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聚乙烯防腐层抗冲击强度检测

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发布时间：2025-05-31 06:12:15 更新时间：2025-05-30 06:12:16

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

聚乙烯防腐层抗冲击强度检测：保障管道防护的关键指标

聚乙烯（PE）防腐层因其优异的耐化学腐蚀性、良好的机械性能和较长的使用寿命，被广泛应用于石油、天然气、水等输送管道的防护。在管道运输、安装及服役过程中，防腐层不可避免地会受到各种机械冲击（如落石、工具敲击、回填石块的挤压等），其抵抗这种冲击破坏的能力——即抗冲击强度，是评价防腐层质量和保证管道长期安全运行的关键性能指标之一。因此，科学、准确地检测聚乙烯防腐层的抗冲击强度至关重要，这关系到管道工程的防护效果、使用寿命及整体安全性。

检测项目

聚乙烯防腐层抗冲击强度检测的核心项目是评估防腐层在特定冲击能量或冲击力作用下抵抗开裂、剥离等破坏的能力。主要包含两种常用方法：

1. 落锤冲击试验： 模拟重物从一定高度自由落体撞击防腐层表面的情况，通过测量在规定冲击能量下防腐层是否发生破坏（如开裂、剥离），或测定造成规定破坏程度（如出现漏点）所需的临界冲击能量或冲击强度（J/mm 或 kJ/m²）。

2. 弯曲冲击试验： 主要适用于管件或焊缝处的防腐层补口，将带有补口的管段或试件在低温下进行规定角度的冲击弯曲，然后检查防腐层（特别是补口区域）是否出现开裂、剥离等失效现象。

检测仪器

进行聚乙烯防腐层抗冲击强度检测需要使用专门的仪器设备：

1. 落锤冲击试验机： 核心设备。主要包括：

冲击装置： 可调节高度的垂直导管或导轨。
落锤： 具有规定形状（通常为半球形或锥形锤头）和质量的冲击锤体，质量可更换以适应不同冲击能量要求。
砧座/试样夹具： 用于稳固放置带防腐层的试板或管段，通常具有刚性支撑面。
高度标尺/能量指示器： 用于精确测量落锤下落高度，从而计算冲击能量（能量 = 质量 * 重力加速度 * 高度）。
释放装置： 确保落锤自由下落。

2. 弯曲冲击试验装置： 通常包括一个可在低温条件下进行精确角度（如2.5°）冲击弯曲的夹具或设备。

3. 低温试验箱： 对于需要在特定低温（如-30℃或更低）下进行的冲击试验（尤其是弯曲冲击），需要配备能精确控温的低温箱。

4. 电火花检漏仪： 在落锤冲击试验后，用于快速、准确地检测受冲击区域防腐层是否出现贯穿性针孔或漏点（判断破坏的标准之一）。

5. 厚度测量仪： 用于准确测量防腐层的厚度，因为冲击性能与厚度密切相关。

6. 放大镜/视频显微镜： 用于观察冲击点或弯曲区域防腐层表面的细微裂纹或剥离情况。

检测方法

常用的检测方法通常遵循以下步骤（以最常用的落锤冲击试验为例）：

1. 试样制备：

截取带有完整聚乙烯防腐层的钢板（平板试样）或管段（弧形试样）。
测量并记录试样上防腐层的厚度（多点测量取平均值）。
试样应在标准环境（如23℃±2℃, 50%±5%RH）下状态调节一段时间（通常24小时）。

2. 选择冲击条件（关键步骤）：

根据相关产品标准（如SY/T 0413, ISO 21809-1）的规定或客户要求，确定冲击能量等级或目标值。这通常与防腐层的等级（如普通级、加强级）和厚度有关。
选择合适的落锤质量（如1kg, 1.5kg, 2.5kg, 5kg等）和计算所需的下落高度（H = E / (m * g)，其中E为冲击能量，m为锤质量，g为重力加速度）。

3. 设定并校准试验机： 调节落锤高度至计算值，确保落锤能自由垂直下落，锤头中心对准试样的预设冲击点（通常避开焊缝、搭接处）。

4. 进行冲击试验： 释放落锤，使其自由下落冲击试样表面。

5. 结果评定：

定性判定： 检查冲击点及周围区域。主要方法：
- 电火花检漏： 在冲击点区域施加规定的检漏电压（如25kV/mm厚度），检查是否出现电火花（即漏点）。若出现漏点，则判定该点在该冲击能量下破坏。
- 目视/放大镜观察： 仔细检查冲击点是否有可见的裂纹、剥离、碎片等破坏迹象。
定量测定（临界冲击强度）： 采用“升-降”法或其它统计学方法，通过一系列不同能量的冲击试验，找到使防腐层出现规定破坏（通常指出现漏点）概率为50%时的冲击能量值，再除以该点防腐层厚度（通常为平均厚度），得到抗冲击强度（单位为J/mm或kJ/m²）。

6. 低温弯曲冲击（如适用）： 将试样（通常是带补口的管段）放入低温箱中，冷却至规定温度（如-30℃）并保温规定时间（如2小时）。迅速取出，在短时间内（如10秒）将其在专用装置上进行规定角度（如2.5°）的冲击弯曲。然后取出试样恢复至室温，仔细检查补口区域（特别是焊缝顶部和边缘）是否有开裂、剥离或与管体防腐层脱开等现象。

检测标准

聚乙烯防腐层抗冲击强度的检测方法、要求及评定标准主要依据以下国内外权威标准：

1. 中国标准：

SY/T 0413-2022《埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准》： 这是国内石油天然气行业应用最广泛的标准。它明确规定了不同等级（普通级、加强级）聚乙烯防腐层最低的抗冲击强度要求（通常≥5 J/mm或≥8 J/mm），详细描述了落锤冲击试验（包括平板法和管段法）和低温冲击弯曲（针对补口）的试验方法、步骤及合格判定依据（主要是以电火花检漏无漏点作为无破坏的标准）。
GB/T 23257-2017《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》： 国家标准，内容与SY/T 0413基本协调一致。

2. 国际标准：

ISO 21809-1:2011《石油天然气工业管道输送系统用埋地或水下管道外防腐层第1部分：聚烯烃防腐层（3层PE和3层PP）》： 国际通用标准。其规定了抗冲击强度的最低要求（通常≥7 J/mm或≥10 J/mm），测试方法（落锤冲击）与SY/T 0413类似，同样强调以检漏无贯穿性破坏作为合格判据。

3. 美国标准：