聚乙烯管材啞鈴制樣探究范文

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《四川建材雜志》2014年第四期

1問(wèn)題的提出

在產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)GB/T13663－2000中規(guī)定，斷裂伸長(zhǎng)率的檢驗(yàn)引用的是方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T8804.2－2003《熱塑性塑料管材拉伸性能測(cè)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(biāo)準(zhǔn)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(rèn)為產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)引用的方法標(biāo)準(zhǔn)的正確性有待商榷，而另外一項(xiàng)方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T8804.3－2003《熱塑性塑料管材拉伸性能測(cè)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(rèn)為引用此標(biāo)準(zhǔn)更合適。

影響斷裂伸長(zhǎng)率檢驗(yàn)結(jié)果的因素有很多，除了材料本身的質(zhì)量之外，在檢驗(yàn)的環(huán)節(jié)中，制樣方法、狀態(tài)調(diào)節(jié)溫度、加載的速率都會(huì)影響到檢驗(yàn)的最終結(jié)果。本文將討論制樣方法的不同對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響。啞鈴試樣的制樣方法有兩種，沖裁制樣和機(jī)械加工制樣，在方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T8804.1－2003《熱塑性塑料管材拉伸性能測(cè)定(第1部分):試驗(yàn)方法總則》中對(duì)兩種制樣方法做了要求，要求沖裁制樣的裁刀除應(yīng)滿(mǎn)足試樣要求的外形外，還要求裁刀沒(méi)有刻痕，刀口干凈。對(duì)機(jī)械加工制樣的要求是需采用銑削，銑削時(shí)應(yīng)盡量避免試件發(fā)熱，避免出現(xiàn)如裂痕、刮傷及其他使試樣表面品質(zhì)降低的可見(jiàn)缺陷。GB/T8804.2和GB/T8804.3中規(guī)定，試樣在壁厚不大于12mm時(shí)兩種制樣方法均可，在壁厚大于12mm時(shí)，要求采用機(jī)械制樣。那么，在檢驗(yàn)壁厚不大于12mm的聚乙烯管材時(shí)，究竟應(yīng)該選擇沖裁制樣還是機(jī)械加工制樣呢?

2試驗(yàn)及問(wèn)題的分析

筆者從三個(gè)批次公稱(chēng)直徑為63mm、公稱(chēng)壁厚為3.6mm的聚乙烯管材中各抽取了一根管材做對(duì)比試驗(yàn)，在同一根管材上分別用機(jī)械制樣和沖裁制樣制取試樣，其他的狀態(tài)調(diào)節(jié)和加荷速率均一致。沖裁刀具和機(jī)械制樣機(jī)分別見(jiàn)圖2～3。沖裁刀具為新購(gòu)置的刀具，外形尺寸和外觀質(zhì)量滿(mǎn)足規(guī)范要求。機(jī)械制樣機(jī)采用國(guó)內(nèi)塑料管材啞鈴制樣的通用制樣機(jī)。在制樣過(guò)程中，按照標(biāo)準(zhǔn)要求，所制得的試樣無(wú)肉眼可見(jiàn)缺陷。經(jīng)萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行斷裂伸長(zhǎng)率試驗(yàn)后，其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。根據(jù)聚乙烯的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求，斷裂伸長(zhǎng)率的要求是不小于350%，從上表可以看出，在三組試驗(yàn)中，采用機(jī)械制樣的方法中，只有第3組的結(jié)果和沖裁制樣的結(jié)果接近，其余的兩組的數(shù)據(jù)偏差很大。第1組出現(xiàn)2個(gè)異常值，第2組的3個(gè)值均為異常值，為此，按照標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)出現(xiàn)異常值的試件取雙倍的試樣補(bǔ)做了試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。從表2看出，雖然經(jīng)過(guò)再次的雙倍取樣補(bǔ)做試驗(yàn)，但是仍然存在異常值的現(xiàn)象。仔細(xì)觀察和分析斷裂處的情形，筆者發(fā)現(xiàn)，試件在拉伸過(guò)程中，斷裂處發(fā)生脆性變形從而使試件快速的斷裂。機(jī)械加工后的試件，表面光滑，無(wú)肉眼可見(jiàn)的缺陷，并不代表試件無(wú)結(jié)構(gòu)性的缺陷(如:裂紋，雜質(zhì)，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(shí)，雖然試件的表面看似很光滑，但是無(wú)可避免的會(huì)形成一些細(xì)小的劃痕，從而使試件表面呈現(xiàn)極其細(xì)微的凹凸面，在外力拉伸作用下，凹面產(chǎn)生的局部應(yīng)力集中導(dǎo)致試件過(guò)早產(chǎn)生塑性變形并發(fā)展為脆性斷裂，從而影響了試件斷裂伸長(zhǎng)率的最終結(jié)果。

3總結(jié)

1)聚乙烯管材的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中引用的方法標(biāo)準(zhǔn)，筆者建議修訂為GB/T8804.3。

2)通過(guò)上述的比對(duì)試驗(yàn)和后期檢驗(yàn)工作中的數(shù)據(jù)表明，在壁厚不大于12mm的聚乙烯管材中，應(yīng)優(yōu)先選用沖裁制樣方法。在實(shí)驗(yàn)室之間的比對(duì)和仲裁試驗(yàn)中，沖裁制樣的檢驗(yàn)結(jié)果具有更好的可比性。

3)壁厚大于12mm的管材，規(guī)范要求使用機(jī)械制樣方法，筆者認(rèn)為，厚度的增加使試件在銑削時(shí)更不利于熱量的散失，對(duì)試件的表面缺陷影響更大。要是能夠?qū)Σ玫哆M(jìn)行改進(jìn)，提高裁刀刀口剛度，使之在厚度達(dá)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(cè)結(jié)果的誤差并減少反復(fù)雙倍復(fù)測(cè)的費(fèi)時(shí)費(fèi)力現(xiàn)象。

4)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施面對(duì)全國(guó)范圍，不同地區(qū)有不同的具體情況，標(biāo)準(zhǔn)有時(shí)候并未把所有情況都考慮在內(nèi)，在日常工作中，在標(biāo)準(zhǔn)未作出具體規(guī)定的地方(如制樣方法的選取)，在保證檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的真實(shí)、科學(xué)、有效的情況下，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇更科學(xué)的方式，對(duì)此編制該檢驗(yàn)工作相關(guān)的作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，從而規(guī)范和提高我們的工作質(zhì)量。

作者：鄭宇單位：四川省建材工業(yè)科學(xué)研究院