耐沖擊性能的測試方法（落錘法）

本標(biāo)準(zhǔn)適于用落錘沖擊法測定熱塑性塑料管材和管件的耐沖擊性能。

 1 原理和定義

 1.1 原理 在規(guī)定的沖擊條件下，選擇落錘質(zhì)量（也可以選擇一定沖擊高度而變換落錘質(zhì)量），提升機(jī)下降，通過電磁鐵吸附錘體，牽引上升，到達(dá)預(yù)選高度后，釋放落錘沖擊試樣。在落錘**次回彈時(shí)，捕捉裝置將落錘捉住，測出熱塑性塑料管材和管件沖擊破壞所需的能量。

 1.2 試樣經(jīng)沖擊作用后管壁上出現(xiàn)用肉眼在自然光線下可見的裂紋、龜裂和破碎的現(xiàn)象稱為破壞。

 2 試驗(yàn)設(shè)備

 2.1 落錘式?jīng)_擊試驗(yàn)機(jī)

 2.1.1 錘體自由下落沖擊管材和管件試樣，錘體下落能量損失小于5%。 

 2.1.2 落錘質(zhì)量精度為±0.1%。 

 2.1.3 落錘沖頭頂點(diǎn)位于試樣軸線上方，與軸線偏差小于2mm。 

 2.1.4 沖擊高度（錘頭頂點(diǎn)到試樣上方）：誤差不大于1%。 

 2.1.5 采用的高度增量為25、50、150mm。 

耐沖擊性能的測試方法（落錘法）

 2.2 落錘 

 2.2.1 沖頭：落錘（沖頭+錘體）上的沖頭形狀如下圖所示。用半徑為10mm的沖頭時(shí)，指定用落錘A。用半徑為30mm沖頭時(shí)，指定用落錘B。用半徑為5mm沖頭時(shí)，指定用落錘C。 注：落錘推薦用耐刮痕鋼制造，以減輕沖頭的損傷。嚴(yán)重傷痕的沖頭會影響試驗(yàn)結(jié)果。 

 2.2.2 落錘質(zhì)量為2、3、4、5、6、7、8、10、15kg。 

耐沖擊性能的測試方法（落錘法）

2.3 落管 

 2.3.1 落管右調(diào)高度為2000mm（條件允許情況下，落管長度可為4000mm）。組裝時(shí)，應(yīng)保證縱方向垂直。 

 2.3.2 安裝后應(yīng)保證落錘能自由落下。

 2.3.3 落管選用無剩磁材料。 注：只要能獲得同樣結(jié)果，落錘可不用落管或其它方式導(dǎo)向。采用落管的目的在于消除落錘；回彈時(shí)對操作者可能帶來的傷害，另外又能導(dǎo)引落錘中心準(zhǔn)確地沖擊試樣頂端。 

2.4 試驗(yàn)夾具，采用V型托板和平行托板兩種夾具。V型托板一般與落錘A和落錘C聯(lián)合使用，平行托板常與落錘B或檢驗(yàn)管件時(shí)使用。 

 2.4.1 V型托板。托板至少與試樣一樣長并有120℃夾角。它可以是組合式或整體結(jié)構(gòu)式，托板兩邊要有足夠的深度，使試樣夾持在V型托內(nèi)，而不要只夾在V型托兩邊的頂端。

 2.4.2 平型托板。托板是由200mm×300mm×25mm的板組成，板內(nèi)V型槽正好是管材度樣放置位置。槽深3mm，夾角120°，V型槽邊緣為半徑1.5mm的圓形。在沖擊點(diǎn)不直接接觸板的管件部分應(yīng)由墊片或小鋼板支撐。托板安裝在固定于混凝土板上的底座上，將試樣對準(zhǔn)落管底部中央，如固定試樣有困難，可以把一個(gè)鐵條或棒放在管材試樣里邊，并用一個(gè)小彈簧固定。

耐沖擊性能的測試方法（落錘法）

 3 試樣

 3.1 試樣長度等于試樣公稱外徑，但長度不小于150mm。

 3.2 試樣上不得有裂紋，端口毛邊應(yīng)除去。

 3.3 管件可用未組裝的可用與一段長為150mm管材連接。

 3.4 每種試樣，分別標(biāo)上記號，測試時(shí)隨機(jī)取樣。

 3.5 試樣數(shù) 梯度法：在同一試驗(yàn)條件下，每種試樣至少20個(gè)。 通過法：每種試樣至少10個(gè)。

 4 預(yù)處理

 4.1 試驗(yàn)前，試樣應(yīng)在23±2℃和相對濕度為50±5%的條件下預(yù)處理至少40h。

 4.2 試樣進(jìn)行高低溫試驗(yàn)時(shí)，可按有關(guān)規(guī)定或用戶要求進(jìn)行預(yù)處理。

 5 試驗(yàn)方法

 5.1 用6個(gè)以上的試樣測定試驗(yàn)的大約起點(diǎn)高度。確定落錘質(zhì)量，對于同一規(guī)格和類型的試樣，無需重復(fù)這步過程。 注：一般是在1～2m范圍內(nèi)測定試驗(yàn)的大約起點(diǎn)高度，初測時(shí)高度增量*好取大一些，如150mm等。

 5.2 梯度法：又稱上下法，用于測定沖擊強(qiáng)度（能量）。要這個(gè)方法中，破壞試樣所需的沖擊能量是通過有系統(tǒng)地進(jìn)行不同高度的落錘試驗(yàn)而獲得。

 5.2.1 在由5.1確定的近似高度下，按照3.3所述，隨機(jī)選取試樣，試驗(yàn)**個(gè)試樣，如果試樣破壞，測試**個(gè)試樣時(shí)，高度降低一個(gè)增量，如果**個(gè)試樣沒有破壞，則測試**個(gè)試樣時(shí)，高度增加一個(gè)增量......。用此種方法觀察前一試驗(yàn)結(jié)果，以確定下一個(gè)試樣的落錘高度。試驗(yàn)20個(gè)試樣。

 5.3 通過法：在一個(gè)固定的高度（由5.1確定的近似高度）下，連續(xù)沖擊試樣的方法。

 5.3.1 對于管材或?qū)ΨQ管件，沿圓周方向沖擊，連續(xù)沖擊10個(gè)試樣。

 5.3.2 對于不對稱管件，平放試樣一邊，沖擊另一邊。6個(gè)試樣沖擊一邊，另外6個(gè)試樣沖擊另一邊。 

5.4 所有試樣的沖擊點(diǎn)擊都選在垂直直徑的頂部，每個(gè)試樣只允許沖擊一次。

 6 判斷

 6.1 在確定管材或管件試樣是否滿足其產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中沖擊指標(biāo)時(shí)，推薦試驗(yàn)用通過法。

 6.1.1 管材或?qū)ΨQ管件，試驗(yàn)10個(gè)試樣，有2個(gè)以上試樣破壞，則該產(chǎn)品不合格。10個(gè)試樣中有9個(gè)試樣沒破壞，可判為合格。  6.1.2 對于不對稱試樣（管件），12個(gè)試樣中有11個(gè)試樣沒破壞，方為合格。

 6.2 在進(jìn)行高度低溫試驗(yàn)時(shí)，試樣應(yīng)在離開預(yù)處理環(huán)境狀態(tài)后15s內(nèi)測試完畢。 

7 計(jì)算 

 7.1 落錘下落的平均高度與標(biāo)準(zhǔn)偏差按式

（1）和式

（2）計(jì)算： h=h0+△d（A/N±0.5)

(3)

(4) 式中：h——落錘下落的平均高度，m；

 S——落錘下落平均高度的標(biāo)準(zhǔn)偏差，m； 

△d——落錘下落高度增量，m； 

N——破壞與不破壞兩者之中少的數(shù)目；

 h0——試樣破壞（或不破壞）的*低高度，m；

 ix——試樣破壞（或不破壞）數(shù)中高度的順序排列，如0，1，2，3，......等與h0、h1、h2、h3......等相對應(yīng)； nix——在ix處破壞或不破壞的試樣數(shù)目。 當(dāng)N表示破壞數(shù)時(shí)，式（1）圓括弧中取負(fù)號計(jì)算平均高度；N表示不破壞數(shù)時(shí)，取正號計(jì)算平均高度。

 7.2 平均沖擊強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)偏差按式（5）、式（6）計(jì)算： E=h?W............................(5) Q=s?W........................(6) 式中:E——平均沖擊能量，kgf?m； Q——平均沖擊能量的標(biāo)準(zhǔn)偏差，kgf?m； W——落錘質(zhì)量，kg。

耐沖擊性能的測試方法（落錘法）

 8 試驗(yàn)報(bào)告 

a. 塑料管材或管件的名稱、規(guī)格、生產(chǎn)廠家、原料牌號、*小壁厚；

b. 對于管件，如何與管材連接，管材的尺寸，連接部位與沖擊點(diǎn)的關(guān)系； 

c. 落錘質(zhì)量，kg； 

d. 錘頭半徑，mm； 

e. 預(yù)處理方法； 

f. 使用的夾具； 

g. 平均沖擊強(qiáng)度與標(biāo)準(zhǔn)偏差，kgf?m； 

h. 沖擊面外觀； 

i. 管件的沖擊點(diǎn)； 

j. 試驗(yàn)日期。

耐沖擊性能的測試方法（落錘法）