CN112255086A - 一种非金属管材耐磨损性能测试装置及测试方法 - Google Patents

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齐国权
张冬娜
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Abstract

一种非金属管材耐磨损性能测试装置及测试方法，测试装置包括恒温箱以及设置在恒温箱内的置样台，置样台上设置旋转部件，旋转部件上放置非金属管材样品，恒温箱与旋转部件连接控制中心，控制中心设置有磨损测试控制模块以及温度测试控制模块，磨损测试控制模块能够调节旋转部件的旋转频次以及旋转圈数，温度测试控制模块能够调节恒温箱内的温度；测试时非金属管材样品的管体内部填充能够往复流动的砂浆，通过对比非金属管材样品在试验前后的质量变化得出所测试非金属管材的耐磨损性能。本发明同时提供一种非金属管材耐磨损性能测试方法，能够模拟出非金属管材样品在实际工况中受到的磨损，磨损测试数据更加准确。

Description

一种非金属管材耐磨损性能测试装置及测试方法
技术领域
本发明属于管材性能测试领域，涉及一种非金属管材耐磨损性能测试装置及测试方法。
背景技术
非金属管具有质量轻、耐腐蚀、抗结垢、输送流体阻力小，施工快捷、简便等优点，已经广泛应用于市政、建筑给排水、燃气、供热采暖、农用节水灌溉排污、矿山矿物输送以及油气田领域注水、注醇、输送油气等。随着非金属管的大规模和广泛运用，非金属管材失效的情况呈现逐渐增加的趋势。其中管材的耐磨损性能是考核管材耐用性能的重要指标。
通过选用有效的测试耐磨损的试验方法与装置，模拟出实际工况磨损场景，获得的试验数据能够准确的反应非金属管材本身的性能。因此，获取真实有效的耐磨损数据对于非金属管材生产方、使用方以及失效分析都具有重要的意义和工程实际价值。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术中非金属管耐磨损性能测试问题，提供一种非金属管材耐磨损性能测试装置及测试方法，通过模拟实际服役过程中非金属管材的磨损特性，操作简易，磨损测试数据更加准确、实用，适用于多种规格尺寸以及多种材质的管材。
为了实现上述目的，本发明有如下的技术方案：
一种非金属管材耐磨损性能测试装置，包括恒温箱以及设置在恒温箱内的置样台，置样台上设置旋转部件，旋转部件上放置非金属管材样品，所述的恒温箱与旋转部件连接控制中心，控制中心设置有磨损测试控制模块以及温度测试控制模块，磨损测试控制模块能够调节旋转部件的旋转频次以及旋转圈数，温度测试控制模块能够调节恒温箱内的温度；测试时非金属管材样品的管体内部填充能够往复流动的砂浆，通过对比非金属管材样品在试验前后的质量变化得出所测试非金属管材的耐磨损性能。
作为本发明的一种优选方案，所述的控制中心设置打印机，打印机用于打印试验过程记录的数据。
作为本发明的一种优选方案，一个控制中心连接多组装置，同时或分开测试多个相同规格或不同规格的非金属管材样品。
作为本发明的一种优选方案，所述的控制中心具有操作界面，通过操作界面输入非金属管材样品的名称、规格尺寸，同时能够设置旋转部件的旋转频次与旋转圈数、恒温箱内的温度以及起停控制。
一种基于所述非金属管材耐磨损性能测试装置的测试方法，包括以下步骤：
步骤一、截取非金属管材样品；
步骤二、测量非金属管材样品的初始重量；
步骤三、选取规格匹配的测试装置与控制中心进行连接；
步骤四、将非金属管材样品放置在测试装置的旋转部件上；在非金属管材样品的管体内部填充砂浆，砂浆的填充量满足能够流动；通过控制中心设置试验参数，试验参数包括旋转部件的旋转频次与旋转圈数，以及恒温箱内的温度；
步骤五、启动测试装置，对非金属管材样品进行磨损试验；
步骤六、测量磨损后非金属管材样品的重量并与初始重量对比，得到磨损量。
作为本发明的一种优选方案，所述的步骤二与步骤六在测量非金属管材样品的重量时先对非金属管材样品进行清洗以及干燥之后再称量重量。
相较于现有技术，本发明的测试装置具有如下的有益效果：利用一定配比的砂浆在管体内部进行往复流动摩擦来模拟非金属管材在实际工况中受到的磨损，能够反映管材整体的磨损性能。相比于现有的磨损测试装置，本发明取代了磨损小片试样，非金属管材样品更贴近实际磨损性能。本发明适用多种非金属管材，能够进行聚乙烯管、超高分子量聚乙烯管、玻璃钢管等多种类管材测试；通过控制中心能够设置非金属管材样品的旋转频率与磨损时长，同时本发明能够模拟高低温进行耐磨性能测试，通过控制中心控制恒温箱的温度，进而模拟高低温环境对耐磨性能的影响，本发明的磨损测试数据更加准确、实用。
进一步的，本发明一个控制中心能够连接多组测试装置，可以同时或分开测试多个相同规格或不同规格的非金属管材样品，一方面能够同时进行多组管材测试，通过将控制中心连接多组测试装置，同时测试多组管材，节约了测试的时间，另一方面能够进行多种规格管材测试，通过置样平台的选择，能够进行多种规格管材的测试，适用范围广。
相较于现有技术，本发明的测试方法具有如下的有益效果：通过控制中心设置试验参数，试验参数包括旋转部件的旋转频次与旋转圈数，以及恒温箱内的温度，能够模拟出非金属管材样品在实际工况中受到的磨损，磨损测试数据更加准确。本发明的测试方法可以适用多种规格尺寸的非金属管材，也适用于多种类管材测试，适用范围广。
附图说明
图1本发明非金属管材耐磨损性能测试装置的置样台布置结构示意图；
图2本发明非金属管材耐磨损性能测试装置的控制中心结构示意图；
附图中：1-恒温箱；2-置样台；3-旋转部件；4-非金属管材样品；5-控制中心；51-磨损测试控制模块；52-温度测试控制模块；53-打印机；6-恒温箱底座；7-控制中心底座。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
参见图1与图2，本发明的测试装置，包括恒温箱1以及设置在恒温箱1内的置样台2，置样台2上设置旋转部件3，旋转部件3上设置V型凹槽放置非金属管材样品4，恒温箱1与旋转部件3连接控制中心5，控制中心5设有磨损测试控制模块51以及温度测试控制模块52，磨损测试控制模块51能够调节旋转部件3的旋转频次以及旋转圈数，温度测试控制模块52能够调节恒温箱1内的温度；测试时非金属管材样品4的管体内部填充能够往复流动的砂浆，通过对比非金属管材样品4在试验前后的质量变化得出所测试非金属管材的耐磨损性能。控制中心5设置打印机53，打印机53用于打印试验过程记录的数据。一个控制中心5能够连接多组测试装置，可以同时或分开测试多个相同规格或不同规格的非金属管材样品4。控制中心5具有操作界面，通过操作界面输入非金属管材样品4的名称、规格尺寸，同时能够设置旋转部件3的旋转频次与旋转圈数、恒温箱1内的温度以及起停控制。
一种基于所述非金属管材耐磨损性能测试装置的测试方法，包括以下步骤：
步骤一、随机选取非金属管管材，并截取长度50cm，作为非金属管材样品4；
步骤二、清洗以及干燥之后测量非金属管材样品4的初始重量；
步骤三、选取规格匹配的测试装置与控制中心5进行连接；
步骤四、将非金属管材样品4放置在测试装置的旋转部件3上；在非金属管材样品4的管体内部填充砂浆，砂浆的填充量满足能够流动；通过控制中心5设置试验参数，试验参数包括旋转部件3的旋转频次与旋转圈数，以及恒温箱1内的温度；
步骤五、启动测试装置，对非金属管材样品4进行磨损试验；
步骤六、清洗以及干燥之后测量磨损后非金属管材样品4的重量，并与步骤二测量出的非金属管材样品4的初始重量进行对比，得到磨损量。
实施例1
测试燃气用埋地聚乙烯管(dn110mm SDR11 PE100)室温条件下的耐磨性；
本发明的测试方法包括以下步骤：
(1)选取试验管材。选取燃气用埋地聚乙烯管，采用车床截取长度50cm的聚乙烯管样品。(2)测量样品质量。清洗、干燥并称量燃气用埋地聚乙烯管。(3)选用合适的置样台2。根据燃气用埋地聚乙烯管(dn110mm SDR11 PE100)的规格尺寸，选取较大的置样台2。(4)连接置样台2与控制中心5。将放置了燃气用埋地聚乙烯管的置样台2与控制中心5进行连接。(5)设置试验参数。在控制中心5的操作界面输入产品名称(燃气用埋地聚乙烯管PE100)、规格尺寸(dn110mm SDR11)、设置耐磨参数(速度与次数分别为旋转10圈/秒、10000圈)。(6)开始试验阶段。在控制中心5的操作界面点击开始试验，启动耐磨试验。(7)试验结束。磨损试验结束，控制中心5记录数据与打印结果。(8)测量磨损后样品质量。清洗、干燥并称量磨损后燃气用埋地聚乙烯管。(9)计算磨损量。磨损量为5.3g。
实施例2
测试超高分子量聚乙烯管(GU SDR 11 65×5.9mm PN 2.0MPa)室温条件下的耐磨性；
本发明的测试方法包括以下步骤：
(1)选取试验管材。选取超高分子量聚乙烯管，采用车床截取长度为50cm的超高分子量聚乙烯管样品。(2)测量样品质量。清洗、干燥并称量超高分子量聚乙烯管。(3)选用合适的置样台2。根据超高分子量聚乙烯管(GU SDR 11 65×5.9mm PN 2.0MPa)的规格尺寸，选取较小的置样台2。(4)连接置样台2与控制中心5。将放置了超高分子量聚乙烯管的置样台2与控制中心5进行连接。(5)设置试验参数。在控制中心5的操作界面输入产品名称(超高分子量聚乙烯管)、规格尺寸(GU SDR 11 65×5.9mm PN 2.0MPa)、设置耐磨参数(速度与次数分别为旋转20圈/秒、10000圈)。(6)开始试验阶段。在控制中心5的操作界面点击开始试验，启动耐磨试验。(7)试验结束。磨损试验结束，控制中心5记录数据与打印结果。(8)测量磨损后样品质量。清洗、干燥并称量磨损后超高分子量聚乙烯管。(9)计算磨损量。磨损量为1.1g。
实例3：测试高压玻璃钢油管(DN40mm PN20MPa)服役温度(50℃)的耐磨性；
(1)选取试验管材。选取高压玻璃钢油管，采用车床截取长度50cm的高压玻璃钢油管样品。(2)测量样品质量。清洗、干燥并称量高压玻璃钢油管。(3)选用合适的置样台2。根据高压玻璃钢油管(DN40mm PN20MPa)的规格尺寸，选取较小的置样台2。(4)连接置样台2与控制中心5。将高压玻璃钢油管的置样台2与控制中心5进行连接。(5)设置恒温箱温度1。根据服役条件要求，设置恒温箱1的温度为50℃。(6)设置试验参数。在控制中心5的操作界面输入产品名称(超高分子量聚乙烯管)、规格尺寸(GU SDR 11 65×5.9mm PN2.0MPa)、设置耐磨参数(速度与次数分别为旋转20圈/秒、10000圈)。(7)开始试验阶段。在控制中心5的操作界面点击开始试验，启动耐磨试验。(8)试验结束。磨损试验结束，控制中心5记录数据与打印结果。(9)测量磨损后样品质量。清洗、干燥并称量磨损后超高分子量聚乙烯管。(10)计算磨损量。磨损量为3.2g。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征以及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和原则的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种非金属管材耐磨损性能测试装置，其特征在于：包括恒温箱(1)以及设置在恒温箱(1)内的置样台(2)，置样台(2)上设置旋转部件(3)，旋转部件(3)上放置非金属管材样品(4)，所述的恒温箱(1)与旋转部件(3)连接控制中心(5)，控制中心(5)设置有磨损测试控制模块(51)以及温度测试控制模块(52)，磨损测试控制模块(51)能够调节旋转部件(3)的旋转频次以及旋转圈数，温度测试控制模块(52)能够调节恒温箱(1)内的温度；测试时非金属管材样品(4)的管体内部填充能够往复流动的砂浆，通过对比非金属管材样品(4)在试验前后的质量变化得出所测试非金属管材的耐磨损性能。
2.根据权利要求1所述的非金属管材耐磨损性能测试装置，其特征在于：所述的控制中心(5)设置打印机(53)，打印机(53)用于打印试验过程记录的数据。
3.根据权利要求1或2所述的非金属管材耐磨损性能测试装置，其特征在于：一个控制中心(5)连接多组装置，同时或分开测试多个相同规格或不同规格的非金属管材样品(4)。
4.根据权利要求1所述的非金属管材耐磨损性能测试装置，其特征在于：所述的控制中心(5)具有操作界面，通过操作界面输入非金属管材样品(4)的名称、规格尺寸，同时能够设置旋转部件(3)的旋转频次与旋转圈数、恒温箱(1)内的温度以及起停控制。
5.一种基于权利要求1至4中任意一项所述非金属管材耐磨损性能测试装置的测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、截取非金属管材样品(4)；
步骤二、测量非金属管材样品(4)的初始重量；
步骤三、选取规格匹配的测试装置与控制中心(5)进行连接；
步骤四、将非金属管材样品(4)放置在测试装置的旋转部件(3)上；在非金属管材样品(4)的管体内部填充砂浆，砂浆的填充量满足能够流动；通过控制中心(5)设置试验参数，试验参数包括旋转部件(3)的旋转频次与旋转圈数，以及恒温箱(1)内的温度；
步骤五、启动测试装置，对非金属管材样品(4)进行磨损试验；
步骤六、测量磨损后非金属管材样品(4)的重量并与初始重量对比，得到磨损量。
6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征在于：步骤二与步骤六在测量非金属管材样品(4)的重量时先对非金属管材样品(4)进行清洗以及干燥之后再称量重量。
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