ASTM D2837-22
获得热塑性管道材料静水压设计基准或热塑性管道产品压力设计基准的标准试验方法

Standard Test Method for Obtaining Hydrostatic Design Basis for Thermoplastic Pipe Materials or Pressure Design Basis for Thermoplastic Pipe Products

标准号

ASTM D2837-22

发布

2022年

发布单位

美国材料与试验协会

当前最新

ASTM D2837-22

 

 

引用标准

ASTM D1243 ASTM D1598 ASTM E29 ISO 9080

适用范围

1.1 本测试方法描述了两个基本等效的程序：一个用于根据应力获得长期静水强度类别，本文称为静水设计基础（HDB）；另一个用于获得基于压力的长期流体静力强度类别，本文称为压力设计基础（PDB）。 HDB基于材料的长期静水压强度（LTHS），PDB基于产品的长期静水压强度（LTHSP）。 HDB 是一种材料特性，是通过评估由主题材料制成的测试管道获得的应力断裂数据而获得的。 PDB 是一种产品特定属性，不仅反映制造产品的材料的属性，还反映产品设计、几何形状和尺寸以及特定制造方法对产品强度的影响。 PDB是通过评估压力破裂数据获得的。 LTHS 通过分析应力与断裂时间（即应力断裂）测试数据来确定，这些数据覆盖不少于 10 000 小时的测试周期，并且源自对由主题材料制成的管道进行持续压力测试。通过线性回归分析数据，以产生最适合的对数应力与对数失效时间直线方程。使用该方程，可以通过外推法确定材料在 100 000 小时截距 (LTHS) 处的平均强度。 LTHS 的结果值决定了材料所属的 HDB 强度类别。 LTHSP 的确定方式类似，不同之处在于该确定是基于从特定产品导出的压力与时间的数据。 LTHSP 的分类值是 PDB。 HDB/PDB 是一系列优选的长期强度值之一。本试验方法适用于所有已知类型的热塑性管道材料和热塑性管道产品。它还适用于产生应力断裂数据的任何实际温度和介质，这些数据在对数应力（每平方英寸磅力）或对数压力（每平方英寸磅力）上绘制时表现出基本直线关系与记录故障时间（小时）坐标相比，这种直线关系预计将不间断地持续至少 100 000 小时。
1.2 除非实验获得的数据近似于一条直线，否则当使用双对数坐标计算时，不可能将 HDB/PDB 分配给材料。表现出高分散或“拐点”（向下移动，导致随后比早期数据指示的应力断裂斜率更陡）但满足此测试方法要求的数据往往会给出较低的 LTHS/LTHSP 预测。如果数据表现出过度分散或明显的“拐点”，则不满足该测试方法的置信下限要求，并且数据被归类为不适合分析。
1.3 本试验方法的一个基本前提是，当试验数据按照本试验方法的要求定义出直线关系时，可以假定该直线在试验周期之外继续存在，至少持续100 000 h（时间）。确定材料的 LTHS/LTHSP 的截距）。对于聚乙烯管道材料，该测试方法包括“验证”该假设的补充要求。其他材料不包含此类验证要求（见注 1）。因此，在所有这些其他情况下，由该测试方法的用户根据外部信息确定该测试方法是否适合预测内部/外部环境和温度的每种特定组合的材料的 LTHS/LTHSP 。注 1——对聚氯乙烯 (PVC)、聚丁烯 (PB) 和交联聚乙烯 (PEX) 材料的商业压力管道等级获得的大量长期数据表明，该假设适用于建立 HDB这些材料适用于水和环境温度。请参阅注释 2 和附录 X1 了解更多信息。
1.4 获得各个数据点的实验程序应如测试方法 D1598 中所述，该方法构成本测试方法的一部分。当本测试的任何部分 1 本测试方法由 ASTM 塑料管道系统委员会 F17 管辖，并由测试方法分委员会 F17.40 直接负责。当前版本于 2022 年 3 月 15 日批准。2022 年 4 月发布。最初于 1969 年批准。上一版本于 2021 年批准为 D2837 – 21。DOI：10.1520/D2837-22。 *变更摘要部分出现在本标准的末尾 版权所有 © ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959。美国 本国际标准是根据世界贸易组织贸易技术壁垒（TBT）委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认的标准化原则制定的。 1 method与测试方法D1598不一致，以本测试方法的规定为准。
1.5 一般参考资料包含在本测试方法的末尾。
1.6 本标准并不旨在解决与其使用相关的所有安全问题（如果有）。本标准的使用者有责任建立适当的安全、健康和环境实践，并在使用前确定监管限制的适用性。
1.7 以英寸-磅为单位的数值应视为标准值。括号中给出的值仅供参考，不被视为标准。注 2——塑料管道研究所 (PPI) 的静水应力委员会 2 已对通过水、天然气和压缩空气测试的热塑性管道和管道组件获得的 3000 多组数据进行了分析。目前商业化提供的化合物均未包含在 PPI TR-4、“PPI 静水设计基础 (HDB)、静水设计应力 (HDS)、强度设计基础 (SDB)、压力设计基础 (PDB) 和最低所需强度列表 ( MRS）“热塑性管道材料或管道的评级”在列出的温度下呈现膝型图，即偏离直线，以致在等标量双对数坐标上绘制时，有时会出现应力明显下降。从一些所列材料上获得的环境温度应力断裂数据以及持续超过 120 000 小时的测试时间都没有显示出“拐点”。然而，在一些不适合或不推荐用于管道化合物的热塑性化合物上获得的应力断裂数据被发现在 23 °C (73 °F) 时表现出下降趋势，其中在此之前就出现了线性偏离测试方法的最小测试周期为10000小时。在这些情况下，当通过该测试方法进行分析时，获得的结果非常低，或者发现数据不适合外推。 PPI 和其他机构对应力断裂数据的广泛评估还表明，对于某些材料，在某些测试条件下，通常在较高的测试温度下，超出此测试范围可能会出现线性偏离或“下降”方法所需的最短数据收集周期为 10 000 小时。 PPI 研究表明，对于预计在 73 °F 下运行 100 000 小时之前表现出“下降”的聚乙烯管道材料，这些材料的长期现场性能比聚乙烯管道材料更容易出现更多问题。预计“下降”超出 100 000 小时截距的材料的情况。针对这些观察结果，1988 年在该测试方法中添加了针对 PE 材料的补充“验证”要求。该要求旨在拒绝使用该测试方法来估计任何 PE 材料的长期强度补充高温测试未能验证该测试方法在 23 °C (73 °F) 下至少 100 000 小时内持续直线应力断裂行为的固有假设。当将此测试方法应用于其他材料时，应适当考虑以下可能性：对于评估中的特定等级材料和特定测试条件，特别是当涉及更高的测试温度和腐蚀性环境时，可能会发生在数据收集期之后的某个时间点出现大幅“下滑”。忽略这种可能性可能会导致该测试方法夸大材料的实际 LTHS/LTHSP。为了充分保证该测试方法在至少 100 000 小时内持续线性的固有假设是适当的，用户应咨询并考虑该测试方法之外的信息，包括非常长期的测试或对类似材料的广泛现场经验。如果无法充分保证实验数据定义的直线行为的连续性，则应考虑使用其他测试方法来预测长期强度（参见附录 X1）。
1.8 本国际标准是根据世界贸易组织贸易技术壁垒（TBT）委员会发布的《关于制定国际标准、指南和建议的原则的决定》中确立的国际公认的标准化原则制定的。

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