Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8849:2011 - ISO 9967:2007

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8849:2011 về Ống bằng nhựa nhiệt dẻo - Xác định tỷ số độ rão quy định phương pháp xác định tỷ số độ rão của ống nhựa nhiệt dẻo có tiết diện tròn. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 8849:2011 ISO 9967:2007 ỐNG BẰNG NHỰA NHIỆT DẺO - XÁC ĐỊNH TỶ SỐ ĐỘ RÃO Thermoplastics pipes - Determination of creep ratio Lời nói đầu TCVN 8849:2011 hoàn toàn tương đương với ISO 9967:2007 TCVN 8849:2011 Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 138 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 Lời giới thiệu Kinh nghiệm ống lắp lòng đất phù hợp với quy phạm lắp đặt tương ứng tăng độ biến dạng dừng lại sau khoảng thời gian ngắn Tùy thuộc vào loại đất điều kiện lắp đặt, trình thay đổi, thơng thường khơng q hai năm Bởi vậy, việc xác định tỷ số độ rão sau hai năm theo tiêu chuẩn sử dụng tiến hành tính tốn độ bền tĩnh dài hạn ống Lý thuyết độ rão vật liệu nhựa nhiệt dẻo giải thích Phụ lục A Đối với thực nghiệm, phép thử tiến hành dựa tuổi thọ mẫu thử khác, nhiệt độ thử khác và/hoặc thời gian thử khác ỐNG BẰNG NHỰA NHIỆT DẺO - XÁC ĐỊNH TỶ SỐ ĐỘ RÃO Thermoplastics pipes - Determination of creep ratio Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn quy định phương pháp xác định tỷ số độ rão ống nhựa nhiệt dẻo có tiết diện tròn Ký hiệu Đơn vị dn đường kính danh nghĩa ống mm di đường kính mẫu thử ống mm F lực tải trọng kN F0 lực tải trọng sơ N L chiều dài mẫu thử mm y0 độ biến dạng ban đầu đo mm Yt độ biến dạng tính tốn thời gian t mm Y2 độ biến dạng ngoại suy cho hai năm mm độ biến dạng thẳng đứng sử dụng để xác định lực tải trọng mm tỷ số độ rão mm Nguyên tắc Đặt đoạn cắt từ ống vào hai phẳng nằm ngang song song với tác dụng lực nén không đổi lên ống thời gian 008 h (42 ngày) Độ biến dạng đoạn ống ghi lại thời điểm xác định cho vẽ đồ thị độ biến dạng theo thời gian Sự tuyến tính số liệu phân tích tỷ số độ rão tính toán tỷ số giá trị độ biến dạng ngoại suy cho hai năm với giá trị độ biến dạng đo thời gian (0,1 h) CHÚ THÍCH Nhiệt độ thử quy định tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này, thích hợp (xem 7.1) Thiết bị, dụng cụ 4.1 Thiết bị thử nén, có khả tác dụng lực lên ống thơng qua ép (4.2) trì lực với độ xác khoảng % lực nén sơ bộ, Fo (xem 7.4) lực nén cần thiết, F (xem 7.5) Lực tác động trực tiếp gián tiếp, ví dụ cách sử dụng cánh tay đòn 4.2 Hai ép, mà qua tác dụng lực nén lên mẫu thử Tấm ép phải phẳng, nhẵn, khơng bị biến dạng q trình thử đến mức gây ảnh hưởng đến kết thử Chiều dài ép phải chiều dài mẫu thử Chiều rộng ép không nhỏ chiều rộng tối đa phần bề mặt tiếp xúc với mẫu thử chịu nén ép cộng với 25 mm 4.3 Dụng cụ đo kích thước, có khả xác định: - giá trị chiều dài riêng biệt mẫu thử (xem 5.2) xác đến mm; - đường kính mẫu thử xác đến 0,1 mm 0,2 % di, tùy theo giá trị lớn hơn; - thay đổi đường kính mẫu thử theo hướng tác dụng lực, xác đến 0,1 mm 0,1 % độ biến dạng, tùy theo giá trị lớn Sự thay đổi đường kính đo bên ống xác định từ dịch chuyển phẳng phía Trong trường hợp có tranh chấp phải sử dụng phương pháp đo đường kính ống Ví dụ dụng cụ đo đường kính ống gân lượn sóng Hình Hình - Ví dụ dụng cụ đo đường kính ống gân lượn sóng 4.4 Dụng cụ tính thời gian, có khả xác định với độ xác s thời gian lại với độ xác 0,1 % (xem 7.5 7.6) Mẫu thử 5.1 Đánh dấu mẫu thử số lượng mẫu thử Ống sử dụng để xác định tỷ số độ rão phải đánh dấu bề mặt đường thẳng dọc theo đường sinh toàn chiều dài ống Từ ống đánh dấu, lấy ba mẫu thử A, B C tương ứng cho đầu mẫu thử vng góc với trục ống có chiều dài phù hợp với 5.2 5.2 Chiều dài mẫu thử 5.2.1 Chiều dài mẫu thử phải xác định cách lấy giá trị trung bình cộng từ ba đến sáu phép đo chiều dài khoảng cách xung quanh chu vi ống nêu Bảng Chiều dài mẫu phải tuân theo 5.2.2, 5.2.3, 5.2.4 5.2.5, tương ứng Mỗi phép đo chiều dài số từ ba đến sáu phép đo phải xác định xác đến mm Đối với mẫu thử, giá trị chiều dài nhỏ số từ ba đến sáu giá trị đo không nhỏ 0,9 lần giá trị đo chiều dài lớn Bảng - Số lượng phép đo chiều dài Đường kính danh nghĩa, dn ống mm Số lượng phép đo chiều dài dn ≤ 200 200 < dn < 500 dn ≥ 500 5.2.2 Đối với ống có đường kính danh nghĩa, dn nhỏ 500 mm, chiều dài trung bình mẫu thử phải (300 ± 10) mm 5.2.3 Đối với ống có đường kính danh nghĩa, dn lớn 500 mm, chiều dài trung bình mẫu thử tính theo milimét phải 0,2 dn 5.2.4 Các ống thành kết cấu dạng gân, gân lượn sóng kết cấu lặp lại khác vng góc phải cắt cho mẫu thử bao gồm toàn gân, gân lượn sóng kết cấu lặp lại Phải cắt điểm hai gân, gân lượn sóng kết cấu lặp lại Chiều dài mẫu thử phải bao gồm tối thiểu số lượng gân, gân lượn sóng kết cấu lặp lại để có chiều dài 290 mm lớn hơn, ống có đường kính lớn 500 mm chiều dài 0,2 dn lớn CHÚ DẪN p bước kết cấu L chiều dài mẫu thử Hình - Mẫu thử cắt từ ống có gân vng góc 5.2.5 Ống có thành kết cấu dạng gân, gân lượn sóng kết cấu lặp lại khác dạng xoắn ốc phải cắt vng góc cho chiều dài mẫu thử với đường kính ống ± 20 mm không nhỏ 290 mm lớn 000 mm 5.3 Đường kính mẫu thử Đường kính diA, diB diC mẫu thử A, B C tương ứng (xem 5.1) phải xác định theo cách sau a) lấy giá trị trung bình cộng bốn phép đo đường kính khoảng cách 45 o tiết diện ngang trung điểm chiều dài ống, phép đo phải xác định xác đến 0,1 mm 0,2 % di, tùy theo giá trị lớn hơn, b) đo tiết diện ngang trung điểm chiều dài ống thước 3126) theo TCVN 6145 (ISO CHÚ THÍCH TCVN 6145 (ISO 3126) đưa vào Thư mục tài liệu tham khảo người sử dụng lựa chọn phương pháp đo theo a) b) Tuy nhiên, lựa chọn phương pháp b) TCVN 6145 (ISO 3126) cần thiết cho người sử dụng tiêu chuẩn coi tài liệu viện dẫn Giá trị đường kính trung bình mẫu thử A, B C tính tốn đo tương ứng diA, diB diC Giá trị trung bình di ba giá trị phải tính theo cơng thức (1): di d iA d iB d iC (1) 5.4 Tuổi thọ mẫu thử Tại thời điểm bắt đầu phép thử theo Điều 7, tuổi thọ mẫu thử phải (21 ± 2) ngày Điều hòa Mẫu thử phải điều hòa khơng khí nhiệt độ thử (xem 7.1) 24 h trước thử theo Điều 7 Cách tiến hành 7.1 Trừ có quy định khác tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này, tiến hành quy trình thử sau nhiệt độ (23 ± 2) oC (27 ± 2) oC Trong trường hợp có tranh chấp, sử dụng nhiệt độ (23 ± 2) oC 7.2 Nếu xác định vị trí mẫu thử có độ cứng vòng nhỏ đặt mẫu thử A vào vị trí thiết bị thử Mặt khác, đặt mẫu thử vào vị trí cho đường thẳng đánh dấu mẫu tiếp xúc với phẳng phía Khi đặt hai mẫu B C vào thiết bị thử quay hai mẫu góc tương ứng 120 o 240o so với vị trí mẫu 7.3 Đối với mẫu, lắp thước đo độ biến dạng kiểm tra vị trí góc mẫu thử so với phẳng phía 7.4 Hạ ép phía xuống chạm vào phần phía mẫu thử Tác dụng lực sơ Fo làm tròn đến giá trị lớn áp dụng giá trị tính tốn theo cơng thức (2) [xem khoản b)] áp dụng được, tính đến khối lượng ép: a) ống có dn nhỏ 100mm, Fo phải 7,5 N b) ống có dn lớn 0,1 m, phải tính giá trị Fo theo cơng thức (2) làm tròn đến giá trị lớn cần: Fo = 0,00025dn × L (2) Fo giá trị tải trọng sơ tính tốn, tính niutơn; dn đường kính ngồi danh nghĩa ống, tính milimét; L chiều dài trung bình tính tốn mẫu thử, tính milimét Lực tác dụng sơ phải 95 % 105 % giá trị lực tính tốn 7.5 Trong vòng sau tác dụng lực sơ bộ, Fo, điều chỉnh thước đo độ biến dạng “0” bắt đầu tác dụng lên mẫu thử lực nén ép tăng dần cho vòng từ 20 s đến 30 s đạt đến lực nén F Lực F phải chọn cho sau 360 s (6 min) mẫu thử có tỷ số độ biến dạng (1,5 ± 0,2) %, nghĩa : di = 0,015 ± 0,002 (3) Tại thời điểm đạt đến lực F bắt đầu tính thời gian 7.6 Xác định độ biến dạng ban đầu, y0 sau tác dụng tồn lực Sau xác định độ biến dạng sau tác dụng toàn lực sau h, h, 24 h, 168 h, 336 h, 504 h, 600 h, 696 h, 840 h 008 h Nếu giá trị y0 nằm giới hạn quy định 7.5 dừng thử, điều hòa lại mẫu thử thử lại theo 7.3 Khi đọc giá trị thước đo độ biến dạng thời gian tương ứng 500 h 008 h, cho phép đo thời gian sai lệch ± 24 h, miễn sử dụng thời gian thực phép đo để vẽ đồ thị theo Điều VÍ DỤ Thay đọc thời gian 840 h, độ biến dạng đọc sau 862 h Trong trường hợp sử dụng giá trị đo 862 h để phân tích hồi quy CHÚ THÍCH Khi phép thử độ rão thứ Hai thứ Năm cuối tuần khơng dừng phép thử Xác định tỷ số độ rão 8.1 Đối với mẫu thử số ba mẫu thử, vẽ đồ thị quan hệ độ biến dạng tính mét với thời gian tính hệ tọa độ logarit (xem Hình 3) xác định phương pháp hồi quy tuyến tính phương trình đường thẳng Yt = B + M logt (4) qua tất mười điểm qua mười điểm cuối, qua chín điểm cuối, .và qua năm điểm cuối (xem Bảng 2), hai số B M hệ số tương quan, R xác định theo công thức từ (5) đến (7), phương pháp bình phương nhỏ nhất: M B R N xi y i yi N x i2 yi M xi xi (5) xi (6) N MN N xi y i y i2 xi yi yi (7) B độ biến dạng lý thuyết, tính milimét thời gian t = h; M hệ số gradient; N số lượng điểm đường cong độ biến dạng sử dụng phép hồi quy tuyến tính; R hệ số tương quan (nếu R có giá trị nằm 0,99 1,00 coi điểm dùng để vẽ đồ thị nằm đường thẳng); Y2 độ biến dạng ngoại suy, tính milimét, sau hai năm (17 520 h) ti thời gian lấy điểm i; xi = log(ti) ; yi độ biến dạng tổng đo thời gian ti Đối với bảy công thức Yt = B + M logt nhận từ mẫu thử cho, tính giá trị độ biến dạng ngoại suy cho hai năm Y2 (t = hai năm = 17 520 h) (xem Bảng 2) Chọn giá trị độ biến dạng cho hai năm, Y2 (để tính tốn tỷ số độ rão mẫu thử) giá trị Y2 tính lớn tương ứng với hệ số tương quan R 0,999 giá trị lớn 0,990 0,999 Nếu giá trị lớn nhỏ 0,990, xem 8.3 Từ giá trị Y2 có, tính tốn tỷ số độ rão mẫu số ba mẫu thử theo công thức từ (8) đến (10): Y2 A 0,0186 0,025 y0A di y A 0,0186 0,025 y 2A di Y2B 0,0186 0,025 y 0B di A B y 0B y 0C (9) y 0,0186 0,025 2B di Y2C 0,0186 0,025 C (8) y 0C di (10) y 0,0186 0,025 2C di Tính tốn ghi lại tỷ số độ rão ống giá trị trung bình cộng ba giá trị tính tốn, sử dụng cơng thức (11): A B C (11) VÍ DỤ Tính độ rão: ví dụ tập hợp số liệu độ biến dạng/thời gian mẫu thử nêu Bảng 2, với giá trị tương ứng M , B, R Y2 khoảng khác điểm nêu cột bốn, điểm tính vào phân tích hồi quy Đồ thị nhận Hình phù hợp với điều này, Y2 nhận dựa tập hợp tối thiểu năm điểm đó, R có giá trị cao 0,990 Bảng - Số liệu tương ứng với Hình Thời gian Điểm số t h Yt mm Phạm vi điểm M B R Y2 0,1 6,53 đến 11 0,505 6,683 0,951 8,825 6,65 đến 11 0,611 6,425 0,967 9,017 6,78 đến 11 0,709 6,173 0,972 9,179 24 7,02 đến 11 0,885 5,699 0,982 9,436 168 7,53 đến 11 1,195 4,845 0,997 9,914 336 7,85 đến 11 1,299 4,550 0,997 10,060 504 8,05 đến 11 1,410 4,228 0,998 10,211 600 8,13 696 8,23 10 840 8,38 11 1008 8,46 CHÚ DẪN t thời gian, h y độ biến dạng, mm y0 độ biến dạng ban đầu y2 độ biến dạng ngoại suy cho hai năm Hình - Đồ thị độ biến dạng/thời gian cho mẫu thử 8.2 Trong số phương pháp tính, giá trị cho 50 năm yêu cầu Giá trị độ biến dạng cho 50 năm, Y50 tính tốn cách sử dụng quy trình quy định 8.1 thay giá trị năm thay giá trị 50 năm (438 000 h) 8.3 Nếu sử dụng năm điểm cuối mà không nhận hệ số tương quan lớn 0,990 phân tích hồi quy mẫu ba mẫu tiếp tục thử tất ba mẫu cách xác định độ biến dạng 200 h, 400 h, 680 h, 000 h, 400 h, 818 h, 400 h 000 h, thời gian ± 24 h hệ số tương quan vượt qua 0,990 sử dụng năm phép đo cuối, tùy theo trường hợp xảy trước 9 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, có; b) nhận dạng ống nhựa nhiệt dẻo, bao gồm 1) nhà sản xuất, 2) loại ống, 3) loại vật liệu, 4) kích thước loại ống, 5) ngày sản xuất, 5) chiều dài mẫu thử, 7) khối lượng mét chiều dài ống; c) nhiệt độ thử; d) lực ép sơ bộ; e) đồ thị lực/độ biến dạng mẫu thử; f) phù hợp, lực độ biến dạng mà xảy tượng quy định 7.2; g) độ biến dạng lực điểm tối đa, có điểm tối đa; h) công thức Yt = B + M logt sử dụng để ngoại suy đến điểm độ biến dạng cho hai năm ba mẫu thử; i) hệ số tương quan trường hợp; j) điểm sử dụng để phân tích hồi quy tuyến tính; k) giá trị A , B C tính tốn được; l) giá trị tỷ số độ rão tính tốn được, , làm tròn đến hai chữ số có nghĩa; m) yếu tố có ảnh hưởng đến kết quả, cố chi tiết thao tác không theo quy định tiêu chuẩn này; n) ngày thử PHỤ LỤC A (tham khảo) Độ rão vật liệu nhựa nhiệt dẻo A.1 Ống chất dẻo chịu tải trọng không đổi bị biến dạng lắp đặt bên mặt đất với độ biến dạng ban đầu ước lượng qua độ cứng ống Độ cứng ký hiệu S , biểu thị kiloniutơn mét vng, xác định theo TCVN 8850 (ISO 9969) công thức (A.1): S 0,0186 0,025 y F d i Ly F lực cần thiết để đạt đến độ biến dạng yêu cầu, tính kiloniutơn; L chiều dài vòng thử, tính mét; (A.1) y độ biến dạng vòng, tính mét Độ cứng vòng ống có tiết diện ngang khơng đổi tính tốn từ tính chất vật liệu hệ số hình học cơng thức (A.2): S EI D3 (A.2) E modul đàn hồi vật liệu; I momen quán tính; D đường kính trung bình vòng thử Độ biến dạng ống chất dẻo chịu tải trọng không đổi phép thử phòng thí nghiệm tăng theo thời gian, khơng tính đến độ biến dạng ban đầu Điều độ rão vật liệu gây nên A.2 Vật liệu chất dẻo mức độ phân tử coi hình thành từ nhiều mạch đại phân tử Khi lực tác dụng lên vật liệu này, mạch đại phân tử tự thân biến dạng gây độ biến dạng ban đầu Khi vật liệu chịu tác dụng tải trọng khơng đổi mạch đại phân tử tác động lực dịch chuyển tương đối so với nhau, gây độ rão: độ biến dạng tăng lên liên tục Cấu trúc mạch đại phân tử không thay đổi, vật liệu thể phản ứng tức thời nhau, trình tác dụng tải trọng không đổi, tải trọng tăng lên A.3 Đối với mục đích thiết kế cần phải biết độ biến dạng ống sau lắp đặt sau thời gian dài Có thể ước lượng độ biến dạng ban đầu ống từ giá trị độ cứng, S CHÚ THÍCH Trong thực tế sử dụng độ cứng danh nghĩa, Sn Sự mô độ biến dạng dài hạn (lý thuyết) tác dụng tải trọng khơng đổi tính tốn dựa độ cứng tiếp tuyến (STES) ống, có tính đến tác động vật liệu xung quanh ống STES giá trị độ cứng dài hạn, nhận cách thay modul đàn hồi vật liệu [Công thức (A.2)] modul độ rão [modul biểu kiến], nghĩa modul ban đầu vật liệu chia cho tỷ số độ rão, [STES ] S (A.3) Cách tiếp cận dẫn đến việc giải thích modun đàn hồi giảm theo thời gian, gây nhầm lẫn quan điểm phủ nhận phù hợp chất dẻo sử dụng làm ống chôn lấp Để tránh nhầm lẫn, phương pháp hay dùng để tính tốn sử dụng tỷ số độ rão, γ tính theo cơng thức (A.4): Y2 0,0186 0,025 y0 di y 0,0186 0,025 Y2 di (A.4) THƯ MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 6145 (ISO 3126), Hệ thống ống chất dẻo - Các chi tiết chất dẻo - Xác định kích thước [2] TCVN 8850:2011 (ISO 9969:2007), Ống nhựa nhiệt dẻo - Xác định độ cứng vòng  ... TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] TCVN 6145 (ISO 3126), Hệ thống ống chất dẻo - Các chi tiết chất dẻo - Xác định kích thước [2] TCVN 8850:2011 (ISO 9969:2007), Ống nhựa nhiệt dẻo - Xác định độ cứng vòng... 3126) theo TCVN 6145 (ISO CHÚ THÍCH TCVN 6145 (ISO 3126) đưa vào Thư mục tài liệu tham khảo người sử dụng lựa chọn phương pháp đo theo a) b) Tuy nhiên, lựa chọn phương pháp b) TCVN 6145 (ISO 3126)... dạng ngoại suy cho hai năm với giá trị độ biến dạng đo thời gian (0,1 h) CHÚ THÍCH Nhiệt độ thử quy định tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này, thích hợp (xem 7.1) Thiết bị, dụng cụ 4.1 Thiết