耐沖擊性能的測試方法（落錘法）
耐沖擊性能的測試方法（落錘法）
本標準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，選擇落錘質量（也可以選擇一定沖擊高度而變換落錘質量），提升機下降，通過電磁鐵吸附錘體，牽引上升，到達預選高度后，釋放落錘沖擊試樣。在落錘**次回彈時，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 試樣經沖擊作用后管壁上出現用肉眼在自然光線下可見的裂紋、龜裂和破碎的現象稱為破壞。
2 試驗設備
2.1 落錘式沖擊試驗機
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 落錘質量精度為±0.1%。
2.1.3 落錘沖頭頂點位于試樣軸線上方，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，指定用落錘A。用半徑為30mm沖頭時，指定用落錘B。用半徑為5mm沖頭時，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。嚴重傷痕的沖頭會影響試驗結果。
2.2.2 落錘質量為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 落管右調高度為2000mm（條件允許情況下，落管長度可為4000mm）。組裝時，應保證縱方向垂直。
2.3.2 安裝后應保證落錘能自由落下。
2.3.3 落管選用無剩磁材料。 注：只要能獲得同樣結果，落錘可不用落管或其它方式導向。采用落管的目的在于消除落錘；回彈時對操作者可能帶來的傷害，另外又能導引落錘中心準確地沖擊試樣頂端。
2.4 試驗夾具，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聯合使用，平行托板常與落錘B或檢驗管件時使用。
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構式，托板兩邊要有足夠的深度，使試樣夾持在V型托內，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。在沖擊點不直接接觸板的管件部分應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，將試樣對準落管底部中央，如固定試樣有困難，可以把一個鐵條或棒放在管材試樣里邊，并用一個小彈簧固定。
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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，分別標上記號，測試時隨機取樣。
3.5 試樣數 梯度法：在同一試驗條件下，每種試樣至少20個。 通過法：每種試樣至少10個。
4 預處理
4.1 試驗前，試樣應在23±2℃和相對濕度為50±5%的條件下預處理至少40h。
4.2 試樣進行高低溫試驗時，可按有關規(guī)定或用戶要求進行預處理。
5 試驗方法
5.1 用6個以上的試樣測定試驗的大約起點高度。確定落錘質量，對于同一規(guī)格和類型的試樣，無需重復這步過程。 注：一般是在1～2m范圍內測定試驗的大約起點高度，初測時高度增量*好取大一些，如150mm等。
5.2 梯度法：又稱上下法，用于測定沖擊強度（能量）。要這個方法中，破壞試樣所需的沖擊能量是通過有系統(tǒng)地進行不同高度的落錘試驗而獲得。
5.2.1 在由5.1確定的近似高度下，按照3.3所述，隨機選取試樣，試驗**個試樣，如果試樣破壞，測試**個試樣時，高度降低一個增量，如果**個試樣沒有破壞，則測試**個試樣時，高度增加一個增量......。用此種方法觀察前一試驗結果，以確定下一個試樣的落錘高度。試驗20個試樣。
5.3 通過法：在一個固定的高度（由5.1確定的近似高度）下，連續(xù)沖擊試樣的方法。
5.3.1 對于管材或對稱管件，沿圓周方向沖擊，連續(xù)沖擊10個試樣。
5.3.2 對于不對稱管件，平放試樣一邊，沖擊另一邊。6個試樣沖擊一邊，另外6個試樣沖擊另一邊。
5.4 所有試樣的沖擊點擊都選在垂直直徑的頂部，每個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品標準中沖擊指標時，推薦試驗用通過法。
6.1.1 管材或對稱管件，試驗10個試樣，有2個以上試樣破壞，則該產品不合格。10個試樣中有9個試樣沒破壞，可判為合格。 6.1.2 對于不對稱試樣（管件），12個試樣中有11個試樣沒破壞，方為合格。
6.2 在進行高度低溫試驗時，試樣應在離開預處理環(huán)境狀態(tài)后15s內測試完畢。
7 計算
7.1 落錘下落的平均高度與標準偏差按式
（1）和式
（2）計算： 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準偏差，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）數中高度的順序排列，如0，1，2，3，......等與h0、h1、h2、h3......等相對應； nix——在ix處破壞或不破壞的試樣數目。 當N表示破壞數時，式（1）圓括弧中取負號計算平均高度；N表示不破壞數時，取正號計算平均高度。
7.2 平均沖擊強度與標準偏差按式（5）、式（6）計算： E=h?W............................(5) Q=s?W........................(6) 式中:E——平均沖擊能量，kgf?m； Q——平均沖擊能量的標準偏差，kgf?m； W——落錘質量，kg。
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8 試驗報告
a. 塑料管材或管件的名稱、規(guī)格、生產廠家、原料牌號、*小壁厚；
b. 對于管件，如何與管材連接，管材的尺寸，連接部位與沖擊點的關系；
c. 落錘質量，kg；
d. 錘頭半徑，mm；
e. 預處理方法；
f. 使用的夾具；
g. 平均沖擊強度與標準偏差，kgf?m；
h. 沖擊面外觀；
i. 管件的沖擊點；
j. 試驗日期。
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