汪曉鵬，王新華

（1.甘肅省輕工研究院有限責(zé)任公司，甘肅 蘭州 730000；2.承德市精密試驗(yàn)機(jī)有限公司，河北 承德 067000）

將《熱塑性塑料管材環(huán)剛度的測(cè)定》(GB/T9647—2015)與ISO 9969:2007(E)、GB/T 9647—2003 進(jìn)行比較，主要區(qū)別有以下三方面[1、2]。

1 新舊標(biāo)準(zhǔn)比較分析

壓縮試驗(yàn)機(jī)是測(cè)量管材環(huán)剛度的主要設(shè)備，是由兩個(gè)相互平行的壓板和測(cè)量系統(tǒng)組成，前者主要對(duì)試樣施加力和產(chǎn)生規(guī)定的變形，后者測(cè)量力值和變形量(主要原理是利用管材在恒速變形時(shí)所測(cè)得的力值和變形值確定環(huán)剛度)。GB/T9647—2015 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)GB/T 9647—2003 中的部分參數(shù)做了修訂，壓縮試驗(yàn)機(jī)的壓縮速度范圍比國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)大。詳見表1，為三個(gè)規(guī)范對(duì)壓縮試驗(yàn)機(jī)壓縮速度的要求。管壁厚度變形量通常是由測(cè)量一個(gè)壓板位置得到。根據(jù)GB/T 9647—2003 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，如果在試驗(yàn)過程中，管壁厚度變化超過10%，需要直接測(cè)量試樣內(nèi)徑的變化，但GB/T 9647—2015 規(guī)定管壁厚度的變化超過5%就需要直接測(cè)量，這已與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO 9969:2007(E)相一致。

表1 GB2015、ISO2007、GB2003 三個(gè)版本的比較

根據(jù)ISO 將環(huán)剛度定義為S=，其中E為材料的彈性模量，I是慣性矩，D是管材的平均直徑。S單位kN/m2，環(huán)剛度進(jìn)行了分級(jí)。根據(jù)特性分為“柔性管”和“剛性管”。

2 標(biāo)準(zhǔn)新增內(nèi)容

全面觀察新標(biāo)準(zhǔn)GB/T9647—2015 比ISO 9969:2007 (E)更為完整，重點(diǎn)是GB/T9647—2015 新版本細(xì)化、明確、具體規(guī)定了：①對(duì)于大口徑結(jié)構(gòu)壁管材試樣的取樣長(zhǎng)度，DN≤1500 mm，L 為300±10 mm；DN＞1500 mm，L 為0.2DN。②增加使用內(nèi)徑π 尺測(cè)量管材的內(nèi)徑；③試驗(yàn)中增加了預(yù)負(fù)荷F0，其中規(guī)定，區(qū)分不同管材內(nèi)徑：di≤100 mm 時(shí),F0=7.5 N；di>100 mm 時(shí),按照F0=250×10-5×DN×L 計(jì)算,圓整到1N；④涉及了環(huán)柔性試驗(yàn)的相關(guān)內(nèi)容。總之，新標(biāo)準(zhǔn)較舊表準(zhǔn)更為完善，既有垂直方向的壓力載荷，又有水平方向的橫向作用力。符合埋地管材的實(shí)際受壓狀況。在實(shí)際檢測(cè)中，根據(jù)不同管徑和試樣長(zhǎng)度計(jì)算施加一定的預(yù)負(fù)荷，使得試驗(yàn)機(jī)的垂直壓板與試樣=0.03 處于平行、均勻的壓力狀態(tài)。能夠真實(shí)反映抗壓與受壓的載荷，計(jì)算得出的環(huán)剛度S真實(shí)準(zhǔn)確。即Sa、Sb、Sc的計(jì)算按下式：

其中：F——相對(duì)管材變形3%時(shí)的負(fù)荷，kN

L——試樣長(zhǎng)度，mm

di——管材內(nèi)徑，mm

y——相對(duì)于管材3%的變形量，mm。

S計(jì)算Sa、Sb、Sc三者的平均值，kN/m2

3 國(guó)內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)比較

國(guó)外對(duì)埋地塑料管道的研究與開發(fā)比我國(guó)先進(jìn)，國(guó)外的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)涉及管道建設(shè)工程的全過程，比較全面，標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際化是一大趨勢(shì)。針對(duì)埋地聚乙烯排水管道，歐盟標(biāo)準(zhǔn)PrEN 13476—1—2006(E)將其與聚氯乙烯和聚丙烯的各種結(jié)構(gòu)壁管囊括在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)之中，包含了管材和管件的標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)(GB/T19472.1—2004、GB/T 19472.2—2004)分為材料和結(jié)構(gòu)制定產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，使標(biāo)準(zhǔn)更具針對(duì)性，美中不足的是，還缺乏管件部分，不夠完善。我國(guó)應(yīng)盡可能采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，與國(guó)際接軌。在測(cè)定塑料管材的環(huán)剛度時(shí)可參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO9969:2007(E)，在這方面我國(guó)新修訂的《熱塑性塑料管材環(huán)剛度的測(cè)定》(GB/T9647—2015)代替原標(biāo)準(zhǔn)GB/T 9647—2003，將其中的一些參數(shù)做了修訂，與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)保持一致，并增添了新內(nèi)容。歐洲標(biāo)準(zhǔn)CEN/TS15223—2008 設(shè)計(jì)壓力管時(shí)，區(qū)分持久和短暫的負(fù)載及長(zhǎng)期和短期的強(qiáng)度，比國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)合理且更省材料；設(shè)計(jì)無壓管時(shí)認(rèn)為鋪設(shè)的質(zhì)量是關(guān)鍵，在保證質(zhì)量的基礎(chǔ)上，可以采用經(jīng)驗(yàn)的圖表設(shè)計(jì)方法。這些新理論值得我國(guó)去借鑒和應(yīng)用，它山之石可以攻玉。我國(guó)埋地塑料排水管的管理體系與國(guó)外存在較大不同，應(yīng)在符合國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范原則的前提下，根據(jù)不同的地區(qū)氣候、地質(zhì)條件，具體制定適宜的地方標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，因地制宜，既重視產(chǎn)品質(zhì)量，又把控施工、鋪設(shè)、埋地深淺、“管—土”相互作用等施工質(zhì)量。確保管材的綜合質(zhì)量和使用壽命，提高使用效率，降低成本[3]。

4 影響埋地排水管的主要因素

概括起來主要有（1）強(qiáng)度與剛度——承受埋地環(huán)境下負(fù)載能力；（2）水力特性——輸送液體的能力；（3）密封性——不泄漏，防止對(duì)環(huán)境的污染；（4）使用壽命——耐腐蝕、耐磨損、抗老化等；（5）便于安裝和配套聯(lián)接；（6）“土柱重”（Prism Load，Column Load）和周圍土壤沉降及環(huán)境載荷對(duì)其影響；（7）綜合經(jīng)濟(jì)性能，性價(jià)比。

5 結(jié)語

當(dāng)前，塑料管材按其結(jié)構(gòu)可分為實(shí)壁管材和結(jié)構(gòu)壁管材兩大類。塑料結(jié)構(gòu)壁管材（單壁波紋管、雙壁波紋管材、鋼絲骨架復(fù)合管材、鋼帶增強(qiáng)管材等）大多測(cè)定環(huán)剛度參數(shù)，該類管材大量應(yīng)用于工程、建筑、市政等建設(shè)工程。這類管材雖然屬于無內(nèi)壓力管材，但理應(yīng)承受外壓、軸向壓力、徑向壓力等壓力，既要承受垂直方向的壓力，又得承受水平擠壓作用，才能確保使用質(zhì)量要求。對(duì)其檢驗(yàn)檢測(cè)自是不可避免，目的在于保證管材質(zhì)量，提高工程的綜合質(zhì)量?！熬由钱愐?，善假于物者也?！贝_保檢測(cè)質(zhì)量的關(guān)鍵是人機(jī)料法環(huán)，缺一不可。但硬件尤為重要，建議采用正規(guī)塑料檢測(cè)儀器廠商的專業(yè)環(huán)剛度測(cè)定儀，才能保證檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確、有效。標(biāo)準(zhǔn)也不可能“一成不變”，也應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，不斷修訂完善，方能持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量，由優(yōu)秀到卓越。