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《四川建材雜志》2014年第四期
1問題的提出
在產品標準GB/T13663-2000中規定,斷裂伸長率的檢驗引用的是方法標準GB/T8804.2-2003《熱塑性塑料管材拉伸性能測定(第二部分):硬聚氯乙烯(PVC-U)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)和高抗沖聚氯乙烯(PVC-HI)管材》,該方法標準的適用范圍是各種用途的硬聚氯乙烯(PVC-U)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)和高抗沖聚氯乙烯(PVC-HI)管材,筆者認為產品標準引用的方法標準的正確性有待商榷,而另外一項方法標準GB/T8804.3-2003《熱塑性塑料管材拉伸性能測定(第三部分):聚烯烴管材》的適用范圍是各種用途的聚烯烴,筆者認為引用此標準更合適。
影響斷裂伸長率檢驗結果的因素有很多,除了材料本身的質量之外,在檢驗的環節中,制樣方法、狀態調節溫度、加載的速率都會影響到檢驗的最終結果。本文將討論制樣方法的不同對檢測結果的影響。啞鈴試樣的制樣方法有兩種,沖裁制樣和機械加工制樣,在方法標準GB/T8804.1-2003《熱塑性塑料管材拉伸性能測定(第1部分):試驗方法總則》中對兩種制樣方法做了要求,要求沖裁制樣的裁刀除應滿足試樣要求的外形外,還要求裁刀沒有刻痕,刀口干凈。對機械加工制樣的要求是需采用銑削,銑削時應盡量避免試件發熱,避免出現如裂痕、刮傷及其他使試樣表面品質降低的可見缺陷。GB/T8804.2和GB/T8804.3中規定,試樣在壁厚不大于12mm時兩種制樣方法均可,在壁厚大于12mm時,要求采用機械制樣。那么,在檢驗壁厚不大于12mm的聚乙烯管材時,究竟應該選擇沖裁制樣還是機械加工制樣呢?
2試驗及問題的分析
筆者從三個批次公稱直徑為63mm、公稱壁厚為3.6mm的聚乙烯管材中各抽取了一根管材做對比試驗,在同一根管材上分別用機械制樣和沖裁制樣制取試樣,其他的狀態調節和加荷速率均一致。沖裁刀具和機械制樣機分別見圖2~3。沖裁刀具為新購置的刀具,外形尺寸和外觀質量滿足規范要求。機械制樣機采用國內塑料管材啞鈴制樣的通用制樣機。在制樣過程中,按照標準要求,所制得的試樣無肉眼可見缺陷。經萬能試驗機進行斷裂伸長率試驗后,其試驗結果見表1。根據聚乙烯的產品標準要求,斷裂伸長率的要求是不小于350%,從上表可以看出,在三組試驗中,采用機械制樣的方法中,只有第3組的結果和沖裁制樣的結果接近,其余的兩組的數據偏差很大。第1組出現2個異常值,第2組的3個值均為異常值,為此,按照標準要求,對出現異常值的試件取雙倍的試樣補做了試驗,試驗結果見表2。從表2看出,雖然經過再次的雙倍取樣補做試驗,但是仍然存在異常值的現象。仔細觀察和分析斷裂處的情形,筆者發現,試件在拉伸過程中,斷裂處發生脆性變形從而使試件快速的斷裂。機械加工后的試件,表面光滑,無肉眼可見的缺陷,并不代表試件無結構性的缺陷(如:裂紋,雜質,空洞、氣泡和表面劃痕),尤其是表面的劃痕,在用靠模在銑削刀上銑削時,雖然試件的表面看似很光滑,但是無可避免的會形成一些細小的劃痕,從而使試件表面呈現極其細微的凹凸面,在外力拉伸作用下,凹面產生的局部應力集中導致試件過早產生塑性變形并發展為脆性斷裂,從而影響了試件斷裂伸長率的最終結果。
3總結
1)聚乙烯管材的產品標準中引用的方法標準,筆者建議修訂為GB/T8804.3。
2)通過上述的比對試驗和后期檢驗工作中的數據表明,在壁厚不大于12mm的聚乙烯管材中,應優先選用沖裁制樣方法。在實驗室之間的比對和仲裁試驗中,沖裁制樣的檢驗結果具有更好的可比性。
3)壁厚大于12mm的管材,規范要求使用機械制樣方法,筆者認為,厚度的增加使試件在銑削時更不利于熱量的散失,對試件的表面缺陷影響更大。要是能夠對裁刀進行改進,提高裁刀刀口剛度,使之在厚度達到12mm的情況下也可以采用沖裁方法一次性制樣,將減少檢測結果的誤差并減少反復雙倍復測的費時費力現象。
4)國家標準的頒布實施面對全國范圍,不同地區有不同的具體情況,標準有時候并未把所有情況都考慮在內,在日常工作中,在標準未作出具體規定的地方(如制樣方法的選取),在保證檢驗數據的真實、科學、有效的情況下,應根據具體情況選擇更科學的方式,對此編制該檢驗工作相關的作業指導書,從而規范和提高我們的工作質量。
作者:鄭宇單位:四川省建材工業科學研究院