Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 12117:2017 về Hệ thống đường ống bằng chất dẻo - độ bền hoá học

• Số hiệu: TCVN12117:2017
• Loại văn bản: Tiêu chuẩn Việt Nam
• Nơi ban hành: ***
• Người ký: ***
• Ngày ban hành: Năm 2017

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12117:2017
ISO 10952:2014

HỆ THỐNG ĐƯỜNG ỐNG BẰNG CHẤT DẺO - ỐNG VÀ PHỤ TÙNG NHỰA NHIỆT RẮN GIA CƯỜNG THUỶ TINH (GRP) - XÁC ĐỊNH ĐỘ BỀN HÓA HỌC CỦA PHẦN BÊN TRONG ỐNG CHỊU LỆCH DẠNG

Plastics piping systems - Glass-reinforced thermosetting plastics (GRP) pipes and fittings - Determination of the resistance to chemical attack for the inside of a section in a deflected condition

Lời nói đầu

TCVN 12117:2017 hoàn toàn tương đương với ISO 10952:2014.

TCVN 12117:2017 do Ban kỹ thuật Tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 138 Ống nhựa và phụ tùng đường ống, van dùng để vận chuyển chất lỏng biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

...

...

...

Plastics piping systems - Glass-reinforced thermosetting plastics (GRP) pipes and fittings - Determination of the resistance to chemical attack for the inside of a section in a deflected condition

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định tính chất bền hóa học của ống và phụ tùng nhựa nhiệt rắn gia cường thủy tinh (GRP) có kích thước lớn hơn hoặc bằng DN 100 trong điều kiện chịu lệch dạng.

Khi kết hợp với ISO 10928, tiêu chuẩn này đưa ra phương pháp đánh giá ảnh hưởng của môi trường hóa chất lên bề mặt phía trong của ống hoặc phụ tùng sau một khoảng thời gian quy định. Điều kiện thử và yêu cầu của phép thử được quy định trong tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này. ISO 10467 viện dẫn đến tiêu chuẩn này.

CHÚ THÍCH Ảnh hưởng của môi trường hóa chất có thể được gia tăng do biến dạng gây ra bởi sự lệch dạng, vì vậy, nó được coi là ăn mòn biến dạng.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi.

ISO 10467, Plastics piping systems for pressure and non-pressure drainage and sewerage - Glass- reinforced thermosetting plastics (GRP) systems based on unsaturated polyester (UP) resin (Hệ thống ống bằng chất dẻo dùng để thoát nước thải và nước mưa có áp và không áp - Hệ thống ống nhựa nhiệt rắn gia cường thủy tinh (GRP) trên cơ sở nhựa polyeste (UP) không no).

ISO 10928, Plastics piping systems - Glass-reinforced thermosetting plastics (GRP) pipes and fittings - Methods for regression analysis and their use (Hệ thống đường ống bằng chất dẻo - ống và phụ tùng nhựa nhiệt rắn gia cường thủy tinh (GRP) - Phương pháp phân tích hồi quy và sử dụng).

...

...

...

Trong tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau.

3.1

Đường kính trung bình (mean diameter)

d_m

Đường kính đường tròn tương ứng với trung điểm của mặt cắt ngang thành ống.

CHÚ THÍCH 1 Đường kính trung bình được xác định theo một trong các công thức sau

d_m = d_i + e_m

d_m = d_e - e_m

Trong đó

...

...

...

d_i là đường kính trong của ống;

e_m là độ dày thành trung bình của ống tại phần đáy.

CHÚ THÍCH 2 Đường kính trung bình và kích thước được dùng cho tính toán được biểu thị bằng milimét.

3.2

Phá hủy rò rỉ (leak failure)

Phá hủy trở nên rõ ràng bởi sự thất thoát chất lỏng thử qua thành ống.

CHÚ THÍCH Phá hủy của mẫu thử đã được quan sát tại vị trí đường sinh ở đáy mà không có sự rò rỉ chất lỏng thử. Mặc dù không quan sát thấy rò rỉ, nhưng vẫn có thể coi đây là một kiểu phá hủy của mẫu vì mức độ biến dạng của mẫu làm cho việc tiếp tục thử không còn giá trị. Phép thử này có thể bị loại bỏ hoặc được tính là phá hủy xảy ra tại thời điểm đứt gãy đường sinh ở đáy.

4  Nguyên tắc

Cho bề mặt bên trong của mẫu thử tiếp xúc với chất lỏng thử ăn mòn tại nhiệt độ quy định trong khi mẫu được duy trì ở trạng thái chịu lệch dạng cố định xuyên tâm. Phép thử được lặp lại tại các mức độ lệch dạng khác nhau, mỗi lần sử dụng một mẫu mới và ghi lại thời gian phá hủy tại từng mức độ lệch dạng. Các kết quả được sử dụng để tính toán giá trị lệch dạng ngoại suy cho khoảng thời gian quy định.

...

...

...

CHÚ THÍCH Sử dụng độ biến dạng cho phép thử nghiệm sử dụng các mẫu thử có độ dày và cấp độ cứng khác nhau. Độ lệch dạng và độ biến dạng có tương quan về mặt tính toán.

Các thông số thử sau được quy định bởi tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này.

a) thành phần của chất lỏng thử (xem Điều 5);

b) số lượng và chiều dài mẫu thử (xem Điều 7):

c) việc điều hòa sơ bộ (xem Điều 9):

d) nhiệt độ thử (xem 10.1 hoặc 11.1);

e) nếu phá hủy không xảy ra (xem 10.11 và 11.11), mức lệch dạng quy định và khoảng thời gian tối thiểu liên quan;

f) thời gian mà dữ liệu được ngoại suy (xem Điều 12).

5  Chất lỏng thử

...

...

...

6  Thiết bị, dụng cụ

6.1  Khung đặt tải, gồm hai tấm thép song song và các thanh lắp có ren, có khả năng duy trì mức độ lệch dạng không đổi của mẫu thử (xem Hình 1 đối với phép thử điển hình). Các tấm này phải có độ cứng phù hợp sao cho không bị uốn hoặc biến dạng trong khi nén ép mẫu thử. Mỗi tấm phải có chiều dài bằng với chiều dài của mẫu thử cộng với ít nhất 30 mm và chiều rộng ít nhất bằng 100 mm.

6.2  Dụng cụ đo kích thước, có thể xác định:

a) kích thước (chiều dài, đường kính và độ dày thành) với độ chính xác đến ± 0,5 %;

b) sự thay đổi đường kính mẫu thử theo chiều thẳng đứng với độ chính xác trong khoảng ± 1,0 % của giá trị thay đổi lớn nhất;

c) nếu sử dụng thước đo độ biến dạng loại thanh mỏng, phù hợp với mức độ biến dạng tối đa và chiều dài phù hợp với đường kính ống.

Thước đo độ biến dạng có chiều dài 6 mm và 12 mm được cho là hiệu quả với đường kính ống từ 300 mm đến 600 mm. Tham vấn nhà sản xuất thước đo độ biến dạng về độ dài đo khuyến cáo đối với các đường kính ống khác.

...

...

...

1 Tấm bằng thép

2 Vách ngăn

3 Vật liệu làm kín

4 Thanh lắp có ren

5 Chất lỏng thử

6 Mẫu thử

7 Thước đo độ biến dạng (tùy chọn)

D_dm Đường kính lệch dạng

Hình 1 - Lắp đặt phép thử điển hình

...

...

...

7.1  Chuẩn bị

Mẫu thử phải là một vòng tròn hoàn thiện được cắt từ ống hoặc phụ tùng được thử. Chiều dài của mẫu thử phải theo như quy định trong tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này, với độ lệch cho phép bằng ± 5 %.

Các đầu cắt phải nhẵn và vuông góc với trục của mẫu thử.

Vẽ hai đường thẳng, đối diện nhau theo hướng đường kính và dọc theo bề mặt trong của mẫu thử.

7.2  Số lượng

Số lượng mẫu thử phải theo như quy định trong tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này, miễn là để phân tích hồi quy, số lượng mẫu thử phải đảm bảo sao cho thu được tối thiểu 18 điểm dữ liệu theo 10.2 hoặc 11.2.

8  Xác định kích thước của mẫu thử

8.1  Chiều dài

Đo chiều dài của mẫu thử dọc theo từng đường thẳng với độ chính xác đủ để xác định mẫu thử liệu có phù hợp với yêu cầu của Điều 7 hay không. Cắt chỉnh hoặc thay thế các mẫu thử không phù hợp.

...

...

...

Xác định (6.2) chính xác đến ±1,0 % độ dày thành của mẫu thử tại sáu vị trí cách đều nhau dọc theo một đường thẳng quy định trong 7.1. (Sau đó đường thẳng này sẽ là đáy của mẫu thử). Tính toán độ dày thành trung bình e_m là trung bình số học của sáu giá trị đo.

8.3  Đường kính trung bình

Xác định (6.2) chính xác đến ± 1,0 % đường kính trong d_i của mẫu thử tại trung điểm đoạn thẳng bằng dụng cụ đo, ví dụ như callip hoặc đường kính ngoài d_e của mẫu thử bằng dụng cụ đo, ví dụ như thước dây bằng thép.

Xác định đường kính trung bình d_m (xem 3.1) của mẫu thử bằng cách tính toán, sử dụng các giá trị độ dày thành trung bình, e_m thu được theo đường kính trong hoặc đường kính ngoài.

9  Điều hòa mẫu

Trừ khi có quy định khác trong tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này, mẫu thử phải được giữ trong điều kiện thử ít nhất 8 h.

10  Quy trình thử sử dụng phép đo độ lệch dạng

CẢNH BÁO - Có thể có các mảnh vỡ hoặc rò rỉ xảy ra trong phép thử.

10.1  Trong suốt quy trình sau, duy trì ở nhiệt độ quy định trong tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này.

...

...

...

CHÚ THÍCH Độ lệch dạng vượt quá 28 % của đường kính có thể gây ra bẹp cục bộ ống và dẫn đến sự phân bố biến dạng bất thường. Đối với các lệch dạng đến 28 %, độ chính xác cải thiện đạt được bằng cách sử dụng thêm thước đo độ biến dạng hoặc bằng cách thiết lập một hiệu chuẩn độ lệch dạng theo độ biến dạng đo được đối với một mẫu thử điển hình. Kỹ thuật hiệu chuẩn này cũng hiệu quả với tất cả các mức lệch dạng giống như phép kiểm tra các tính toán mà coi trục trung hòa nằm chính giữa thành mẫu thử.

Bảng 1 - Sự phân bố thời gian phá hủy

Thời gian phá hủy

t_f

h

Số lượng phá hủy tối thiểu

10 ≤ t_f ≤ 1 000

4

1 000 ≤ t_f ≤ 6 000

...

...

...

t_f > 6 000

3^a

^a Ít nhất một trong số các phá hủy này phải ở thời gian vượt quá 10 000 h.

10.3  Đặt mẫu thử vào trong thiết bị thử sao cho các đường thẳng của mẫu thử thẳng hàng với nhau theo chiều thẳng đứng, song song và trùng với trục của tấm hoặc thanh nén ép.

Kiểm tra bằng mắt thường để đảm bảo sự tiếp xúc giữa mẫu thử và thiết bị đặt tải đồng đều và các tấm hoặc thanh không bị nghiêng.

10.4  Tác dụng lực vào thiết bị để làm lệch dạng mẫu thử trong khi giữ tấm hoặc thanh phía trên và tấm hoặc thanh phía dưới của thiết bị càng song song càng tốt.

Khi đạt đến độ lệch dạng áp dụng (xem 10.2), ghi lại thời gian và khóa thiết bị để duy trì mẫu thử trong điều kiện bị lệch dạng.

10.5  Sử dụng một vật liệu làm kín mềm dẻo, lắp các vách ngăn trơ hóa học vào trong thiết bị sao cho chỉ bề mặt bên trong của mẫu thử tiếp xúc với môi trường thử. Các vách này không được hỗ trợ thêm cho mẫu thử.

10.6  Tính độ biến dạng tuyến tính ban đầu, e_o biểu thị bằng phần trăm, sử dụng công thức (1) đã bù lại sự tăng đường kính theo chiều ngang cùng với sự tăng độ lệch dạng:

...

...

...

4,28 x e_m x ∆y x 100

(1)

(d_m+)^2

Trong đó

e_m là độ dày thành trung bình của mẫu thử tại phần đáy, tính bằng milimét (xem 8.2);

∆y là biến dạng trung bình theo chiều thẳng đứng, tính bằng milimét, tương đương với d_i - D_dm, trong đó D_dm là đường kính lệch dạng, tính bằng milimét và d_i là đường kính trong (xem 3.1);

d_m là đường kính trung bình của mẫu thử, tính bằng milimét (xem 3.1).

Việc tính toán coi trục trung hòa nằm tại trung điểm thành mẫu thử. Đối với mẫu thử thành kết cấu mà có một vị trí trục trung hòa thay đổi, có thể cần phải đánh giá kết quả khi thay 2d cho e, trong đó d là khoảng cách từ bề mặt ống bên trong đến trục trung hòa. Vị trí trục trung hòa phải được xác định bằng cách sử dụng thước đo biến dạng (6.2).

10.7  Trong vòng 2 h khi mẫu thử đạt đến độ lệch dạng lựa chọn (xem 10.4), cho chất lỏng thử vào giữa các vách đến độ sâu từ 25 mm đến 50 mm và ghi lại thời gian này là zero.

...

...

...

10.8  Duy trì độ sâu của chất lỏng thử không nhỏ hơn 25 mm cho đến khi xảy ra hiện tượng rò rỉ hoặc phép thử kết thúc. Đối với khoảng thời gian tiếp xúc của mẫu thử, kiểm tra định kỳ bằng cách sử dụng các phương pháp phân tích phù hợp và nếu cần, điều chỉnh dung dịch thử để duy trì trong khoảng ± 5 % nồng độ quy định.

CHÚ THÍCH Các dung dịch trở nên đặc hơn do bay hơi nước. Đối với một số chất, có thể cần phải làm sạch định kỳ mẫu thử bị lệch dạng và phải thay dung dịch thử bằng dung dịch mới. Cắt cẩn thận một màng nhựa để vừa khít giữa các vách và đặt nổi phía trên dung dịch thử nhằm hạn chế sự bay hơi.

10.9  Trừ khi có quy định khác, kiểm tra mẫu thử bằng mắt, không dùng kính phóng đại, các dấu hiệu của hiện tượng phá hủy rò rỉ tại các khoảng thời gian nêu trong Bảng 2, với độ lệch cho phép được cho trong cột ngoài cùng bên phải.

Khi dung dịch thử được thay bằng dung dịch mới, có thể phải tiến hành kiểm tra diện tích thấm ướt. Bất kỳ hiện tượng nào quan sát được như rạn nứt hoặc tách liên kết phải được ghi lại.

Để cải thiện dấu hiệu nhìn thấy của phá hủy rò rỉ, nếu cần, phủ lên bề mặt ngoài mẫu thử một lớp vôi bột. Việc sử dụng thiết bị tính giờ điện tử được cho là có hiệu quả trong việc kiểm soát thời gian phá hủy của các phép thử ngắn hạn.

Bảng 2 - Khoảng thời gian kiểm tra

Khoảng thời gian tính từ zero

h

Khoảng thời gian kiểm tra

...

...

...

0 đến 10

Mỗi 1 h

± 0,25 h

10 đến 600

Mỗi 24 h

± 6 h

600 đến 6000

Mỗi 72 h

± 10 h

...

...

...

Mỗi tuần

± 1 ngày

10.10  Ghi lại thời gian phá hủy đối với từng mẫu thử. Mẫu thử không bị phá hủy sau nhiều hơn 10 000 h có thể được tính là phá hủy để thiết lập đường hồi quy. Các mẫu thử không bị phá hủy có thể được giữ lại để thử và đường hồi quy được tính lại khi thu được các phá hủy.

10.11  Trong trường hợp các phá hủy không xảy ra tại bất kỳ thời gian nào, thực hiện theo quy trình lựa chọn khác (thường gọi là mức quy định) như được nêu trong tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này hoặc ISO 10467.

11  Quy trình thử sử dụng phép đo độ biến dạng

CẢNH BÁO - Có thể có các mảnh vỡ hoặc rò rỉ xảy ra trong phép thử.

11.1  Trong quy trình sau, duy trì nhiệt độ như quy định trong tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này.

11.2  Chọn khoảng độ biến dạng ước lượng sao cho thời gian phá hủy của ít nhất 18 mẫu thử được phân bố từ 0,1 h đến 10 000 h và sự phân bố của thời gian phá hủy của ít nhất 10 giá trị phù hợp với các giới hạn cho trong Bảng 1.

11.3  Cẩn thận chỉnh thẳng hàng và gắn ba thước đo độ biến dạng (6.2) vào phần lõm trong mẫu thử theo hướng chu vi để đo độ biến dạng chu vi ban đầu. Đặt các thước đo cách đều nhau dọc theo một đường thẳng của mẫu thử. Chất kết dính được sử dụng để gắn thước không được vượt quá 37 % chiều dài mẫu thử dọc theo phần lõm của mẫu. Thước ở giá trị zero khi mẫu thử ở dạng vòng tròn.

...

...

...

11.4  Sau khi lắp đặt thước đo độ biến dạng, đặt mẫu thử vào thiết bị thử (xem Hình 1) với thước đo độ biến dạng nằm ở đáy. Cẩn thận để đảm bảo rằng thước đo được đặt tại điểm biến dạng tối đa (vị trí sáu giờ) và đường thẳng trên mẫu thử song song và trùng với tâm của trục tấm hoặc thanh.

QUAN TRỌNG - Sự thẳng hàng của mẫu thử bên trong khung đặt tải là bắt buộc.

11.5  Tác dụng lực lên thiết bị thử để làm lệch dạng mẫu thử trong khi giữ tấm hoặc thanh nén phía trên và tấm hoặc thanh phía dưới của thiết bị thử càng song song càng tốt. Khi đạt được mức độ biến dạng mong muốn, khóa thiết bị để duy trì mẫu thử trong điều kiện lệch dạng. Đọc giá trị trên thước đo càng nhanh càng tốt khi thiết bị bị khóa.

Ghi lại độ biến dạng ban đầu xác định bởi từng thước đo độ biến dạng trong vòng 2 min sau khi khóa thiết bị. Để chứng minh điều kiện thử, kiểm tra để có ít nhất hai thước đo đưa ra giá trị đọc trong khoảng ± 2,5 % giá trị trung bình. Nếu có bất kỳ thước nào cho giá trị đọc lớn hơn 7,5 % so với giá trị trung bình của hai thước đo còn lại, loại bỏ giá trị đó, trừ khi việc kiểm tra độ dày chứng tỏ rằng thước đo đọc chính xác.

Tính giá trị trung bình các số đọc ý nghĩa và ghi lại độ biến dạng ban đầu.

11.6  Sử dụng một vật liệu làm kín mềm dẻo, lắp các vách ngăn trơ hóa học vào trong thiết bị sao cho chỉ bề mặt bên trong của mẫu thử tiếp xúc với môi trường thử và các vách này không được hỗ trợ thêm cho mẫu thử.

11.7  Trong vòng 2 h từ khi mẫu thử đạt đến độ lệch dạng lựa chọn (xem 11.2), cho chất lỏng thử vào giữa các vách đến độ sâu từ 25 mm đến 50 mm và ghi lại thời gian này là zero.

CHÚ THÍCH Thời gian cho phép khi bắt đầu đặt tải lên mẫu thử tính từ thời gian zero được lựa chọn để giảm thiểu sai khác sinh ra từ việc hồi phục ứng suất. Thời gian này cũng được lựa chọn sao cho tạo thuận lợi cho việc chuẩn bị mẫu thử.

11.8  Duy trì độ sâu của chất lỏng thử không nhỏ hơn 25 mm cho đến khi xảy ra hiện tượng rò rỉ hoặc phép thử kết thúc. Đối với khoảng thời gian tiếp xúc của mẫu thử, kiểm tra định kỳ bằng cách sử dụng các phương pháp phân tích phù hợp, nếu cần, điều chỉnh dung dịch thử để duy trì trong khoảng ± 5 % nồng độ quy định.

...

...

...

11.9  Trừ khi có quy định khác, kiểm tra mẫu thử bằng mắt, không dùng kính phóng đại các dấu hiệu của hiện tượng phá hủy rò rỉ tại các khoảng thời gian nêu trong Bảng 2, với độ lệch cho phép được cho trong cột ngoài cùng bên phải.

CHÚ THÍCH Khi dung dịch thử được thay bằng dung dịch mới, có thể phải tiến hành việc kiểm tra diện tích thấm ướt.

Để cải thiện dấu hiệu nhìn thấy của phá hủy rò rỉ, nếu cần, phủ lên bề mặt ngoài mẫu thử một lớp vôi bột. Việc sử dụng thiết bị tính giờ điện tử được cho là có hiệu quả trong việc kiểm soát thời gian phá hủy của các phép thử ngắn hạn.

11.10  Ghi lại thời gian phá hủy đối với từng mẫu thử. Mẫu thử không bị phá hủy sau nhiều hơn 10 000 h có thể được tính là phá hủy để thiết lập đường hồi quy. Các mẫu thử không bị phá hủy có thể được giữ lại để thử và đường hồi quy được tính lại khi thu được các phá hủy.

11.11  Trong trường hợp các phá hủy không xảy ra tại bất kỳ thời gian nào, thực hiện theo quy trình lựa chọn khác (thường gọi là mức quy định) như được nêu trong tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này hoặc ISO 10467.

12  Tính toán giá trị ngoại suy

Sử dụng dữ liệu thu được theo Điều 10 hoặc Điều 11, xác định theo ISO 10928, phương pháp A, giá trị độ lệch dạng hoặc giá trị độ biến dạng ngoại suy tại thời gian tương ứng quy định trong tiêu chuẩn viện dẫn đến tiêu chuẩn này.

13  Báo cáo thử nghiệm

Báo cáo thử nghiệm ít nhất phải bao gồm các thông tin sau.

...

...

...

b) Nhận biết đầy đủ về ống hoặc phụ tùng được thử;

c) Số lượng mẫu thử;

d) Kích thước của mẫu thử;

e) Vị trí trên ống hoặc phụ tùng mà tại đó mẫu thử được lấy;

f) Đường kính trung bình d_m của mẫu thử trước khi lệch dạng:

g) Độ dày thành trung bình e_m tại đáy của mẫu thử;

h) Quy trình thử sau đó (lệch dạng hoặc biến dạng) và phần trăm lệch dạng hoặc độ biến dạng đối với từng mẫu thử và thước đo độ biến dạng, nếu có sử dụng;

i) Nhiệt độ thử và nhiệt độ trong quá trình điều hòa sơ bộ, nếu áp dụng;

j) Mô tả đầy đủ về chất lỏng thử và nồng độ;

...

...

...

l) Kiểu phá hủy (xem 3.2 và 10.9 hoặc 11.9) và thời gian phá hủy của từng mẫu thử;

m) Giá trị lệch dạng và độ biến dạng ngoại suy và thời gian ngoại suy tương ứng (xem Điều 12);

n) Yếu tố bất kỳ có thể ảnh hưởng đến kết quả thử, như là hiện tượng hoặc thao tác không được quy định trong tiêu chuẩn này, ví dụ biến dạng rạn nứt hoặc tách liên kết;

o) Khoảng thời gian các phép thử được thực hiện.