tieu-chuan-viet-nam-tcvn-10967-2015-bo-khoa-hoc-va-cong-nghe

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10967 : 2015 ISO 8513 : 2014 HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG BẰNG CHẤT DẺO - ỐNG NHỰA NHIỆT RẮN GIA CƯỜNG SỢI THỦY TINH (GRP) - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN KÉO THEO CHIỀU DỌC BIỂU KIẾN BAN ĐẦU Plastics piping systems - Glass-reinforced thermosetting plastics (GRP) pipes - Test methods for the determination of the initial longitudinal tensile strength Lời nói đầu TCVN 10967:2015 hoàn toàn tương đương với ISO 8513:2014 TCVN 10967:2015 Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC138 Ống nhựa phụ tùng đường ống, van dùng để vận chuyển chất lỏng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học Công nghệ công bố HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG BẰNG CHẤT DẺO - ỐNG NHỰA NHIỆT RẮN GIA CƯỜNG SỢI THỦY TINH (GRP) - PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN KÉO THEO CHIỀU DỌC BIỂU KIẾN BAN ĐẦU Plastics piping systems - Glass-reinforced thermosetting plastics (GRP) pipes - Test methods for the determination of the initial longitudinal tensile strength Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định ba phương pháp xác định tính chất kéo theo chiều dọc ống nhựa nhiệt rắn gia cường sợi thủy tinh (GRP) Các tính chất xác định gồm - Độ bền kéo theo chiều dọc - Phần trăm độ giãn dài tới hạn Phương pháp A sử dụng mẫu thử dải cắt theo chiều dọc ống Phương pháp B sử dụng đoạn xác định toàn mặt cắt ngang ống Phương pháp C sử dụng khía, cắt từ mặt cắt thành ống Phương pháp A áp dụng cho ống có đường kính danh nghĩa lớn DN 50 với sợi quấn theo chu vi, có khơng có sợi thủy tinh cắt ngắn và/hoặc roving dệt và/hoặc chất độn cho ống đúc ly tâm Phương pháp áp dụng cho ống sợi quấn chéo với đường kính danh nghĩa lớn DN 200 Phương pháp B áp dụng cho tất loại ống GRP Phương pháp thường sử dụng cho ống có đường kính danh nghĩa nhỏ DN 150 Phương pháp C chủ yếu áp dụng cho ống quấn chéo với góc quấn khơng phải 90° Phương pháp sử dụng cho loại ống khác Các kết nhận từ phương pháp không thiết phải tương đương với kết nhận từ phương pháp thay khác Tuy nhiên, tất phương pháp có giá trị Phụ lục A mô tả xem xét bổ sung cho phương pháp B, cho có hiệu phép thử cho ống quấn chéo có thành mỏng sử dụng để bổ sung cho phần nội dung CHÚ THÍCH: Phương pháp thử khơng nhằm mục đích xác định modul kéo theo chiều dọc Do kết cấu nhiều lớp nhiều loại ống GRP, việc xác định xác biến dạng cần thiết cho xác định giá trị modul khó khăn Nếu có yêu cầu xác định modul theo chiều dọc, nên tham khảo TCVN 4501-4 (ISO 527-4) và/hoặc TCVN 4501-5 (ISO 527-5) Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn áp dụng thuật ngữ định nghĩa sau 2.1 Quấn chéo (helical wound) Đơi cịn gọi quấn chữ thập, đề cập đến ống quấn sợi thực với góc quấn đối xứng 2.2 Độ bền kéo theo chiều dọc (longitudinal tensile strength) LA* LB* LC* Lực kéo tối đa theo chiều dọc đơn vị chu vi trung bình phá hủy (các số A, B C biểu thị phương pháp sử dụng) CHÚ THÍCH Giá trị biểu thị niutơn milimét chu vi (N/mm) 2.3 Chu vi trung bình (mean circumference) Chu vi tương ứng với đường kính trung bình nhân với  ( ≈ 3,141 6) CHÚ THÍCH Giá trị biểu thị milimét 2.4 Đường kính trung bình (mean diameter) dm Đường kính vịng trịn tương ứng mặt cắt ngang thành ống CHÚ THÍCH 1: Giá trị xác định theo cách sau: a) Đường kinh ngồi trung bình ống trừ độ dày thành trung bình ống; b) Chu vi ống chia cho giá trị  ( gần 3,141 6) trừ độ dày thành trung bình ống; c) Đường kính trung bình ống cộng với độ dày thành trung bình ống CHÚ THÍCH 2: Giá trị biểu thi milimét 2.5 Ứng suất kéo theo chiều dọc tới hạn (ultimate longitudinal tensile stress) L,ULT Lực kéo theo chiều dọc tối đa đơn vị diện tích mặt cắt ngang phá hủy CHÚ THÍCH 1: Giá trị biểu thị niutơn milimét vuông (N/mm 2) 2.6 Độ giãn dài tới hạn (ultimate elongation) εL Độ giãn dài tương ứng với ứng suất kéo theo chiều dọc tới hạn CHÚ THÍCH 1: Với mục đích tiêu chuẩn này, giá trị độ giãn bị giới hạn đến khoảng chuyển động đầu kẹp máy thử độ bền kéo CHÚ THÍCH 2: Giá trị biểu thị phần trăm chiều dài đo ban đầu chiều dài tự mẫu thử Nguyên tắc Mẫu thử dải cắt theo chiều dọc từ đoạn thành ống (phương pháp A) đoạn ống có chiều dài xác định (phương pháp B) khía cắt từ thành ống (phương pháp C), chịu lực kéo căng theo chiều dọc với tốc độ không đổi xuất phá hủy thời gian quy định Các tính chất bền kéo xác định cách sử dụng kích thước ban đầu mẫu thử, lực kéo khoảng chuyển động đầu kẹp CHÚ THÍCH: Coi thông số thử nghiệm sau nêu tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này: a) Các phương pháp sử dụng, nghĩa phương pháp A, phương pháp B phương pháp C; b) Số lượng mẫu thử (xem 5.5); c) Các u cầu điều hịa, ví dụ nhiệt độ, độ ẩm, thời gian dung sai, có áp dụng (xem Điều 6); d) Nhiệt độ thử nghiệm dung sai (xem Điều 7); e) Các tính chất cần đo (xem Điều 8) Thiết bị, dụng cụ 4.1 Máy thử độ bền kéo, loại có tốc độ chuyển động đầu kẹp không đổi, gồm phận sau: a) Bộ phận cố định, có lắp kẹp để giữ đầu mẫu thử mà không cho phép chuyển động theo chiều dọc, phận chuyển động, gồm kẹp để giữ đầu lại mẫu thử trình kéo căng (bộ phận cố định, phận chuyển động kẹp (xem 4.2) phải đảm bảo mẫu thử kéo thẳng chịu tác động lực cho trục dọc trùng với hướng lực này); b) Một cấu dẫn động, có khả truyền tốc độ khơng đổi (xem 8.3) đến phận chuyển động; c) Đồng hồ đo lực, có khả đo lực tác dụng lên mẫu thử giữ kẹp (cơ cấu độ trễ qn tính đáng kể tốc độ cần thiết thử nghiệm phải hiển thị ghi lại giá trị lực, kết ứng suất tương ứng, với độ xác khoảng ± % giá trị đo); d) Một phương tiện đo khoảng chuyển động đầu kẹp hàm tải trọng tác động 4.2 Kẹp, để giữ mẫu thử Mỗi kẹp phải có khả giữ đầu mẫu thử mà không bị trượt nghiến sâu đến mức làm ảnh hưởng đến kết nhận Có thể sử dụng kẹp có khả tự động siết chặt Loại kẹp điển hình cho mẫu thử đoạn ống (xem 5.3) nêu Hình CHÚ DẪN Trục Kẹp phân đoạn Ống ngồi Đai tăng cường Mẫu thử Hình - Kẹp điển hình cho mẫu thử đoạn ống (phương pháp B) 4.3 Dụng cụ đo kích thước, có khả đo kích thước cần thiết mẫu thử (ví dụ chiều dài, chiều rộng, độ dày thành) với độ xác nửa độ xác phép đo yêu cầu Điều 8, ví dụ phép đo có độ xác ± 0,1 mm, dụng cụ phải có độ xác ± 0,05 mm Mẫu thử 5.1 Quy định chung Mẫu thử dải hình mái chèo phù hợp với 5.2 đoạn ống phù hợp với 5.3 phù hợp với 5.4 Các mẫu thử phải lấy cho khơng bị hư hỏng Các hướng dẫn chiều rộng mẫu thử phải thay đổi cần thiết, ống có thành dày thay đổi đến giá trị nhỏ để phù hợp với khả thiết bị thử nghiệm Điều số ống GRP làm với độ dày lớn để sử dụng cho ứng dụng áp suất cao đường kính lớn Các thử nghiệm với mẫu hẹp đưa dẫn thận trọng cho độ bền ống thành dày Đối với mẫu thử thành dày, cần phải kẹp mẫu thử hai mặt bên mẫu thử vừa với kẹp thử nghiệm Đối với ống có kết cấu thành nhiều lớp, cần phải gia cường đầu kẹp để đạt đến phân bố lực kéo Đối với ống gia cường theo hướng trục băng, vải, mat có chiều rộng cố định, cần phải tăng chiều dài mẫu thử để đảm bảo mặt cắt ngang có số lớp gia cường tối thiểu (vùng có độ bền biểu kiến thấp nhất) nằm phạm vi chiều dài đo CHÚ THÍCH: Các mẫu thử phương pháp A phương pháp C cắt từ vịng mà trước sử dụng để xác định độ cứng vòng riêng ban đầu 5.2 Mẫu thử dạng dài (Phương pháp A) 5.2.1 Hình dạng Mẫu thử dải cắt theo chiều dọc ống, có hình dạng với kích thước hình mái chèo cho Hình mẫu thử có mặt song song (hình chữ nhật) cho Hình 5.2.2 Kích thước 5.2.2.1 Chiều dài Chiều dài, l, mẫu thử (300 ± 15) mm (xem Hình Hình 3) 5.2.2.2 Hình dạng dải Chiều dài đo, lG, mẫu thử phải sau (xem Hình 2): 100mm ≤ lG ≤ 150mm (1) Bán kính, R, phải gia công để phù hợp với giới hạn sau (xem Hình 2): 50mm ≤ R ≤ 70mm (2) Chiều rộng, bG, mẫu thử khoảng chiều dài đo phải phù hợp với yêu cầu sau (xem Hình 5.2.1): bG = (10 ± 1)mm DN ≤ 150 (3) bG = (25 ± 1)mm DN > 150 (4) Tổng chiều rộng, b, mẫu thử phải phù hợp với yêu cầu sau (xem Hình 2): b = (18 ± 2) mm DN ≤ 150 (5) b = (40 ± 2) mm DN > 150 (6) Các yêu cầu chiều rộng cần phải giảm xuống để thích hợp với ống thành dày (xem 5.1) CHÚ DẪN Tâm mặt cắt ngang chiều dài đo Các đầu đắp thêm nhựa nhiệt rắn gia cường không gia cường, cắt phẳng song song, có yêu cầu E Độ dày thành / Chiều dài mẫu thử lG Chiều dài đo b Tổng chiều rộng mẫu thử bG Chiều rộng chiều dài đo R Bán kính Hình - Hình dạng kích thước mẫu thử (phương pháp A) 5.2.2.3 Dải có mặt song song Chiều rộng, bG, mẫu thử khoảng chiều dài đo phải phù hợp với yêu cầu sau (xem Hình 3) Chiều dài đo, lG, chỗ không đắp thêm đầu kẹp Chiều rộng, b, mẫu thử phải sau (xem hình 3): bG = (10 ± 1) mm DN ≤ 150 (7) bG = (25 ± 1) mm DN > 150 (8) Các yêu cầu chiều rộng cần phải giảm xuống để thích hợp với ống thành dày (xem 5.1) CHÚ DẪN Tâm mặt cắt ngang chiều dài đo Các đầu đắp thêm nhựa nhiệt rắn gia cường không gia cường, cắt phẳng song song, có yêu cầu e Độ dày thành l Chiều dài mẫu thử lG Chiều dài đo b Chiều rộng mẫu = chiều rộng đo bG Hình - Hình dạng kích thước mẫu thử dải có mặt song song (phương pháp A) 5.2.3 Sử dụng đầu đắp thêm Trừ sử dụng kẹp (xem 4.2) có ngàm kẹp cong vừa khớp chặt nhà sản xuất định sử dụng đầu đắp thêm đắp đầu mẫu thử dày lên toàn chiều dài kẹp loại nhựa nhiệt rắn có khơng có vật liệu gia cường Khi đóng rắn, gia cơng tạo phẳng song song đầu đắp thêm để đảm bảo tâm mặt cắt ngang chiều dài đo (xem Hình Hình 3) nằm đường tâm chịu tải thiết bị thử mẫu kẹp 5.3 Mẫu thử mặt cắt ống (phương pháp B) Mẫu thử (xem Hình 1) đoạn ống có chiều dài tối thiểu 450 mm 5.4 Mẫu thử dạng (phương pháp C) Mẫu thử (xem Hình 4) hình vuông cắt từ ống cho hai mặt song song với trục dọc hai mặt lại vng góc với trục dọc ống Để tránh ứng suất lệch tâm, cạnh kẹp mẫu thử phải đắp thêm nhựa nhiệt rắn mô tả 5.2.3 (xem Hình Hình 5) CHÚ DẪN Chu vi ống Phần không đắp thêm e Độ dày thành bG Chiều rộng cổ eo mẫu thử r Bán kính bên cổ eo mẫu thử lG Khoảng cách kẹp θ Góc quấn L Hướng theo chiều dọc Ci Hướng chu vi Hình - Mẫu thử dạng (phương pháp C) CHÚ DẪN Mẫu thử Nhựa nhiệt rắn Khuôn Hình - Cách gia cố nhựa vào mặt mẫu thử dạng Các bavia phải loại bỏ mẫu thử gia cơng đến kích thước sau (xem Hình 4) Chỉ phá hủy vùng cổ eo mẫu thử có giá trị - Khoảng cách kẹp (mm), /g: lg > 4e (9) - Bán kính bên cổ eo mẫu thử, r: 0,2e ≤ r ≤ 0,5e (10) Chiều rộng (mm), bG cổ eo: 25 ≤ bG ≤ 5e (11) 5.5 Số lượng mẫu thử Số lượng mẫu thử phải theo quy định tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn Điều hịa Trừ có quy định khác tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này, lưu giữ mẫu thử nhiệt độ thử (xem Điều 7) 0,5 h trước thử Nhiệt độ thử Tiến hành quy trình áp dụng nêu Điều nhiệt độ quy định tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn Cách tiến hành (phương pháp A, B C) 8.1 Đối với mẫu thử dạng dải (phương pháp A), đo ghi lại xác đến 0,1 mm chiều rộng b bG, mẫu thử, trung điểm chiều dài đo Đối với mẫu thử ống (phương pháp B), đo ghi lại đường kính đường kính ngồi độ dày thành trung bình mẫu thử cách lấy ba số đo cách xung quanh chu vi đoạn ống hai đầu Đối với mẫu thử dạng (phương pháp C), đo chiều rộng cổ eo chiều sâu khía, bG, xác đến 0,1 mm xác định góc quấn, θ, xác đến ±1° Xác định bán kính r cách đo và/hoặc tính tốn 8.2 Đặt mẫu thử vào thiết bị thử độ bền kéo (4.1) cho trục mẫu thử trùng với hướng kéo kẹp kẹp (4.2) đồng đủ chặt để ngăn mẫu thử bị trượt 8.3 Tác động tải trọng lên mẫu thử cách tách đầu kẹp tốc độ không đổi từ mm/min đến mm/min ghi lại lực độ giãn dài tương ứng khoảng thời gian thích hợp Ghi lại lực lớn mà mẫu thử chịu được, niutơn 8.4 Loại bỏ mẫu thử bị trượt đầu kẹp mẫu bị đứt phía ngồi chiều dài đo lặp lại phép thử với số mẫu thử phù hợp theo 5.2, 5.3 5.4 CHÚ THÍCH: Nếu phá hủy xảy phía ngồi chiều dài đo phá hủy chấp nhận kết độ bền trung bình tăng lên Tính tốn 9.1 Đối với mẫu thử dạng dải (phương pháp A) 9.1.1 Đối với mẫu thử, tính tốn độ bền kéo theo chiều dọc ban đầu,  LA, i*, tính N/mm chu vi, sử dụng công thức (12): F bG  LA,i *  (12) F lực tối đa tính N; bG chiều rộng đo mẫu thử, tính mm; i số mẫu thử Tính tốn giá trị độ bền kéo theo chiều dọc ban đầu trung bình, LA,i*, mẫu thử độ lệch chuẩn, áp dụng 9.1.2 Đối với mẫu thử, tính tốn phần trăm độ giãn dài tới hạn Đối với tất mẫu thử, xác định phần trăm độ giãn dài tới hạn trung bình độ lệch chuẩn, áp dụng 9.2 Đối với mẫu thử ống (phương pháp B) 9.2.1 Đối với mẫu thử, tính tốn độ bền kéo theo chiều dọc ban đầu,  LB,i*, tính N/mm chu vi, sử dụng công thức (13):  LB,i *  F  d m Trong (13) F lực lớn nhất, tính N; dm đường kính trung bình (xem 2.4), tính mm; i số mẫu thử Tính tốn giá trị độ bền kéo theo chiều dọc ban đầu trung bình, LB,i, mẫu thử độ lệch chuẩn, áp dụng 9.2.2 Đối với mẫu thử, tính tốn phần trăm độ giãn dài tới hạn, ε L,i Đối với tất mẫu thử, xác định giá trị độ giãn dài tới hạn trung bình, εL độ lệch chuẩn, áp dụng 9.3 Đối với mẫu thử dạng (phương pháp C) Đối với mẫu thử (xem Hình 6), tính tốn độ bền kéo theo chiều dọc ban đầu,  LC,i*, tính N/mm chu vi, sử dụng công thức (14):  LC,i *  F   bG  r   1  cos   (14) Trong F lực tối đa, tính N; bG chiều rộng mẫu thử, tính mm; r bán kính phần khía, tính mm; θ góc quấn sợi gia cường (xem Hình 4), tính độ so với trục dọc ống i số mẫu thử Nếu có hai nhiều góc quấn, lấy θ góc nhỏ dùng Tính tốn giá trị độ bền kéo theo chiều dọc ban đầu trung bình, LC*, mẫu thử độ lệch chuẩn, áp dụng CHÚ DẪN   bG  2 r x   cos       bG chiều rộng mẫu thử r bán kính phần khía θ góc quấn Hình - Chi tiết cổ eo mẫu thử dạng 10 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm phải bao gồm thông tin sau: a) Viện dẫn tiêu chuẩn tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này; b) Tất chi tiết cần thiết để nhận biết đầy đủ ống thử; c) Phương pháp sử dụng, nghĩa phương pháp A, B C; d) Trong trường hợp mẫu thử dạng dải, mẫu có mặt song song hay tạo hình đầu mẫu có đắp thêm hay khơng; e) Trong trường hợp mẫu thử dạng tấm, góc quấn ; f) Độ dày thành trung bình chiều dài mẫu thử kích thước khác có liên quan, có áp dụng; g) Số lượng mẫu thử; h) Vị trí ống từ mẫu thử lấy; i) Nhiệt độ thử nghiệm; j) Tốc độ tác động tải trọng; k) Khoảng thời gian đến phá hủy; I) Từng giá trị độ bền kéo theo chiều dọc ban đầu và/hoặc ứng suất kéo theo chiều dọc tới hạn, giá trị trung bình độ lệch chuẩn, có áp dụng; m) Từng giá trị phần trăm độ giãn dài tới hạn chiều dài đo để xác định độ giãn dài giá trị phần trăm độ giãn dài tới hạn trung bình độ lệch chuẩn, có áp dụng; n) Các kết tải trọng/độ giản dài dạng đồ thị số; o) Mô tả ngoại quan mẫu thử sau thử nghiệm; p) Yếu tố ảnh hưởng đến kết quả, cố vận hành không theo quy định tiêu chuẩn này; q) Ngày thử nghiệm PHỤ LỤC A (tham khảo) Xác định tính chất theo chiều dọc ống thành mỏng quấn sợi chéo A.1 Phạm vi áp dụng Phụ lục hữu ích cho việc xác định tính chất kéo theo chiều dọc ống thành mỏng đường kính nhỏ, quấn sợi chéo theo phương pháp B Chỉ trường hợp ngoại lệ bổ sung so với phần nội dung đề cập phụ lục A.2 Phương pháp B Thử nghiệm ống thành mỏng dẫn đến oằn ống trước bị phá hủy kéo theo chiều dọc Do đó, sử dụng "lõi" tăng cường bên để ngăn ngừa việc làm oằn ống (xem Hình A.1) Để kẹp chặt ống thành mỏng khó việc tăng cường vùng kẹp đầu tap kim loại cắt từ đoạn ống nhơm có hiệu việc ngăn ngừa phá hủy kẹp Bộ phận gắn vào mẫu thử cách sử dụng băng vải sợi thủy tinh nhựa nhiệt rắn Ví dụ điển hình minh họa việc chuẩn bị tap kim loại thể Hình A.2 Ví dụ việc sử dụng băng vải nêu Hình A.3 Kiểu hình dạng quấn băng lên đoạn khoảng 30 mm, thể Hình A.4 CHÚ DẪN Lõi Các kẹp phân đoạn Ống Đai tăng cường (bằng kim loại) Mẫu thử Hình A.1 - Các kẹp điển hình cho mẫu thử đoạn ống Hình A.2 - Chuẩn bị tap kim loại Hình A.3 - Quấn băng lên tap CHÚ DẪN Vật liệu vải A Khơng khuyến nghị B Được khuyến nghị Hình A.4 - Hình dạng quấn băng lên lõi hình trụ đề nghị THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 4501-4 (ISO 527-4), Chất dẻo - Xác định tính chất kéo - Phần 4: Điều kiện thử composite chất dẻo gia cường sợi đẳng hướng trực hướng [2] TCVN 4501-5 (ISO 527-5), Chất dẻo - Xác định tính chất kéo - Phần 5: Điều kiện thử composite chất dẻo gia cường sợi đơn hướng