低温试验箱测试水工业管材实验

一、实验目的

二、实验设备

1. 低温试验箱：可精确控制温度范围在 - 60℃至 0℃，温度波动度不超过 ±1℃，能够满足水工业管材低温测试要求。

2. 压力试验机：具备足够的压力量程，精度达到 ±0.5%，用于对管材施加内部压力测试其耐低温压力性能。

3. 高精度测量工具：如千分尺、卡尺等，用于测量管材在实验前后的尺寸变化，精度为 ±0.01mm。

4. 冲击试验机：能够对管材进行低温下的冲击测试，冲击能量可调节，以评估管材的低温脆性。

三、实验材料

四、实验步骤

（一）低温脆性测试

1. 将每种管材的一组样本放置在低温试验箱中，以 5℃/min 的降温速率将温度降至 - 30℃，并在该温度下保温 2 小时，使管材充分冷却均匀。

2. 将保温后的管材样本迅速取出，放置在冲击试验机的固定装置上，按照标准规定的方法和能量对管材进行冲击试验，观察管材是否出现破裂、断裂等脆性破坏现象，并记录结果。

（二）耐低温压力测试

1. 把每种管材的另一组样本两端密封，一端连接压力试验机的压力输出端，将密封好的管材样本放入低温试验箱中。

2. 设定低温试验箱温度为 - 20℃，当温度稳定后，在管材内部以 0.5MPa/min 的速率缓慢施加压力，直至达到管材标称压力的 1.5 倍或者管材发生破裂，记录管材破裂时的压力值以及在压力作用下的变形情况。

（三）低温尺寸稳定性测试

1. 使用高精度测量工具测量每种管材样本在常温（20℃）下的外径、内径、壁厚等尺寸，并记录数据。

2. 将管材样本放入低温试验箱，以 3℃/min 的降温速率降至 - 40℃，在该温度下保持 4 小时。

3. 取出管材样本，在 10 分钟内迅速使用测量工具再次测量其外径、内径、壁厚等尺寸，计算尺寸变化率，公式为：尺寸变化率 =(低温后尺寸 - 常温尺寸)/ 常温尺寸 ×100%。

（四）实验数据记录与分析

1. 详细记录每个实验步骤中的数据，包括温度变化曲线、冲击试验结果、压力测试数据、尺寸测量数据等。

2. 对实验数据进行分析，绘制图表，如不同管材在低温下的压力 - 变形曲线、尺寸变化率与温度关系曲线等。

3. 根据分析结果评估不同管材在低温环境下的性能优劣，总结其适用范围和局限性，撰写实验报告。

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