钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法技术

本发明专利技术公开了钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法，属于聚乙烯复合管测试工装技术领域,其特征在于所述其特征在于所述钢丝网骨架聚乙烯复合管材为复合层结构，包括内外层聚乙烯层，所述试验方法包括外层耐慢速裂纹增长测试和内层耐点载荷裂纹增长测试，本发明专利技术的有益效果是:提供了一种在机械作用力及静液压试验提供双重的促进裂纹增长的张力，记录裂纹的增长长度与初始长度比对，评测复合管内层的耐慢速裂纹增长性能的方法，更加真实的模拟复合管复杂外界环境中的实际情况；提供复合管内层制作切口的专用工具和复合管内层提供点载荷的工装能。

Test Method for Slow Crack Growth Resistance of Steel Wire Mesh Frame PE Composite Pipe

【技术实现步骤摘要】
钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法
：本专利技术属于聚乙烯复合管测试工装
，更具体地涉及钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法。
技术介绍
：目前，公知的HDPE管材其要求耐慢速裂纹增长性能，壁厚e≤5mm(锥体试验)依据GB/T19279-2003,壁厚e＞5mm(切口试验)依据GB/T18476-2001进行试验检测，已形成国际通用准则并对HDPE实壁管材的耐裂纹增长能力进行了准确评价，并由此产生了高耐慢速裂纹增长的HDPE实壁管材产品，对于HDPE管道产品在非开挖、原土回填等应用领域推广起到良好的促进效果，并有效提高了管材的使用寿命。钢丝网骨架聚乙烯复合管材属于新型建材产品，以高强度钢丝左右螺旋缠绕成型的网状骨架为增强体，以高密度聚乙烯(HDPE)为基体，用高性能粘结树脂将钢丝骨架与内、外层高密度聚乙烯粘结在一起的新型建材产品。目前国外无此类产品且国内无相关企业及团体协会涉及PE100-RC钢丝网骨架聚乙烯复合管材的耐慢速裂纹增长性能的研究。管材属于钢塑复合产品且中间依靠粘结树脂进行复合，产品内外层应用PE100-RC原材料进行制造，其内外层聚乙烯属于相对分离的两层结构，故其耐慢速裂纹增长性能需单独进行评测且与HDPE实壁管材评测具有本质的不同，目前针对PE100-RC钢丝网骨架聚乙烯复合管材产品的耐慢速裂纹增长性能无标准的试验方法进行评测以确定钢丝网骨架聚乙烯复合管材产品应用PE100-RC原材料产生的实际耐慢速裂纹增长效果。钢丝网骨架聚乙烯复合管是一种新型建材产品，其产品结构区别于传统的单一塑料管，其内层与外层为相互独立的两层结构，采用传统的测试方法仅可对外层材料的耐慢速裂纹增长性能进行测试，无法实现相互独立的内层材料的测试。如专利号为201210262860.3的国家专利技术专利公开了一种评价塑料管材的点载荷性能的方法，采用对管壁外侧进行切割缺口后，利用静液压试验对管壁的耐慢速裂纹增长性能进行测试；特别的由于钢丝网骨架聚乙烯复合管是内外套设的两层管，在日常使用过程中，会由于管壁外侧收到硬物如石块的作用，这样管材在实际长期使用过程中内层由于外力提供的长期点载荷造成裂纹增长进而造成管材由内而外的破坏，目前的测试方法仅能对单层管的管材进行测试，对于双层管特别是内管的外壁的点载荷无法适用。值得注意的是，目前影响管材裂纹增长性能的不仅仅来至于外壁的损伤，其中内壁的损伤一直没有人关注，然而，内壁的损伤在外界机械力的作用下和高压的工作状态下，管材的裂纹增长是一个不能忽视的问题；目前所知的切口制作装置仅适合于产品外层，但内部限于操作空间及接触面圆弧方向的原因，现有装置无法实现内层切口的制作。
技术实现思路
：为解决上述问题，克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法，实现了一种在机械作用力及静液压试验提供双重的促进裂纹增长的张力，记录裂纹的增长长度与初始长度比对，评测内层的耐慢速裂纹增长性能的方法；解决的第一个技术问题是：目前影响管材裂纹增长性能的不仅仅来至于外壁的损伤，其中内壁的损伤一直没有人关注，然而，内壁的损伤在外界机械力的作用下和高压的工作状态下，管材的裂纹增长是一个不能忽视的问题；解决的第二个技术问题是：现有的切口工具内部限于操作空间及接触面圆弧方向的原因，无法实现内层切口的制作；特别是无法适用于各种管径的内壁切割；无法按照需要调节切口的切割深度和切割宽度；解决的第三个技术问题是：施加点载荷即向内的机械作用力模拟外界受力以促进裂纹增长，遇到静液压试验压力提升、温度升高等状况时容易产生变形及位移现象，且不可根据试验要求测量下陷管体的深度并进行深度的调节的问题。本专利技术解决上述技术问题的具体技术方案为：钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法，其特征在于所述钢丝网骨架聚乙烯复合管材为复合层结构，包括内外层聚乙烯层，所述试验方法包括外层耐慢速裂纹增长测试和内层耐点载荷裂纹增长测试；所述外层耐慢速裂纹增长测试为在管材外层表面进行机械切口的方式模拟裂纹，再在60℃、1.0PN工作条件下进行长期静液压试验，静液压试验提供促进裂纹增长的张力，记录裂纹的增长长度与初始长度比对，评测外层的耐慢速裂纹增长性能。进一步地，所述的内层耐点载荷裂纹增长测试具体步骤为(一)利用复合管内层制作切口的专用工具在管材内层表面进行机械加工切口的方式模拟裂纹；(二)利用复合管内层提供点载荷的工装同时在管材外部使用机械装置对内层表面切口中部，施加向内的机械作用力模拟外界受力以促进裂纹增长；(三)同时在60℃、1.0PN工作条件下进行长期静液压试验，在机械作用力及静液压试验提供双重的促进裂纹增长的张力，记录裂纹的增长长度与初始长度比对，评测内层的耐慢速裂纹增长性能。进一步地，所述的复合管内层制作切口的专用工具包括切口结构和可调式内径支撑结构；所述可调式内径支撑结构沿中轴线方向对称设置，包括动力箱，动力箱的两侧穿设有丝杆，丝杆的端部通过转动连接的方式设置有固定座，固定座的端部沿水平方向设置有连接动力箱的连接杆，所述丝杆上通过螺纹连接套设有滑块，所述滑块通过滑动连接的方式与连接杆相连，所述固定座的上下两端通过铰接对称连接有沿竖直方向转动的支撑杆，支撑杆的中部铰接连接有长度调的柔性推杆，所述柔性推杆的另一端与滑块铰接连接；所述动力箱的另一侧设置有固定板，对称设置的固定板的四角之间通过平行设置的导杆相连，导杆上穿设切口结构，固定板的中轴线的上端沿水平方向开设有圆通孔Ⅰ，圆通孔Ⅰ内以转动连接的方式插接有多棱柱；所述固定板的中轴线的下端沿水平方向开设有圆通孔Ⅱ，圆通孔Ⅱ内以转动连接的方式插接有圆柱，圆柱的一端与固定板的外壁上插接相连；圆柱的另一端设置有弧形面；所述固定板的外壁上以圆通孔Ⅰ为圆心按照环形阵列设置有预设数量的销孔；所述多棱柱外侧以滑动连接的方式穿设有L型手柄，手柄的端部设置有沿多棱柱轴心方向的固定销；所述切口结构包括机箱，机箱沿竖直方向设置有调节刀具构件，调节刀具构件底部连接刀具；所述切口结构两侧的导杆上穿设有调距滑块，调距滑块通过锁紧螺母与导杆锁紧连接，所述固定板的端部设置有与导杆锁紧的锁紧螺母。进一步地，所述的支撑杆的端部设置有橡胶支撑座。进一步地，所述动力箱设置有锥形齿轮组件，锥形齿轮组件由主动齿轮和两侧与主动齿轮相互啮合的两个从动齿轮组成，丝杆一端与从动齿轮固定连接，且与动力箱内侧壁转动连接；所述主动齿轮设置有与主梁转动相连的连杆，连杆的另一端设置有L型手柄，L型手柄的端部设置有沿连杆轴心方向的固定销，动力箱的外壁上以连杆的轴心为圆心按照环形阵列设置有预设数量的与固定销适配的销孔。进一步地，所述机箱的外壁与多棱柱同轴位置开设有通孔，调节刀具构件包括传动连杆和摆杆，所述传动连杆设置成Z字型，传动连杆的一端通过转动连接的方式嵌设在通孔内，端部开设有与多棱柱插接的凹槽，传动连杆的另一端沿水平方向设置有导柱，所述摆杆沿竖直方向开设有与导柱滑动连接的开孔，摆杆的底部设置有滑杆，滑杆的端部连接有刀具。进一步地，所述刀具采用高强度钢加工而成，刀具下方加工有角度为60°夹角的“▽”刀口，刀口长度为10mm。进一步地，所述复合管内层提供点载荷的工装，包括支撑架、固定禁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法，其特征在于所述钢丝网骨架聚乙烯复合管材为复合层结构，包括内外层聚乙烯层，所述试验方法包括外层耐慢速裂纹增长测试和内层耐点载荷裂纹增长测试；所述外层耐慢速裂纹增长测试为在管材外层表面进行机械切口的方式模拟裂纹，再在60℃、1.0PN工作条件下进行长期静液压试验，静液压试验提供促进裂纹增长的张力，记录裂纹的增长长度与初始长度比对，评测外层的耐慢速裂纹增长性能。

【技术特征摘要】
1.钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法，其特征在于所述钢丝网骨架聚乙烯复合管材为复合层结构，包括内外层聚乙烯层，所述试验方法包括外层耐慢速裂纹增长测试和内层耐点载荷裂纹增长测试；所述外层耐慢速裂纹增长测试为在管材外层表面进行机械切口的方式模拟裂纹，再在60℃、1.0PN工作条件下进行长期静液压试验，静液压试验提供促进裂纹增长的张力，记录裂纹的增长长度与初始长度比对，评测外层的耐慢速裂纹增长性能。2.根据权利要求1所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法，其特征在于所述的内层耐点载荷裂纹增长测试具体步骤为（一）利用复合管内层制作切口的专用工具在管材内层表面进行机械加工切口的方式模拟裂纹；（二）利用复合管内层提供点载荷的工装同时在管材外部使用机械装置对内层表面切口中部，施加向内的机械作用力模拟外界受力以促进裂纹增长；（三）同时在60℃、1.0PN工作条件下进行长期静液压试验，在机械作用力及静液压试验提供双重的促进裂纹增长的张力，记录裂纹的增长长度与初始长度比对，评测内层的耐慢速裂纹增长性能。3.根据权利要求2所述的钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法，其特征在于所述的复合管内层制作切口的专用工具包括切口结构（4）和可调式内径支撑结构（1）；所述可调式内径支撑结构（1）沿中轴线方向对称设置，包括动力箱，动力箱的两侧穿设有丝杆（28），丝杆（28）的端部通过转动连接的方式设置有固定座（29），固定座（29）的端部沿水平方向设置有连接动力箱的连接杆（33），所述丝杆（28）上通过螺纹连接套设有滑块（27），所述滑块（27）通过滑动连接的方式与连接杆（33）相连，所述固定座（29）的上下两端通过铰接对称连接有沿竖直方向转动的支撑杆（22），支撑杆（22）的中部铰接连接有长度调的柔性推杆（21），所述柔性推杆（21）的另一端与滑块（27）铰接连接；所述动力箱的另一侧设置有固定板（2），对称设置的固定板（2）的四角之间通过平行设置的导杆（26）相连，导杆（26）上穿设切口结构（4），固定板（2）的中轴线的上端沿水平方向开设有圆通孔Ⅰ（25），圆通孔Ⅰ（25）内以转动连接的方式插接有多棱柱（3）；所述固定板（2）的中轴线的下端沿水平方向开设有圆通孔Ⅱ（32），圆通孔Ⅱ（32）内以转动连接的方式插接有圆柱（9），圆柱（9）的一端与固定板（2）的外壁上插接相连；圆柱（9）的另一端设置有弧形面（7）；所述固定板（2）的外壁上以圆通孔Ⅰ（25）为圆心按照环形阵列设置有预设数量的销孔（24）；所述多棱柱（3）外侧以滑动连接的方式穿设有L型手柄（10），手柄的端部设置有沿多棱柱（3）轴心方向的固定销（11）；所述切口结构（4）包括机箱（12），机箱（12）沿竖直方向设置有调节刀具构件，调节刀具构件底部连接刀具（19）；所述切口结构（4）两侧的导杆（26）上穿设有调距滑块（6），调距滑块（6）通过锁紧螺母（5）与导杆（26）锁紧连接，所述固定板（2）的端部设置有与导杆（26）锁紧的锁紧螺母（5）。4.根据权利要求3所述钢丝网骨架聚乙烯复合管材耐慢速裂纹增长的试验方法，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：孔德彬，孔智勇，孔伟川，顾浩，
申请(专利权)人：山东东宏管业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37