GB/T 18252-2020
基本信息
标准号： GB/T 18252-2020
中文名称：塑料管道系统 用外推法确定热塑性塑料材料以管材形式的长期静液压强度
标准类别：国家标准(GB)
标准状态：现行
出版语种：简体中文
下载格式：.zip .pdf
相关标签： 塑料管道 系统 热塑性 塑料 材料 管材 形式 液压 强度
标准分类号
关联标准
出版信息
相关单位信息
标准简介
GB/T 18252-2020.Plastics piping and ducting systems-Determination of the long-term hydrostatic
strength of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation.
1范围
GB/T 18252规定了一种用统计外推法评估热塑性塑料材料的长期静液压强度的方法。
GB/T 18252适用于在其适用温度下的各种热塑性塑料管道材料。本方法建立在管状试样试验数据基础上。
2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
ISO 1167-1流体输送用热塑性塑料管材、管件及其组合件耐内压能力的测定 第1部分:通用方法( Thermoplastics pipes , fttings and assemblies for the conveyance of fluids- Determination of the
resistance to internal pressure-Part 1 :General method)
ISO 1167-2流 体输送用热塑性塑料管材、管件及其组合件耐内压能力的测定 第2 部分:管材试样的制备(Thermoplastics pipes, fttings and assemblies for the conveyance of fluids-Determination of the resistance to internal pressure-Part 2:Preparation of pipe test pieces)
strength of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation.
1范围
GB/T 18252规定了一种用统计外推法评估热塑性塑料材料的长期静液压强度的方法。
GB/T 18252适用于在其适用温度下的各种热塑性塑料管道材料。本方法建立在管状试样试验数据基础上。
2规范性引用文件
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ISO 1167-1流体输送用热塑性塑料管材、管件及其组合件耐内压能力的测定 第1部分:通用方法( Thermoplastics pipes , fttings and assemblies for the conveyance of fluids- Determination of the
resistance to internal pressure-Part 1 :General method)
ISO 1167-2流 体输送用热塑性塑料管材、管件及其组合件耐内压能力的测定 第2 部分:管材试样的制备(Thermoplastics pipes, fttings and assemblies for the conveyance of fluids-Determination of the resistance to internal pressure-Part 2:Preparation of pipe test pieces)
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标准内容
ICS 83.140.30
中华人民共和国国家标准
GB/T18252—2020/1SO9080:2012代替（13/T18252—2008
塑料管道系统
用外推法确定热塑性塑料
材料以管材形式的长期静液压强度Plastics piping and ducting systems-Determination of the long-term hydrostaticstrength of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation(1SO9080:2012.1DT)
2020-11-19发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-06-01实施
中华人民共和国
国家标准
塑料管道系统用外推法确定热塑性塑料材料以管材形式的长期静液压强度GB/1 182522(20/ISO 9080:2012*
中困标准出版社出版发行
北京市划阳区和平里西街甲2号（100029）北京市西城区里河北街16号（100045）网址：spc.org.cn
服务热线：100-168-0010
2020年11月第一版
书号：155066：165907
版权专有
侵权必究
-rrKaeerKAca-
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起节：GB/T18252—2020/IS09080:2012本标准代替GB/T18252一2008《塑料管道系统用外推法确定热塑性塑料材料以管材形式的长期静液压强度》，与（GB/T18252—2008相比，主要技术变化如下删除了所有关于寿命的提法（见2008年版的引方、5.2、5.3）；修收了引音：
修改厂观察数据的数量和分布要求（见4.2.2008年版的4.2）：一增川『对数据进行手下分类的要求（见5,1.3)；在聚烯烃外推时间因了的确定中，将不发生降解破坏的第二分支活化能，修改为第三分支（降解破坏）的衣规活化能（见5.2，2008年版的5.2）一在氯乙烯基聚合物外推时问因子的确定中，将第二分支的活化能，修改为第一分支（降解破坏）的表观活化能（见5.3.2008年版的5.3）；一将“附录A数据的收集和分析方法修改为\附录A分析方法”（见附录A，2008年版的附录A；一将部分公式中‘政为参数c（见附录A)；修改「拐点自动检验的模型L见式（B.1),2008年版的式（B.1)～式（B.5)」一修改了对拐点检验模型适用性进行F-检验的F统计量算式[见式（13.2).2008年版的式（13.6)：修改了附录（的标题，对其中的观察数据进行了修改，使其符合本标准规定，并据此按照3参数模型史新了同归计算结果（见附录C.2008年版的附录C)：一修收了附录D的标题，并按照4参数模型逊行了同归分析（见附录D)；一增加适用于本标准的两种软件包的信息（见附录E）。本标准使用译法等同采用IS09080：2012≤塑料管道系统用外推法确定热塑性塑料材料以管材形式的长期静液压强度》
与不标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：—GB/T6111一2018流体输送用热塑性塑料管道系统耐内压性能的测定（IS(11671：2006.1SO 1167-2:2006,1S01167-3:2007.IS01167-4:2007.NEQ);—(3/T8802—2001热塑性塑料管材、管件维卡软化温度的测定（cgV1S0)2507.1995：GB/T88062008塑料管道系统塑料部件尺寸的测定（IS03126：2005.IDT)：——GB/T18475—2001热塑性压力管材和管件用材料分级和命名总体使用（设计）系数（eqVIS012162:1995);
GB/T19466.3—2004
塑料差示扫描量热法（1)SC）第3部分：熔融和结品温度及热熔的测定（ISO11357-3：1999,IDT）。本标准做了下列编性修改：
一为公式增添了编号：
一用我国法定计量单位\MPa\代替国际标准巾的\bar\并据此修改「公式（I)中的系数；一将附录A的公式（A.9）、公式（A.12)中的\一1\修改为「标\-1”，表示矩阵求逆的运算符号；将附录D的表D.9中82时计算值47245h.5.39a史正为52495h.5.99a.以与标准中公式相符：
请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承扭识别这些专利的贡任。本标准由中国轻工业联合会提出。-riKacerKAca-
GB/T18252—2020/ISO9080:2012本标准由全国塑料制品标准化技术委员会（SAC/TC48)归本标准起草单位：北京工商人学（轻工业塑料加工应用研究所）、华创天元实业发展有限贡任公司、中国石油化工股份有限公司北京化工研究院、亚人塑料制品有限公司、水高股份有限公司、中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院、浙江伟星新型建材股份有限公司、广东联塑科技实业有限公司、山东胜邦塑胶有限公司、北京北化高科新技术股份有限公司、大津军星管业集团有限公司：本标准主要起草人：项爱民、李鹏、孙晋、土志伟、黄剑、卢晓英、李大治、孙秀慧、景发岐、程红原、吴晓芬、赵启辉、谢建玲、徐海云，本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T 18252 2000,GB/T 18252 2008。rrKaeerkAca-
0.1总则
GB/T18252—2020/IS09080:2012塑料材料的力学破坏与温度、载荷大小和受载时间有关：塑料压力管的正确使用需要考温度（T)和管内压力介质在曾壁内产生的静液压成力（）与曾材被坏时间（)的美系。-股说来.T升高或升高，都导致，减少。
塑料压力管道设计使用年限通常需达到数十代甚至100年：本标准用高温下管材在较短时问（通常仍需1年）的韵液压成力破坏试验结果，来外推几「年甚基至100年使用时间下管材材料耐受静液压励力的能力。
本标准建立了一种标准外推法（StandardExtrapolationMethod，SEM），日的是以管状试样评价材料的长期静液压强度：产品标准将根据成用需求明确规定材料的物埋力学性能要求。本标准并不否定已有的一些用于确定塑料材料设计应力、或确定管道许用压力的方法。0.2原理bzxz.net
种塑料材料是否适用于压力管道.决于其在静液压应力下的长期性能，该性能是在考思了预计工况（例如温度）的条件下，以管状试样行压力试验狄得的。对设计而言，通常用长期静液压（环)应力来表示这称性能·其物理意义是：在以水为试验介质.环境温度为20C条件下，由该材料制造的塑料管工作引0年所能承受的应力，测试时.管外介质可以是水或空气。有些情况下，还需要确定材料在较高温度或（和)较短设计年限下的静液压强度。本标准设计的分析计算方法，为内插和外推在不同于常（20℃，50年）T作条件下的应力被坏特性提供了系统性的计算基础（见5.1.5）.能够满足上述两种计算需求，
本标准来用的多儿线性叫归分析以速率过程理论中的log1:a与log1:！关系模型为基础：计算过程包括对不同温度试验数进行多元线性回归分析以及对使用温度下的长期特性进行外推。所得结果可在有关产品标准中用于按相应程序确定具休材料的设计应力为了评价问归模型得到的应力预测值的可信度，使用了“长期静液压强度的预测下限（LowerPre-dlictionLimit.LPL)”的概念.它是在规定温度下与预计破坏时间的97.5%置信下限对成的成力值。确定预测值和预测下限需要使用统计方法在计算长期静液压强度时，对选用哪一个变量时问还是应力作独立变量（白变量)迹行过反复考虑，因为本方法需要解决的基本问题，可以归纳为下而两种形式：a）在给定的温度和时间内。-种管材形式的特定材料能够耐受的最大成力（或压力)是多大；b）在给定的温度和应力条件下，特定材料管材试样的预计破坏时问是多长以上两个问题是相关的：如果所考察的管材试样的试验数据没有离散性，且材料也恰好可以用所选定的经验模型完关地描述，则用时间或应力作白变量的回归分析结果是一致的。仙实际情况并非如此.因为试验坏境不可能是理想情况，材料也不是100%均质的，观察值总是有离散性。选择时间或应万作白变量，同归计算结果将是不同的，其差异随离散性增天而增大：可以选择合适的统计分布和概率米表述这一特点，本标准选用的统计分布是在同一Tn下，logt呈正态分布。通常认为，时问变量的数据离散性史大：因此，本方法在对试验数据作统计处理时，为保证统计处埋的合埋性，不得不以时间作因变量（随机变量）。不过.由于实际的需要，工业界史倾向于以时间作自变量·而把应力表示为时间的函数，-iiKaeerkAca
GB/T18252—2020/ISO9080:2012在以上假设基础上，按以下顺序计算：a）多元线性回归；
b）对log1t作新观察值预测，同时引人学生氏（t)分布及预测概率（e）：c）用logt新观察值预测公式作反方向运算求得与一定工、7和。相对应的应力，作为静液压强度的预测值
这-套计算方法即称为标准外推法，它建立厂T、、、e四个变量之间的关系，可以解决前述的两类问题。
本标准得到的静液压强度预测下限（LPL)，实际「:是在T、下，H置信水平不低于时，保证log:是该置信水平对应的置信下限时应控制的应力上限。通常取=0.975，相应的应力记为31F为了保证管材在该成力下不破坏，材料成该至少其有与上述成力估相当的强度，所以也把?以简称为“静液压强度的预测下限”，作为材料的长期力学性能。它是管材设计成力，最大充许干作压力、压力等级和壁厚的计算基础，
由于国际贸易的需要，本标准中静液压强度01THs和{LP的定义按其在IS09080：2012中的定义给出。在一些其他文件中，预测下限(LPL)曾被定义为置信下限(LCL),LCL是平均静液压强度97.5%置信区问的下限
0.3方法的应用
本外推法的月的是为了估计以下参数：a）以水或空气为恒温介质，试验温度为20℃条件下，山所考察材料制造的管材能够耐受50年的应力预测下限（对应预测概率为97.5%）。根据IS012162的规定，该预测下限经圆整后作为材料分级的依据，定义为MRS，
h）在其他设计时间和/或其他温度的应力预测下限（对应预测概率为97.5%）。根据1S0）12162的规定.该预测下限经圆整后定义为（RS，可用于设计月的。在有彩种外推模型，它们有不同的项数。本标雅只使用2参数，3参数、4参数模型，增加模型的项数可以改善拟合效果，但同时会使预测的不确定度增大：不论是否出现拐点（见附录B).本标准外推法都可以估计对应于97.5%概率的预测下限，拐点是A型数据向1B型数据的转化点。
为保证本方法的适用性，材料应制成管状试样进行试验。对丁特定的材料，本标准外推法得到的最后结果是在指定温度和指定时问下，以环应力衣示的、对成于97.5%概率水平的静液压强度预测下限。对于多层管材·其长期耐静液压强度的确定方法按IS017456规定执行，对于复合以及增强的热塑性塑料管.应用本方法需遵循相关产品标准的说明。对于其有长期独度参照线的特定材料，其长期独度由相应产品标准给出。其他热塑性材料，例如矿物填充的热塑性材料玻纤增强热塑性材料，增塑的热塑性材料、共混物惑合金等，如果要对其以管材形式的长期强度进行预测，可能还要考虑其他因素，这此因系成在租美产品标巾考
对管材施压的介质不应对管材有不良影响。一般认为水是合适的介质。-riKacerKAca-
1范围
GB/T18252—2020/IS9080:2012
塑料管道系统用外推法确定热塑性塑料材料以管材形式的长期静液压强度本标准规定了一种用统计外推法评估热塑性塑料材料的长期静液压强度的方法本方法适用于在其适用温度下的各种热塑性朔料管道材料本方法理立在管状试样试验数据基础上，
2规范性引用文件
下列文件对丁本文件的应用是必不少的，凡是注甘期的用文件，仅注甘期的版本适用丁本文件。凡是不注期的引用文件，其最新版本（包插所有的修改单)适用于本文件IS(）11671流体输送用热塑性塑料管材、管件及其组合件耐内压能力的测定第1部分：通用j法(Thcrmoplastics pipes,fittings and asscmhlies for the convcyancr of fluids Dctcrmination of theresistance to internal pressurePart l:General method)ISO1167-2流体输送用热塑性塑料管材、管件及其组合件耐内压能力的测定第2部分：管材试样的制备（Thermoplasticspipes.fittings andassembliesfortheconveyanceoffluidsDeterminationol the resistance to internal pressure Part 2:Preparation ol pipe test pieces)1S02507-1：1995热朔性塑料管材与管件维F软化温度第【部分：通用测试方法（Thcrmo-plastics pipes and liutings Vicat soltening temperature Part l:General test nethod)1S3126塑料管道系统塑料管道组件尺寸测量与确定（Plasticspipingsystcms—Plasticspiping componenis Measurement andl delermination of dimensions)1S(）11357-3塑料差示扫描量热法（I)SC）第3部分：熔融和结品温度及热恰的测定LPlastics-Differential scanning calorimetry(DSC)-Part 3:Determination of temperature andcnthalpy of melting and crystallizationISO12162热塑性压力管材和管件用材料分级、命名和设计系数（Thermoplasticsmaterialsfopipes and fittings for pressurc applications-Classification.rlesignation and dcsign cocfficicnt)ISO17456塑料管道系统多层管长期强度的确定（Plastics piping systems-Multilayenpipcs-Dctcrmination of long-term strcngth)3术语和定义
下列术语和定义适用丁本文件
内压internal pressure
曾内介质施川在单位而积上的力，单位为兆帕（MPa）。3.2
应力siress
内压引起的管壁坏向（周向)单位而积「的力.单位为兆帕（MPa）。1
-rKaeerkca-
GB/T 18252—2020/IS0) 9080:2012注：川化公式(1)由内压算应力。：式中：
ey,sie
试验温度
内压，单位为兆帕（MPa)；
管材的平均外轻，单位为毫米（mm)；p/(de-eyma)
测是的管材最小辟厚.单位为毫米（mm）。test temperature
测定应力破坏数据时所采用的温度，单位为摄氏度（）。3.4
最高试验温度
maximum test temperature
测定成力被坏数据时所采用的最高温度.单位为摄氏度（）3.5
使用温度
service temperature
预计的管材使用温度，单位为摄氏度（\C）。3.6
破坏时间
time to failure
管材发生泄漏时的试验时间，单位为小时(h)。3.7
最长测试时间
maximum lest time
由5个最长破坏时间对数平均值计算得到的试验时间,单位为小时(h)。3.8
extrapolationtime
外推时间
充许外推的时间被限，单位为小时(h)。3.9
long-term hydrostatic strength长期静液压强度
一个与应力有相同量纲的量，它表小在温度工和时问！预测的平均强度，单位为兆怕（MPa）3.10
静液压强度预测值的置信下限lowerconfidencelimit ofthepredicted hydrostaticstrengthOLPL
个与应力有相同量纲的量，它表示置信度为97.5%时，对应于温度T和时间的静液压强度预测值的下限.单位为兆帕(MPa）。注：6:n由公式(2)给出：
S1p.—a(T.t,0.975)
-rrKaeerKa-
.（2)
拐点.A型数据,B型数据
knee,data lype A.data lype BGB/T18252—2020/1S9080:2012
同一温度下，材料长期静液压强度曲线两个分支的交点。用于计算第一个分支的数据称为A型数据，计算第二个分支的数据称为B型数据3.12
分支branch
在logic对logat图上斜率不变的线段，每个分支代表一种破坏模式：3.13
外推时间因子extrapolationtimefactor计算外推时问时用到的系数。
4试验数据的获得
4.1试验条件
接1S01167-1和1S(1167-2的规定，测定管材应力破坏数据，试验样品为直管。按ISO3125测量每根试样的平均外径和最小壁厚，在所有计算中，试样应为同批材料以相同工艺次制造的同规格的管材对于现有的按照（13/T18252—2008、（13/T18252—2000或IS0/TR9080：1992评价过的材料，允许采用其他批次的同规格管材测试补充数据，以满足4.2的要求。此时，所补充的数据应在每个温度规则分布，并在试验报告中注明
4.2内压水平与时间范围的分布
4.2.1刘每个选定的温度，在整个测试时问范周内，至少应得到30个观察值：所选定的试验内压，应使至少4个观繁值的破坏时间超过7000h，至少1个观紧值的破坏时间超过9000h（另见5.1.5）：当需要对第二分支进行预测分析时，第二分支至少应有201个观察值.其中每个温度最少有5个观察值4.2.2任何温度下，破坏时问个：10h以内的观察值部应舍充。4.2.3温度40℃时，如果剩余的观察值数量满是4.2.1的要求，可以选择一个不超过1000h的时问舍弃被坏时间不超过该时间的观察值，这时，该温度下所有不超过该选定时间的观察均应舍弃。4.2.4超过000h未破坏的试样，其试验时间可视同于手观察值用于多元线性回归订算以及拐点判断。如果除此之外的其他观察值已经满是4.2.1要求，则宜舍充上述视同观察值。5步骤
5.1数据收集与分析
5.1.1总则
本方法基丁多线性同归分析，详细计算过程见附录A：本方法要求在两个或多个温度下试验，试验时间不少于9000h，不论是否出现拐点，本方法都适用5.1.2试验数据要求
在至少两个温度工、T，：，工下验，所得数据成衍合第4章和下列条件要求：a）每两个朴邻试验温度最少朴差10℃，最多朴差50℃；h）其中二个试验温度为20℃或23℃；3
rKaeerkAca-
GB/T18252—2020/IS09080:2012c）对玻璃态无定形聚合物，最高试验温度Tt，ax不高于按IS025071:1995测得的维卡软化温度VSTe诚去15℃。刘半品型聚合物，T1.mx不超过按IS011357-3测得的熔点减去15℃；d）每个温度下的观紧估数量和内压水平分布符合1.2：e）为了得到6.的最住估计值，试验温度范围包括管材使用温度或使用温度范围，如果剩余观察值的数月满足1.2.1要求，可舍弃受有害因素影响而破坏的试验结果。所有有效数据点部应参与计算。对大多数材料.试验环境和温度都在相关产品标准巾规定，5.1.3拐点检验以及数据和模型的适用性按附录B的步骤检验扬点是否在。对每个特定的温度，如果发现拐点，则将数据分成两组，一组属于第一分支（数据类型A），一组属于第二分支(数据类型B)
将各个温度下属于第或第二分支的所有观察值，分别按附录A进行多元线性回归。检验拐点时，应注意所考察数据中是否有降解破坏点。降解破坏的常见特征是破坏时问儿乎与应力无，通常可以肉眼识别：降解破坏时间只能用于确定外推时间（见5.1.5），不成用于回可归分析计如果白动拐点检验结果与图表的直观且测存在明显差异，可以对预计拐点刚近的数据类型（A或B)重新近行于工分类.以使拐点位置史好地符试验数据：重新分类需要确定A型数据间B型数据转换的成力值，破坏应力高于该成力值的所有数拟都成作为A型数批，低于该应力值的都为13型数据。手工分奖后不再进行白动拐点检验，们应重新进行回归和外推分析，对这种情况，建议增加试验以获得史多破坏时问超过预计拐点的数据点。测试报告成对采用于下程序进行分类的原因以及由此导致的变史细节做出说明见第7章。5.1.4直观检验
在log.6/log.l坐标系内绘出所得观察值的散点图，做出ai.T线性回归线和aum.曲线。5.1.5外推时间和外推时间因子
根据以下信总和步骤确定外推时间外推计算允许的时问极限t。与温度有关，外推时问因子。是△T的函数，△T如公式（3)所示：ATTT
式中：
准备对其最长试验时问乘以外推因子的试验温度，T，T（%）：最试验温度，单位为摄氏度（）：计算得出外推时间的温度.T.T（℃）；T
T：——使用温度,单位为摄度（℃）按公式(4)计算外推时问。：
Te-kXtux
通过计算5个最长破坏时间的刘数平均值，得到最长试验时间：这5个破坏试样的试验应力不定要相同.们试验温度应一致。计算t允许使用尚未破坏诚样的数据，这些数据应包括在分析计算所采用的总样本中
最高试验温度下的试验数据可以不参与回归模型分析，而只用于确定最人试验时间1以及外推时间t。此时成在试验报告巾说明选择这种处埋方式的原因。不允许在高出回归模型温度范围的温度「进行外推。
如果材料不发牛状态改变（例如玻璃化转变），可以利用试验数对低于最低试验温度20℃以内的强度进行预测，
KaeerkAca-
注1：建议试验温度包括需要预测的最低温度.以业好反应材料性能，GB/T18252—2020/IS09080:2012外推时间因子的应用示例见图1~图3：图2是仪在最高试验温度出现拐点的情况，图3是在较高的多个温度出现点的情况。外推时间因于的取估见5.2和5.3注2：在图2所示的只在最高温度出现拐点的情况中.1取拐点被坏时间、 o
ketmax
图1最高试验温度无拐点时作外推的外推时间o Bor
ket utax
仅在最高试验温度有拐点时作外推的外推时间T
axt mn2
图3在不同试验温度有拐点时作外推的外推时间-riKaeerkAca
GB/T18252—2020/IS09080:20125.2
聚烯烃（半晶态聚合物）的外推时间因子在聚烯烃破坏数据的外推计算中，外推时间是基于其最高试验温度下的试验破坏时间和描述温度依懒关系的Arrhenius方程米确定的，其中表观活化能取110kl/mol，该活化能是经稳定处理的聚烯烃发生降解破坏（对应丁长期静液压曲线上第一分支）的表观活化能的保守估计值：所得外推时问因子k，如表1.
表 1聚烯烃的 AT(=T,-T)和k。的关系AT/C
20AT25
30AT35
35AT40
40s450
5.3玻璃态无定形氯乙烯基聚合物的外推时间因子k
对氯乙烯基聚合物破坏数据进行外推计算时，外推时间是基于其最高试验温度下的试验破坏时间和描述温度依赖关系的Arrhenius方程米确定的，最高试验温度取维卡软化点以下15℃：活化能取178kl/mol。该活化能是氯乙烯基聚合物在第三分支（降解破坏)的活化能估计值，所得外推时间因了表见表2。
表2以乙烯为基础的聚合物的AT(=T,-T)和K。的关系AT/C
15AT20
203AT25
对改性PVC材料，若其连续相为氯乙烯基聚合物，应使用表2的外推时间因了。未包括在5.2和5.3中的其他聚合物的外推时间因子5.4
对本标准未提及的聚合物，应采用表1的外推时问因子：若有试验证据衣明，某一特定聚合物具有其他史合理的外推时问因子，允许使用这些外推时问因子代替表1给出的因子，计算示例与软件的验证
按第5章步骤对半晶型聚合物进行拐点检验和回归曲线计算的示例参见附录C按第5章步骤对氯乙烯基聚合物可归曲线还行计算的小例参见附录D6
-riKaeerkca-
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用外推法确定热塑性塑料
材料以管材形式的长期静液压强度Plastics piping and ducting systems-Determination of the long-term hydrostaticstrength of thermoplastics materials in pipe form by extrapolation(1SO9080:2012.1DT)
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2020年11月第一版
书号：155066：165907
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-rrKaeerKAca-
本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起节：GB/T18252—2020/IS09080:2012本标准代替GB/T18252一2008《塑料管道系统用外推法确定热塑性塑料材料以管材形式的长期静液压强度》，与（GB/T18252—2008相比，主要技术变化如下删除了所有关于寿命的提法（见2008年版的引方、5.2、5.3）；修收了引音：
修改厂观察数据的数量和分布要求（见4.2.2008年版的4.2）：一增川『对数据进行手下分类的要求（见5,1.3)；在聚烯烃外推时间因了的确定中，将不发生降解破坏的第二分支活化能，修改为第三分支（降解破坏）的衣规活化能（见5.2，2008年版的5.2）一在氯乙烯基聚合物外推时问因子的确定中，将第二分支的活化能，修改为第一分支（降解破坏）的表观活化能（见5.3.2008年版的5.3）；一将“附录A数据的收集和分析方法修改为\附录A分析方法”（见附录A，2008年版的附录A；一将部分公式中‘政为参数c（见附录A)；修改「拐点自动检验的模型L见式（B.1),2008年版的式（B.1)～式（B.5)」一修改了对拐点检验模型适用性进行F-检验的F统计量算式[见式（13.2).2008年版的式（13.6)：修改了附录（的标题，对其中的观察数据进行了修改，使其符合本标准规定，并据此按照3参数模型史新了同归计算结果（见附录C.2008年版的附录C)：一修收了附录D的标题，并按照4参数模型逊行了同归分析（见附录D)；一增加适用于本标准的两种软件包的信息（见附录E）。本标准使用译法等同采用IS09080：2012≤塑料管道系统用外推法确定热塑性塑料材料以管材形式的长期静液压强度》
与不标准中规范性引用的国际文件有一致性对应关系的我国文件如下：—GB/T6111一2018流体输送用热塑性塑料管道系统耐内压性能的测定（IS(11671：2006.1SO 1167-2:2006,1S01167-3:2007.IS01167-4:2007.NEQ);—(3/T8802—2001热塑性塑料管材、管件维卡软化温度的测定（cgV1S0)2507.1995：GB/T88062008塑料管道系统塑料部件尺寸的测定（IS03126：2005.IDT)：——GB/T18475—2001热塑性压力管材和管件用材料分级和命名总体使用（设计）系数（eqVIS012162:1995);
GB/T19466.3—2004
塑料差示扫描量热法（1)SC）第3部分：熔融和结品温度及热熔的测定（ISO11357-3：1999,IDT）。本标准做了下列编性修改：
一为公式增添了编号：
一用我国法定计量单位\MPa\代替国际标准巾的\bar\并据此修改「公式（I)中的系数；一将附录A的公式（A.9）、公式（A.12)中的\一1\修改为「标\-1”，表示矩阵求逆的运算符号；将附录D的表D.9中82时计算值47245h.5.39a史正为52495h.5.99a.以与标准中公式相符：
请注意本文件的某些内容可能涉及专利，本文件的发布机构不承扭识别这些专利的贡任。本标准由中国轻工业联合会提出。-riKacerKAca-
GB/T18252—2020/ISO9080:2012本标准由全国塑料制品标准化技术委员会（SAC/TC48)归本标准起草单位：北京工商人学（轻工业塑料加工应用研究所）、华创天元实业发展有限贡任公司、中国石油化工股份有限公司北京化工研究院、亚人塑料制品有限公司、水高股份有限公司、中国石油天然气股份有限公司石油化工研究院、浙江伟星新型建材股份有限公司、广东联塑科技实业有限公司、山东胜邦塑胶有限公司、北京北化高科新技术股份有限公司、大津军星管业集团有限公司：本标准主要起草人：项爱民、李鹏、孙晋、土志伟、黄剑、卢晓英、李大治、孙秀慧、景发岐、程红原、吴晓芬、赵启辉、谢建玲、徐海云，本标准所代替标准的历次版本发布情况为：GB/T 18252 2000,GB/T 18252 2008。rrKaeerkAca-
0.1总则
GB/T18252—2020/IS09080:2012塑料材料的力学破坏与温度、载荷大小和受载时间有关：塑料压力管的正确使用需要考温度（T)和管内压力介质在曾壁内产生的静液压成力（）与曾材被坏时间（)的美系。-股说来.T升高或升高，都导致，减少。
塑料压力管道设计使用年限通常需达到数十代甚至100年：本标准用高温下管材在较短时问（通常仍需1年）的韵液压成力破坏试验结果，来外推几「年甚基至100年使用时间下管材材料耐受静液压励力的能力。
本标准建立了一种标准外推法（StandardExtrapolationMethod，SEM），日的是以管状试样评价材料的长期静液压强度：产品标准将根据成用需求明确规定材料的物埋力学性能要求。本标准并不否定已有的一些用于确定塑料材料设计应力、或确定管道许用压力的方法。0.2原理bzxz.net
种塑料材料是否适用于压力管道.决于其在静液压应力下的长期性能，该性能是在考思了预计工况（例如温度）的条件下，以管状试样行压力试验狄得的。对设计而言，通常用长期静液压（环)应力来表示这称性能·其物理意义是：在以水为试验介质.环境温度为20C条件下，由该材料制造的塑料管工作引0年所能承受的应力，测试时.管外介质可以是水或空气。有些情况下，还需要确定材料在较高温度或（和)较短设计年限下的静液压强度。本标准设计的分析计算方法，为内插和外推在不同于常（20℃，50年）T作条件下的应力被坏特性提供了系统性的计算基础（见5.1.5）.能够满足上述两种计算需求，
本标准来用的多儿线性叫归分析以速率过程理论中的log1:a与log1:！关系模型为基础：计算过程包括对不同温度试验数进行多元线性回归分析以及对使用温度下的长期特性进行外推。所得结果可在有关产品标准中用于按相应程序确定具休材料的设计应力为了评价问归模型得到的应力预测值的可信度，使用了“长期静液压强度的预测下限（LowerPre-dlictionLimit.LPL)”的概念.它是在规定温度下与预计破坏时间的97.5%置信下限对成的成力值。确定预测值和预测下限需要使用统计方法在计算长期静液压强度时，对选用哪一个变量时问还是应力作独立变量（白变量)迹行过反复考虑，因为本方法需要解决的基本问题，可以归纳为下而两种形式：a）在给定的温度和时间内。-种管材形式的特定材料能够耐受的最大成力（或压力)是多大；b）在给定的温度和应力条件下，特定材料管材试样的预计破坏时问是多长以上两个问题是相关的：如果所考察的管材试样的试验数据没有离散性，且材料也恰好可以用所选定的经验模型完关地描述，则用时间或应力作白变量的回归分析结果是一致的。仙实际情况并非如此.因为试验坏境不可能是理想情况，材料也不是100%均质的，观察值总是有离散性。选择时间或应万作白变量，同归计算结果将是不同的，其差异随离散性增天而增大：可以选择合适的统计分布和概率米表述这一特点，本标准选用的统计分布是在同一Tn下，logt呈正态分布。通常认为，时问变量的数据离散性史大：因此，本方法在对试验数据作统计处理时，为保证统计处埋的合埋性，不得不以时间作因变量（随机变量）。不过.由于实际的需要，工业界史倾向于以时间作自变量·而把应力表示为时间的函数，-iiKaeerkAca
GB/T18252—2020/ISO9080:2012在以上假设基础上，按以下顺序计算：a）多元线性回归；
b）对log1t作新观察值预测，同时引人学生氏（t)分布及预测概率（e）：c）用logt新观察值预测公式作反方向运算求得与一定工、7和。相对应的应力，作为静液压强度的预测值
这-套计算方法即称为标准外推法，它建立厂T、、、e四个变量之间的关系，可以解决前述的两类问题。
本标准得到的静液压强度预测下限（LPL)，实际「:是在T、下，H置信水平不低于时，保证log:是该置信水平对应的置信下限时应控制的应力上限。通常取=0.975，相应的应力记为31F为了保证管材在该成力下不破坏，材料成该至少其有与上述成力估相当的强度，所以也把?以简称为“静液压强度的预测下限”，作为材料的长期力学性能。它是管材设计成力，最大充许干作压力、压力等级和壁厚的计算基础，
由于国际贸易的需要，本标准中静液压强度01THs和{LP的定义按其在IS09080：2012中的定义给出。在一些其他文件中，预测下限(LPL)曾被定义为置信下限(LCL),LCL是平均静液压强度97.5%置信区问的下限
0.3方法的应用
本外推法的月的是为了估计以下参数：a）以水或空气为恒温介质，试验温度为20℃条件下，山所考察材料制造的管材能够耐受50年的应力预测下限（对应预测概率为97.5%）。根据IS012162的规定，该预测下限经圆整后作为材料分级的依据，定义为MRS，
h）在其他设计时间和/或其他温度的应力预测下限（对应预测概率为97.5%）。根据1S0）12162的规定.该预测下限经圆整后定义为（RS，可用于设计月的。在有彩种外推模型，它们有不同的项数。本标雅只使用2参数，3参数、4参数模型，增加模型的项数可以改善拟合效果，但同时会使预测的不确定度增大：不论是否出现拐点（见附录B).本标准外推法都可以估计对应于97.5%概率的预测下限，拐点是A型数据向1B型数据的转化点。
为保证本方法的适用性，材料应制成管状试样进行试验。对丁特定的材料，本标准外推法得到的最后结果是在指定温度和指定时问下，以环应力衣示的、对成于97.5%概率水平的静液压强度预测下限。对于多层管材·其长期耐静液压强度的确定方法按IS017456规定执行，对于复合以及增强的热塑性塑料管.应用本方法需遵循相关产品标准的说明。对于其有长期独度参照线的特定材料，其长期独度由相应产品标准给出。其他热塑性材料，例如矿物填充的热塑性材料玻纤增强热塑性材料，增塑的热塑性材料、共混物惑合金等，如果要对其以管材形式的长期强度进行预测，可能还要考虑其他因素，这此因系成在租美产品标巾考
对管材施压的介质不应对管材有不良影响。一般认为水是合适的介质。-riKacerKAca-
1范围
GB/T18252—2020/IS9080:2012
塑料管道系统用外推法确定热塑性塑料材料以管材形式的长期静液压强度本标准规定了一种用统计外推法评估热塑性塑料材料的长期静液压强度的方法本方法适用于在其适用温度下的各种热塑性朔料管道材料本方法理立在管状试样试验数据基础上，
2规范性引用文件
下列文件对丁本文件的应用是必不少的，凡是注甘期的用文件，仅注甘期的版本适用丁本文件。凡是不注期的引用文件，其最新版本（包插所有的修改单)适用于本文件IS(）11671流体输送用热塑性塑料管材、管件及其组合件耐内压能力的测定第1部分：通用j法(Thcrmoplastics pipes,fittings and asscmhlies for the convcyancr of fluids Dctcrmination of theresistance to internal pressurePart l:General method)ISO1167-2流体输送用热塑性塑料管材、管件及其组合件耐内压能力的测定第2部分：管材试样的制备（Thermoplasticspipes.fittings andassembliesfortheconveyanceoffluidsDeterminationol the resistance to internal pressure Part 2:Preparation ol pipe test pieces)1S02507-1：1995热朔性塑料管材与管件维F软化温度第【部分：通用测试方法（Thcrmo-plastics pipes and liutings Vicat soltening temperature Part l:General test nethod)1S3126塑料管道系统塑料管道组件尺寸测量与确定（Plasticspipingsystcms—Plasticspiping componenis Measurement andl delermination of dimensions)1S(）11357-3塑料差示扫描量热法（I)SC）第3部分：熔融和结品温度及热恰的测定LPlastics-Differential scanning calorimetry(DSC)-Part 3:Determination of temperature andcnthalpy of melting and crystallizationISO12162热塑性压力管材和管件用材料分级、命名和设计系数（Thermoplasticsmaterialsfopipes and fittings for pressurc applications-Classification.rlesignation and dcsign cocfficicnt)ISO17456塑料管道系统多层管长期强度的确定（Plastics piping systems-Multilayenpipcs-Dctcrmination of long-term strcngth)3术语和定义
下列术语和定义适用丁本文件
内压internal pressure
曾内介质施川在单位而积上的力，单位为兆帕（MPa）。3.2
应力siress
内压引起的管壁坏向（周向)单位而积「的力.单位为兆帕（MPa）。1
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GB/T 18252—2020/IS0) 9080:2012注：川化公式(1)由内压算应力。：式中：
ey,sie
试验温度
内压，单位为兆帕（MPa)；
管材的平均外轻，单位为毫米（mm)；p/(de-eyma)
测是的管材最小辟厚.单位为毫米（mm）。test temperature
测定应力破坏数据时所采用的温度，单位为摄氏度（）。3.4
最高试验温度
maximum test temperature
测定成力被坏数据时所采用的最高温度.单位为摄氏度（）3.5
使用温度
service temperature
预计的管材使用温度，单位为摄氏度（\C）。3.6
破坏时间
time to failure
管材发生泄漏时的试验时间，单位为小时(h)。3.7
最长测试时间
maximum lest time
由5个最长破坏时间对数平均值计算得到的试验时间,单位为小时(h)。3.8
extrapolationtime
外推时间
充许外推的时间被限，单位为小时(h)。3.9
long-term hydrostatic strength长期静液压强度
一个与应力有相同量纲的量，它表小在温度工和时问！预测的平均强度，单位为兆怕（MPa）3.10
静液压强度预测值的置信下限lowerconfidencelimit ofthepredicted hydrostaticstrengthOLPL
个与应力有相同量纲的量，它表示置信度为97.5%时，对应于温度T和时间的静液压强度预测值的下限.单位为兆帕(MPa）。注：6:n由公式(2)给出：
S1p.—a(T.t,0.975)
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.（2)
拐点.A型数据,B型数据
knee,data lype A.data lype BGB/T18252—2020/1S9080:2012
同一温度下，材料长期静液压强度曲线两个分支的交点。用于计算第一个分支的数据称为A型数据，计算第二个分支的数据称为B型数据3.12
分支branch
在logic对logat图上斜率不变的线段，每个分支代表一种破坏模式：3.13
外推时间因子extrapolationtimefactor计算外推时问时用到的系数。
4试验数据的获得
4.1试验条件
接1S01167-1和1S(1167-2的规定，测定管材应力破坏数据，试验样品为直管。按ISO3125测量每根试样的平均外径和最小壁厚，在所有计算中，试样应为同批材料以相同工艺次制造的同规格的管材对于现有的按照（13/T18252—2008、（13/T18252—2000或IS0/TR9080：1992评价过的材料，允许采用其他批次的同规格管材测试补充数据，以满足4.2的要求。此时，所补充的数据应在每个温度规则分布，并在试验报告中注明
4.2内压水平与时间范围的分布
4.2.1刘每个选定的温度，在整个测试时问范周内，至少应得到30个观察值：所选定的试验内压，应使至少4个观繁值的破坏时间超过7000h，至少1个观紧值的破坏时间超过9000h（另见5.1.5）：当需要对第二分支进行预测分析时，第二分支至少应有201个观察值.其中每个温度最少有5个观察值4.2.2任何温度下，破坏时问个：10h以内的观察值部应舍充。4.2.3温度40℃时，如果剩余的观察值数量满是4.2.1的要求，可以选择一个不超过1000h的时问舍弃被坏时间不超过该时间的观察值，这时，该温度下所有不超过该选定时间的观察均应舍弃。4.2.4超过000h未破坏的试样，其试验时间可视同于手观察值用于多元线性回归订算以及拐点判断。如果除此之外的其他观察值已经满是4.2.1要求，则宜舍充上述视同观察值。5步骤
5.1数据收集与分析
5.1.1总则
本方法基丁多线性同归分析，详细计算过程见附录A：本方法要求在两个或多个温度下试验，试验时间不少于9000h，不论是否出现拐点，本方法都适用5.1.2试验数据要求
在至少两个温度工、T，：，工下验，所得数据成衍合第4章和下列条件要求：a）每两个朴邻试验温度最少朴差10℃，最多朴差50℃；h）其中二个试验温度为20℃或23℃；3
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GB/T18252—2020/IS09080:2012c）对玻璃态无定形聚合物，最高试验温度Tt，ax不高于按IS025071:1995测得的维卡软化温度VSTe诚去15℃。刘半品型聚合物，T1.mx不超过按IS011357-3测得的熔点减去15℃；d）每个温度下的观紧估数量和内压水平分布符合1.2：e）为了得到6.的最住估计值，试验温度范围包括管材使用温度或使用温度范围，如果剩余观察值的数月满足1.2.1要求，可舍弃受有害因素影响而破坏的试验结果。所有有效数据点部应参与计算。对大多数材料.试验环境和温度都在相关产品标准巾规定，5.1.3拐点检验以及数据和模型的适用性按附录B的步骤检验扬点是否在。对每个特定的温度，如果发现拐点，则将数据分成两组，一组属于第一分支（数据类型A），一组属于第二分支(数据类型B)
将各个温度下属于第或第二分支的所有观察值，分别按附录A进行多元线性回归。检验拐点时，应注意所考察数据中是否有降解破坏点。降解破坏的常见特征是破坏时问儿乎与应力无，通常可以肉眼识别：降解破坏时间只能用于确定外推时间（见5.1.5），不成用于回可归分析计如果白动拐点检验结果与图表的直观且测存在明显差异，可以对预计拐点刚近的数据类型（A或B)重新近行于工分类.以使拐点位置史好地符试验数据：重新分类需要确定A型数据间B型数据转换的成力值，破坏应力高于该成力值的所有数拟都成作为A型数批，低于该应力值的都为13型数据。手工分奖后不再进行白动拐点检验，们应重新进行回归和外推分析，对这种情况，建议增加试验以获得史多破坏时问超过预计拐点的数据点。测试报告成对采用于下程序进行分类的原因以及由此导致的变史细节做出说明见第7章。5.1.4直观检验
在log.6/log.l坐标系内绘出所得观察值的散点图，做出ai.T线性回归线和aum.曲线。5.1.5外推时间和外推时间因子
根据以下信总和步骤确定外推时间外推计算允许的时问极限t。与温度有关，外推时问因子。是△T的函数，△T如公式（3)所示：ATTT
式中：
准备对其最长试验时问乘以外推因子的试验温度，T，T（%）：最试验温度，单位为摄氏度（）：计算得出外推时间的温度.T.T（℃）；T
T：——使用温度,单位为摄度（℃）按公式(4)计算外推时问。：
Te-kXtux
通过计算5个最长破坏时间的刘数平均值，得到最长试验时间：这5个破坏试样的试验应力不定要相同.们试验温度应一致。计算t允许使用尚未破坏诚样的数据，这些数据应包括在分析计算所采用的总样本中
最高试验温度下的试验数据可以不参与回归模型分析，而只用于确定最人试验时间1以及外推时间t。此时成在试验报告巾说明选择这种处埋方式的原因。不允许在高出回归模型温度范围的温度「进行外推。
如果材料不发牛状态改变（例如玻璃化转变），可以利用试验数对低于最低试验温度20℃以内的强度进行预测，
KaeerkAca-
注1：建议试验温度包括需要预测的最低温度.以业好反应材料性能，GB/T18252—2020/IS09080:2012外推时间因子的应用示例见图1~图3：图2是仪在最高试验温度出现拐点的情况，图3是在较高的多个温度出现点的情况。外推时间因于的取估见5.2和5.3注2：在图2所示的只在最高温度出现拐点的情况中.1取拐点被坏时间、 o
ketmax
图1最高试验温度无拐点时作外推的外推时间o Bor
ket utax
仅在最高试验温度有拐点时作外推的外推时间T
axt mn2
图3在不同试验温度有拐点时作外推的外推时间-riKaeerkAca
GB/T18252—2020/IS09080:20125.2
聚烯烃（半晶态聚合物）的外推时间因子在聚烯烃破坏数据的外推计算中，外推时间是基于其最高试验温度下的试验破坏时间和描述温度依懒关系的Arrhenius方程米确定的，其中表观活化能取110kl/mol，该活化能是经稳定处理的聚烯烃发生降解破坏（对应丁长期静液压曲线上第一分支）的表观活化能的保守估计值：所得外推时问因子k，如表1.
表 1聚烯烃的 AT(=T,-T)和k。的关系AT/C
20AT25
30AT35
35AT40
40s450
5.3玻璃态无定形氯乙烯基聚合物的外推时间因子k
对氯乙烯基聚合物破坏数据进行外推计算时，外推时间是基于其最高试验温度下的试验破坏时间和描述温度依赖关系的Arrhenius方程米确定的，最高试验温度取维卡软化点以下15℃：活化能取178kl/mol。该活化能是氯乙烯基聚合物在第三分支（降解破坏)的活化能估计值，所得外推时间因了表见表2。
表2以乙烯为基础的聚合物的AT(=T,-T)和K。的关系AT/C
15AT20
203AT25
对改性PVC材料，若其连续相为氯乙烯基聚合物，应使用表2的外推时间因了。未包括在5.2和5.3中的其他聚合物的外推时间因子5.4
对本标准未提及的聚合物，应采用表1的外推时问因子：若有试验证据衣明，某一特定聚合物具有其他史合理的外推时问因子，允许使用这些外推时问因子代替表1给出的因子，计算示例与软件的验证
按第5章步骤对半晶型聚合物进行拐点检验和回归曲线计算的示例参见附录C按第5章步骤对氯乙烯基聚合物可归曲线还行计算的小例参见附录D6
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