高速公路通信硅芯管工程检测技术研究

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摘要作为高速公路建立一部分的通信管道建立,因其可以给高速公路供给完善的专用通信网而越来越受到(be given)重视。现在国内外通信管道管材普遍采用HDPE硅芯管(Silicon co...

作为高速公路建立一部分的通信管道建立,因其可以给高速公路供给完善的专用通信网而越来越受到(be given)重视。现在国内外通信管道管材普遍采用HDPE硅芯管(Silicon core tube),HDPE硅芯管(Silicon core tube)材需求量急剧增加,经过检测保证(ensure)HDPE硅芯管(Silicon core tube)质量(quality)则变得尤为重要。

  1.原材料(Material Science)及半成品的质量(quality)检测

  HDPE硅芯管(Silicon core tube),它是由三台挤出机同时将高密度(density)聚乙烯(HPDE)和磨擦系数很低的硅胶母料同步复合共挤而成的一种内壁带有固体润滑层、表面带黑色辨认条纹的聚烯烃管材[1]。HDPE硅芯管(Silicon core tube)的各项指标要契合《公路地下通信管道高密度(density)聚乙烯硅芯塑料管》(JT/T496-2004)(以下简称《硅芯管(Silicon core tube)规范》)的要求。

  1.1原材料(Material Science)、工艺(Technology)外观和合格(qualified)证明的检查

  现在国内生产(production)HDPE硅芯管(Silicon core tube)的原材料(Material Science)树脂(resin)主要有上海金菲生产(production)的TR144和普遍采用的6100M等少数几种树脂(resin),也有从韩国、科威特等国家进口的原材料(Material Science)。《HDPE硅芯管(Silicon core tube)规范》要求生产(production)主料契合国家规范的高密度(density)聚乙烯挤塑树脂(resin),单色黑色管可以(Sure)使用(Use)≤10%的回收料。

  合格(qualified)的HDPE硅芯管(Silicon core tube)外观颜色应均匀一致;内外壁实体应平整、均匀、光滑,无孔洞及杂质等缺陷;截面无气泡、裂缝;内壁紧密熔结,无脱开现象(phenomenon)。

  供给商供给材料(Material Science)的同时必须供给相配套的制造标签、合格(qualified)证标签和产品(product)使用(Use)说明书。

  1.2现场(scene)取样检测

  用于工程现场(scene)的HDPE硅芯管(Silicon core tube)及相干半成品,依照《硅芯管(Silicon core tube)规范》要求取样,经具有一定资质的实验检测单位查验合格(qualified)后方可使用(Use)。

  1.3规格尺寸

  高速公路上使用(Use)的HDPE硅芯管(Silicon core tube)常采用φ40/33,规格尺寸检测包括内径、壁厚、椭圆度三个指标。

  HDPE硅芯管(Silicon core tube)内径检测测量三个内径值,每次旋转60°,《硅芯管(Silicon core tube)规范》中要求最小内径为33mm。

  《硅芯管(Silicon core tube)规范》中要求壁厚3.5mm,壁厚允许偏差+0.35mm,壁厚只允许正偏差,是考虑HDPE硅芯管(Silicon core tube)在气吹法施工(construction)的过程当中,作为一种承受内压力管道来考虑,以此保证(ensure)管体有充足的强度(Strength)。

  椭圆度检测,在HDPE硅芯管(Silicon core tube)同一圆周上测量该断面最大和最小外径,相隔50mm测量另一组断面最大和最小外径,取五次测量结果的算术平均值为最大和最小平均外径的测量结果,依照《硅芯管(Silicon core tube)规范》中公式计算椭圆度。从工地现场(scene)取样的φ40/33HDPE硅芯管(Silicon core tube)椭圆度≤3.5%(绕盘后)为合格(qualified)。

  2.HDPE硅芯管(Silicon core tube)的物理化学性能检测

  除了上述一般(commonly)技术(technology)要求,《硅芯管(Silicon core tube)规范》中要求检测的物理化学性能项目共21项,经常使用指标的详细检测过程、要求和留意事项如下所述。

  2.1外壁硬度

  该指标主要是保证(ensure)HDPE硅芯管(Silicon core tube)在布设过程当中满足(satisfy)石块、砂石等刮碰的要求。采用D型邵氏硬度计进行外壁硬度检测,可以(Sure)把试样套在长150mm直径33mm的金属棒长进行检测,可以保证(ensure)管体平稳,关于φ40/33HDPE硅芯管(Silicon core tube)要求外壁硬度≥59(邵氏D型)。

  2.2内壁磨擦系数

  内壁磨擦系数是评价HDPE硅 芯管硅芯层质量(quality)优劣的关头指标。在吹缆施工(construction)过程当中,分为静态和动态磨擦系数,其中静态磨擦系数反映的是光缆引入吹缆机套上保护帽装在管道后,开动吹缆机使 光缆刚开始滑动那刻所需的气压和流量,决定(Decision)空气压缩机的最大功率;动态磨擦系数反映光电缆克服静态磨擦后吹缆的效率和能耗。

  2.3拉伸强度(Strength)和断裂伸长率

  这两项指标是对成型(Forming)产品(product)进行的规定,从HDPE硅芯管(Silicon core tube)上直接冲裁五个试样,试样包含永久性固体硅质内润滑层。本试的验关头点,首先裁刀的规格尺寸要满足(satisfy)冲裁试样的要求,冲裁出的试样在拐角处不得呈现损伤。

  2.4最大牵引负荷

  针对高速公路上使用(Use)的φ40/33型号,要求最大牵引负荷≥8000N,该指标是对HDPE硅芯管(Silicon core tube)成品在现场(scene)机械牵引施工(construction)时性能的检测,保证(ensure)管道正常铺设。本实验的关头点是专用夹具的订做,可以(Sure)选择外径等于管道内径的圆钢,插入管道端的直径加工成渐变段,实验时将圆钢与管道密实接触段进行夹持。

  2.5冷弯曲半径

  本指标主要用于测定低温下HDPE硅芯管(Silicon core tube)的抗弯曲性能,保证(ensure)低温天气下,管道正常铺设施(facilities)工。本实验用试样长度1.5m较长,须采用大型冰柜,杜绝试样温度调节时因空间缺乏而弯曲。弯曲实验仪器可以(Sure)自己订制,为便宜实验操作(manipulate),圆弧双侧可以(Sure)加以固定装置。

  2.6环刚度、扁平实验和恢复率

环刚度、扁平实验和恢复率3个指标检测,借鉴原邮电部规范技术(technology)规范。其中,环刚度实验速率5±1mm/分钟,当试样在垂直方向的外径变形量为原内径的5%时,记载此时压力值(负荷值),高速公路用HDPE硅芯管(Silicon core tube)要求环刚度≥50kN/m2。扁平实验和恢复率实验可以(Sure)同时进行,实验速度为10±5mm/分钟,当试样在垂直方向外径变形量为本来外径的50%时立刻卸荷,记载变形量和负荷值。依据实验外观断定扁平实验指标的合格(qualified)与否,试样不破裂、不分层则为为合格(qualified);试样在规范状态下放置10分钟后,同一位置测量恢复后的外径量,计算恢复率。高速公路用HDPE硅芯管(Silicon core tube)要求恢复率达到85%以上。

  实验关头点是内径和外径值的测定,要求严厉依照规范中办法进行,实验过程当中的变形量控制宜采用引伸记等,满足(satisfy)检测要求的精度。

  2.7耐落锤冲击性能

  本指标反映的是管道在外界温差变化较大的状况下的强度(Strength)要求,分为常温和低温冲击实验,常温23℃±2℃下落锤冲击,低温为-20℃±2℃。本实验关头点是控制落锤质量(quality)、尺寸,以及落锤下落高度。由于此实验相对比较简单,实验仪器可以(Sure)自行定制。

  2.8耐水压密封(Seal up)实验和抗裂强度(Strength)

  耐水压密封(Seal up)实验主要检测压力50kPa时间24h的条件(condition)下,连接(Connect)头和管塞处渗漏状况;抗裂强度(Strength)则是检测压力2MPa时间15分钟的条件(condition)下,连接(Connect)头破裂和渗漏状况。一般(commonly)状况下,满足(satisfy)抗裂强度(Strength)要求的管材,同时也满足(satisfy)耐水压密封(Seal up)实验。本实验中关头点是订制注水时专用卡具。

  2.9与管连接(Connect)头连接(Connect)力

  实验采用6段200mm长HDPE硅芯管(Silicon core tube),每2段HDPE硅芯管(Silicon core tube)用专用连接(Connect)头连接(Connect)好,选用最大牵引力实验中的夹具,拉伸速度为100mm/分钟,直至管连接(Connect)头被拉破裂或HDPE硅芯管(Silicon core tube)被拉出时,读取实验的最大拉伸负荷为实验结果,高速公路用HDPE硅芯管(Silicon core tube)要求连接(Connect)头连接(Connect)力≥6700N。

  2.10纵向回缩率

  本实验采用烘箱实验法,实验时烘箱温度为110℃±2℃。本实验关头点是,实验放入烘箱中时不得涉及箱底和箱壁,可以(Sure)采用悬挂方式,假如采用平放则需要放置于垫有滑石粉的平板上,高速公路用HDPE硅芯管(Silicon core tube)的纵向回缩率≤3.0%为合格(qualified)。

  2.11耐环境应力开裂

  仲裁试样需要采用模塑试片制备,非仲裁试样则可从HDPE硅芯管(Silicon core tube)上沿轴线直接截取,本实验合格(qualified)规范为在50℃的恒温浴中48h,失效数≤20%(2个)。实验关头点是试样的制备,裁切下的试样尺寸精度要契合规范要求;刻痕刀架中的刀刃高度满足(satisfy)3mm高的要求;试样弯曲建议增加助力装置或者(perhaps)分批进行试样弯曲。

  2.12耐碳氢化合物性能

  取3段长为300mmHDPE硅芯管(Silicon core tube)试样,用庚烷浸泡720h后取出,在室温下恢复30分钟,对HDPE硅芯管(Silicon core tube)施加528N的外力并保持1分钟,卸荷后试样不破坏,产生(come into being)的永久变形不超越5%为合格(qualified)。其中永久变形量的测定,可以(Sure)参照恢复率实验进行。

  3.结论

  本文对《硅芯管(Silicon core tube)规范》要求的检测指标一一进行了解释说明,并针对每种实验结合笔者实际操作(manipulate)经验,提出实验关头点和留意事项,希望对从事HDPE硅芯管(Silicon core tube)检测、公路建立者们供给一些帮助。

本文主要参考《中国博览》2013年第一期李云霞的相干理论研究和交通部颁布的《公路地下通信管道高密度(density)聚乙烯硅芯塑料管》规范。有任何问题欢迎免费致电本公司咨询(Consultation)。

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