給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料性能檢測中應(yīng)注意的問題探討

趙淑平

（上海市嘉定區(qū)建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心 上海嘉定 201800）

前言

雖然給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管現(xiàn)階段在我國實(shí)現(xiàn)了較為廣泛的應(yīng)用，但在筆者的實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，該管材質(zhì)量水平參差不齊情況在我國各地較為常見，由此引發(fā)的管材脆裂、變形、漏水等問題必須得到關(guān)注，而為了盡可能避免這類問題的出現(xiàn)，正是本文圍繞給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料性能檢測開展具體研究的原因所在。

1 給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管力學(xué)性能檢測

1.1 落錘沖擊試驗(yàn)

落錘沖擊試驗(yàn)屬于給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管力學(xué)性能檢測的重要組成部分，這一試驗(yàn)主要負(fù)責(zé)檢測管材抵御外界沖擊力量的能力，這一能力直接關(guān)系著給水用PVC-U管材能否抵御運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的沖擊，管材的沖擊韌性也將通過落錘沖擊試驗(yàn)得以明確。事實(shí)上，據(jù)業(yè)界權(quán)威機(jī)構(gòu)調(diào)查表明，給水用PVC-U管材的破壞多來自于外部損傷缺陷而非內(nèi)部因素，由此可直觀了解給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管落錘沖擊試驗(yàn)開展的必要性[1]。

落錘沖擊試驗(yàn)的開展需要應(yīng)用真實(shí)沖擊律法，該試驗(yàn)方法需要對整批給水用PVC-U管材進(jìn)行落錘沖擊試驗(yàn)，由此確定TIR（真實(shí)沖擊率）情況，即可通過百分比直觀展示管材抵御外界沖擊力量的能力。在《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）》（GB/T10002.1-2006）規(guī)范中，規(guī)范明確要求給水用PVC-U管材的TIR≤5%，且至少進(jìn)行50次沖擊不得出現(xiàn)1次破壞，由此方可保證給水用PVC-U管材能夠較好抵御運(yùn)輸、安裝等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的沖擊，因此給水用PVC-U管材的落錘沖擊試驗(yàn)必須避免出現(xiàn)試驗(yàn)次數(shù)不足情況，否則管材質(zhì)量將無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確斷定。值得注意的是，為保證落錘沖擊試驗(yàn)質(zhì)量，需要在（0±1）℃的水浴或空氣浴中進(jìn)行給水用PVC-U管材試驗(yàn)的狀態(tài)調(diào)節(jié)，考慮到狀態(tài)調(diào)節(jié)所需時(shí)間，一般使用水浴，而考慮到頻繁開關(guān)門造成的空氣流動(dòng)將引發(fā)嚴(yán)重的溫度波動(dòng)，建議采用冰水混合方式進(jìn)行落錘沖擊試驗(yàn)，由此即可保證試驗(yàn)精準(zhǔn)度，以S10DN50×2.4mmPN1.0型號的PVC-U管材為例，其落錘沖擊試驗(yàn)的指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)可描述為（0±1）℃下 1.0m（管材）TIR≤5%。

1.2 液壓試驗(yàn)

液壓試驗(yàn)屬于常用給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管力學(xué)性能檢測方式，這一檢測可直觀判斷給水用PVC-U管材是否具備符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求的承壓能力，同時(shí)該檢測還可用于給水用PVC-U管材使用壽命的分析。給水用PVC-U管材材破壞可細(xì)分為韌性破壞、滲漏破壞、脆性破壞，而為了避免這類破壞的出現(xiàn)影響管材正常使用，必須通過液壓試驗(yàn)更深入了解給水用PVC-U管材力學(xué)性能。

在液壓試驗(yàn)開始前，需要首先進(jìn)行給水用PVC-U管材的質(zhì)量情況測量，同時(shí)還需要應(yīng)以長臂測厚儀層儀器進(jìn)行管材平均自由外徑、自由度位置最小壁厚的測量，測量應(yīng)用公式可簡單描述為“試驗(yàn)壓力=2×環(huán)應(yīng)力×最小壁厚/（平均外徑-最小壁厚）”，由此即可明確給水用PVC-U管材的試驗(yàn)壓力情況，同時(shí)還需要開展?fàn)顟B(tài)調(diào)節(jié)降低管材的內(nèi)外溫差，由此即可提升試驗(yàn)精確度。表1為《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）》（GB/T10002.1-2006）規(guī)范中提出的液壓試驗(yàn)條件要求，此外規(guī)范還提到給水用PVC-U管材試驗(yàn)在距離密封接頭小于試驗(yàn)長度0.1倍處出現(xiàn)破裂，則表明試驗(yàn)結(jié)果無效。給水用PVC-U管材的液壓試驗(yàn)必須得到管材靜壓試驗(yàn)機(jī)的支持，由此即可開展長時(shí)間恒定溫度、恒定耐壓下的靜液壓試驗(yàn)，以規(guī)格型號為S10DN50×2.4mmPN1.0型號的PVC-U管材為例，其液壓試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為20℃/1h、環(huán)應(yīng)力4.65MPa下無滲漏、無破裂。值得注意的是，為保證液壓試驗(yàn)質(zhì)量。必須在試驗(yàn)中將PVC-U管材試樣置于恒溫環(huán)境中，如置于恒溫液體環(huán)境中，必須保證試驗(yàn)全過程平均溫差為±1℃、最大偏差為±2℃，試驗(yàn)過程需做好試驗(yàn)滲漏、破壞的記錄[2]。

表1 液壓試驗(yàn)要求

2 給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管物理性能檢測

2.1 密度檢測

《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）》（GB/T10002.1-2006）規(guī)范要求給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管的密度檢測需要使用浸漬法，并使用新鮮蒸餾水作為檢測用浸漬液，這是由于該方法具備較為經(jīng)濟(jì)、使用較為方面、可滿足PVC-U管材使用需求等優(yōu)勢。規(guī)范中要求PVC-U管材密度應(yīng)處于1.35～1.46g/cm3之間，但在筆者的實(shí)際調(diào)研中發(fā)現(xiàn)，我國現(xiàn)階段很多PVC-U管材存在密度超標(biāo)情況，這是由于純PVC密度接近1.4g/cm3，而管材生產(chǎn)中使用的無機(jī)粉料形成的密度則大致為2.8g/cm3，這種情況的出現(xiàn)是由于無機(jī)粉料的大量應(yīng)用可有效降低PVC-U管材成本，但PVCU管材的性能也往往會(huì)因此受到較為負(fù)面影響，由此可見PVC-U管材密度檢測的重要性。值得注意的是，為保證PVC-U管材的浸漬法密度檢測質(zhì)量，測量重復(fù)性、衡量不等臂性、示值變動(dòng)性、砝碼誤差引發(fā)的浸漬法密度檢測結(jié)果波動(dòng)必須得到重視。

2.2 縱向回縮率檢測

縱向回縮率檢測同樣屬于給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管物理性能檢測的重要組成，該檢測實(shí)質(zhì)上是一種從制造技術(shù)角度出發(fā)開展的PVC-U管材技術(shù)工藝合理性分析，并可較好服務(wù)于PVC-U管材生產(chǎn)工藝技術(shù)水平的升級。值得注意的是，PVC-U管材的縱向回縮率檢測較為適用于橫截面、外壁光滑管材的測試，在波紋管材測試中往往無法取得較為令人滿意的成果。縱向回縮率檢測方法較為簡單，檢測人員只需在既定溫度調(diào)節(jié)下選擇規(guī)定程度基礎(chǔ)上的PVC-U管材試驗(yàn)，即可通過測量加熱試驗(yàn)產(chǎn)生的變化并對比原始長度與狀態(tài)，完成PVC-U管材的縱向回縮率檢測。規(guī)范提供了兩種不同的PVC-U管材縱向回縮率檢測方式，分別為烘箱試驗(yàn)和液浴試驗(yàn)，前者具備經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)、成本較低、操作簡單等特點(diǎn)，因此一般情況下回選擇烘箱試驗(yàn)方式。值得注意的是，為保證PVC-U管材的縱向回縮率檢測質(zhì)量，必須保證2條周標(biāo)線具有100mm的距離，因此需要采用高度游標(biāo)卡尺方式進(jìn)行劃線。以S10DN50×2.4mmPN1.0型號的PVC-U管材為例，其縱向回縮率標(biāo)準(zhǔn)為（150±2℃，60min）≤5%[3]。

2.3 維卡軟化溫度檢測

維卡軟化溫度檢測能夠?yàn)樵鏊苄袨槟芰Φ陌盐仗峁┲С?，PVC-U管材的能力控制將獲得有力支持，PVC-U管材產(chǎn)品效用維度范圍擴(kuò)大也將由此實(shí)現(xiàn)。結(jié)合規(guī)范不難發(fā)現(xiàn)，PVC-U管材的維卡軟化溫度檢測需要采用加熱試驗(yàn)的方式，具體檢測需要在50N負(fù)荷下、50℃/h等速升溫狀態(tài)、1mm2標(biāo)準(zhǔn)中，檢測準(zhǔn)壓針壓管材試樣1mm時(shí)溫度，該溫度即為PVC-U管材的維卡軟化溫度。例如，在S10DN50×2.4mmPN1.0型號的PVC-U管材維卡軟化溫度檢測中，采用切割管材的方式進(jìn)行試樣制備，可通過上下裁剪管材獲得用于試驗(yàn)的PVC-U弧形管段，由于管材尺寸處于2.4～6.0mm之間，因此采用直接試驗(yàn)方式確定維卡軟化溫度為83.5（標(biāo)準(zhǔn)為80℃以上）。值得注意的是，如PVC-U管材的壁厚在2.4mm內(nèi)，直接試驗(yàn)方式完成的維卡軟化溫度檢測將出現(xiàn)精準(zhǔn)度問題，因此需采用2片試驗(yàn)疊加方式進(jìn)行試驗(yàn)，如果PVC-U管材的壁厚在6mm以上，則需要通過表面處理將該厚度降至4mm，這樣才能較好保證維卡軟化溫度檢測質(zhì)量。

3 結(jié)論

綜上所述，給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料性能檢測包含多方面內(nèi)容，在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合行業(yè)規(guī)范詳細(xì)論述的落錘沖擊試驗(yàn)、液壓試驗(yàn)、密度檢測、縱向回縮率檢測、維卡軟化溫度檢測等內(nèi)容，則提供了可行性較高的PVC-U管材性能檢測路徑，而為了更好包PVC-U管材檢測質(zhì)量，相關(guān)技術(shù)要求必須得到更高程度關(guān)注。

[1]王海燕.淺談建筑用硬聚氯乙烯PVC-U管的檢測質(zhì)量要求[J].建材與裝飾，2018，21：47～48.

[2]張延峰.給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料性能檢測中應(yīng)注意的問題探討[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017，15：136～137+141.

[3]翁圣俊.淺談給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料檢測中的問題[J].科技視界，2017，20：96～97.