玻璃纤维增强热固性树脂管及管件长期静水压试验
1 范围
本标准规定了玻璃纤维增强热固性树脂管及管件长期静水压试验的术语和定义、试验原理、试样、试验条件和试验设备、试验步骤、静水压设计基准或压力设计基准的确定和再认定、试验报告等。
本标准适用于薄壁玻璃纤维增强热固性树脂管及管件。
注：薄壁管是指外径与壁厚之比大于等于10:1，该条件限制了管的内压，根据环向应力方程式，管道的设计内压大
致上是静水压设计基准的20%，且与直径无关。
2 规范性引用文件
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GB/T 5351 纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法 3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。 3.1
自由端密封 free-end closure
一种固定在试样端头，使试样在内压作用下除产生环向应力外，还能产生轴向应力的密封装置或结构。 3.2
约束端密封 restrained-end closure
一种固定在试样端部的密封装置或结构，它依靠一根穿过试样内部的棒或外部结构，承受由内压引起的轴向推力，从而把应力限制在试样的环向。 3.3
失效 failure
试验液体以任何形式通过试验管体流出，如管壁断裂、局部泄漏、离密封端部大于一倍以上管直径的距离外有液体渗出。
注：对本标准，尚未失效的试样，根据6.6和9.2具体条件，亦可作为失效。 3.4
环向应力 hoop stress
管状制品管壁内由内压而引起的圆周方向的拉伸应力。采用直空心圆筒试样测定环向应力，按公式（1）计算：
S?P?D?tr??2tr? ……………………………………………（1）
式中：
S－－环向应力，单位是兆帕（MPa）；
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P－－内压，单位是兆帕（MPa）；
D－－增强层的平均外径，单位是毫米（mm）； tr－－最小增强层厚度，单位是毫米（mm）
注：复杂形状制品的环向应力根据压力进行评定。
3.5
静水压设计基准 hydrostatic design basis (HDB)
对一组规格相同的玻璃纤维增强热固性树脂管或管件试样分别施加不同的静水内压，测出每个试样的失效时间，再由回归曲线外推至50年(4.38×10h)后管壁的环向应力值。 3.6
静水压设计压力 hydrostatic design pressure (HDP)
压力设计基准(PDB)乘以应用设计系数得出的静水压力值，在该压力下玻璃纤维增强热固性树脂管或管件能可靠地运行而不发生失效。 3.7
静水压设计应力 hydrostatic design stress (HDS)
静水压设计基准(HDB)乘以应用设计系数得出的环向应力值，该应力由持续施加的内静水压力引起，在该应力下玻璃纤维增强热固性树脂管或管件能可靠地运行而不发生失效。 3.8
长期静水压强度 long-term hydrostatic strength (LTHS)
玻璃纤维增强热固性树脂管或管件在静水内压作用下，经过指定时间后管壁的环向拉伸强度值。
注：确定长期静水压强度（LTHS）或长期静水压压力（LTHP）的时间由产品标准确定，指定时间一般为100 000h或
438 000h。
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3.9
长期静水压压力 long-term hydrostatic pressure (LTHP)
玻璃纤维增强热固性树脂管或管件在静水内压作用下，经过指定时间后管壁所能承受的最大内压值。 3.10
压力设计基准 pressure design basis (PDB)
对一组规格相同的玻璃纤维增强热固性树脂管或管件试样分别施加不同的静水内压，测出每个试样
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的失效时间，再由回归曲线外推至50年(4.38×10h)后管壁所能承受的静水压力值。 3.11
应用设计系数 service design factor
一个考虑到玻璃钢管安装有关的各个参数和安全程度的系数，其值小于等于1.00。HDB乘以该系数可得到静水压设计应力HDS，或者PDB乘以该系数可得到静水压设计压力 HDP。 3.12
平均外径 average outside diameter
根据GB/T 5351测得的外径值，减去管壁外表面非增强层厚度得到的结果。 3.13
最小增强层壁厚 minimum reinforced wall thickness
根据GB/T5351测得的管壁厚度值，减去内衬层厚度和外表面非增强层厚度得到的结果 4 试验原理
对若干规格相同的玻璃纤维增强热固性树脂管或管件试样（至少18个）分别施加不同的恒定静水内压，测出每个试样的失效时间，通过线性回归分析方法，得到环向应力或压力的对数与失效时间对数
的线性回归曲线，从而计算管或管件的长期静水压强度LTHS、长期静水压压力LTHP、静水压设计基准HDB、压力设计基准PDB等。 5 试样、试验条件和试验设备 5.1 试样
试样为玻璃纤维增强热固性树脂管或管件，或玻璃纤维增强热固性树脂管和管件的组合件，玻璃纤维增强热固性树脂管的尺寸应符合GB/T 5351的规定。 5.2 试验介质
试验介质为水。如经有关各方协商一致，也可采用其他液体介质。 5.3 试验环境
试验介质的温度在所选试验温度的±3℃以内。 5.4 试验设备
具有对试样均匀、连续施加静水内压，能保证试样内的压力值保持在预先确定的静水内压值的±1%以内。 6 试验步骤
6.1 对试样编号，按GB／T5351测量每个试样的平均外径和最小增强层壁厚。
6.2 将密封装置装卡在试样两端，装卡时应注意不损伤试样，试样端部密封方式宜采用约束端密封方式。
6.3 将装好试样的密封装置与试验设备相连，使试样充满水（或其他液体介质），排除空气。
6.4 连续、均匀加压至所选定的应力值或压力值。试验应力值或压力值的选择应确保获得表1规定的失效点分布。
表1 失效点分布要求 失效时间 h 10～1000 1000～6000 6000～10000 10000以上 —— 失效点数 至少4个 至少3个 至少3个 至少1个 总计：至少18个 6.5 记录每个试样的失效时间，失效时间测至±2%以内或40h，取其中较小者。
6.6 按附录A.1规定的方法，根据应力或压力（以MPa为单位）的对数和失效时间(以小时为单位)的对数，分析试验结果。同时考虑以下情况：
a) 如渗漏发生在距密封端一个直径之内，进行如下处理：
——如果处于95%置信下限以上，当作失效点处理；
——经重装并恢复试验后，使渗漏发生在距试验接头大于一个直径的区域内，记作失效点； ——报废，不记为失效点。
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b) 超过10000h仍未失效的试样，在确定回归线时，可作失效点对待。使用这类数据点可能导致
较低或较高的LTHS或LTHP。无论哪种情况，都应满足6.6.1关于较低置信度的要求。 c) 在同一应力水平（±1.38MPa内）或同一压力水平（±0.138MPa内），若干点的平均失效时间
小于0.3h时，这些失效点不予采用。 7 试验条件静水压设计基准(HDB)
7.1 按附录A计算LTHS，指定时间为100 000h或438 000h。
7.2 按公式（A.4）计算相关平方和Sxy，如Sxy大于0，则数据是不可用的。
7.3 按公式（A.7）计算相关系数r，如果r小于表A.1给出的最小值，则数据是不可用的。 7.4 如果需要，可按照表2确定静水压设计基准（HDB）等级。
表2 静水压设计基准等级
单位为兆帕 静水压设计基准等级 17.2 21.7 27.6 34.5 43.4 55.2 68.9 LTHS计算值范围 16.5～20.7 20.8～26.3 26.4～33.0 33.1～40.9 41.0～52.9 53.0～65.9 66.0～82.9 静水压设计基准等级 86.2 110.0 138.0 172.0 217.0 276.0 —— LTHS计算值范围 83.0～105.9 106.0～130.9 131.0～169.9 170.0～209.9 210.0～259.9 260.0～320.0 —— 8 压力设计基准(PDB)
8.1 将上述7.1、7.2和7.3中的应力替换为压力进行计算。 8.2 如需要，可按照表3确定压力设计基准（PDB）等级。
表3 压力设计基准等级
单位为兆帕 压力设计基准等级 0.63 0.80 1.00 1.25 1.60 2.00 2.50 LTHP计算值范围 0.605～0.760 0.765～0.990 0.995～1.18 1.19～1.51 1.52～1.98 1.99～2.38 2.39～3.02 压力设计基准等级 3.15 4.00 5.00 6.30 8.00 10.0 12.5 LTHP计算值范围 3.03～3.83 3.84～4.79 4.80～6.04 6.05～7.68 7.69～9.58 9.59～11.8 11.9～15.3 9 HDB或PDB的再认定
9.1 如一种管道产品已有HDB或PDB，在材料、制造工艺、结构或内衬厚度有任何变更时，应按照9.2、9.3、9.4、9.5和9.6的规定进行评估。
9.2 至少用两组试样确定失效点。在同一应力水平（±1.38MPa以内）或同一压力水平（±0.138MPa以内）下，每组试样数量不少于3个。获得的失效点按表4规定，包括3000h后仍未失效但超过已有HDB或PDB回归线的试样。
表4 获得的失效点 每组平均失效时间 h 10～200 大于1000 总计 失效点 至少3个 至少3个 至少6个
9.3 仅用再认定获得的数据，按附录A.4规定计算回归线的95%置信限和95%预测限。
注：预测限针对的是单次测量的范围，而置信限针对的是回归线的范围；95%置信限，就意味着回归线的平均值有
2.5%的可能性落在置信上限（UCL）的上方，同时可能有2.5%的可能性落在置信下限（LCL）的下方。95%的预测限，这也意味着单点数据值有2.5%的可能性落在预测上限（UPL）的上方，同时也可能有2.5%的可能性落在预测下限（LPL）的下方。
9.4 如果9.2的试验结果满足以下要求，原材料和制造工艺局部更改是可以接受的：
a） 每个应力或压力水平下的平均失效点如落到或高于已有回归线95%置信下限以上。 b） 每个应力或压力水平下，最早的失效点落到或高于已有回归线95%预测下限以上。 c） 失效点分布在已有回归线附近，落在已有回归线以下的失效点数量不超过三分之二。
9.5 如果9.2的试验结果满足以下要求，可考虑用本条取代9.4，原材料和制造工艺局部更改是可以接受的：
a） 所有数据点落到已有回归线95%置信下限以上。 b） 至少两点的失效时间超过3000h。
9.6 满足9.4或9.5的数据，可以与已有数据一起组成新的数据组，用新的数据组确定新的回归线和HDB或PDB。
9.7 如果数据不能满足9.4或9.5的规定，认为材料和制造工艺发生重大变化，应重新进行试验，在试验期间，可取下述较低者作为临时的HDB或PDB。
a） 按附录A的规定，用9.2获得的数据外推至438000h（50年）的95%置信下限值。 b） 已有回归线在50年时的95%置信下限。 10 静水压设计应力（HDS）或静水压设计压力（HDP）
将HDB或PDB乘以应用设计系数得到静水压设计应力（HDS）或静水压设计压力（HDP）。应用设计系数的选取应考虑以下条件：
a) 考虑制造和试验参数，特别是尺寸、材料、铺层、制造工艺以及评定程序的正常变化； b) 考虑应用或使用，特别是安装、环境、温度、可能的危害、使用寿命以及所选择的可靠度。
注：应用设计系数由设计工程师在充分评估使用条件和考虑具体工程特性后选取。
11 试验报告
试验报告应包含以下内容： a) 注明依据本标准；
b) 试样的全部信息，包含材料类型、来源、制造商名称；
c) 试样尺寸，包括名义尺寸、平均和最小增强层壁厚、平均外径，如果产品有内衬，也包括内衬
材料和内衬厚度； d) 端部密封形式；
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