ASTM D2837-22
獲得熱塑性管道材料靜水壓設計基準或熱塑性管道產品壓力設計基準的標準試驗方法

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

標準號

ASTM D2837-22

發布

2022年

發布單位

美國材料與試驗協會

當前最新

ASTM D2837-22

 

 

引用標準

ASTM D1243 ASTM D1598 ASTM E29 ISO 9080

適用范圍

1.1 本測試方法描述了兩個基本等效的程序：一個用于根據應力獲得長期靜水強度類別，本文稱為靜水設計基礎（HDB）；另一個用于獲得基于壓力的長期流體靜力強度類別，本文稱為壓力設計基礎（PDB）。 HDB基于材料的長期靜水壓強度（LTHS），PDB基于產品的長期靜水壓強度（LTHSP）。 HDB 是一種材料特性，是通過評估由主題材料制成的測試管道獲得的應力斷裂數據而獲得的。 PDB 是一種產品特定屬性，不僅反映制造產品的材料的屬性，還反映產品設計、幾何形狀和尺寸以及特定制造方法對產品強度的影響。 PDB是通過評估壓力破裂數據獲得的。 LTHS 通過分析應力與斷裂時間（即應力斷裂）測試數據來確定，這些數據覆蓋不少于 10 000 小時的測試周期，并且源自對由主題材料制成的管道進行持續壓力測試。通過線性回歸分析數據，以產生最適合的對數應力與對數失效時間直線方程。使用該方程，可以通過外推法確定材料在 100 000 小時截距 (LTHS) 處的平均強度。 LTHS 的結果值決定了材料所屬的 HDB 強度類別。 LTHSP 的確定方式類似，不同之處在于該確定是基于從特定產品導出的壓力與時間的數據。 LTHSP 的分類值是 PDB。 HDB/PDB 是一系列優選的長期強度值之一。本試驗方法適用于所有已知類型的熱塑性管道材料和熱塑性管道產品。它還適用于產生應力斷裂數據的任何實際溫度和介質，這些數據在對數應力（每平方英寸磅力）或對數壓力（每平方英寸磅力）上繪制時表現出基本直線關系與記錄故障時間（小時）坐標相比，這種直線關系預計將不間斷地持續至少 100 000 小時。
1.2 除非實驗獲得的數據近似于一條直線，否則當使用雙對數坐標計算時，不可能將 HDB/PDB 分配給材料。表現出高分散或“拐點”（向下移動，導致隨后比早期數據指示的應力斷裂斜率更陡）但滿足此測試方法要求的數據往往會給出較低的 LTHS/LTHSP 預測。如果數據表現出過度分散或明顯的“拐點”，則不滿足該測試方法的置信下限要求，并且數據被歸類為不適合分析。
1.3 本試驗方法的一個基本前提是，當試驗數據按照本試驗方法的要求定義出直線關系時，可以假定該直線在試驗周期之外繼續存在，至少持續100 000 h（時間）。確定材料的 LTHS/LTHSP 的截距）。對于聚乙烯管道材料，該測試方法包括“驗證”該假設的補充要求。其他材料不包含此類驗證要求（見注 1）。因此，在所有這些其他情況下，由該測試方法的用戶根據外部信息確定該測試方法是否適合預測內部/外部環境和溫度的每種特定組合的材料的 LTHS/LTHSP 。注 1——對聚氯乙烯 (PVC)、聚丁烯 (PB) 和交聯聚乙烯 (PEX) 材料的商業壓力管道等級獲得的大量長期數據表明，該假設適用于建立 HDB這些材料適用于水和環境溫度。請參閱注釋 2 和附錄 X1 了解更多信息。
1.4 獲得各個數據點的實驗程序應如測試方法 D1598 中所述，該方法構成本測試方法的一部分。當本測試的任何部分 1 本測試方法由 ASTM 塑料管道系統委員會 F17 管轄，并由測試方法分委員會 F17.40 直接負責。當前版本于 2022 年 3 月 15 日批準。2022 年 4 月發布。最初于 1969 年批準。上一版本于 2021 年批準為 D2837 – 21。DOI：10.1520/D2837-22。 *變更摘要部分出現在本標準的末尾 版權所有 ? ASTM International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, PA 19428-2959。美國 本國際標準是根據世界貿易組織貿易技術壁壘（TBT）委員會發布的《關于制定國際標準、指南和建議的原則的決定》中確立的國際公認的標準化原則制定的。 1 method與測試方法D1598不一致，以本測試方法的規定為準。
1.5 一般參考資料包含在本測試方法的末尾。
1.6 本標準并不旨在解決與其使用相關的所有安全問題（如果有）。本標準的使用者有責任建立適當的安全、健康和環境實踐，并在使用前確定監管限制的適用性。
1.7 以英寸-磅為單位的數值應視為標準值。括號中給出的值僅供參考，不被視為標準。注 2——塑料管道研究所 (PPI) 的靜水應力委員會 2 已對通過水、天然氣和壓縮空氣測試的熱塑性管道和管道組件獲得的 3000 多組數據進行了分析。目前商業化提供的化合物均未包含在 PPI TR-4、“PPI 靜水設計基礎 (HDB)、靜水設計應力 (HDS)、強度設計基礎 (SDB)、壓力設計基礎 (PDB) 和最低所需強度列表 ( MRS）“熱塑性管道材料或管道的評級”在列出的溫度下呈現膝型圖，即偏離直線，以致在等標量雙對數坐標上繪制時，有時會出現應力明顯下降。從一些所列材料上獲得的環境溫度應力斷裂數據以及持續超過 120 000 小時的測試時間都沒有顯示出“拐點”。然而，在一些不適合或不推薦用于管道化合物的熱塑性化合物上獲得的應力斷裂數據被發現在 23 °C (73 °F) 時表現出下降趨勢，其中在此之前就出現了線性偏離測試方法的最小測試周期為10000小時。在這些情況下，當通過該測試方法進行分析時，獲得的結果非常低，或者發現數據不適合外推。 PPI 和其他機構對應力斷裂數據的廣泛評估還表明，對于某些材料，在某些測試條件下，通常在較高的測試溫度下，超出此測試范圍可能會出現線性偏離或“下降”方法所需的最短數據收集周期為 10 000 小時。 PPI 研究表明，對于預計在 73 °F 下運行 100 000 小時之前表現出“下降”的聚乙烯管道材料，這些材料的長期現場性能比聚乙烯管道材料更容易出現更多問題。預計“下降”超出 100 000 小時截距的材料的情況。針對這些觀察結果，1988 年在該測試方法中添加了針對 PE 材料的補充“驗證”要求。該要求旨在拒絕使用該測試方法來估計任何 PE 材料的長期強度補充高溫測試未能驗證該測試方法在 23 °C (73 °F) 下至少 100 000 小時內持續直線應力斷裂行為的固有假設。當將此測試方法應用于其他材料時，應適當考慮以下可能性：對于評估中的特定等級材料和特定測試條件，特別是當涉及更高的測試溫度和腐蝕性環境時，可能會發生在數據收集期之后的某個時間點出現大幅“下滑”。忽略這種可能性可能會導致該測試方法夸大材料的實際 LTHS/LTHSP。為了充分保證該測試方法在至少 100 000 小時內持續線性的固有假設是適當的，用戶應咨詢并考慮該測試方法之外的信息，包括非常長期的測試或對類似材料的廣泛現場經驗。如果無法充分保證實驗數據定義的直線行為的連續性，則應考慮使用其他測試方法來預測長期強度（參見附錄 X1）。
1.8 本國際標準是根據世界貿易組織貿易技術壁壘（TBT）委員會發布的《關于制定國際標準、指南和建議的原則的決定》中確立的國際公認的標準化原則制定的。

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