非承压管材专用料及其制品长期耐蠕变性能研究

摘要

塑料排污、排水管属重力流体管道。迄今为止，这是塑料管道用量最大的领域。塑料管材埋地安装时或在外界负载作用下都会发生形变。对于粘弹性材料来说，短期弹性变形不会影响管材的使用性能，但在长期外力作用下会发生永久变形，当永久变形达到一定程度时，管材会发生破坏，从而引起泄漏。这也是管材发生泄露的重要原因之一。实验和经验都表明，若外界负荷在设计范围内，管材变形发生时间的长短依赖于土质和安装条件，仅在一定期限内与时间有密切关系，之后其形变就会自然接近于停止，管材的形变处于相对稳定状态。这一点是我们利用蠕变比率进行埋地排水管材长期性能测试的重要假设。本研究通过恒定负荷实验，建立埋地非承压管材形变与时间的关系曲线，并假定他们具有某种线性关系，通过线性回归，外推两年时的形变量并计算管材的刚度，进而计算管材的蠕变比率。这个数据对于市政管道设计的理论计算和实际应用具有重要意义。 本文重点研究了蠕变比率试验的方法，主要包括试验温度、形变测量仪器精度、样品尺寸、形变测量方法等因素对蠕变比率结果的影响。并利用蠕变比率的试验结果尝试对管材长期性能进行预测。研究了蠕变比率与材料性能及环刚度之间的关系，得出以下结论：①弹性模量较高的材料，其蠕变比率低于弹性模量较低的材料，即长期蠕变性能优于弹性模量较低的材料；②管材的蠕变比率高低与环刚度的高低没有必然的关系，因此不能简单地通过管材的环刚度预测管材的蠕变比率。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明表

第一章 文献综述

1.1塑料排水管材的基本情况

1.1.1国内外排水管的生产和应用

1.1.2排水管材专用料的情况

1.1.3排水管材专用料的特点和要求

1.1.4排水管材的种类

1.1.5国内外标准情况

1.1.6埋地排水管材的技术要求

1.1.7排水管道系统安装

1.1.8长期性能(耐蠕变性)的重要性

1.2埋地排水管材性能的研究

1.3长期性能的研究方法

第二章 试验内容与方法

2.1试验样品

2.2试验仪器和设备

2.3试验方法

2.3.1试样制备

2.3.2状态调节和试验环境

2.3.3熔体质量流动速率

2.3.4密度

2.3.5热稳定性

2.3.6拉伸屈服强度

2.3.7弯曲弹性模量

2.3.8静液压强度试验

2.3.9环刚度

2.3.10环柔性

2.3.11烘箱试验

2.3.12冲击性能

2.3.13蠕变比率

第三章 蠕变比率试验仪的开芨

3.1工作原理

3.2小量程蠕变比率试验仪

3.2.1主要技术参数

3.2.2试验仪器组成

3.3大量程蠕变比率试验仪

3.3.1主要技术参数

3.3.2试验仪器组成

第四章 蠕变比率试验方法研究

4.1试验方法

4.1.1试验样品尺寸及陈化

4.1.2试验步骤

4.2仪器的验证

4.2.1仪器测力系统的检定

4.2.2与国外实验室的比对试验

4.2.3试验仪测试结果的重复性分析

4.2.4仪器间比对

4.3蠕变比率数据分析方法

4.4.影响蠕变比率的因素

4.4.1试验环境条件

4.4.2形变测量仪器的精度

4.4.3样品尺寸的影响

4.4.4形变测量方法的影响

4.4.5材料性能和结构壁型式的影响

4.4.6环刚度与蠕变比率的关系

4.5通过试验结果对管材长期性能的预测

4.5.1简单预测

4.5.2试验结果对预测结果的影响

第五章排水管材专用料综合性能评价

5.1中国石化排水管材专用料内控指标

5.1.1密度

5.1.2熔体质量流动速率

5.1.3热稳定性

5.1.4环刚度

5.1.5弯曲弹性模量

5.1.6静液压强度

5.1.7环柔性

5.1.8烘箱试验

5.1.9落锤冲击试验

5.1.10蠕变比率

5.2石化企业生产的排水管专用料综合性能评价

5.2.1中国石化典型样品的评价

5.2.2综合评价结果

第六章 结论

参考文献

附录:埋地聚乙烯非承压管材专用树脂内部控制指标

硕士在读期间发表论文

致谢