PE双壁波纹管环刚度测量的不确定度评估.pdf

质量控制与检测
广东建材2015年第1期
PE双壁波纹管环刚度测量的不确定度评估
刘钟旭陈秀娉王珏
(广东省建筑材料研究院
【摘要】介绍了检测聚乙烯PE)双壁波纹管环刚度的特点和方法,并结合具体实例对其进行不确
定度评定,指出各种因素对测量结果的影响。
关键词聚乙烯(PEP)双壁波纹管:环刚度:不确定度
根据GB/T9647-2003,试样应在23℃土2℃环境下
进行状态调节24h后进行试验,试验环境温度也应为
PR双壁波纹管是以聚乙烯为主要牛产原料,经过
23℃士2℃。将试样放置于压力机的中央位置,使上压板
内、外双挤出和其它成型工艺,形成了光滑内壁,波纹ル刚好接触试样,按规定以(10士2)(mv/min)的速度将试
外壁的系性管材?吧管材具有以下几大优点:①液体若样压缩直到达到至少原内径3%的径向变形量,通过变
滞阻力小:②铺安装简单伏捷,并且密封性好:3时化形所对应的力计算环度,公式如下
学腐蚀,使用寿命长;①综合造价低;⑤具有良好的强度
和韧性。因此,PE管材广泛应用于排水排污、燃气输送、
S=(0.0186+0.25×)X
农田水利、化工和通讯等许多领域。
式中:
根据GB/T19472.1-2004,PE双壁波纹管有许多检
S-一管材的环刚度,kN/m2
测项目,包括环刚度、环柔性、冲击性能、烘箱试验、蠕变
ー一相对应于内径3‰变形时的变形量,m
比例等,其中环刚度是最为常见而且最为重要的检测指
d一管材内径,m;
标。环刚度过小会导致PE管材承受不了太大的外在载F一管材内径3%变形时的力值,kN:
荷而变形基全破裂,环刚度过大公提高PE管材生产成L一管材长度,m。
本造成不必要的浪费。本文对P双壁波纹管进行环刚
由于各个分量之间都是彼此不相关相互独立的,因
度试验,并利用不确定度的原理对环刚度结果进行分此PE双蹩波纹管的不确定度传播律为
析、评定与探讨。
)=u(rep)+い-s
(F )+u,e1(L ) +u, 1(d
2试样及试样方法
1 a(s)=u, 1(s 1/vn
本试验选用PE双壁波纹管(相对应标准为
其中:
GB/T19472.1-2004),型号规格为IN/ID300,环刚度等ua(S)管材环刚度的相对合成标准不确定度;
级为SN8,根据试验方法标准G/T9647~2003的规定,
ua(rep)-测量中因重复性引入的不确定度
在管材上截取(300土10)m长度试样三个,切割点应该
(F)一一测量中因压力值引入的不确定度
在波谷的中间,两端应与轴线垂直切平。在室温(23土
ua①)一一测量中因长度引入的不确定度
2)℃下以(10士2)mm/min)速度对试样进行径向压缩试
ua(d)一一测量中因内径引入的不确定度
验,压缩试验机采用处于受控状态的CMT5504电子万能
s)一以3个管材环刚度平均值表示的不确
试验机(精度为0.5级),测量试样的内径用游标ド尺定度
精确度为0.0lum),测量试样长度用钢卷尺(精确为n管材个数。
n),然后根据所测得变形对应的力值确定PE双壁波
纹管的环刚度
4管材环刚度的不确定度及其评定
3数学模型
4.1测量中由重复性引起的不确定度
管材环刚度主要构成分量包括压力值、长度和内
万方数括
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径,因此这三个分量就成为了由重复性引起的不确定度
F )+u o IF j+ugrel IF
的主要来源。
根据GB/T9647-2003,截取3个试样,并对其径向
V0.29%2+10.05%12+(0.2%
施压,压缩速度为(10±2)(mv/min),试验得出的3次环
0.36%
刚度试样结果见表1。
4.3测量中由管材长度引起的不确定度
表1PE?壁淑筑则度验结
管材长度测量过程中用到的是精确度为1mm的钢
测试内容
试样1试样2试样3卷尺,符合均匀分布,则由管材长度引入的相对标准不
试样长度/m
300299302
试样内径/mm
297.5297.0298.5
确定度为:uL
V3
试样径向变形最为内径的3时的力AN12815112544测量中由管材内径引起的不确定度
试样环刚度/(kN/m2)
8.838.598.72
管材内径测量过程中用到的是精确度为Imm的电
环网度平均值/(kN/m
子游标卡尺,同样符合均匀分布,则由管材内径引入的
环刚度标准偏差/(KN/m2)
0.12
相对标准不确定度为:u(d)0.01/300-0.00%
测量中因重复性引入的不确定度:
0.12
=1.38%
4.5相对合成标准不确定度u(S)评定
重复性、压力值、长度、内径各个分量之间是彼此不
4.2测量中由压力值引起的相对不确定度
相关相互独立的,则可以将以上计算出来的结果代入得
在测量过程中由管材压力值引起的不确定度的主到相对合成标准不确定度
要因素有三个:①试验机显示的数值;②试验机校准:③
数据采集系统。
)=Vu, Irep )+UIF )u (L J+ua(d y
(1)由万能试验机引起的不确定度评定。由于所使用
=V(1.38%)"+(0.36%)+(0.19%)+(0.002%
的CMT5504电子万能试验机的检定证书为0.5级,于是
=1.44%
カ示值误差为士0.5%,则可以认为力示值是处于均匀分
由于在实际检测过程中,最终结果是3个试样的环
布的,根据JF1059-2012计量规范表3得知k=V3,刚度平均值,因此相对合成标准不确定度可表示为
则压缩试验机的B类相对标准确定度u2a(F)为:ua(F)
rc」
0.83%
0.5%/V3=0.29%。
2由万能试验机校准引起的不确定度评定。借助46扩展不确定度U(S)评定
0.1级标准测力仪对试验机(含计算机数据采集系统
扩展不确定度U(S)的计算是由相对合成标准不确
进行校准的,该校准源的不确定度为0.1%,其置信因子定度与包含因子k相乘。置信概率为95%,包含因子
k=2,所以由试验机校准引起的B类相对标准不确定度k=2,所以管材环刚度的相对扩展不确定度为:
uxa(F)的值为:u2a(F)=0.1%/2=0.05%
m(Sj-kメua(S)=2×0.83%=1.-665
(3)由计算机数据采集系统引起的不确定度评定。在
将上述结果进行合成修约后,可得其扩展不确定度
JF103-2003计量规范B3里面明确规定,如果数据采为:
集系统是合格的,那么其引起的B类相对标准不确定度
为ua(F)=0.2%,本文直接引用该数据。
U(S)=V(8.71×1.60%)1+(0.29×0.01
0.14
(4)万能试验机的示值是数显的,所以可以忽略操作
人员读取试验机応力示值中引入的不确定度。鉴于试验
PE双壁波纹管环刚度试验的檢测结果为:S
机显示的数值、试验机校准、数据采集系统这二个分量
8.7kN/m2,不确定度为:U=0.14kV/m3,包含因子k=