PE（100）级给水管材静液压试验检测方法的探讨

江腾寿 ，张亚涛 （水利部淮河水利委员会，安徽 蚌埠 233000）

1 PE给水管材发展及前景

随着我国塑料管道快速发展，生产工艺不断提高。目前，已初步形成以聚氯乙烯(PVC-U)管、聚乙烯(PE)管和聚丙烯(PP-R)管为主的塑料管产业。其中聚乙烯(PE)管由于其独特的优点被广泛的应用于建筑给水、埋地给水、建筑采暖、燃气输配、输气管、电工与电讯保护套管、工业用管、农业用管等，其主要应用于城市供水、城市燃气供应及农田灌溉等。PE100管材是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂材料，由于其具有重量轻、运输、安装便捷且耐多种化学介质的腐蚀和无电化学腐蚀性能。在正常使用条件下，使用寿命可达50年，因而被广泛的使用。PE管材静液压强度是衡量管材性能的一项重要指标，也是检验管材在恒定温度和环向应力下的耐压性能，PE管材静液压强度不合格，在一定工作压力下管材极易破裂、渗水，导致供水系统无法正常运行，严重影响人民的生活和财产安全。因此将静液压强度作为检验管材耐压性能的重要指标。然而由于现行规范不全面，也给检验工作者在检测静液压强度时带来诸多困扰，本文通过对静液压强度检测方法的探讨，总结了在检测工作中遇到的问题，并提出了有针对性的意见和处理方法。

2 静液压强度检测原理及方法

通过对PE热塑性管材在恒定温度、时间环境条件下，检验管材是否破坏和渗漏，判断管材静液压强度是否合格。PE管材产品标准GB/13663-2000中规定静液压强度试验方法按照GB/T6111-2003进行，其计算试验压力公式为：

σ：指由试验压力引起的环应力，单位为（MPa）

dem:测量得到的试样平均外径，单位为（㎜）

emin：测量得到的试样自由长度部分壁厚的最小值，单位为（mm）

3 烯管材公称压力和规格尺寸要求

表1

4 管材静液压强度试验检测

4.1 管材壁厚的不均匀性

管材壁厚是管材的最基本几何尺寸，常见不同的公称压力等级管材对应都有一个最小公称壁厚要求。从表1可知，管材公称压力越大，最小公称壁厚要求越厚（管材壁厚控制在规范要求偏差范围内），而实际检测过程中，常出现测量时管材壁厚结果偏差较大，不均匀现象严重，且实测管材最小壁厚小于其设计的公称压力管材壁厚要求，主要原因为生产厂家工艺、技术水平不高，生产时壁厚控制不均匀。

4.2 平均外径、不圆度值偏大

管材的平均外径、不圆度值偏大，由于产品规范中对平均外径偏差作了具体要求和规定，管材生产厂家生产时也会重点控制，而不圆度规范中未做相应技术规定，且材料堆放时过高、挤压都会造成管材不圆度偏大，常导致管材静液压试验夹具无法安装的状况出现。

5 静液压强度检测方法探讨

管材静液压强度是检测管材在恒定温度下的耐压性能，也是控制管材质量的一项重要指标。若管材静液压强度指标不合格，在一定工作压力下管材易爆管出现渗水现象，严重影响工程使用寿命，存在较大的安全隐患。因此管材用于供水用途时，应将管材静液压强度作为重点指标检测。针对当前标准规范和试验方法规定，笔者认为检测时存在以下几点问题：①表1中对公称外径32mm及以上的管材公称压力、公称壁厚做了相应规定，而在实际检测过程中，常遇到工程设计送检样品公称外径25mm、20mm、16mm的管材，由于标GB/T13663-2000表6中最小壁厚未做规定要求，导致管材尺寸壁厚检测项目结果无法判定。②静液压强度按公式1计算结果无准确性，由于规范中静液压强度检测按GB/T6111-2003中进行，试验压力计算见上述公式（1），由上述公式（1）可知，自由长度最小壁厚对计算结果影响很大，由于标准中有些管材壁厚未做具体要求，生产厂家生产时壁厚控制也无章可循，且壁厚测量时人为测量因素偏差也较大，导致计算试验压力结果也不够准确。因此对于公称外径32以下管材进行静液压强度检测时，按计算试验压力检测的结果是否能满足工程中其公称压力等级设计要求，是否能投入使用，值得探讨和验证。③管材静液压强度指标检测，壁厚、环境温度是影响静液压强度测量结果是否合格最主要的因素。例如，检测中常遇到管材最小壁厚小于公称壁厚，而试验压力计算公式中，是按照管材最小壁厚计算，导致检测结果就是静液压强度符合要求，而委托方未要求检测管材尺寸，因此检测报告合格，但是否满足其设计公称压力等级要求无可判断且在工程中使用也存有隐患。

表2

6 试验压力与公称压力之间的关系

为了探讨管材静液压强度试验压力与公称压力之间的关系，避免人为测量壁厚误差对计算试验压力结果的影响，通过对试验数据的积累和公式（1）及表1中公称压力、壁厚规定进行推导，得出了不同试验压力与公称压力之间的换算系数。

7 解决方法和建议

针对上述问题，笔者认为为了加强管材的质量控制，更好发挥检测的重要性和指导意义，提出以下建议：①由于管材静液压强度检测与管材实测壁厚具有关联性，因此当要求检测静液压强度指标时，将管材尺寸（壁厚、平均外径）纳入必检项目，进行双重项目控制。②为了避免人为测量壁厚误差对计算试验压力结果的影响，静液压强度试验压力可采用：P=PN×C(式中P为计算试验压力，PN管材公称压力，C换算系数），经过试验数据统计取值C为1.58,进行检测较为合理，同时也解决了公称外径32mm以下管材静液压强度检测无章可循的难题。③管材壁厚不均匀现象严重是静液压强度检测不合格的最主要原因之一，因此生产厂家要加强生产质量控制，提高生产技术水平，确保产品合格销售。

本文主要对管材静液压强度试验方法进行了探讨，结合检测中常遇到的问题，通过试验比较计算，提出了较为合理的计算公式，解决了规范中尚未规定的难题，满足了日常检测的需要，可供检测人员进一步深入分析探讨。同时，PE100管材应用前景十分广阔，广泛运用于农村饮水改造工程和城市供水工程，农村饮水安全大力改善了人民群众的生活条件和健康状况，减少了水介传染病的发病率，促进了社会和谐和稳定，实现了老百姓引用健康水的梦想，对提高老百姓的生活质量和饮水安全意义深远。因此生产、施工、检验单位要本着“以人为本，服务为民”的理念，认真做好份内工作，提高生产质量，搞好安全施工、当好“检验医生”的本职服务于广大人民，使饮水工程健康稳定长足发展，饮水安全源源流长。