給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料性能檢測中應注意的問題探討

趙淑平

（上海市嘉定區建設工程質量檢測中心 上海嘉定 201800）

前言

雖然給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管現階段在我國實現了較為廣泛的應用，但在筆者的實際調研中發現，該管材質量水平參差不齊情況在我國各地較為常見，由此引發的管材脆裂、變形、漏水等問題必須得到關注，而為了盡可能避免這類問題的出現，正是本文圍繞給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料性能檢測開展具體研究的原因所在。

1 給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管力學性能檢測

1.1 落錘沖擊試驗

落錘沖擊試驗屬于給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管力學性能檢測的重要組成部分，這一試驗主要負責檢測管材抵御外界沖擊力量的能力，這一能力直接關系著給水用PVC-U管材能否抵御運輸、安裝等環節產生的沖擊，管材的沖擊韌性也將通過落錘沖擊試驗得以明確。事實上，據業界權威機構調查表明，給水用PVC-U管材的破壞多來自于外部損傷缺陷而非內部因素，由此可直觀了解給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管落錘沖擊試驗開展的必要性[1]。

落錘沖擊試驗的開展需要應用真實沖擊律法，該試驗方法需要對整批給水用PVC-U管材進行落錘沖擊試驗，由此確定TIR（真實沖擊率）情況，即可通過百分比直觀展示管材抵御外界沖擊力量的能力。在《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）》（GB/T10002.1-2006）規范中，規范明確要求給水用PVC-U管材的TIR≤5%，且至少進行50次沖擊不得出現1次破壞，由此方可保證給水用PVC-U管材能夠較好抵御運輸、安裝等環節產生的沖擊，因此給水用PVC-U管材的落錘沖擊試驗必須避免出現試驗次數不足情況，否則管材質量將無法實現準確斷定。值得注意的是，為保證落錘沖擊試驗質量，需要在（0±1）℃的水浴或空氣浴中進行給水用PVC-U管材試驗的狀態調節，考慮到狀態調節所需時間，一般使用水浴，而考慮到頻繁開關門造成的空氣流動將引發嚴重的溫度波動，建議采用冰水混合方式進行落錘沖擊試驗，由此即可保證試驗精準度，以S10DN50×2.4mmPN1.0型號的PVC-U管材為例，其落錘沖擊試驗的指標標準可描述為（0±1）℃下 1.0m（管材）TIR≤5%。

1.2 液壓試驗

液壓試驗屬于常用給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管力學性能檢測方式，這一檢測可直觀判斷給水用PVC-U管材是否具備符合規范標準要求的承壓能力，同時該檢測還可用于給水用PVC-U管材使用壽命的分析。給水用PVC-U管材材破壞可細分為韌性破壞、滲漏破壞、脆性破壞，而為了避免這類破壞的出現影響管材正常使用，必須通過液壓試驗更深入了解給水用PVC-U管材力學性能。

在液壓試驗開始前，需要首先進行給水用PVC-U管材的質量情況測量，同時還需要應以長臂測厚儀層儀器進行管材平均自由外徑、自由度位置最小壁厚的測量，測量應用公式可簡單描述為“試驗壓力=2×環應力×最小壁厚/（平均外徑-最小壁厚）”，由此即可明確給水用PVC-U管材的試驗壓力情況，同時還需要開展狀態調節降低管材的內外溫差，由此即可提升試驗精確度。表1為《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）》（GB/T10002.1-2006）規范中提出的液壓試驗條件要求，此外規范還提到給水用PVC-U管材試驗在距離密封接頭小于試驗長度0.1倍處出現破裂，則表明試驗結果無效。給水用PVC-U管材的液壓試驗必須得到管材靜壓試驗機的支持，由此即可開展長時間恒定溫度、恒定耐壓下的靜液壓試驗，以規格型號為S10DN50×2.4mmPN1.0型號的PVC-U管材為例，其液壓試驗標準為20℃/1h、環應力4.65MPa下無滲漏、無破裂。值得注意的是，為保證液壓試驗質量。必須在試驗中將PVC-U管材試樣置于恒溫環境中，如置于恒溫液體環境中，必須保證試驗全過程平均溫差為±1℃、最大偏差為±2℃，試驗過程需做好試驗滲漏、破壞的記錄[2]。

表1 液壓試驗要求

2 給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管物理性能檢測

2.1 密度檢測

《給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）》（GB/T10002.1-2006）規范要求給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管的密度檢測需要使用浸漬法，并使用新鮮蒸餾水作為檢測用浸漬液，這是由于該方法具備較為經濟、使用較為方面、可滿足PVC-U管材使用需求等優勢。規范中要求PVC-U管材密度應處于1.35～1.46g/cm3之間，但在筆者的實際調研中發現，我國現階段很多PVC-U管材存在密度超標情況，這是由于純PVC密度接近1.4g/cm3，而管材生產中使用的無機粉料形成的密度則大致為2.8g/cm3，這種情況的出現是由于無機粉料的大量應用可有效降低PVC-U管材成本，但PVCU管材的性能也往往會因此受到較為負面影響，由此可見PVC-U管材密度檢測的重要性。值得注意的是，為保證PVC-U管材的浸漬法密度檢測質量，測量重復性、衡量不等臂性、示值變動性、砝碼誤差引發的浸漬法密度檢測結果波動必須得到重視。

2.2 縱向回縮率檢測

縱向回縮率檢測同樣屬于給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管物理性能檢測的重要組成，該檢測實質上是一種從制造技術角度出發開展的PVC-U管材技術工藝合理性分析，并可較好服務于PVC-U管材生產工藝技術水平的升級。值得注意的是，PVC-U管材的縱向回縮率檢測較為適用于橫截面、外壁光滑管材的測試，在波紋管材測試中往往無法取得較為令人滿意的成果。縱向回縮率檢測方法較為簡單，檢測人員只需在既定溫度調節下選擇規定程度基礎上的PVC-U管材試驗，即可通過測量加熱試驗產生的變化并對比原始長度與狀態，完成PVC-U管材的縱向回縮率檢測。規范提供了兩種不同的PVC-U管材縱向回縮率檢測方式，分別為烘箱試驗和液浴試驗，前者具備經濟性強、成本較低、操作簡單等特點，因此一般情況下回選擇烘箱試驗方式。值得注意的是，為保證PVC-U管材的縱向回縮率檢測質量，必須保證2條周標線具有100mm的距離，因此需要采用高度游標卡尺方式進行劃線。以S10DN50×2.4mmPN1.0型號的PVC-U管材為例，其縱向回縮率標準為（150±2℃，60min）≤5%[3]。

2.3 維卡軟化溫度檢測

維卡軟化溫度檢測能夠為增塑行為能力的把握提供支持，PVC-U管材的能力控制將獲得有力支持，PVC-U管材產品效用維度范圍擴大也將由此實現。結合規范不難發現，PVC-U管材的維卡軟化溫度檢測需要采用加熱試驗的方式，具體檢測需要在50N負荷下、50℃/h等速升溫狀態、1mm2標準中，檢測準壓針壓管材試樣1mm時溫度，該溫度即為PVC-U管材的維卡軟化溫度。例如，在S10DN50×2.4mmPN1.0型號的PVC-U管材維卡軟化溫度檢測中，采用切割管材的方式進行試樣制備，可通過上下裁剪管材獲得用于試驗的PVC-U弧形管段，由于管材尺寸處于2.4～6.0mm之間，因此采用直接試驗方式確定維卡軟化溫度為83.5（標準為80℃以上）。值得注意的是，如PVC-U管材的壁厚在2.4mm內，直接試驗方式完成的維卡軟化溫度檢測將出現精準度問題，因此需采用2片試驗疊加方式進行試驗，如果PVC-U管材的壁厚在6mm以上，則需要通過表面處理將該厚度降至4mm，這樣才能較好保證維卡軟化溫度檢測質量。

3 結論

綜上所述，給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料性能檢測包含多方面內容，在此基礎上，本文結合行業規范詳細論述的落錘沖擊試驗、液壓試驗、密度檢測、縱向回縮率檢測、維卡軟化溫度檢測等內容，則提供了可行性較高的PVC-U管材性能檢測路徑，而為了更好包PVC-U管材檢測質量，相關技術要求必須得到更高程度關注。

[1]王海燕.淺談建筑用硬聚氯乙烯PVC-U管的檢測質量要求[J].建材與裝飾，2018，21：47～48.

[2]張延峰.給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料性能檢測中應注意的問題探討[J].工程建設與設計，2017，15：136～137+141.

[3]翁圣俊.淺談給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材料檢測中的問題[J].科技視界，2017，20：96～97.