Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 12307:2018 Hệ thống ống bằng chất dẻo - Phương pháp thử độ bền

HỆ THỐNG ỐNG BẰNG CHẤT DẺO - PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘ BỀN KÉO CỦA TỔ HỢP ỐNG/ỐNG HOẶC ỐNG/PHỤ TÙNG BẰNG CHẤT DẺO

Plastics piping systems -Test method for the resistance of plastic pipe/pipe or pipe/fitting assemblies to tensile loading

CẢNH BÁO: Người sử dụng tiêu chuẩn này phải thành thạo với thực hành phòng thí nghiệm thông thường, nếu có. Việc sử dụng tiêu chuẩn này có thể bao gồm các thao tác nguy hiểm. Tiêu chuẩn này không đề cập đến tất cả các vấn đề về an toàn liên quan đến việc sử dụng tiêu chuẩn. Người sử dụng tiêu chuẩn phải có trách nhiệm về việc áp dụng các quy định về an toàn và sức khoẻ thích hợp và xác định khả năng áp dụng của những quy định trước khi sử dụng.

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử độ bền chịu lực kéo hướng trục của tổ hợp ống/ống hoặc ống/phụ tùng bằng chất dẻo có mối nối nung chảy bằng điện, mối nối nung chảy đối đầu hoặc các phụ tùng cơ khí (làm bằng chất dẻo hoặc kim loại). Đối với các mối nối nung chảy bằng điện và mối nối nung chảy đối đầu, phương pháp thử này được giới hạn trong đường kính ống danh nghĩa nhỏ hơn hoặc bằng 250 mm.

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).

TCVN 6145 (ISO 3126), Hệ thống ống nhựa nhiệt dẻo - Các chi tiết bằng nhựa - Phương pháp xác định kích thước

3  Nguyên tắc

Phép thử này bao gồm việc đưa một tổ hợp ống/ống hoặc ống/phụ tùng bằng chất dẻo chịu một ứng suất hướng trục bằng cách áp dụng một tải trọng không đổi trong 1 h, sau đó áp dụng tải trọng tại một tốc độ không đổi cho đến khi chảy dẻo hoặc xảy ra phá hủy. Độ kín của mẫu thử được kiểm tra xác nhận trước khi gia tải không đổi, sau khi gia tải không đổi và khi kết thúc phép thử.

4  Thông số thử và yêu cầu

Thông số thử nghiệm của tiêu chuẩn viện dẫn tiêu chuẩn này phải được sử dụng và cần phải đáp ứng tất cả các yêu cầu. Nếu thông số không được đưa ra trong tiêu chuẩn viện dẫn thì áp dụng thông số: ứng suất thử nghiệm bằng 6 MPa (6 N/mm²). Phép thử được thực hiện ở nhiệt độ (23 ± 2) °C.

Các thông số thử nghiệm sau đây cần được đưa ra trong các tiêu chuẩn viện dẫn tiêu chuẩn này.

a) Ứng suất thử nghiệm [MPa]

5  Thiết bị, dụng cụ

5.1  Phòng thử, có thể điều chỉnh được nhiệt độ (23 ± 2) °C.

5.2  Máy đo độ bền kéo hoặc các thiết bị khác, phù hợp để thực hiện các phép thử đến điểm chảy dẻo của ống. Máy đo độ bền kéo phải có khả năng duy trì tải trọng không đổi giữa các ngàm kẹp với dung sai tải trọng là ± 2 % và tốc độ (25 ± 2,5) mm/min.

5.3  Dụng cụ đo lực, có khả năng kiểm tra sự phù hợp với các điều kiện tải trọng quy định (xem 5.2 và 8.2).

5.4  Dụng cụ kẹp mẫu thử, có khả năng kẹp mẫu thử trong máy.

5.5  Dụng cụ đo thời gian.

5.6  Áp kế hoặc áp kế tiếp xúc, có khả năng hoạt động ở áp suất từ 0 mbar đến 55 mbar.

5.7  Máy nén khí, có khả năng điều chỉnh áp suất ở (50 ± 5) mbar.

5.8  Bộ ống có van, có thể được sử dụng để kết nối mẫu thử nghiệm với áp kế và nguồn áp suất hoặc tách/ngắt đơn vị áp kế mẫu thử ra khỏi nguồn áp suất

5.9  Nhiệt kế, có khả năng kiểm tra sự phù hợp của nhiệt độ thử quy định (xem 5.1 và Điều 7).

6  Mẫu thử

6.1  Lấy mẫu

Ống và phụ tùng được sử dụng để tạo mẫu thử phải được lấy bằng cách lấy mẫu theo quy định trong tiêu chuẩn sản phẩm.

Đối với đầu nối nung chảy bằng điện có d_n ≥ 180 mm và khi các phép thử kéo trên tổ hợp phụ tùng/ống vượt quá giới hạn của thiết bị thử nghiệm có sẵn thì việc thử nghiệm các đoạn nối là thích hợp. Tuy nhiên, không thử các đoạn mẫu khi mối tương quan giữa tổ hợp hoàn chỉnh mối nối/ống chưa được thiết lập.

6.2  Chuẩn bị

Mỗi mẫu thử phải bao gồm một tổ hợp hoàn chỉnh ống/ống, ống/phụ tùng/ống hoặc phụ tùng/ống/phụ tùng.

Ống có cùng áp suất danh nghĩa (PN) hoặc tỷ số kích thước chuẩn (SDR) thiết kế như của phụ tùng sẽ được sử dụng để thử.

Tất cả các mối nối được thực hiện theo hướng dẫn của nhà sản xuất và bất cứ khi nào áp dụng, phải tuân thủ các hướng dẫn được quy định trong các tiêu chuẩn có liên quan.

CHÚ THÍCH 1 Đối với PE, các tiêu chuẩn liên quan là TCVN 11623 (ISO 11413) [1] và ISO 12176-2 [4], mối nối nung chảy bằng điện và mối nối nung chảy đối đầu liên quan đến ISO 11414 [2] và ISO 12176-1 [3].

Chiều dài tự do, l₀, của ống hoặc đầu cuối đầu không nong (giữa các kẹp và mối nối/phụ tùng) ít nhất phải gấp ba lần đường kính ngoài danh nghĩa d_n và ít nhất là 250 mm. Xác định độ dày trung bình của thành ống theo TCVN 6145 (ISO 3126). Lắp gioăng vào hai đầu của ống sao cho mẫu thử vẫn kín ở áp suất 50 mbar. Kết nối một trong hai đầu này với nguồn áp suất.

CHÚ THÍCH 2 Nên gia cường bằng một nẹp bên trong hoặc đầu nối nung chảy bằng điện, đầu của ống được nối với các ngàm kẹp của máy đo độ bền kéo.

7  Điều hòa mẫu

Ngay trước khi thử nghiệm theo Điều 8, điều hoà mẫu thử ở nhiệt độ (23 ± 2) °C trong khoảng thời gian sao cho phép thử không được tiến hành trước 24 h sau khi kết nối ống/phụ tùng.

8  Cách tiến hành

8.1  Thiết lập mẫu thử

Nối các đầu của mẫu thử vào các ngàm kẹp của máy đo độ bền kéo sao cho tải trọng được áp dụng dọc theo trục của ống.

Kết nối mẫu thử với nguồn áp suất và tạo áp suất (50 ± 5) mbar vào mẫu thử nghiệm và kiểm tra độ kín của mẫu thử, ví dụ: bằng cách sử dụng dung dịch xà phòng.

8.2  Phép thử kéo ở tải trọng không đổi

Trong khi duy trì áp suất (50 ± 5) mbar thì áp dụng lực kéo đối với mẫu thử sao cho mức tải trọng tương ứng với ứng suất hướng trục trong thành ống đạt được trong vòng 30 s. Tải trọng này được tính theo công thức(1):

F_T = 2xσ_Txpxe_mx(d_n-e_m)

Trong đó

σ_T là ứng suất thử được áp dụng, được đưa ra trong tiêu chuẩn viện dẫn (MPa);

e_m là độ dày trung bình của thành ống (mm);

d_n là đường kính ngoài danh nghĩa của ống (mm).

Kiểm tra độ kín sau khi áp dụng tải trọng không đổi, ví dụ: bằng cách sử dụng dung dịch xà phòng. Duy trì mẫu thử tại tải trọng không đổi này trong 1 h, dung sai tải trọng là ± 2 %.

Kiểm tra độ kín sau thời gian thử nghiệm trong khi duy trì tải trọng không đổi, ví dụ: bằng cách sử dụng dung dịch xà phòng.

Nếu mẫu thử vẫn kín khít, tiếp tục ngay với phần thứ hai của phép thử theo 8.3. Nếu không, lập báo cáo thử nghiệm theo Điều 9.

8.3  Phép thử kéo ở tốc độ không đổi

Trong khi duy trì áp suất (50 ± 5) mbar, kéo dài mẫu thử bằng cách áp dụng tải trọng kéo dọc trục của mẫu thử với vận tốc con chạy (25 ± 2,5) mm/min. Dừng thử nghiệm khi xảy ra ống chảy dẻo hoặc phụ tùng bị kéo ra ngoài hoặc một trong các bộ phận của mẫu thử bị phá hủy. Trong trường hợp chảy dẻo, kiểm tra độ kín sau khi hoàn thành phép thử, ví dụ: bằng cách sử dụng dung dịch xà phòng.

CHÚ THÍCH Việc chảy dẻo của vật liệu chất dẻo là quá trình chuyển đổi từ dạng đàn hồi đến biến dạng dẻo, thường được đặc trưng bằng sự suy giảm hoặc gồ lên của đường cong ứng suất - biến dạng.

9  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm các thông tin sau:

a) Viện dẫn tiêu chuẩn này [nghĩa là TCVN 12307 (ISO 13951)] và tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này:

b) Cấp áp suất danh nghĩa (PN) hoặc SDR thiết kế của các bộ phận [ví dụ: phụ tùng, ống] bao gồm mối nối thử nghiệm;

c) Tất cả các chi tiết cần thiết đề nhận dạng mẫu thử, bao gồm kích thước danh nghĩa của ống và phụ tùng được sử dụng để tạo mẫu thử, kiểu vật liệu thử, mã của nhà sản xuất và quy trình nối nung chảy sử dụng;

d) Nhiệt độ thử;

e) Ứng suất thử;

f) Số lượng mẫu thử;

g) Kết quả phép thử độ bền kéo ở tải trọng không đổi;

h) Kết quả phép thử độ bền kéo ở tốc độ không đổi;

i) Kiểu phá hủy;

j) Bất kỳ quan sát nào trong quá trình thử;

k) Bất kỳ yếu tố nào ảnh hưởng đến kết quả hoặc bất kỳ thao tác nào không được quy định trong tiêu chuẩn này;

l) Phòng thử nghiệm;

m) Ngày thử nghiệm.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1]  TCVN 11623 (ISO 11413), Ống và phụ tùng bằng chất dẻo - Chuẩn bị tổ hợp mẫu thử ống polyethylene (PE) và một phụ tùng nung chảy bằng điện).

[2]  ISO 11414, Plastics pipes and fittings - Preparation of polyethylene (PE) pipe/pipe or pipe/fitting test piece assemblies by butt fusion (Ống và phụ tùng bằng chất dẻo - Chuẩn bị tổ hợp mẫu thử ống/ống hoặc ống/phụ tùng nung chảy đối đầu).

[3]  ISO 12176-1, Plastics pipes and fittings - Equipment for fusion jointing polyethylene systems - Part 1: Butt fusion (Ống và phụ tùng bằng chất dẻo - Thiết bị cho các hệ thống polyethylene nối nung chảy đổi đầu - Phần 1: Nung chảy đối đầu).

[4]  ISO 12176-2, Plastics pipes and fittings - Equipment for fusion jointing polyethylene systems- Part 2: Electrofusion (Ống và phụ tùng bằng chất dẻo - Thiết bị cho các hệ thống polyethylene nối nung chảy đổi đầu - Phần 2: Nung chảy bằng điện).).