高速公路通信管道硅芯管工程检测技术研究
作为高速公路建设一部分的通信管道建设，因其能够给高速公路提供完善的专用通信网而越来越受到重视。目前国内外通信管道管材普遍采用硅芯管，硅芯管管材需求量急剧增加，通过检测保证硅芯管质量则变得尤为重要。
1.原材料及半成品的质量检测 1.1原材料、工艺外观和合格证明的检查 目前国内生产硅芯管的原材料树脂主要有上海金菲生产的TR144和普遍采用的6100M等少数几种树脂，也有从韩国、科威特等国家进口的原材料。《硅芯管标准》要求生产主料符合国家标准的高密度聚乙烯挤塑树脂，单色黑色管可以使用≤10%的回收料。 合格的硅芯管外观颜色应均匀一致；内外壁实体应平整、均匀、光滑，无孔洞及杂质等缺陷；截面无气泡、裂痕；内壁紧密熔结，无脱开现象。 供应商提供材料的同时必须提供相配套的制造标签、合格证标签和产品使用说明书。 用于工程现场的硅芯管及相关半成品，按照《硅芯管标准》要求取样，经具有一定资质的试验检测单位检验合格后方可使用。 1.3规格尺寸 高速公路上使用的硅芯管常采用φ40/33，规格尺寸检测包括内径、壁厚、椭圆度三个指标。 硅芯管内径检测测量三个内径值，每次旋转60°，《硅芯管标准》中要求最小内径为33mm。 《硅芯管标准》中要求壁厚3.5mm，壁厚允许偏差+0.35mm，壁厚只允许正偏差，是考虑硅芯管在气吹法施工的过程中，作为一种承受内压力管道来考虑，以此保证管体有足够的强度。 椭圆度检测，在硅芯管同一圆周上测量该断面最大和最小外径，相隔50mm测量另外一组断面最大和最小外径，取五次测量结果的算术平均值为最大和最小平均外径的测量结果，按照《硅芯管标准》中公式计算椭圆度。从工地现场取样的φ40/33硅芯管椭圆度≤3.5%（绕盘后）为合格。 2.硅芯管的物理化学性能检测 除了上述一般技术要求，《硅芯管标准》中要求检测的物理化学性能项目共21项，常用指标的具体检测过程、要求和注意事项如下所述。 2.1外壁硬度 该指标主要是保证硅芯管在布设过程中满足石块、砂石等刮碰的要求。采用D型邵氏硬度计进行外壁硬度检测，可以把试样套在长150mm直径33mm的金属棒上进行检测，能够保证管体平稳，对于φ40/33硅芯管要求外壁硬度≥59（邵氏D型）。 2.2内壁摩擦系数 内壁摩擦系数是评价硅芯管硅芯层质量优劣的关键指标。在吹缆施工过程中，分为静态和动态摩擦系数，其中静态摩擦系数反映的是光缆引入吹缆机套上保护帽装在管道后，开动吹缆机使光缆刚开始滑动那刻所需的气压和流量，决定空气压缩机的最大功率；动态摩擦系数反映光电缆克服静态摩擦后吹缆的效率和能耗。 2.3拉伸强度和断裂伸长率 这两项指标是对成型产品进行的规定，从硅芯管上直接冲裁五个试样，试样包含永久性固体硅质内润滑层。本试的验关键点，首先裁刀的规格尺寸要满足冲裁试样的要求，冲裁出的试样在拐角处不得出现损伤。 2.4最大牵引负荷 针对高速公路上使用的φ40/33型号，要求最大牵引负荷≥8000N，该指标是对硅芯管成品在现场机械牵引施工时性能的检测，保证管道正常铺设。本试验的关键点是专用夹具的订做，可以选择外径等于管道内径的圆钢，插入管道端的直径加工成渐变段，试验时将圆钢与管道密实接触段进行夹持。 2.5冷弯曲半径 本指标主要用于测定低温下硅芯管的抗弯曲性能，保证低温气候下，管道正常铺设施工。本试验用试样长度1.5m较长，须采用大型冰柜，杜绝试样温度调节时因空间不足而弯曲。弯曲试验仪器可以自己订制，为便宜试验操作，圆弧两侧可以加以固定装置。 2.6环刚度、扁平试验和复原率 在标准状态下放置10min后，同一位置测量恢复后的外径量，计算复原率。高速公路用硅芯管要求复原率达到85%以上。 试验关键点是内径和外径值的测定，要求严格按照规范中方法进行，试验过程中的变形量控制宜采用引伸记等，满足检测要求的精度。 2.7耐落锤冲击性能 本指标反映的是管道在外界温差变化较大的情况下的强度要求，分为常温和低温冲击试验，常温23℃±2℃下落锤冲击，低温为-20℃±2℃。本试验关键点是控制落锤质量、尺寸，以及落锤下落高度。因为此试验相对比较简单，试验仪器可以自行定制。 2.8耐水压密封试验和抗裂强度 耐水压密封试验主要检测压力50kPa时间24h的条件下，连接头和管塞处渗漏情况；抗裂强度则是检测压力2MPa时间15min的条件下，连接头破裂和渗漏情况。一般情况下，满足抗裂强度要求的管材，同时也满足耐水压密封试验。本试验中关键点是订制注水时专用卡具。 2.9与管连接头连接力 试验采用6段200mm长硅芯管，每2段硅芯管用专用连接头连接好，选用最大牵引力试验中的夹具，拉伸速度为100mm/min，直至管连接头被拉破裂或硅芯管被拉出时，读取试验的最大拉伸负荷为试验结果，高速公路用硅芯管要求连接头连接力≥6700N。 2.10纵向回缩率 2.11耐环境应力开裂 仲裁试样需要采用模塑试片制备，非仲裁试样则可从硅芯管上沿轴线直接截取，本试验合格标准为在50℃的恒温浴中48h，失效数≤20%（2个）。试验关键点是试样的制备，裁切下的试样尺寸精度要符合规范要求；刻痕刀架中的刀刃高度满足3mm高的要求；试样弯曲建议增加助力装置或者分批进行试样弯曲。 2.12耐碳氢化合物性能 取3段长为300mm硅芯管试样，用庚烷浸泡720h后取出，在室温下恢复30min，对硅芯管施加528N的外力并保持1min，卸荷后试样不损坏，产生的永久变形不超过5%为合格。其中永久变形量的测定，可以参照复原率试验进行。 3结论 本文对《硅芯管标准》要求的检测指标一一进行了解释说明，并针对每种试验结合笔者实际操作经验，提出试验关键点和注意事项，希望对从事硅芯管检测、公路建设者们提供一些帮助。