一種測試滌綸工業(yè)絲靜態(tài)蠕變耐久性能的測試方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種滌綸工業(yè)絲的靜態(tài)蠕變耐久性能的測試方法，屬于測試技術領 域。
【背景技術】
[0002] 隨著深水油氣資源開發(fā)的飛速發(fā)展，海洋平臺的裝備技術也隨之發(fā)展迅猛。對系 泊纜繩材料的研宄，成為海洋平臺系泊系統(tǒng)的研宄、設計的迫切需要。
[0003] 在系泊系統(tǒng)中，隨著水深的增加，錨鏈的自重也會快速增加，不僅增加了錨鏈內的 張力，而且增加了平臺受到的垂向載荷，進而使平臺的有效載荷能力減?。涣硗?，隨著水深 的增加，錨鏈系泊系統(tǒng)的定位能力也會很快下降。因此在深水海洋平臺的系泊系統(tǒng)更多的 是采用鋼纜和/或人造材料如滌綸工業(yè)纖維等。滌綸工業(yè)纖維材料的特點是重量輕、單位 重量強度大，在確保相同強度的前提下能節(jié)省纜鏈的自重，減小平臺的垂向負荷，提高平臺 的有效載荷能力。因此隨著水深的逐漸增大，鋼鏈逐漸廣泛的被滌綸纖維材料替代。
[0004] 滌綸纖維纜繩在海洋環(huán)境中，主要受到三種張力成分：一是由平均環(huán)境載荷引起 的靜態(tài)成分，二是由平臺二階波浪引起的慢變成分，三是由平臺波頻運動和纜繩的動態(tài)響 應引起的動態(tài)張力成分。
[0005] 為了便于纜繩生產廠家測試分析纜繩模擬海洋環(huán)境的性能，滌綸工業(yè)纖維生產廠 家需要向纜繩生產廠家提供纖維的磨損破壞、老化和疲勞壽命等指標。
[0006] 目前國內滌綸工業(yè)絲的測試方法只局限于常規(guī)的線密度、拉伸性能、熱收縮、外觀 等項目的測試，未明確運用于海洋領域的滌綸纖維的磨損破壞、老化和疲勞壽命等方法的 測試。為了加速國內滌綸工業(yè)纖維運用于海洋領域的速度和用量，迫切需要建立海洋用滌 綸工業(yè)絲的特殊要求測試方法。

【發(fā)明內容】

[0007] 本發(fā)明目的是：使用目前市場上的拉力機，測試滌綸工業(yè)絲在固定力值下，靜態(tài)蠕 變斷裂（creeptimetoruptur簡稱：TTR)的時間。并發(fā)現絳纟侖工業(yè)絲靜態(tài)懦變斷裂時間 與單位線密度力值的線性關系，反應滌綸工業(yè)絲蠕變的耐久性能。
[0008] 本發(fā)明的技術方案是：一種測試滌綸工業(yè)絲靜態(tài)蠕變耐久性能的測試方法，包含 以下步驟： (1) 從產品中抽取樣品，抽去每只絲筒表層切換瞬時產生的過渡絲，測試樣品的斷裂強 度，計算出樣品的平均斷裂強力； (2) 分別將平均斷裂力的80%、83%、87%、90%的4個力值，分別輸入拉力機軟件系統(tǒng)進行 測試； (3) 測試開始后，拉力機自動記錄樣品在固定力值下蠕變斷裂的時間； (4) 每個固定力值下需要測試5個以上樣品，記錄每個力值下各個樣品的蠕變斷裂時 間； (5) 計算出每次斷裂時間的Lg(T)值； (6) 以每分特負荷值為橫坐標，以Lg(T)值為縱坐標，作圖；Lg(T) =- 1/atension -0 /a，均值曲線公式為x=a?y+0 ; (7) 計算出各樣品在每個力值下懦變斷裂時間Lg(T)的標準偏差s，計算Km值；特性曲 線x=a+0c，0c=0-KmXstd( 0 )，std( 0 ) = 0? 1349[log(s)]; (8) 在生產過程中，挑出的5個以上樣品，測試在斷裂強力80%、83%、87%、90%負荷下的 蠕變斷裂時間T;計算后，與特征曲線進行比較，所有的測試結果都在特征曲線以上才算合 格，合格的結果值即為靜態(tài)蠕變斷裂的特征系數值。
[0009] 所述的試驗條件：溫度：20±5°C，濕度：65±5%，測試標距：500±1.0mm，初始速 度：100mm/min，預加張力：0? 〇5±0. 0〇5cN/dtex〇
[0010] 本發(fā)明的有益效果：分析聚酯纖維在承受最大斷裂強力額定比列力值的條件下， 蠕變的壽命。為使用聚酯纖維產品的單位設計和預測產品的使用壽命提供依據。
【附圖說明】
[0011] 圖1為實施例中均值曲線圖； 圖2為實施例中Km與測試標準數之間的曲線圖； 圖3為實施例中均值曲線和特征曲線圖。
【具體實施方式】
[0012] 設定一力值，拉力機以初始速度拉伸樣品到該力值，即停止拉伸。隨樣品伸長的變 化，拉力機對樣品一直保持該拉伸力值直至樣品斷裂。并能自動記錄保持該力值的時間。
[0013] 本發(fā)明試驗條件：溫度：（20±5) °C，濕度：（65±5)%，測試標距：（500±1.0)mm， 初始速度：l〇〇mm/min，預加張力：（0? 05±0. 005)cN/dtex。 (1) 從兩批產品中，抽取24只滿卷樣品，抽去每只絲筒表層切換瞬時產生的過渡絲（一 般400米）；測試24只樣品的斷裂強度，計算出樣品的平均斷裂強力； (2) 分別將平均斷裂力的80%、83%、87%、90%的4個力值，分別輸入拉力機軟件系統(tǒng)，并 在本發(fā)明試驗條件下進行測試； (3) 測試開始后，拉力機自動記錄樣品在固定力值下蠕變斷裂的時間(可以用秒表記錄 到達固定力值和蠕變至斷裂的時間，與拉力機記錄數據進行對比）； (4) 每個固定力值下需要測試6個樣品。記錄每個力值下6個樣品的蠕變斷裂時間。 斷裂時間的單位為秒； (5) 計算出每次斷裂時間的Lg(T)值；如表2所示； (6) 以每分特負荷值為橫坐標（固定的力值除以線密度)，以Log(T)值為縱坐標，作 圖1，趨勢線公式為丄(^〇71?)=-23.3七61181〇11+19.9，因此，均值曲線公式為1=€[*7 + 0，其中a= - 23. 3, 0= 19. 9為確定特性曲線，用log(TTR)公式計算標準差，應變量則 用Excel函數表達。假設所有測試中，斷裂時間對數的標準差恒定不變，那么log(TTR)中 的標準值由趨勢線上數據點的變化決定。
[0014] 目前，在Excel表中，對每一個數據點（X，y)來說，|3i值已確定。
[0015]=Xi-a?Yi，其中X，Y為所有測試結果中的實際測試數據。
[0016] Excel函數計算公式：SD( |3 )=0? 1349 [log(s)]，計算出6個樣品在每個力值下 蠕變斷裂時間Log(T)的標準偏差（s); 然后，利用表1中標準數為15-50的數據作圖2,假設24種樣品已經過測試，從圖2可 以得出，Km=3. 56,計算公式：Km=7. 5569*24-0. 237=3. 558(EXCEL計算：=7. 5569 *P0WER (24，-0.237))。97.5%生存概率的設計曲線通過運用新的數值來表達，用常數0表示 為： 0c=0 -kmXSD(0 )=19. 9 - 3. 56X0. 1349[log(s)]=-19. 73，因此，特性曲線x =a?y+ 0c，其中a=-23. 3，0c= 19. 73， 根據從上所述，可以得出均值曲線表達式為： =>y= (x-f3)/a=x/a-f3/a=A?x+B, 特性曲線表達式為： =>y= (x-f3c)/a=x/a-f3c/a=A?x+Be, =>均值曲線和特性曲線表達式中的常數A是相同的。
[0017] =>A= 1/a=l/(-23. 3)= -0.0429 平均常數B= -0/a= -19.9八-23.3)= 0.8540 特征常數Be= -0c/a= -19.73八-23.3)= 0.8467 如： 均值曲線圖：tension= -0.0429 ?logCTTR) + 0.8540 特性曲線圖：tension= -0.0429 ?logCTTR) +0.8467 當均值曲線和特性曲線繪制在一張圖表中時，按照工程學的慣例，在X軸上標制應變 數，即log(TTR)，如圖3所示。
[0018] (7)在生產過程中，從兩批次產品中挑出的6個樣品，測試在斷裂強力80%、83%、 87%、90%負荷下的懦變斷裂時間T;計算后所有的測試結果都必須在charateristiccurve (曲線）以上才算合格。合格之后，6個樣品每個負荷下的負荷和時間之間的系數關系是一 特性值，這個特性值在測試報告中的主要報告內容。
[0019] (8)將特征系數值在C0A中報告出來。
[0020] 要測試20個筒子，得出每個筒子每一個負荷值下的斷裂時間（min).用這些數據， 做expectedcurve,(期望曲線）和計算標準偏差（standarddeviation).在期望曲線的 基礎上，用km乘以標準偏差值求出charateristiccurve(曲線)的位置，這個曲線作為以 后所有樣品測試的下限值。
[0021] 表1TTR曲線特性計算Km要素
表2靜態(tài)蠕變耐久性能測試數據
【主權項】
1. 一種測試滌綸工業(yè)絲靜態(tài)蠕變耐久性能的測試方法，其特征在于：包含以下步驟： (1) 從產品中抽取樣品，抽去每只絲筒表層切換瞬時產生的過渡絲，測試樣品的斷裂強 度，計算出樣品的平均斷裂強力； (2) 分別將平均斷裂力的80%、83%、87%、90%的4個力值，分別輸入拉力機軟件系統(tǒng)進行 測試； (3) 測試開始后，拉力機自動記錄樣品在固定力值下蠕變斷裂的時間； (4) 每個固定力值下需要測試5個以上樣品，記錄每個力值下各個樣品的蠕變斷裂時 間； (5) 計算出每次斷裂時間的Lg(T)值； (6)以每分特負荷值為橫坐標，以Lg(T)值為縱坐標，作圖；Lg(T) =- I/a tension -0 /a，均值曲線公式為x =a?y +0; (7) 計算出各樣品在每個力值下懦變斷裂時間Lg(T)的標準偏差s，計算Km值；特性曲 線X=a+0c，0c=0-KmXstd( 0)，std( 0 ) = 0? 1349[log(s)]; (8) 在生產過程中，挑出的5個以上樣品，測試在斷裂強力80%、83%、87%、90%負荷下的 蠕變斷裂時間T;計算后，與特征曲線進行比較，所有的測試結果都在特征曲線以上才算合 格，合格的結果值即為靜態(tài)蠕變斷裂的特征系數值。2. 根據權利要求1所述的一種測試滌綸工業(yè)絲靜態(tài)蠕變耐久性能的測試方法，其特征 在于：試驗條件：溫度：20±5°C，濕度：65±5%，測試標距：500±1. 0_，初始速度：100mm/ min，預加張力：0? 〇5±0. 0〇5cN/dtex〇
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種測試滌綸工業(yè)絲靜態(tài)蠕變耐久性能的測試方法，其特征在于：包含以下步驟：（1）從產品中抽取樣品，測試樣品的斷裂強度，計算出樣品的平均斷裂強力；（2）分別將平均斷裂力的80%、83%、87%、90%的4個力值進行測試；（3）測試開始后，拉力機自動記錄樣品在固定力值下蠕變斷裂的時間；（4）每個固定力值下需要測試5個以上樣品，記錄每個力值下各個樣品的蠕變斷裂時間；（5）計算出每次斷裂時間的Lg(T)值；（6）以每分特負荷值為橫坐標，以Lg(T)值為縱坐標，作圖；（7）計算出各樣品在每個力值下蠕變斷裂時間Lg(T)的標準偏差s，計算Km值；（8）在生產過程中，挑出樣品，測試、計算后，與特征曲線進行比較，所有的測試結果都在特征曲線以上才算合格，合格的結果值即為靜態(tài)蠕變斷裂的特征系數值。
【IPC分類】G01N3/28
【公開號】CN104897488
【申請?zhí)枴緾N201510303978
【發(fā)明人】茅惠新, 胡運麗, 宋明根
【申請人】浙江尤夫高新纖維股份有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年6月5日