环刚度测试的详细介绍

环刚度测试是用于评估管材抵抗外部压力能力的一种试验方法，以下是关于环刚度测试的详细介绍：

测试原理

根据 ISO 13968 标准或 GB/T 9647 标准，环刚度测试是基于管材在受到径向压力时，会产生弹性变形的原理。通过对管材施加均匀的径向压力，测量其在一定压力下的变形量，再根据相关公式计算出管材的环刚度，以评估管材抵抗外部压力的能力。

测试设备

主要使用环刚度试验机，该设备由加载系统、测量系统和数据处理系统组成。加载系统能够对管材施加稳定的径向压力；测量系统可精确测量管材的变形量和所受压力值；数据处理系统则根据测量数据计算环刚度并输出结果。

试样制备

• 从待测试的管材上截取一定长度的试样，一般长度为 300mm±10mm，且试样两端应平整、光滑，无毛刺、裂纹等缺陷。

• 对于大口径管材，可根据标准要求适当减少试样长度，但需保证测试结果的准确性。

测试步骤

1. 将制备好的试样放置在环刚度试验机的两个平行压板之间，使试样的轴线与压板垂直，且试样应位于压板的中心位置。

2. 设置试验机的加载速度，一般为 20mm/min±5mm/min，然后启动试验机，对试样施加径向压力。

3. 当试样的径向变形量达到管材外径的 3% 时，停止加载，记录此时试验机显示的压力值和变形量。

4. 重复上述步骤，对每个试样进行至少 3 次测试，取平均值作为该试样的测试结果。

结果计算

环刚度的计算公式为：$S=(0.0186+0.025\frac{Y}{D})\times \frac{F}{L\times Y}$，其中$S$为环刚度（单位：kN/m²），$Y$为试样的径向变形量（单位：mm），$D$为管材的外径（单位：mm），$F$为试样所受的压力值（单位：N），$L$为试样的长度（单位：mm）。

应用领域

环刚度测试广泛应用于塑料管材行业，如埋地排水用聚氯乙烯（PVC-U）管材、聚乙烯（PE）管材、聚丙烯（PP）管材等，用于评估这些管材在地下埋设时抵抗土壤压力和地面荷载的能力，确保管材在使用过程中不发生变形、破裂等问题。