得数据更明显的拉伸强度值和拉伸曲线，其中合格焊接在焊接位置形成的条状拉伸试样的性能比较均匀，而不合格焊接在焊接位置形成的条状拉伸试样的性能分散性则较大，这就使得合格焊接和不合格焊接形成的条状拉伸试样在高速拉伸过程中，被破坏时吸收能量的表现形式有较大差别，所得到的拉伸强度值和拉伸曲线区别较为明显。同时，通过采用一组拉伸强度值之间的变异系数判断塑料管材热熔对接焊质量，其判断结果更为客观，降低了主观因素影响，提高了判断可靠性。
在本发明的一种优选实施方式中，如图2所示，上述评价塑料管材热熔对接焊质量的方法中，在步骤S3中进一步包括：如果变异系数大于0.15，则根据拉伸强度的大小对各条状拉伸试样进行排序，按由小到大的顺序，选取条状拉伸试样总数中30％，优选50％的条状拉伸试样(以一组10个条状拉伸试样为例，取拉伸强度最小的3个，优选5个条状拉伸试样)，观测这些条状拉伸试样的拉伸曲线；如果这些条状拉伸试样的拉伸曲线均存在屈服阶段，则所述塑料管材热熔对接焊质量合格，反之所述塑料管材热熔对接焊质量不合格。
为了便于理解操作，在本发明附图3中示出了一种塑料管材热熔对接焊合格的条状拉伸试样的拉伸曲线的示意图，在本发明附图4示出了一种塑料管材热熔对接焊不合格的条状拉伸试样的拉伸曲线的示意图。如图3所示，在经拉伸测试的拉伸曲线中，当曲线在达到拉伸强度的极大值后，并非是迅速降低，而是存在明显的屈服阶段，即存在应变增加，而应力几乎不发生变化的阶段。具有与图3相符的图形结构的拉伸曲线即为合格的条状拉伸试样。反之，如图4所示，在经拉伸测试的拉伸曲线中，当曲线在达到拉伸强度的极大值后迅速降低则为不合格的条状拉伸试样。
本发明所提供的上述方法，通过对不同范围内的变异系数进行分层次的分析，在在缩短测试时间，提高了评估结果的可靠性。更适用于塑料管道的大批量生产中评估检测。
优选地，上述评价塑料管材热熔对接焊质量的方法中，步骤S1中一组条状拉伸试样包括5-40个，优选为10-20个条状拉伸试样。在本发明中一组条状拉伸试样的数量并不局限于上述范围内，将其设定在上述范围内，一方面能够降低条状拉伸试样的数量，提高效率，另一方面，能够有利于获取更能够体现普遍规律的数据，进而提高评价可靠性。
优选地，上述评价塑料管材热熔对接焊质量的方法中，步骤S1中各条状拉伸试样是采用经热熔对接焊形成，且放置至少48h的塑料管材制备。通过将塑料管材放置至少48h能够更好地调节塑料管材的状态，使其适应于测试环境，进而有利于获得可靠性更高的评价结果。
在本发明中，形成带有焊缝的条状拉伸试样的方法可以按照常规的方法实施，例如，对于壁厚不超过5mm，外径大于100mm的管材可以使用冲切机冲裁，对于其他尺寸的管材也可以使用铣刀进行机加工。
在本发明中所采用的塑料管材的材料并没有特殊要求，只要按照常规工艺适用于热熔对接焊的塑料材料均适用本发明所提供的评价方法。同时，在本发明中，对塑料管材的尺寸也没有特殊要求，然而，为了减小评价误差并保证本发明上述方法便于实施，优选塑料管材的外径与壁厚之比为4-40：1，优选为5-20：1。
在本发明的一种优选实施方式中，如图5和图6所示，上述评价塑料管材热熔对接焊质量的方法中，步骤S1中条状拉伸试样的形状为哑铃型或矩形，焊缝平行于条状拉伸试样的短边设置。采用哑铃型或矩形的条状拉伸试样更便于拉伸处理的要求。
上述缺口是为了引起局部应力集中，从而确保断裂发生在焊缝处，因此，本发明上述方法中只要在条状拉伸试样上焊缝的两侧形成缺口即可，然而，为了减小评价误差，优选每个缺口的深度D2小于条状拉伸试样宽度D1的一半，更优选上述缺口的深度D2与条状拉伸试样宽度D1之比为1:4-6，优选为1:4。需要强调的是，当形成哑铃型拉伸试样，如图5所示，前述条状拉伸试样宽度为哑铃型拉伸试样中连接段的宽度。
在本发明评价塑料管材热熔对接焊质量的方法中，对于在条状拉伸试样上形成的缺口的形状并没有特殊要求，然而，为了便于缺口的形成，以及减小评价误差，优选缺口的形状为V形或U型。更优选形成V形缺口时，V形缺口的角度为30°-150°，更优选为30°-90°；更优选形成U形缺口时，U形缺口的宽度与条形拉伸试样的长度比为1：60-120，更优选为1:80-100。
下面结合实施例，进一步说明本发明。
一、在如下实施例中使用的主要仪器：
热熔焊机，型号为SHD63-110型，无锡八达公司生产；
高速度拉伸试验机，型号为HM2512，德国Zwick公司生产。
二、在如下实施例中所使用的原料：
选择管径为160mm的聚乙烯塑料管材作为试验样品，管材壁厚为11.8mm，样品原料为北欧化工公司生产的HE3440；
选择管径为110mm的聚乙烯塑料管材作为试验样品，管材壁厚为5.3mm，样品原料为北欧化工公司生产的HE3490LS。
三、热熔对接焊聚乙烯塑料管材的准备。
3.1热熔对接焊管材的准备：
(1)将上述管径为160mm，壁厚11.8mm的聚乙烯塑料管材采用对接焊工艺焊接在一起，工艺参数如下表1：
表1
(2)将上述管径为110mm，壁厚5.3mm的聚乙烯塑料管材采用对接焊工艺焊接在一起，工艺参数如下表2：
表2
焊接得到前述热熔对接焊管材1至7后，放置48h后去掉焊接融环，分别根据如下：对比测试1、对比测试2以及实施证明三个部分的需要制作测试试样，并进行测试与评价。
四、对比测试1
(1)测试标准：
GB 15558.2-2005“燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第2部分管件”
(2)测试方法：
按照的要求GB 15558.2-2005“燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第2部分管件”，分别对经热熔对接焊的聚乙烯热熔对接焊管材1-7进行20℃和80℃条件下的静液压试验。
(3)评价结果：
采用热熔对接焊管材1-2制作的对接焊试样静液压试验测试结果为通过，说明热熔对接焊管材1-2的焊接质量合格；
采用热熔对接焊管材3-7制作的对接焊试样静液压试验测试结果为不通过，说明热熔对接焊管材3-7所制备的热熔对接焊聚乙烯塑料管材的焊接质量不合格。
静液压试验的方法虽然相对时间较长，但是其测试结果较为可靠，是行业内较为认可的方法。
五、对比测试2
(1)测试标准：
GB/T 19810-2005“聚乙烯(PE)管材和管件热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定”
(2)测试方法：
将上述制备的热熔对接焊管材1-7分别根据上述标准中要求制作5个试样，分别测试各试样的拉伸强度，并判断断裂形成。当试样中出现脆性断裂时，判定焊接质量不合格。
(3)测试结果：如表3所示。
表3热熔对接焊管材1-7的对比测试结果。
由表3中数据可以看出，按照GB/T 19810-2005“聚乙烯(PE)管材和管件热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定”的结果显示，热熔对接焊管材1和5的试样的断裂形式中不存在脆性断裂，因此热熔对接焊管材1和5的热熔对接焊质量合格，热熔对接焊管材2-4、6-7的试样的断裂形式中存在脆性断裂，因此热熔对接焊管材2-4、6-7的热熔对接焊质量不合格。
上述判定结果与按照GB 15558.2-2005“燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第2部分管件”的要求进行的静液压试验的判定结果之间存在差异。由此可见，采用类似于GB/T19810-2005“聚乙烯(PE)管材和管件热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定方法”，仅是根据试样中是否出现脆性断裂时，判定焊接质量是否合格，这在很大程度上受到检测人员的测试技术、经验等主观因素影响，存在一定的误差和风险。
六、实施证明
为了说明本发明所提供的评价塑料管材热熔对接焊质量的方法能够在较短的测量时间内，实现主观因素影响小，可靠性较强的评价塑料管材热熔对接焊质量的效果，在如下实施例1-7中分别为对采用不同焊接工艺得到的聚乙烯塑料管材焊接部分采用本发明所述的方法进行评价。
实施例1
评价塑料管材热熔对接焊质量的方法如下：
S1.取上述制备的热熔对接焊管材1，沿管材径向均匀取得10个拉伸试样，用铣刀机加工成GB/T 1040.2-2006中1B的哑铃型，让焊缝处于试样的正中心位置；
S2.将制得的10个哑铃型拉伸试样在焊缝位置的两端用铣刀铣出两个对称的V型缺口(角度为30°)，缺口深度为2mm(缺口深度与条状拉伸试样上焊线长度之比为1:4)；
S3.将步骤S2得到的带有V型缺口的哑铃型拉伸试样用高速度拉伸试验机在9m/s的速度下拉伸，测得试样的拉伸强度如表4所示。其中经测算各拉伸强度值之间的变异系数为0.018，其明显小于0.15，因此，该热熔对接焊管材1的热熔对接焊质量合格。
实施例2
评价塑料管材热熔对接焊质量的方法如下：
S1.取上述制备的热熔对接焊管材2，沿管材径向均匀取得10个拉伸试样，用铣刀机加工成GB/T 1040.2-2006中1B的哑铃型，让焊缝处于试样的正中心位置；
S2.将制得的10个哑铃型拉伸试样在焊缝两端的位置用铣刀铣出两个对称的V型缺口(角度为150°)，缺口深度为2mm(缺口深度与条状拉伸试样上焊线长度之比为1:6)；
S3.将步骤S2得到的带有V型缺口的哑铃型拉伸试样用高速度拉伸试验机在9m/s的速度下拉伸，测得试样的拉伸强度如表4所示，其中经测算各拉伸强度值之间的变异系数为0.158。
由于各拉伸强度值之间的变异系数大于0.15，需进一步观测一组条状拉伸试样中拉伸强度较小的30％的条状拉伸试样的拉伸曲线(试样10、试样7和试样5)；为了节省篇幅，在本发明中并未提供上述拉伸式样的拉伸曲线。事实上，这些条状拉伸试样的拉伸曲线均存在屈服阶段，因此该热熔对接焊管材2热熔对接焊质量合格。
实施例3
评价塑料管材热熔对接焊质量的方法如下：
S1.取上述制备的热熔对接焊管材3，沿管材径向均匀取得10个拉伸试样，用铣刀机加工成GB/T 1040.2-2006中1B的哑铃型，让焊缝处于试样的正中心位置；
S2.将制得的10个哑铃型拉伸试样在焊缝的两端位置用铣刀铣出两个对称的V型缺口(角度为90°)，缺口深度为2mm(缺口深度与条状拉伸试样上焊线长度之比为1:3)；
S3.将步骤S2得到的带有V型缺口的哑铃型拉伸试样用高速度拉伸试验机在9m/s的速度下拉伸，测得试样的拉伸强度如表4所示，其中经测算各拉伸强度值之间的变异系数为0.235。
由于各拉伸强度值之间的变异系数大于0.15，需进一步观测一组条状拉伸试样中拉伸强度较小的30％的条状拉伸试样的拉伸曲线(试样7、试样2和试样6)；为了节省篇幅，在本发明中并未提供上述拉伸式样的拉伸曲线。事实上，这些条状拉伸试样的拉伸曲线只有试样6的拉伸曲线均存在屈服阶段，试样2和试样7的拉伸曲线均不存在屈服阶段，因此该热熔对接焊管材3热熔对接焊质量不合格。
实施例4
评价塑料管材热熔对接焊质量的方法如下：
S1.取上述制备的热熔对接焊管材4，沿管材径向均匀取得10个拉伸试样，用铣刀机加工成GB/T 1040.2-2006中1B的哑铃型，让焊缝处于试样的正中心位置；
S2.将制得的10个哑铃型拉伸试样在焊缝两端的位置用铣刀铣出两个对称的U型缺口，缺口深度为2mm(缺口深度与条状拉伸试样上焊线长度之比为1:4)；宽度为2mm(U形缺口的宽度与条形拉伸试样的长度比为1：60)；
S3.将步骤S2得到的带有U型缺口的哑铃型拉伸试样用高速度拉伸试验机在8m/s的速度下拉伸，测得试样的拉伸强度如表4所示。其中经测算各拉伸强度值之间的变异系数为0.17。
由于各拉伸强度值之间的变异系数大于0.15，需进一步观测一组条状拉伸试样中拉伸强度较小的30％的条状拉伸试样的拉伸曲线(试样5、试样3、试样8)；为了节省篇幅，在本发明中并未提供上述拉伸式样的拉伸曲线。根据实际情况，这些条状拉伸试样的拉伸曲线中，试样3、试样5和试样8的拉伸曲线均不存在屈服阶段，因此该热熔对接焊管材4热熔对接焊质量不合格。
实施例5
评价塑料管材热熔对接焊质量的方法如下：
S1.取上述制备的热熔对接焊管材5，沿管材径向均匀取得15个拉伸试样，用铣刀机加工成150mm×15mm×原厚的矩形拉伸试样，让焊缝处于试样的正中心位置；
S2.将制得的15个矩形拉伸试样在焊缝两端的位置用铣刀铣出两个对称的U型缺口，缺口深度为2mm(缺口深度与条状拉伸试样上焊线长度之比为1:3)；宽度为2mm(U形缺口的宽度与条形拉伸试样的长度比为1：120)；
S3.将步骤S2得到的带有U型缺口的矩形拉伸试样用高速度拉伸试验机在10m/s的速度下拉伸，测得试样的拉伸强度如表4所示，其中经测算各拉伸强度值之间的变异系数为0.231。
由于各拉伸强度值之间的变异系数大于0.15，需进一步观测一组条状拉伸试样中拉伸强度较小的30％的条状拉伸试样的拉伸曲线(试样1、试样7、试样14、试样10、试样8)；为了节省篇幅，在本发明中并未提供上述拉伸式样的拉伸曲线。事实上，这些条状拉伸试样的拉伸曲线只有试样10和式样8的拉伸曲线均存在屈服阶段，试样1、试样7和试样14的拉伸曲线均不存在屈服阶段，因此该热熔对接焊管材5热熔对接焊质量不合格。
实施例6
评价塑料管材热熔对接焊质量的方法如下：
S1.取上述制备的热熔对接焊管材6，沿管材径向均匀取得10个拉伸试样，用铣刀机加工成150mm×15mm×原厚的矩形拉伸试样，让焊缝处于试样的正中心位置；
S2.将制得的10个矩形拉伸试样在焊缝的一段用铣刀铣出V型缺口(角度为120°)，缺口深度为2mm(缺口深度与条状拉伸试样上焊线长度之比为1:2)；
S3.将步骤S2得到的带有V型缺口的矩形拉伸试样用高速度拉伸试验机在10m/s的速度下拉伸，测得试样的拉伸强度如表4所示。其中经测算各拉伸强度值之间的变异系数为0.264。
由于各拉伸强度值之间的变异系数大于0.15，需进一步观测一组条状拉伸试样中拉伸强度较小的50％的条状拉伸试样的拉伸曲线(试样2、试样8、试样5、试样7、试样9)；为了节省篇幅，在本发明中并未提供上述拉伸式样的拉伸曲线。事实上，这些条状拉伸试样的拉伸曲线只有试样9的拉伸曲线均存在屈服阶段，试样2、试样8、试样5、和试样7的拉伸曲线均不存在屈服阶段，因此该热熔对接焊管材6热熔对接焊质量不合格。
实施例7
评价塑料管材热熔对接焊质量的方法如下：
S1.取上述制备的热熔对接焊管材7，沿管材径向均匀取得10个拉伸试样，用铣刀机加工成150mm×15mm×原厚的矩形拉伸试样，让焊缝处于试样的正中心位置；
S2.将制得的10个矩形拉伸试样在焊缝的一端用铣刀铣出U型缺口，缺口深度为2mm(缺口深度与条状拉伸试样上焊线长度之比为1:4)；宽度为2mm(U形缺口的宽度与条形拉伸试样的长度比为1：80)；
S3.将步骤S2得到的带有U型缺口的矩形拉伸试样用高速度拉伸试验机在11m/s的速度下拉伸，测得试样的拉伸强度如表4所示。其中经测算各拉伸强度值之间的变异系数为0.22。
进一步观测一组条状拉伸试样中拉伸强度较小的30％的条状拉伸试样的拉伸曲线(试样3、试样6、试样8)；为了节省篇幅，在本发明中并未提供上述拉伸式样的拉伸曲线。事实上，这些条状拉伸试样的拉伸曲线只有试样6的拉伸曲线均存在屈服阶段，试样3和试样8的拉伸曲线均不存在屈服阶段，因此该热熔对接焊管材7热熔对接焊质量不合格。
表4如上实施例1-7测得试样的拉伸强度及测试结果
由表4中数据可以看出，采用本发明所提供的评价塑料管材热熔对接焊质量的方法判定结果可知，热熔对接焊管材1和2的热熔对接焊质量合格，热熔对接焊管材3-7的热熔对接焊质量不合格。
上述判定结果与按照GB 15558.2-2005“燃气用埋地聚乙烯(PE)管道系统第2部分管件”的要求进行的静液压试验的判定结果相同。由此可见，本发明所提供的这种评价塑料管材热熔对接焊质量的方法，能够在较短的时间内，达到与静液压试验相同的评价结果，即达到相同的评价可靠性。
本发明所提供的上述评价塑料管材热熔对接焊质量的方法，在所形成的条状拉伸试样上，焊缝的两端引入缺口，形成明显的局部缺陷，获得了局部应力集中，保证了拉伸试样在焊缝处断裂。并通过采用高速拉伸工艺，在缩短测试时间的同时，通过快速拉伸工艺获得数据更明显的拉伸强度值和拉伸曲线，其中合格焊接在焊接位置形成的条状拉伸试样的性能比较均匀，而不合格焊接在焊接位置形成的条状拉伸试样的性能分散性则较大，这就使得合格焊接和不合格焊接形成的条状拉伸试样在高速拉伸过程中，被破坏时吸收能量的表现形式有较大差别，所得到的拉伸强度值和拉伸曲线区别较为明显。同时，通过采用一组拉伸强度值之间的变异系数判断塑料管材热熔对接焊质量，其判断结果更为客观，降低了主观因素影响，提高了判断可靠性。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (18)
1.一种评价塑料管材热熔对接焊质量的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
S1.制备一组条状拉伸试样，各所述条状拉伸试样以经热熔对接焊工艺形成的焊缝为中心线，且在所述焊缝的两端对称形成有向内凹陷的缺口；
S2.以1-20m/s的速度高速拉伸各所述条状拉伸试样，测得拉伸强度值和拉伸曲线；
S3.根据各所述条状拉伸试样的拉伸强度值，测算所述拉伸强度值之间的变异系数，如果所述变异系数小于0.15，则所述塑料管材热熔对接焊质量合格；如果所述变异系数大于0.15，则根据拉伸强度的大小对各条状拉伸试样进行排序，按由小到大的顺序，选取条状拉伸试样总数中30％的条状拉伸试样，观测这些条状拉伸试样的拉伸曲线；如果这些条状拉伸试样的所述拉伸曲线均存在屈服阶段，则所述塑料管材热熔对接焊质量合格，反之所述塑料管材热熔对接焊质量不合格。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，如果所述变异系数大于0.15，则根据拉伸强度的大小对各条状拉伸试样进行排序，按由小到大的顺序，选取条状拉伸试样总数中50％的条状拉伸试样，观测这些条状拉伸试样的拉伸曲线。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述步骤S1中，所述一组条状拉伸试样包括5-40个所述条状拉伸试样。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述步骤S1中，所述一组条状拉伸试样包括10-20个所述条状拉伸试样。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述步骤S1中，各所述条状拉伸试样是采用经热熔对接焊形成，且放置至少48h的塑料管材制备。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述塑料管材的外径与壁厚之比为4-40：1。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述塑料管材的外径与壁厚之比为5-20：1。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述步骤S1中，所述条状拉伸试样的形状为哑铃型或矩形，所述焊缝平行于所述条状拉伸试样的短边设置。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述缺口的深度(D2)小于所述条状拉伸试样宽度(D1)的一半。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述缺口的深度(D2)与所述条状拉伸试样宽度(D1)之比为1:4-6。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述缺口的深度(D2)与所述条状拉伸试样宽度(D1)之比为1:4。
12.根据权利要求8-11中任意一项所述的方法，其中，所述条状拉伸试样上的所述缺口的形状为V形。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所形成的V形缺口的角度为30°-150°。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所形成的V形缺口的角度为30°-90°。
15.根据权利要求8-11中任意一项所述的方法，其中，所述条状拉伸试样上的所述缺口的形状为U型。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所形成的U形缺口的宽度与条形拉伸试样的长度比为1：60-120。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所形成的U形缺口的宽度与条形拉伸试样的长度比为1：80-100。
18.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤S2中，所述高速度拉伸的拉伸速度为8-12m/s。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4610166A (en) * | 1985-05-06 | 1986-09-09 | The Dow Chemical Company | Method and apparatus for testing welds in plastic pipe |
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| CN103558086A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-02-05 | 中国航天科工集团第六研究院四十一所 | 一种高速拉伸试验机及其加速过程过滤装置 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4610166A (en) * | 1985-05-06 | 1986-09-09 | The Dow Chemical Company | Method and apparatus for testing welds in plastic pipe |
| JP2009276221A (ja) * | 2008-05-15 | 2009-11-26 | Sumitomo Light Metal Ind Ltd | 重ねすみ肉継手における接合界面の引張強度評価方法及びそのための試験片 |
| CN102680331A (zh) * | 2012-05-14 | 2012-09-19 | 湖北航天技术研究院总体设计所 | 适用于直线型缝焊缝的焊接接头剪切强度检验方法 |
| CN103558086A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-02-05 | 中国航天科工集团第六研究院四十一所 | 一种高速拉伸试验机及其加速过程过滤装置 |
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| 国产塑料压力管道热熔对接焊机的研制与开发;阳代军等;《2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集》;20021031;第1-3节 * |
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