產品概述

熱塑性塑料管材是給排水、化工流體輸送、家裝管路、市政工程領域大量使用的構件，PVC?U硬聚氯乙烯管材、PP管材、PE管材、ABS管材等各類塑料管材，在環(huán)境溫度升高、介質輸送溫度變化的工況之下，材料會逐步發(fā)生軟化變形。維卡軟化點溫度VST是評價塑料管材耐熱性能的關鍵指標，反映管材材料在規(guī)定負荷條件下，發(fā)生明顯軟化的臨界溫度，管材維卡軟化點指標，是管材產品出廠檢驗、原料入廠質控、配方改性研發(fā)、管材管件質量判定的重要依據。GB/T1633管材維卡軟化點溫度測定儀RBWK?300B，專門針對熱塑性塑料管材、管件開展維卡軟化點溫度檢測，同時也兼容塑料板材、注塑試樣的熱變形溫度測試，設備完全參照GB/T1633《熱塑性塑料軟化溫度(VST)的測定》，GB 8802《硬聚氯乙烯(PVC?U)管材及管件維卡軟化溫度測定方法》，并且匹配GB/T1634、ISO75、ISO306、ISO2507相關標準試驗條件，廣泛用于管材生產企業(yè)質檢實驗室、第三方材料檢測機構、高分子材料科研院所、高等院校材料實驗室。

管材類試樣和普通注塑標準樣條存在一定差異，管材試樣需要從管材管壁裁切取樣，部分薄壁管材還需要按照標準做試樣疊放處理，試樣取樣位置、試樣厚度、試樣凹面擺放方向，都會直接對維卡軟化點測試結果帶來影響。本套儀器充分考慮管材管件的檢測工況，油浴加熱體系、砝碼加載系統(tǒng)、針型維卡壓頭、三工位試樣架結構，均可以適配管材裁切試樣的試驗要求。儀器采用甲基硅油作為傳熱油浴介質，溫控單元提供兩套國標規(guī)定升溫速率檔位；試樣架具備自動升降機構，單次試驗可以同時安放三個管材試樣，實現(xiàn)三件平行試樣同步測試，有效提升管材批量檢驗的試驗效率。試樣壓入位移依靠光柵千分表采集，形變測量分辨能力可以達到0.01mm，可以精準捕捉針型壓頭刺入管材試樣1mm深度的臨界點。整機機械結構運行穩(wěn)定，操作流程清晰，能夠滿足管材生產企業(yè)日常大批量抽樣檢驗工作。

儀器油浴槽配套可調節(jié)轉速的攪拌電機，管材維卡測試要求油浴內部溫度均勻一致，攪拌機構可以加速硅油內部熱量交換。油浴低溫階段，選用較快攪拌轉速，加速浴槽溫度混勻；油浴溫度升高之后，切換為慢速攪拌，降低硅油劇烈擾動，保障三個試樣工位溫度偏差控制在合理范圍，減少平行管材試樣測試數(shù)據離散。

儀器提供兩套標準試驗負荷，A模式負荷10N，B模式負荷50N，管材維卡測試大多選用50N試驗負荷，匹配GB/T 8802管材管件測試標準的載荷規(guī)定。砝碼依靠重力向針型壓頭傳遞垂直向下的恒定壓力，操作人員可以根據管材產品標準，選配對應質量砝碼，砝碼擺放需要擺正，規(guī)避側向分力干擾測試結果。

設備冷卻分為兩套模式，油浴溫度高于150℃只允許自然冷卻；油浴溫度下降至150℃以下，支持水冷或者自然冷卻兩種方式。完成一組管材高溫試驗之后，開啟水冷模式能夠縮短硅油降溫周期，加快下一批管材試樣試驗周轉，適合管材廠實驗室高頻次檢測場景。

開展管材維卡試驗之前，需要完成前期準備工作，優(yōu)先更換維卡測試對應的針型壓頭，把壓頭牢固固定在負載桿下端。管材裁切得到的試樣，需要按照標準完成狀態(tài)調節(jié)，試樣擺放區(qū)分凹面朝向；千分表安裝之后預留合適壓縮余量，每一次試驗正式啟動之前都需要執(zhí)行千分表調零，調零之后靜置數(shù)分鐘，釋放機械應力，降低零點漂移帶來的測量誤差。整套試驗從管材試樣裁切預處理、裝夾安放、砝碼選配、零點校準、升溫運行、記錄維卡溫度、取樣冷卻，形成完整標準化試驗流程，操作人員熟悉標準與儀器操作，就可以得到具備復現(xiàn)性的管材維卡軟化點試驗數(shù)據。

除管材維卡測試之外，該儀器也可以完成普通塑料樣條熱變形溫度試驗，更換圓角壓頭之后，就可以執(zhí)行熱變形溫度HDT檢測，實現(xiàn)一臺設備兼顧管材維卡測試與材料熱變形測試。

管材維卡軟化點檢測基礎工作原理

按照GB/T1633以及GB/T8802標準，管材維卡軟化點溫度試驗原理：從待測塑料管材管壁裁切獲取標準規(guī)格試樣，將管材試樣平整安放在試樣架支撐臺面上，針型硬質鋼壓頭垂直壓在管材試樣表面。向壓頭施加標準規(guī)定的恒定垂直負荷，管材測試普遍選用50N負荷條件。試樣完全浸沒在甲基硅油加熱油浴當中，油浴按照標準規(guī)定恒定速率勻速升溫。

隨著油浴溫度不斷上升，管材熱塑性高分子材料分子鏈運動加劇，材料硬度持續(xù)下降；在恒定垂直負荷的作用下，針型壓頭會慢慢向下刺入管材試樣內部。當壓頭刺入管材試樣深度剛好達到1mm時，記錄此時油浴介質的實時溫度，該溫度就是這一件管材試樣的維卡軟化點溫度VST。同批次管材需要做多件平行試樣，綜合多組測試結果，得到該批次管材維卡軟化點試驗報告數(shù)據。

儀器整機硬件運行邏輯：AC220V市電接入儀器，加熱功率單元對油槽內部甲基硅油實施加熱；溫度傳感器實時采集硅油浴的實際溫度，信號反饋到溫控系統(tǒng)，閉環(huán)控制加熱輸出功率，保證油浴按照選定檔位勻速升溫，提供50℃/h、120℃/h兩套標準升溫速率，對應A：12±2℃/6min，B：5±1℃/6min。攪拌電機驅動攪拌葉輪攪動硅油，讓整個油浴槽溫度場分布均勻，保障三個管材試樣工位溫度條件趨于一致。

試樣架升降機構可以整體抬升或者下降，裝取管材試樣的時候抬升出油浴液面，試驗過程下降，讓管材試樣全部浸泡在硅油介質中。砝碼托盤上放置標準砝碼，依靠重力將恒定試驗負荷傳遞到負載桿、針型壓頭，垂直作用于管材試樣表面。光柵千分表抵靠砝碼托盤上端，實時采集負載桿向下位移，也就是針型壓頭刺入管材試樣的深度。當位移讀數(shù)到達1mm判定閾值，記錄浴槽溫度，完成該管材試樣維卡測試。

試驗結束之后，油浴溫度大于150℃執(zhí)行自然冷卻；溫度下降到150℃之下，可開啟水冷模式加速散熱。

針對管材試樣的特殊情況，部分管材壁厚比較薄，單塊試樣厚度達不到標準要求，需要將多片管材試樣疊放，保證總厚度滿足標準試樣厚度要求，疊放時管材試樣凹面擺放方向需要遵循標準條文規(guī)定，壁厚小于2.4mm的管材試樣，凹面需要朝上放置。壓針距離管材試樣邊緣不能小于3mm，避免壓頭作用在試樣邊緣，造成試驗結果失真。

性能參數(shù)

電源:AC220V±10% 20A 50Hz 溫度范圍:室溫--300℃ 升溫速度:A:12±2℃/6min B:5±1℃/6min 試驗大負荷:A 速度時為10N±0.2N B 速度時為50N±1N 變形測量范圍:0--1mm 變形測量誤差:0.01mm 加熱介質:甲基硅油 加熱功率:4Kw 冷卻方式:150℃以上自然冷卻 150℃以下水冷或自然冷卻 外型尺寸:720mm×700mm×1380mm 大溫度誤差:±1℃ 大加熱功率: ≤4500 W 重量:180Kg

儀器整機部件功能詳解

整機由硅油油浴槽體單元、溫控控制系統(tǒng)、試樣架自動升降機構、攪拌調速組件、光柵千分表形變測量組件、砝碼加載組件、測試壓頭配件、冷卻水路組件、電氣控制單元組成。

油浴加熱槽體，內部盛放甲基硅油傳熱介質，槽內部布置加熱器件、溫度傳感器、攪拌葉輪。加熱器件實現(xiàn)硅油加熱升溫；溫度傳感器實時采集油浴溫度，反饋溫控單元做閉環(huán)控溫。甲基硅油熱傳導性能良好，最高使用溫度可達300℃，適合塑料管材高溫維卡試驗。硅油屬于高溫油類介質，高溫狀態(tài)有燙傷風險，需要定期觀察硅油狀態(tài)，出現(xiàn)發(fā)黑、老化、雜質堆積，應當及時更換介質。

溫控控制系統(tǒng)，設置兩套標準升溫檔位，A檔位12℃每6分鐘（120℃/h），B檔位5℃每6分鐘（50℃/h），管材維卡軟化點仲裁試驗大多選用50℃/h升溫速率。溫控單元讀取溫度傳感器信號，調節(jié)加熱輸出功率，維持油浴勻速升溫；屏幕實時顯示油浴溫度，溫度示值誤差控制在±1℃，便于試驗人員觀察管材試樣試驗進程，記錄維卡軟化點溫度。

試樣架自動升降機構，配置三套獨立負載桿工位，一次可以同時放置三件管材裁切試樣。升降機構能夠把整套試樣架抬升出油浴液面，方便安放、更換管材管件試樣；試樣安放完畢，試樣架整體下降，管材試樣全部浸沒在硅油介質內。三路工位分別配置負載桿、壓頭、千分表，支持三件管材平行試樣同步開展維卡軟化點測試。

攪拌調速組件，包含攪拌電機與調速旋鈕。電機帶動葉輪攪動硅油，改善油浴內部溫度均勻性。調速旋鈕可以調整攪拌轉速，低溫階段使用較快轉速，加速熱量混勻；油浴溫度升高之后調慢轉速，減少硅油劇烈擾動，保障三個管材試樣工位溫度差異小。電機工作時對應的狀態(tài)指示燈點亮，方便操作人員確認攪拌機構處于運行狀態(tài)。

形變測量組件，配套三塊光柵千分表，分別對應三個管材試樣工位。千分表探頭接觸砝碼托盤上部，安裝時千分表內芯上端預留2?5mm壓縮余量。管材維卡測試正式啟動之前，千分表需要執(zhí)行調零操作，調零完成靜置3?5分鐘，釋放機械應力，降低零點漂移。針型壓頭刺入管材試樣，負載桿向下位移，千分表采集0?1mm位移，形變測量誤差0.01mm，精準捕捉壓頭刺入1mm臨界點。

砝碼加載組件，包含砝碼托盤與配套標準砝碼。管材維卡軟化點常規(guī)測試選用B模式50N負荷，按照砝碼質量要求配置砝碼；部分特殊管材產品標準選用10N負荷A模式。砝碼放置托盤必須擺正，保證重力垂直向下施加，砝碼傾斜會產生側向分力，導致針型壓頭受力偏移，帶來管材維卡溫度測試偏差。砝碼需要妥善保管，避免磕碰缺損，砝碼質量改變會直接造成試驗載荷不準。

測試壓頭配件，分為維卡針型壓頭、熱變形圓角壓頭，各三套。做管材維卡軟化點試驗，必須更換針型壓頭，壓頭為硬質鋼材質，端面平整無毛刺，橫截面積滿足標準要求。壓頭需要牢固鎖緊在負載桿下端；壓頭出現(xiàn)磨損、變形，需要及時更換，壓頭形態(tài)缺陷會直接干擾管材維卡測試結果。

冷卻組件，包含水冷管路接口。油浴溫度高于150℃只能夠執(zhí)行自然冷卻；溫度下降至150℃以下，接入冷卻水開啟水冷模式，加速硅油散熱，縮短管材試樣批次之間等待時間。水冷使用時控制冷卻水流量，不可以造成硅油驟冷。也可以全程使用自然冷卻模式，只是冷卻耗時更長。

電氣控制單元，整機供電AC220V±10%，整機最大加熱功率不超過4500W，供電回路必須滿足20A電流條件。整機重量180Kg，外形尺寸720mm×700mm×1380mm，設備需要安放在平整穩(wěn)固的實驗室地面，保障試樣架升降機構運行順暢。

GB/T1633管材維卡軟化點完整操作使用流程

試驗前期準備與管材試樣預處理

儀器安放在平整穩(wěn)固的實驗室地面，供電線路滿足AC220V，20A供電條件。檢查油浴槽甲基硅油液位處于合理區(qū)間，液位不足不允許啟動加熱。開展管材維卡軟化點測試，首先把負載桿下端更換為維卡針型壓頭，鎖緊固定，確認壓頭端面平整無毛刺磨損。

根據管材產品標準確定試驗負荷，絕大多數(shù)PVC?U管材維卡測試選用B模式50N負荷，選配對應質量砝碼，砝碼外觀完好無磕碰缺損。

管材試樣按照GB/T1633、GB/T8802標準從管材管壁裁切取樣，試樣尺寸、厚度滿足標準規(guī)定；對于壁厚小于2.4mm的薄壁管材，按照標準做疊放處理。裁切后的管材試樣按照標準完成狀態(tài)調節(jié)，放置規(guī)定溫濕度環(huán)境完成靜置處理，去除加工帶來的內應力。

檢查攪拌電機接線完好，開啟攪拌電機電源，工作指示燈點亮；低溫工況設置攪拌為較快轉速，預估升溫到高溫區(qū)間之后調慢轉速。整機電氣接線逐項檢查確認無誤之后，再進行管材試樣裝夾。

管材試樣裝夾

操作升降機構，將整套試樣架抬升，抬出油浴硅油液面。將處理完畢的管材試樣安放在試樣架支撐平面。注意管材試樣凹面朝向：壁厚小于2.4mm的管材試樣，凹面需要朝上擺放；針型壓頭落在管材試樣表面的位置，距離試樣邊緣距離不能小于3mm，不可以把壓頭對準試樣邊緣位置，避免測試失效。安放完成之后，緩緩放下負載桿，針型壓頭輕輕貼合管材試樣表面。

三個工位依次安放好管材試樣，操作升降機構，將試樣架緩緩下降，全部管材試樣完全浸沒浸入甲基硅油油浴介質。將選配好的砝碼平穩(wěn)放置在各個工位砝碼托盤上，砝碼擺放擺正，防止砝碼傾斜產生側向分力。

安裝光柵千分表，千分表固定到位，千分表內芯抵在砝碼托盤上方，內芯上端預留2?5mm壓縮空間。輕輕旋動調節(jié)旋鈕，把千分表讀數(shù)調至零位。零點調完，靜置預置3?5分鐘，釋放機械部件應力，觀察千分表零點，出現(xiàn)漂移需要再次重新調零。

設置升溫速率，啟動管材維卡試驗

依據管材對應的產品標準，選定升溫速率。管材維卡仲裁試驗一般選用B檔位5±1℃/6min也就是50℃/h升溫速率；部分快速篩查測試選用A檔位12±2℃/6min即120℃/h。確認管材試樣、砝碼、千分表全部準備到位，攪拌機構正常運轉，確認無安全隱患，啟動儀器試驗流程。

溫控系統(tǒng)控制加熱單元，甲基硅油油浴按照設定速率勻速升溫。試驗人員持續(xù)觀察油浴溫度示數(shù)，同時觀察三塊千分表位移讀數(shù)，關注針型壓頭刺入管材試樣的深度變化。

當任意工位千分表位移讀數(shù)到達1mm判定閾值，立刻記錄此時油浴顯示溫度，該數(shù)值即為這一件管材試樣維卡軟化點溫度。其余工位管材試樣繼續(xù)運行，直到該工位位移達到1mm，逐件記錄溫度數(shù)據。三件管材平行試樣全部達到判定條件，整套試驗結束。

試驗結束取樣、油浴冷卻

整套管材維卡測試結束，先移開千分表，取下砝碼托盤上的砝碼。操作升降機構，抬升試樣架出油浴液面，取出測試完成的管材試樣。操作時注意高溫硅油，做好防燙傷，不要把管材碎屑掉落進油池內部，防止污染硅油介質。

油浴溫度還在150℃以上階段，執(zhí)行自然冷卻；油浴溫度下降至150℃以下，可開啟水冷模式加速散熱，或者繼續(xù)自然冷卻。冷卻過程試樣架可以抬出油面，也可以潛入油池內部。

等待油浴溫度回落接近室溫，依次關閉主機電源、攪拌電機電源。整理壓頭、砝碼、千分表，清理試樣架上管材碎屑，準備下一批管材試樣檢測。

平行試樣與重復試驗說明

儀器三工位結構，一次完成三件管材平行試樣測試。管材產品檢驗，需要按照標準規(guī)定數(shù)量做平行試樣，降低試驗隨機誤差。開展下一批管材測試，需要等待油浴溫度充分冷卻，重新完成管材試樣預處理、裝夾、千分表調零整套流程。

不同類型塑料管材管件測試應用說明

PVC?U硬聚氯乙烯管材及管件

給排水用硬聚氯乙烯管材管件，執(zhí)行GB 8802標準，維卡測試普遍選用50N負荷，50℃/h升溫速率。從管材管壁切取試樣，薄壁管材做好疊放處理，凹面按照標準朝向擺放。維卡軟化點是PVC?U管材出廠必檢項目，同一生產批次多組平行試樣測試，用來判定管材耐熱性能是否達標。管件產品，從管件本體取樣裁切，取樣位置避開焊接、應力集中區(qū)域，保證試樣代表性。

PP聚丙烯塑料管材

PP給水管、化工輸送PP管材，按照GB/T1633開展維卡軟化點測試。部分改性聚丙烯管材，根據產品標準選擇10N或者50N負荷；注意PP材料的狀態(tài)調節(jié)，消除裁切加工帶來的試樣內應力。對比不同改性配方PP管材，維卡軟化點數(shù)據可以反映填料改性對管材耐熱性能帶來的改變。

PE聚乙烯系列管材

HDPE、LDPE聚乙烯管材，聚乙烯材料維卡軟化點整體溫度偏低，設置試驗終止預警，防止長時間高溫造成試樣過度熔融。試樣裁切之后平整安放，壓針位置遠離試樣邊緣，多件平行樣獲取可靠測試數(shù)據。

ABS塑料管材管件

ABS管材多用于化工管路，試樣裁切完成之后，部分ABS試樣按照標準要求做烘干預處理，去除內部水分，再開展維卡軟化點測試，水分會對高溫下材料性能產生干擾。嚴格控制升溫速率與試驗負荷，得到管材維卡軟化點，作為產品耐熱評價依據。

復合塑料管材

纖維增強復合管材，取樣需要關注纖維取向方向，取樣方向要和管材實際受力方向匹配。復合管材存在各向異性，取樣位置不合理，會造成維卡軟化點試驗數(shù)據不具備產品參考價值。

使用注意事項以及設備維護要點

1、儀器加熱功率較高，供電回路需要滿足AC220V±10%，20A供電條件，不能使用細規(guī)格電源線，避免供電線路過載。整機重量180Kg，搬運安裝需要多人協(xié)同，擺放地面必須水平穩(wěn)固。初次安裝建議專業(yè)人員調試；設備如需返廠維修，應當使用原始包裝，避免運輸磕碰損壞部件。

2、甲基硅油屬于高溫油類介質，油浴最高溫度可以達到300℃，高溫硅油存在燙傷、起火風險。試驗操作，禁止身體接觸高溫油浴；紙張、布料等易燃物品遠離油浴槽。定期觀察硅油狀態(tài)，硅油發(fā)黑、混入管材碎屑雜質，需要及時更換新的甲基硅油。

3、管材維卡軟化點測試必須使用針型維卡壓頭，壓頭出現(xiàn)磨損、毛刺、變形，及時更換配件，壓頭狀態(tài)不合格會直接造成管材維卡溫度測試出現(xiàn)偏差。壓頭安裝務必鎖緊，避免試驗過程松動脫落。

4、砝碼按照管材產品標準選配，放置托盤擺放端正；砝碼傾斜產生側向分力，針型壓頭受力偏移，管材試樣局部受力異常，維卡軟化點測試結果失真。砝碼妥善保管，避免磕碰掉塊，砝碼質量改變會造成試驗負荷不符合GB/T1633標準要求。

5、光柵千分表屬于精密位移測量部件，每次管材維卡試驗之前都要調零，調零后靜置3?5分鐘消除機械應力漂移；避免撞擊摔落，做好防塵防護。

6、攪拌電機轉速結合油浴溫度調節(jié)，低溫快攪，高溫慢攪；確認攪拌正常運轉，再開啟加熱，保障三個管材試樣工位油浴溫度均勻，降低平行樣數(shù)據離散。

7、冷卻操作嚴格遵循溫度條件，油浴大于150℃只允許自然冷卻；溫度降到150℃以下，才可以開啟水冷模式；冷卻水流量不宜過大，防止油浴槽驟冷受損。

8、安放管材試樣，試樣架必須抬升出油浴液面再裝夾；禁止油面之下拆裝管材試樣。不要把管材碎屑、試樣掉落到油池，碎屑會污染硅油，還會干擾攪拌機構運轉。壓針距離管材試樣邊緣距離不小于3mm，薄壁管材疊放、凹面朝向嚴格執(zhí)行GB/T8802標準。

9、試驗結束，等待油浴充分降溫，再更換管材試樣或者維護介質；高溫狀態(tài)不要打開油浴蓋板觸碰硅油。試驗完畢依次關閉加熱、攪拌電源，最后切斷整機總電源。

10、設備定期維護：檢查試樣架升降機構運行是否順滑；砝碼、維卡針型壓頭有無磨損；溫度傳感器工作狀態(tài)；千分表保持清潔；硅油介質定期檢查更換。非專業(yè)人員不要拆解溫控單元、加熱部件。

名詞釋義

維卡軟化點溫度VST：規(guī)定負荷下，針型壓頭刺入管材試樣1mm深度對應的油浴溫度，評價熱塑性管材耐熱軟化性能。 A法：試驗負荷10N；B法：試驗負荷50N，管材維卡測試大多選用B法。 甲基硅油：油浴傳熱介質，把熱量均勻傳遞給浸沒在油浴中的管材試樣。 光柵千分表：測量針型壓頭刺入管材試樣深度，分辨能力0.01mm。 針型維卡壓頭：硬質鋼制平頭壓針，GB/T1633標準規(guī)定維卡測試專用壓頭。 試樣架自動升降：帶動三件管材試樣整體抬升或者浸入硅油油浴的機械機構。 升溫速率：油浴單位時間上升溫度，標準50℃/h、120℃/h兩檔。 狀態(tài)調節(jié)：管材裁切試樣測試之前，在規(guī)定溫濕度環(huán)境靜置處理，消除加工內應力。

隨機配套配件清單

1、試驗主機一臺 2、溫度傳感器一只 3、光柵千分表三塊 4、熱變形及維卡測頭各三套

提示：甲基硅油介質、標準砝碼為試驗配套耗材配件，冷卻水供水裝置需要使用方現(xiàn)場自行準備。