關(guān)于管材壁厚和氧化誘導(dǎo)時(shí)間檢測方法的優(yōu)化

劉偉

摘? ? 要：隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市化建設(shè)水平的不斷提高，各種新型建筑工程不斷的拔地而起。而建筑的質(zhì)量問題也是人們?cè)絹碓疥P(guān)心的問題。影響建筑工程質(zhì)量的因素有很多，其中建筑工程給排水塑料管材的質(zhì)量就對(duì)建筑的整體質(zhì)量有著重要的影響。本文針對(duì)建筑工程給排水塑料管材材料檢測試驗(yàn)中的管材壁厚和氧化誘導(dǎo)時(shí)間一些問題進(jìn)行分析，并提出了幾點(diǎn)優(yōu)化措施，從而保證檢測操作步驟的簡易化，以及確保檢測數(shù)據(jù)的隨機(jī)性以及可代表性。

關(guān)鍵詞：塑料管材;壁厚和氧化誘導(dǎo)時(shí)間檢測;優(yōu)化措施;簡易化;隨機(jī)性

1? 前言

塑料管材作為化學(xué)建材的重要組成部分，其優(yōu)點(diǎn)是環(huán)保、節(jié)能、水流損失小等，在如今的建設(shè)工程領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，需求比較大。隨著需求量的增加，各大廠家競爭也日趨激烈，有些生產(chǎn)廠家為了節(jié)約成本，偷工減料，使管材的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)達(dá)不到相應(yīng)的國家或是行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，對(duì)整個(gè)建設(shè)工程的安全性帶來了巨大的安全隱患。管材的壁厚和氧化誘導(dǎo)時(shí)間這兩項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)能否滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)或設(shè)計(jì)要求，其性質(zhì)將直接反應(yīng)出管材的使用壽命和工程的維護(hù)成本。如何科學(xué)地、簡易地、有代表性地和準(zhǔn)確地檢測出這兩項(xiàng)指標(biāo)，下文將做具體分析。

2? 塑料管材平均壁厚的檢測

2.1? 管材平均壁厚的檢測方法

塑料給排水管材的壁厚應(yīng)符合相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)，不同的塑料管材壁厚有不同的標(biāo)準(zhǔn)，常用的給排水管材的有：建筑排水用硬聚氯乙烯（PV-U）管材、給水用硬聚氯乙烯（PVC_U）管材、聚乙烯纏繞結(jié)構(gòu)壁管材等。這一系列管材壁厚檢測只講到了應(yīng)從外觀檢測合格的樣品中隨機(jī)挑選1根樣品，根據(jù)不同的管材產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行壁厚取點(diǎn)，常見的塑料管材壁厚取點(diǎn)一般有4個(gè)點(diǎn)、6個(gè)點(diǎn)或8個(gè)點(diǎn)，分別測量這4個(gè)點(diǎn)、6個(gè)點(diǎn)或8個(gè)點(diǎn)的壁厚[1]，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的要求在每個(gè)選定的被測截面上沿環(huán)向均勻間隔進(jìn)行壁厚測量，由測量值計(jì)算出平均值或是根據(jù)測量值直接得出管材壁厚的最大值與最小值。

但是由于管材在實(shí)際生產(chǎn)過程中，管材的壁厚做不到也不可能是一個(gè)穩(wěn)定不變的數(shù)值，再加上在一個(gè)圓形截面上均勻取4個(gè)點(diǎn)、6個(gè)點(diǎn)甚至更多，這樣的檢測方案將是無窮無盡的，這就失去了檢測簡易化的意義。而且取點(diǎn)數(shù)受人為因數(shù)影響較大對(duì)科學(xué)性與公正性也受到一定程度的影響。為了使檢測步驟更加簡易上手，檢測數(shù)據(jù)更具有科學(xué)性與公正性，下面對(duì)管材的壁厚檢測做出下列改進(jìn)辦法。

2.2? 管材平均壁厚檢測的優(yōu)化方法

上文已經(jīng)提到了在一個(gè)圓形截面上取點(diǎn)的方法是有很多很多種的，那如何有效地解決在圓環(huán)上取點(diǎn)的問題，那么管材壁厚檢測的問題也將迎刃而解了。既然去圓環(huán)上取點(diǎn)方案有很多，那我們可以直接做簡單處理，就是隨機(jī)取樣，因?yàn)殡S機(jī)取樣每個(gè)點(diǎn)都有同等被抽到的機(jī)會(huì)，被抽取的檢測點(diǎn)完全是偶然性的，可以排除抽取測試點(diǎn)的人的主觀隨意性也排除了人的主觀能動(dòng)性。那如何來實(shí)現(xiàn)這種隨機(jī)抽取被測樣品檢測點(diǎn)的呢，我們可以通過的裝置來實(shí)現(xiàn)，裝置名稱命名為管材壁厚取點(diǎn)定位裝置。裝置的具體操作步驟如下：

注：圖例中是將圓環(huán)平均分成8個(gè)點(diǎn)，實(shí)際檢測點(diǎn)數(shù)可以依據(jù)不同的檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，平均分割的思路一致。

（1）根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，在外觀合格的管材中隨機(jī)選取一根管材，將管材一端清理干凈，清理時(shí)注意不要損傷管材;（2）將壁厚測量定位裝置放置于清理過管材的一端，然后用手指向下或向上撥動(dòng)旋轉(zhuǎn)羅盤，使旋轉(zhuǎn)羅盤快速轉(zhuǎn)動(dòng)，待旋轉(zhuǎn)羅盤轉(zhuǎn)動(dòng)停止時(shí)，再根據(jù)旋轉(zhuǎn)羅盤上的均勻分布格和相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)要求，用記號(hào)筆分別做好需要均分的標(biāo)記數(shù);（3）待根據(jù)要求做好標(biāo)記以后，再移走壁厚取點(diǎn)定位裝置，再用不低于精度0.02mm的游標(biāo)卡尺，分別測量和記錄標(biāo)記處的管材壁厚并求出平均壁厚。

通過管材壁厚取點(diǎn)定位裝置可以有效的實(shí)現(xiàn)檢測點(diǎn)的隨機(jī)選取，從而有效地解決了檢測過程中人為因數(shù)的影響，使得檢測流程以及檢測數(shù)據(jù)更具有代表性與科學(xué)性，也對(duì)于避免檢測異議起到了一定的規(guī)避作用，同樣也使得檢測工作變得簡易易上手。

管材壁厚取點(diǎn)定位裝置的應(yīng)用不僅僅只限于塑料給排水管材，也可以運(yùn)用到金屬管材，比如低壓流體輸送用焊接鋼管和直縫電焊鋼管等這一系列鋼管壁厚的檢測，具體操作步驟同塑料管材，同樣能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求。

3? 塑料管材氧化誘導(dǎo)時(shí)間的檢測

3.1? 塑料管材氧化誘導(dǎo)時(shí)間檢測方法

氧化誘導(dǎo)時(shí)間（等溫OIT）是穩(wěn)定化材料耐氧化分解的一種相對(duì)度量。在常壓、氧氣或空氣氣氛及規(guī)定溫度下，通過量熱法測定材料出現(xiàn)氧化放熱的時(shí)間，以min表示。其原理是在氧氣或空氣氣氛中，在規(guī)定的溫度下恒溫或以恒定的速率升溫時(shí)，測定試樣中的抗氧化穩(wěn)定體系抑制其氧化所需的時(shí)間或溫度。氧化誘導(dǎo)時(shí)間是評(píng)價(jià)被測材料穩(wěn)定水平的一種手段。試驗(yàn)溫度越高氧化誘導(dǎo)時(shí)間越短，升溫速率越快氧化誘導(dǎo)溫度也越高。氧化誘導(dǎo)時(shí)間和氧化誘導(dǎo)溫度還與試樣承受的表面積有關(guān)。氧化的起始點(diǎn)是由試樣放熱的突增來表明的，可通過差式掃描量熱器觀察。

氧化誘導(dǎo)時(shí)間檢測的難點(diǎn)在于樣品的制備，目前該項(xiàng)檢測方法有兩種現(xiàn)行有效的國家標(biāo)準(zhǔn)分別是GB/T 19466.6-2009 《塑料 差示掃描量熱法（DSC） 第6部分：氧化誘導(dǎo)時(shí)間（等溫OIT）和氧化誘導(dǎo)溫度（動(dòng)態(tài)OIT）的測定》和GB/T 17391-1998《聚乙烯管材與管件熱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》，前者標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了根據(jù)不同的試樣有不同的制樣要求，對(duì)于管材與管件來說，主要是通過試樣的制取厚度來確定，后者標(biāo)準(zhǔn)就規(guī)定的沒有如此詳細(xì)，直接通過制備試樣的質(zhì)量來控制。再相比較GB/T 19466.6與GB/T 17391這兩本標(biāo)準(zhǔn)，前者發(fā)布的時(shí)間較晚，而且制樣的步驟較為詳細(xì)，所以以下檢測工程中的一些優(yōu)化方法僅針對(duì)GB/T 19466.6。

根據(jù)GB/T 19466.6-2009標(biāo)準(zhǔn)的要求，被測試樣從管材上切取圓形片材，要求厚度均勻、表面平行、平整、無毛刺、無斑點(diǎn)。試樣的制備方法、試樣的表面積、均勻度對(duì)測試結(jié)果是非常關(guān)鍵的，都會(huì)影響試驗(yàn)精度。不正確的試樣制備會(huì)影響待測物的性能，在滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的前提下又可以讓操作變的簡單易操作呢？從混凝土芯樣的制備、切割到磨平，受到了一點(diǎn)啟發(fā)，于是對(duì)氧化誘導(dǎo)時(shí)間試驗(yàn)樣品制備做了點(diǎn)小小的改進(jìn)，具體如下。

3.2? 氧化誘導(dǎo)時(shí)間試驗(yàn)樣品制備優(yōu)化方法

該樣品制備的思路就是鉆芯取樣。首先芯樣的直徑可以根據(jù)坩堝內(nèi)徑來確定，其芯樣的直徑尺寸要?jiǎng)偤眯∮诜胖翗悠返嫩釄鍍?nèi)徑，根據(jù)芯樣直徑尺寸來加工取芯機(jī)的鉆頭，然后再利用切片機(jī)從鉆取得的芯樣上切取標(biāo)準(zhǔn)要求的樣品。具體操作步驟如下：

（1）在外觀合格的樣品中，隨機(jī)選取一根做為制備樣品的原材;（2）將樣品表面清理干凈，將手持取芯機(jī)裝備所需要的鉆頭，然后再利用取芯機(jī)快速直接穿透管壁來取得一個(gè)管壁的橫斷面的樣品，鉆取過程中應(yīng)用力均勻，避免樣品局部過熱，從而影響試樣的檢測結(jié)果;（3）將鉆取完成的試樣，小心地從鉆芯機(jī)中取出，取出的過程要注意不要損傷芯樣。把制取的芯樣放置在切片機(jī)上，先切除芯樣距兩端100μm厚度，再按照標(biāo)準(zhǔn)要求將切片機(jī)切取厚度設(shè)置為（650±100）μm[2]，切取的樣品第一個(gè)與第二個(gè)可以舍棄，選取第三個(gè)或是以后任意點(diǎn)切取的樣品作為試驗(yàn)樣品;（4）每個(gè)芯樣制備一個(gè)檢測樣品。樣品制備往往起到的是事半功倍的效果，氧化誘導(dǎo)時(shí)間樣品制備看似復(fù)雜，其實(shí)制備工具也是可以簡單易獲得的。首先，只需要購買或是加工一個(gè)，滿足芯樣直徑尺寸的鉆頭。其次切片，切片機(jī)可以選用管材交聯(lián)度試驗(yàn)中所用到的電腦控制切片機(jī)，切片厚度可以通過電腦設(shè)備，來實(shí)現(xiàn)所需要的切取樣品的厚度。

本文通過了兩個(gè)檢測項(xiàng)目的一些改進(jìn)方法，既管材壁厚的檢測可以通過管材壁厚取點(diǎn)定位裝置來實(shí)現(xiàn)，氧化誘導(dǎo)時(shí)間樣品的制備可以運(yùn)用鉆芯機(jī)與切片機(jī)來得到。從而在簡化檢測流程的同時(shí)，檢測數(shù)據(jù)也同樣有代表性、科學(xué)性與準(zhǔn)確性。

參考文獻(xiàn)：

[1]? GB/T 8806—2008.塑料管道系統(tǒng) 塑料部件尺寸的測定[S].

[2]? GB/T 19466.6—2009.塑料 差示掃描量熱法（DSC） 第6部分：氧化誘導(dǎo)時(shí)間（等溫OIT）和氧化誘導(dǎo)溫度（動(dòng)態(tài)OIT）的測定[S].