ISO/TR 7074:1986
(Main)Performance requirements for plastics pipes and fittings for use in underground drainage and sewage
Performance requirements for plastics pipes and fittings for use in underground drainage and sewage
Specification of four prepared test methods for performance and long-time tests and discussion of the available results and their significance and comparability: box loading test (BLT), water cycling test (WCT), impact resistance test (IRT), and fatigue bending test (FBT).
Aptitude à l'emploi des tubes et raccords en matière plastique utilisés pour l'assainissement enterré
Zahteve za lastnosti polimernih cevi in fitingov za uporabo v podzemnih drenažnih in kanalizacijskih sistemih
General Information
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Standards Content (Sample)
Pu blished 1986-02-15
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. MEX,!jYHAPOflHAR OPrAHl’l3A~MR i-l0 CTAH~APTVl3AL/kl~=ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Performance requirements for plastics pipes and fittings
for use in underground drainage and sewage
Aptitude a l’emploi des tubes et raccords en mati&re plastique utilis&s pour l’assainissement enterrk
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national Standards bodies (ISO member bedies).
The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Esch member body
interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee.
International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
The main task of ISO technical committees is to prepare International Standards. In exceptional circumstances a technical committee
may propose the publication of a technical report of one of the following types :
-
type 1, when the necessary support within the technical committee cannot be obtained for the publication of an International
Standard, despite repeated efforts;
-
type 2, when the subject is still under technical development requiring wider exposure;
-
type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from that which is normally published as an
International Standard (“state of the art”, for example).
Technical reports are accepted for publication directly by ISO Council. Technical reports types 1 and 2 are subject to review within
three years of publication, to decide if they tan be transformed into International Standards. Technical reports type 3 do not
necessarily have to be reviewed until the data they provide is considered no longer valid or useful.
ISO/TR 7074 was prepared by Technical Committee ISO/TC 138, Plastics pipes, fittings and valves for the transport of fluids.
The reasons which led to the decision to publish this document in the form of a technical report type 3 are explained in section 1.
UDC 621.643.29 : 626.862.3 Ref. No. ISO/TR 7074-1986 (E)
Descriptors : Undergmund sewage disposal, drainpipes, plastics products, plastic tubes, pipe fittings, specifications, tests, test equipment.
0 International Organkation for Standardkation, 1986 l
Price based on 22 pages
Printed in Switzerland
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ISO/TR 7074-1986 (El
SECTION 1 - HISTORICAL BACKGROUND
1. DISCUSSIONS IN ISO
Werk within ISO/TC 5/SC 6 (now ISO/TC 138) on a specification
for plastics pipes and fittings made of UPVC for use in
underground sewage was approved at the sub-committee meeting
in Stockholm in 1969 when Working Group A was established and
the responsibility for drafting the specification allocated
later on to a Task Group (now ISO/TC 138/SC l/AGH-1 - Buried
drain and sewer pipes).
At the WG 1 meeting in Berlin in 1972 the U.K. proposed that
TG 1 should give consideration to the so-called Box Loading
Test (BLT) as described in BS 4660. This was accepted.
The "Specification for pipes and fittings of unplasticized
polyvinyl chloride (UPVC) for buried drain and sewer pipes"
(doc. 138/1 N 161) was forwarded to TC 138 level by resolution
in Madrid in 1972 without any functional test requirements for
pipes or fittings and at the Same time it was decided that TG
1 should continue its specification work on the quality
testing of fittings.
The above mentioned specification, now ISO/DIS 4435, was
2 disapprovals and no abstensions
accepted with 24 approvals,
(sec doc 138 N 153).
After having finalized the leakproofness tests for fittings,
TG 1 was, by resolution of WG 1 in Bremen in 1974, to continue
under the leadership of Finland developing suitable tests for
pipes and fittings.
in the period 1974-1978, nine further Task Group
Since then,
meetings were held keeping in mind the following terms of
reference:
- To prepare a functional Performance test (type test by
considering the long term durability of fittings,
nature),
as far as possible, practical conditions.
which simulates,
- To develop a simple production quality control test,
especially for injection moulded drainage fittings, which
examines the strength of the weld line, which may be weaker
than the the fitting in general.
The main task, being derived from the actual initiative, was
to study the testing of UPVC assemblies but the AHG has also
studied the applicability of the methods established to other
plastics materials: no final conclusions have been drawn
however.
During the work of TG 1 it became evident that no unanimous
proposal could be reached within the TG upon the methods to
be used and therefore TG 1 agreed that all prepared
descriptions of test methods should be circulated to the WG 1
meeting in Tel Aviv for wider consideration. At the meetings
in November 1977 it was agreed that documents 138/1 N 369, N
370 and N 371 should be compiled into a Technical Report.
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DSO/TR 7074-1986 (EI
SECTION 2 - BASIC TECHNICAL PROBLEMS
2. INTRODUCTION
When flexible plastic pipe is used for underground drainage
a so-called pipe structure is formed by the
and sewage,
interaction of the mechanical properties of the pipe and the
surrounding soil. The behaviour of the pipe structure over a
long period depends on the ageing properties of both
components, i.e. changes in the pipe or fitting material and
variations in the earth pressure distribution Cause
diminishing pipe strength.
The main loading factors, which should be taken into account
when dimensioning the pipe structure arc:
a) static and dynamic loads which Cause bending Stresses and
fatigue phenomena in the pipe and fitting Wall;
b) thermal loads which Cause accelerated ageing and possible
softening in the material and bending Stresses in the pipe and
fitting Wall;
c) Chemical influence sf waste water.
These factors Cause changes of differing degrees in pipe and
fitting materials depending an:
- dimensions and geometry;
- elasticity and stiffness;
- creep and relaxation properties;
- frozen-in-Stresses;
- tensilc4, compressive and fatigue properties;
- softening temperature;
- molecular weight and its distribution.
3, QUALITY CONTROL PROBLEMS
With manufactured products, quality is mainly determined by
quality sf design and quality of manufacture:
uality of design is defined as the excellence of the design
in relation to ease of manufacture and to the customer's
requirements
- Quality of manufacture is defined as the fidelity with which
the product conforms to the design.
When discussing the quality control, which is defined
according to the European Organization For Quality Control
(EOQC) as a System for programming and coordinating the
efforts of the various groups in an organization to maintain
or improve quality, at an economical level, we see that the
doGumeX$t ISO/TC 138/WG H N 299 gives a definition for Quality
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ISO/TR 7074-1986 (El
Control Test that should preferably be called a Production
The Type Tests and Performance Tests fall under
Control Test.
the heading Quality of design:
- The definition of Performance Tests states that they are
carried out in Order to assess the ability of a product or
assembly of components to fulfill its function
- The definition of Type Tests states that they are carried
out in Order to prove the general suitability of materials and
components.
The question is to which definition should be added the words
which is defined as the period of
"over the required time",
time (for pipes and fittings normally 50 years) during which
the User expects the item to be in a condition to perform its
required function. Does the testing of wear-out or degradation
failures belong to both groups. 7 It is clear that in Order to
get reliable results from a test which simulates functional
and environmental Stresses the test shall include an
accelerating factor. What accelerating means should be Chosen
is dependent on the Parameters to be investigated. The Task
Group-has studied the effects of temperature, which is known
from previous experience to be a reliable factor, increment of
induced stress and dynamic loading.
An accelerated test is defined as a test in which the applied
stress (loading) level is Chosen to exceed that stated in the
reference conditions in Order to shorten the time required to
observe the stress response of the item, or magnify the
response in a given time. To be valid, an accelerated test
must not alter the basic modes and/or mechanisms of failure,
or their relative prevalence.
In Order to be able to state the reference conditions one
should carry out Field Reliability Tests, which are defined as
a reliability compliance or determination tests made under
stated and controlled conditions of use and recorded
conditions of environment in the field.
Because results over a 50 years period are not yet available,
field data and results from Endurante Tests have been studied
by the Task Group.
The idealized target of the TG could be crystallized as
To establish a simple, easy and quick test, which by
follows:
Simulation takes account of the Performance requirements set
by the environment and the function Stresses, reveals
inadequate design strength in view of long term durability,
which could be used as a reliability test, as a production
control test and as a screening test. A screening test is
intended to remove unsatisfactory items or those likely to
exhibit early failures.
Not surprisingly this proved to be unreasonable and therefore
the task Group Split the Programme into smaller individual
Tasks.
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IESO/TR 7074-1986 (El
SECTION 3 - TEST METHODS STUDIED
4. MOTIVE
The reason why tests were developed is contained in the sewer
It is stated under the
pipe specification ISO/DIS 4435,
"Wall thickness" that “Note: The wall thickness of a
heading
given fitting may require greater vakues than given in the
table in Order to comply with the test requirements of this
specification".
Up to now no guidance has been given within ISQ for the choice
of the class sf fittings to be connected to a specific Pipe.
5. BOX LOADING TEST (BLTJ
Originally the work of TG 1, in it-s present composition, began
which is a Laborstory Reliability
with a so-called BLT method,
The BLT is meant to be a a simulating test
Test by nature.
which contains thermal shock as an accelerating factor.
5.1 Background
The background to the BLT and the objectives it achieves when
pipes and fittings are subjected to it lies in the failures of
seil Stocks reported during 1966 and 1967 in U.K. A number sf
UPVC soil discharge pipes collapsed due to conveyance of hot
discharges. Investigations following these failures were
carried out by BPF. From this Survey two sets of conditions
emerged which could have caused the soil Systems then in use
to fail. These conditions were:
a) A rapid discharge of the contents of a boiler
b) Thea use of washing machines where the temperature of the
water tan be as high as 95 *C.
It was subsequently establised that plastics soil Systems
should undergo an elevated temperaeure cycling test. The idea
was that the-test would indicate that when a System
satisfactorily performed after the test had been completed
then for all practical purposes other pipes and fittings
identical to those tested would perform satisfactorily in
Service, This test is now included in relevant ISO Draft
International Standards for soil and waste discharge Systems
inside buildings.
When the U.Ke came to examine the question 0% drainage pipes
from the house to sewer it was immediately thought necessaxy
for a similar test to be included to determine the Performance
of these pipes under the influence of thermal shock. However,
because the pipes would be buried in the ground and subjected
additional criteria would be applied.
to external loadsI
Qpinions from building authorities, road construction
transportation authorities and organizations were
specifiers,
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ISO/TR 7074-1986 (EI
examined and certain load criteria emerged. These load
criteria tan be said to be the maximum possible normal
loadings that would pass over or remain on a buried sewer pipe
A similar examination with regard to the
for a length of time.
temperature of the effluent, as carried out for the soil
System Programme, showed that the effluent conveyed in
underground drainage was at a lower and more constant
temperature. The practical questions were then raised
concerning applying these criteria to a test and it was very
quickly Seen that to install pipes and fittings in trenches on
a continuous basis for test purposes was not practical and an
artificial trench had to be designed and specified. Ultimately
this artificial trench emerged as the box detailed in the test
description which follows this report. It was considered
acceptable for all practical purposes that if the physical
properties of the box were toleranced, different laboratories
could construct boxes and test components in them to a
This method of determining a pass/fail for
Standard method.
the products tested by each group would be satisfactory. As
the Object of the Box Losding Test is to
for soil Systems,
tonfirm that pipes and fittings which do not deflect by more
than a given percentage during the test, and at the test
conclusion show no signs of leaks, will give a satisfactory
Performance when in use. Again, as with the soil Systems, it
is not intended that Systems so tested in the box should be
given a numerical value whereby Systems from one manufacturer
tan be directly compared with those of another.
5.2 Objections
The Task Group studied the original U.K. proposal and the
corresponding Finnish Standard SFS 3143 - 1975, The main
arguments against these methods were:
Lack of information concerning
because of the small number of test
a) The weld line quality,
pieces
b) The stiffness, because the temperature is as high as
85' C,
because the testing time is short
c) The long term behaviour,
and cannot be sufficiently related to practice
time consuming and complicated
d) the method is costly,
e) The reproducibility is doubtful,
5.3 Progress
a) Weld line quality
From the investigations made it tan be concluded that
"frozen-in-Stresses" in injection moulded fittings have a
certain effect in relation to the weld line and thus the weld
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ISCVTR 7074198
line tan be t e ku2akest pax.-k of the fittin
o This is evident
because when the weld line is place in the water flow the
deformation is often at its makimum and sma3.l crac.ks in ehe
weld .Iline tan be found, Because the method was nst sriginaU.y
etermnn in the weI.d 1.ine qu~zlitv by measuring the
meant Eor
d -2.
f &)-1e (-JL&(fk a d beIrr:aiJrse %tat. H s"e-.iGal.Ly ‘lA3.e ,n-ambe~- eQ
ciyj~(=?*~~ f 3 k-J(-J $.g&~y-~,", it* J$&,:.:~ .,Tqpyyj that ir-J the
(--JE 1-y a. pa.fI3rpQ~~$zJ f.fJj~ f;*YJ-y-p~~
5. ;Yn9'~s t igat. 99-;ins was "ro i)e
made in thei ?d~ase V-Y%' crac94i; de~y,~~p~~~e~~k c,
;.d 3".
temperatures
bl Test
Cu. w&z.er tem erature af the hok water: (vycle was prb>
Qriginally as 85 "C, This wzs enouqh tc~ raise the rnez~~
the miterial. This in returrg tan
atikpn kL3~ein-> failures and thus
from gQod. When resting and
cooling th52 original uired care to be taken
that the cmzmm temperature fe4.P to a aximum of 38 *C, T
keeps the total assembly temperature at about a constant
Pevelm It is interestin '~"o note the relationship of the wal.9
temperature with the lo term *ressure test for pipes.
Exp&riments made with watex at 79 "6 show that the
deformations are much smaP%er.
“ha Task c;r92aap di scussea the test temperatures cx1 seareral.
sccasionna and stu man-y .xxqxx-ts in which the conclusions
were equal6:
Though the temper~ture fr m 23 washing mac inc tan be As hig
.
a.s 95 "G when pou‘i:;ed i to ehe seil., syHx2m, it rapidly
I
f$ $2 i" 'c4" c2
x.,,*a .urr .L. Lo ases a.2d Es? YL.dom Ei? ceeds 6il "SC wken running in the
n7
rand,~.~:~(~:~gUo"gh:h, 4!kz"ainage System c?, The:cu Exe ß however 8 certain types
1)pwfz"r% hc.,:,c ~&?a~e.rr
8s discharged into the under
?xxqxxaturk of at least 85 "e, Thi
.,OaT~~~.~.'r.g.~~,~~- ZrqTgj *$g,yJ~,~~ g f
iekd measurements. Thus it tan kxz seen
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5 but in some cases rekzvant
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% $ :g l.ll:: t, *
Wt3 t, 4v r erat,are was not f ixed, because it
nation~a$ codes f practice and other man
N*-‘) 11 ‘Uli. r i* QQ- f:; ;2 e l Q y e ” r s pI
e of the BLT no failiures are
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AA" *( + +.
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inas which htsve passed the BLT,
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. * :.:.’ i I ,[LTA V) &‘, 3 * 7 p
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,& $3 t.I x" e !l g k IX i s stl.rQnqly influenee by the cf=rmbFned-
Ir. L"
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ISO/TR 7074-1986 (E)
effect of the K-value and the Vicat Point of fittings
material. This is more generally revealed at the elevated
pressure test temperature of 60 *C. The results from the BLT
tests using the hot water temperature of 85 *C show similar
results and this gives the right to suppose that BLT may be
used for determining the long term durability.
- The functional Stresses in practice consist of among others
those caused by thermal shocks. This kind of fatigue loading
on the construction is repeated in the BLT for a reasonable
number of cycles which correlates to practice.
d) Costs
The BLT apparatus is not a cheap test device for plastic pipes
and fittings, however,
the test is intended to be carried out
only when a new material or construction is introduced.
e) Reproducibility
The main reasons postulated for the poor reproducibilty of the
original test where:
- the filling method was not described clearly enough
- the filling material and its compactness varied too much
from one test Station to another
- the possible deformation of the box was not restricted
The Task Group studied these Points and on the ground of
separate investigations these factors were eliminated or
restricted to a reasonable level when considering the
practical nature of the test.
f) Other objections
2500 cycles are recommended. This is based on the fact that it
corresponds in practice to approximately one thermal attack
per week during 50 years. The fact that the deformation is
continuously rising towards the end of the test brings up for
discussion the possibility of increasing the test to 2700
cycles which simulates full 50 years Service life. This is
contrary to the proposed reduction of the test to 1500 cycles.
The Task Group has also discussed the magnitude of the
superimposed load which originally was 36 kN for 110 mm Pipe.
This relates to a backfill height of about 3 m where as the
proposed 50 kN relates to a backfill height of 4 m. According
to the tests made with 36 kN and 50 kN there is no marked
differente between the deformations produced. Therefore in
Order to obtain more reproducible results the Task Group
suggests a load of 50 kN for all underground drain pipes and
fittings up to 160 mm.
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5.4 The advantages of the BLT
The main advantages of the BLT are:
a) It tan be used for studying of the long term behaviour of
fittings and assemblies in respect of stability of
pipes I
construction and tiqhtness.
b) The method has proved to give good Simulation of the pipe
structure in real field conditions. That is, the deformation
caused by the soil load is of the Same magnitude.
c) The method gives information of the material's general
suitability, of the soundness of construction and of possible
weak Points caused by manufacture.
d) The method is applicable to all flexible pipe and fitting
materials.
5.5. Werk still to be undertaken
5.5.1
The original method used in North European countries consists
of two Parts:
a) for drain pipes and fittings up to and including DN 160 mm
using cycling thermal-shocks with water temperature 85/10 *C
b) for sewer pipes and fittings of 20G mm and above using
continuous water flow with a temperature of 50 * C and a load
as per table 1.
Table 1 Test conditions
.
I I .
Nominal Width of Length of Heigth of Load Hot water
outside the box the box the box temp.
diameter a b h F T
min
JJ
DN kN C
100 700 1200
810 50 -f 2 85 =t 2
125 700 1200 825
50 * 2 85 * 2
160 700 1200 860 50
f: 2 85 * 2
200
800 1500 900 50 * 2 50
* 2
250 900
1500 950 50 f: 2 50 * 2
315 1000 1500
1015 55 * 2 50 * 2
400 1300
1500 1100 55 * 2 50 * 2
500 1800 1500
1200 60 * 2 50 * 2
The latter application is deleted from the present ISO test
method, however, the need for such a test should be evaluated.
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ISO/TR 7074-1986 (E)
5.5.2
The hot water temperature and the permitted end deformation are
left to be fixed by the national member bodies. However, it is
recommended that the water temperatures used should be the Same
for all materials. The final end deformation value may vary from
material to material depending on proven practical field
experience.
6. WATER CYCLING TEST (WCT)
6.1. Background
By testing several kinds of fittings in the BLT it tan be shown
that for certain types the weld line has a tendency to open. It
was therefore suggested that this phenomena could be investigated
using a eheaper method than the BLT.
The Task Group studied a few different methods and came to the
conclusion that the 'Elevated temperature cycling test on
fittings" as decribed in BS 4660 serves as a relatively easy
method for determining the weld line strength. The cycling of
hot and cold water is made in the Same manner as in the BLT
but the fittings are mechanically unloaded. Comparative tests
have shown that the Same tendency of cracking is achieved,
when the test is made with the test piece surrounded by air,
as in the WCT, compared to the results from the BLT. During
the test the weld line is of course placed in the water flow.
The cycling test is primarily a kind of a functional type test
for fittings exposed to hot water, i.e. for diameters 110, 125
and 160 mm. Test work has shown that the method is not
suitable for testing polyethylene fittings.
6.2 Summary
The Task Group prefers the WCT to the BLT in terms of weld line
strength testing. For production quality control purposes the
method is not particularly suitable since it is time consuming.
Its usefullness is evident for repeated type testing made by the
manufacturer or control inspector.
7. FATIGUE BENDING TEST (FBT)
7.1 Background
In Order to find a suitable quick test on weld lines, the Task
Group started to examine the so-called Fatigue Bending Test
(FBT). When comparing the newest version to the original
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ISO/TR 7074-1986 EI
proposal from from the Netherlands, the test description has
The Task Group has studied the influence of
changed a lot.
- frequency
- amplitude
- type of loading
- test Sample size
- positions from where the Sample should be taken
- temperature
7,2 Objections
During the work the following objections to the proposed method
were made:
- As it now Stands the method is unsuitable for its originally
expected end use: quick quality control
The method is of such a nature that it is necessary to use
in Order to obtain sta
quite large numbers if test pieces
tistically significant results.
- The method is not suitable for fittings made of polyolefins.
7.3 Advantages
The method is shown to give information of the weld Sine
quality
The method tan be used to measure the material's fatigue
properties. Thus its simulates in one way or other the dy
namic loading characteristics of the fittings more accurately
than the BLT.
7,4 Werk still to be undertaken
In further investigations stress should be laid on following
features:
- the criteria for pass/fail should be established
- the statistical Parameters should be clarified
- tests in a cooled liquid bath should be carried out in Order
to try to prevent this possible Source of unreliable results:
i.e. the warming up of the material.
The method is still under development. Promising results have
been obtained especially when considering the possibilities
which the method-may serve for product development and
processing technology.
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8. IMPACT RESISTANCE TESTS (IRT)
8.1 Background
The need for a quick quality test for weld lines was the motive
of the Netherlands when beginning the work with the IRT. The
method has been developed from the common method ISO R 179 which
has been used for the testing of fitting quality for example in
specifications for ABS and PP soil and waste discharge Systems
in buildings.
When comparinq the latest edition to the original proposal it
tan be Seen that the test description has been changed notably
only in one detail, that is, the strinking edge hits the
specimen on the outer surface, which the Task Group regards as
an improvement.
The test tan be performed with less striker energy than
described at the moment in the draft Standard.
8.2 Objections
The main arguments against the method are:
- Due to the weld line there is often a small notch in the
This Causes much Variation in the test results.
test bar.
- The method does not give an indication of the fitting's
Overall Performance ability; only giving results from various
Points of the fittings.
The original intention was to Substitute the FBT by the IRT
but there is doubt that the IRT tests the Same Parameters.
- The machining of the test bars tan easily affect the
results.
- The method is not suitable for PE at the test temperature of
23 *C.
- The number of test pieces must be quite large in Order to
obtain statistically significant results.
8.3 Advantages
- The method may give information of the weld line quality more
easily than the FBT.
- The method gives information of the material% impact
resistance properties which the BLT is unable to do.
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8.4 Further work to be undertaken
In further investigations stress should be laid on following
features:
- The impact energy should be fixed for different fitting
materials.
- The notch effect Problem is still to be solved.
9. OTHER TESTS METHODS STUDIED
9.1 Pulsating Load Test
The CSTB have been studying the behaviour of empty plastics
pipes under pulsating load induced on the top of the pipe in a
.
which facilitates Suspension in the horizontal direction.
jig
The'aim is to obtain a correlation between this laboratory test
and a sitze test program with a "carousel" traffit load
Thus the test is analogous with the FBT and it would
simulator.
be interesting to find out if there is any correlation between
these methods.
9.2 Line Load tests
In Sweden and in the Netherlands many Line Load tests have been
The method has been analogous to the WCT with the
carried out.
exception that the fittings were compressed to a certain degree.
The method has been later deleted because comparative
experiments have shown that the WCT brings out the tendency to
cracking at least as clearly.
9.3 Plate Test
In Sweden a compression test for fittings is included in the
manufacturer's specifications on drain and sewage pipes and
The method consists of a simple determination of the
fittings.
rigidity or stiffness of the fittings when compressed to 5 %
This test is used for quality control purposes by
deflection.
the way that in quality control tests the results shall show at
least 90 % of the stiffness which was accepted in a type test.
The Task Group has not studied the test method any further.
9.4 N,O.L.-test
has studied the possibilities of using a
The U.K.
straight-forward tensile testing method according to the A.S.T.M
for the testing of weld line quality. The results
procedure,
were not promising.
13
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10. COMPARABILITY OF THE DIFFERENT TESTS
Much work has been done in the Task Group 1 in Order to
establish correlations between the test methods described. It
has been shown that:
- The results from BLT and FBT seem to show some correlation.
- The BLT and the WCT give similar results when testing the
tendency to weld line cracking.
- The WCT seems to have no correlation to the IRT when testing
the weld line quality
- There is correlation between the results from IRT and FBT
in terms of weld line strength.
11. SUMMARY
As a result from the comprehensive test Programme carried out
by the members of the Task Group it tan be stated that:
1. All the test methods are useful but it is to be noted that
they seem to test different Parameters.
2. The Box Loading Test seems to be the most useful when con
sidering materials and the geometric design of the fitting.
3. The FBT and IRT tests seem to be most useful when conside
ring the moulding technique and the quality assurance of the
fittings.
14
---------------------- Page: 14 --------
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO/TR 7074:1995
01-november-1995
Zahteve za lastnosti polimernih cevi in fitingov za uporabo v podzemnih drenažnih
in kanalizacijskih sistemih
Performance requirements for plastics pipes and fittings for use in underground drainage
and sewage
Aptitude à l'emploi des tubes et raccords en matière plastique utilisés pour
l'assainissement enterré
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO/TR 7074:1986
ICS:
23.040.01 Deli cevovodov in cevovodi Pipeline components and
na splošno pipelines in general
91.140.80 Drenažni sistemi Drainage systems
93.030 Zunanji sistemi za odpadno External sewage systems
vodo
SIST ISO/TR 7074:1995 en
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
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SIST ISO/TR 7074:1995
---------------------- Page: 2 ----------------------
SIST ISO/TR 7074:1995
Pu blished 1986-02-15
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. MEX,!jYHAPOflHAR OPrAHl’l3A~MR i-l0 CTAH~APTVl3AL/kl~=ORGANlSATlON INTERNATIONALE DE NORMALISATION
Performance requirements for plastics pipes and fittings
for use in underground drainage and sewage
Aptitude a l’emploi des tubes et raccords en mati&re plastique utilis&s pour l’assainissement enterrk
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national Standards bodies (ISO member bedies).
The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO technical committees. Esch member body
interested in a subject for which a technical committee has been established has the right to be represented on that committee.
International organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
The main task of ISO technical committees is to prepare International Standards. In exceptional circumstances a technical committee
may propose the publication of a technical report of one of the following types :
-
type 1, when the necessary support within the technical committee cannot be obtained for the publication of an International
Standard, despite repeated efforts;
-
type 2, when the subject is still under technical development requiring wider exposure;
-
type 3, when a technical committee has collected data of a different kind from that which is normally published as an
International Standard (“state of the art”, for example).
Technical reports are accepted for publication directly by ISO Council. Technical reports types 1 and 2 are subject to review within
three years of publication, to decide if they tan be transformed into International Standards. Technical reports type 3 do not
necessarily have to be reviewed until the data they provide is considered no longer valid or useful.
ISO/TR 7074 was prepared by Technical Committee ISO/TC 138, Plastics pipes, fittings and valves for the transport of fluids.
The reasons which led to the decision to publish this document in the form of a technical report type 3 are explained in section 1.
UDC 621.643.29 : 626.862.3 Ref. No. ISO/TR 7074-1986 (E)
Descriptors : Undergmund sewage disposal, drainpipes, plastics products, plastic tubes, pipe fittings, specifications, tests, test equipment.
0 International Organkation for Standardkation, 1986 l
Price based on 22 pages
Printed in Switzerland
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SIST ISO/TR 7074:1995
ISO/TR 7074-1986 (El
SECTION 1 - HISTORICAL BACKGROUND
1. DISCUSSIONS IN ISO
Werk within ISO/TC 5/SC 6 (now ISO/TC 138) on a specification
for plastics pipes and fittings made of UPVC for use in
underground sewage was approved at the sub-committee meeting
in Stockholm in 1969 when Working Group A was established and
the responsibility for drafting the specification allocated
later on to a Task Group (now ISO/TC 138/SC l/AGH-1 - Buried
drain and sewer pipes).
At the WG 1 meeting in Berlin in 1972 the U.K. proposed that
TG 1 should give consideration to the so-called Box Loading
Test (BLT) as described in BS 4660. This was accepted.
The "Specification for pipes and fittings of unplasticized
polyvinyl chloride (UPVC) for buried drain and sewer pipes"
(doc. 138/1 N 161) was forwarded to TC 138 level by resolution
in Madrid in 1972 without any functional test requirements for
pipes or fittings and at the Same time it was decided that TG
1 should continue its specification work on the quality
testing of fittings.
The above mentioned specification, now ISO/DIS 4435, was
2 disapprovals and no abstensions
accepted with 24 approvals,
(sec doc 138 N 153).
After having finalized the leakproofness tests for fittings,
TG 1 was, by resolution of WG 1 in Bremen in 1974, to continue
under the leadership of Finland developing suitable tests for
pipes and fittings.
in the period 1974-1978, nine further Task Group
Since then,
meetings were held keeping in mind the following terms of
reference:
- To prepare a functional Performance test (type test by
considering the long term durability of fittings,
nature),
as far as possible, practical conditions.
which simulates,
- To develop a simple production quality control test,
especially for injection moulded drainage fittings, which
examines the strength of the weld line, which may be weaker
than the the fitting in general.
The main task, being derived from the actual initiative, was
to study the testing of UPVC assemblies but the AHG has also
studied the applicability of the methods established to other
plastics materials: no final conclusions have been drawn
however.
During the work of TG 1 it became evident that no unanimous
proposal could be reached within the TG upon the methods to
be used and therefore TG 1 agreed that all prepared
descriptions of test methods should be circulated to the WG 1
meeting in Tel Aviv for wider consideration. At the meetings
in November 1977 it was agreed that documents 138/1 N 369, N
370 and N 371 should be compiled into a Technical Report.
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SIST ISO/TR 7074:1995
DSO/TR 7074-1986 (EI
SECTION 2 - BASIC TECHNICAL PROBLEMS
2. INTRODUCTION
When flexible plastic pipe is used for underground drainage
a so-called pipe structure is formed by the
and sewage,
interaction of the mechanical properties of the pipe and the
surrounding soil. The behaviour of the pipe structure over a
long period depends on the ageing properties of both
components, i.e. changes in the pipe or fitting material and
variations in the earth pressure distribution Cause
diminishing pipe strength.
The main loading factors, which should be taken into account
when dimensioning the pipe structure arc:
a) static and dynamic loads which Cause bending Stresses and
fatigue phenomena in the pipe and fitting Wall;
b) thermal loads which Cause accelerated ageing and possible
softening in the material and bending Stresses in the pipe and
fitting Wall;
c) Chemical influence sf waste water.
These factors Cause changes of differing degrees in pipe and
fitting materials depending an:
- dimensions and geometry;
- elasticity and stiffness;
- creep and relaxation properties;
- frozen-in-Stresses;
- tensilc4, compressive and fatigue properties;
- softening temperature;
- molecular weight and its distribution.
3, QUALITY CONTROL PROBLEMS
With manufactured products, quality is mainly determined by
quality sf design and quality of manufacture:
uality of design is defined as the excellence of the design
in relation to ease of manufacture and to the customer's
requirements
- Quality of manufacture is defined as the fidelity with which
the product conforms to the design.
When discussing the quality control, which is defined
according to the European Organization For Quality Control
(EOQC) as a System for programming and coordinating the
efforts of the various groups in an organization to maintain
or improve quality, at an economical level, we see that the
doGumeX$t ISO/TC 138/WG H N 299 gives a definition for Quality
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SIST ISO/TR 7074:1995
ISO/TR 7074-1986 (El
Control Test that should preferably be called a Production
The Type Tests and Performance Tests fall under
Control Test.
the heading Quality of design:
- The definition of Performance Tests states that they are
carried out in Order to assess the ability of a product or
assembly of components to fulfill its function
- The definition of Type Tests states that they are carried
out in Order to prove the general suitability of materials and
components.
The question is to which definition should be added the words
which is defined as the period of
"over the required time",
time (for pipes and fittings normally 50 years) during which
the User expects the item to be in a condition to perform its
required function. Does the testing of wear-out or degradation
failures belong to both groups. 7 It is clear that in Order to
get reliable results from a test which simulates functional
and environmental Stresses the test shall include an
accelerating factor. What accelerating means should be Chosen
is dependent on the Parameters to be investigated. The Task
Group-has studied the effects of temperature, which is known
from previous experience to be a reliable factor, increment of
induced stress and dynamic loading.
An accelerated test is defined as a test in which the applied
stress (loading) level is Chosen to exceed that stated in the
reference conditions in Order to shorten the time required to
observe the stress response of the item, or magnify the
response in a given time. To be valid, an accelerated test
must not alter the basic modes and/or mechanisms of failure,
or their relative prevalence.
In Order to be able to state the reference conditions one
should carry out Field Reliability Tests, which are defined as
a reliability compliance or determination tests made under
stated and controlled conditions of use and recorded
conditions of environment in the field.
Because results over a 50 years period are not yet available,
field data and results from Endurante Tests have been studied
by the Task Group.
The idealized target of the TG could be crystallized as
To establish a simple, easy and quick test, which by
follows:
Simulation takes account of the Performance requirements set
by the environment and the function Stresses, reveals
inadequate design strength in view of long term durability,
which could be used as a reliability test, as a production
control test and as a screening test. A screening test is
intended to remove unsatisfactory items or those likely to
exhibit early failures.
Not surprisingly this proved to be unreasonable and therefore
the task Group Split the Programme into smaller individual
Tasks.
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SIST ISO/TR 7074:1995
IESO/TR 7074-1986 (El
SECTION 3 - TEST METHODS STUDIED
4. MOTIVE
The reason why tests were developed is contained in the sewer
It is stated under the
pipe specification ISO/DIS 4435,
"Wall thickness" that “Note: The wall thickness of a
heading
given fitting may require greater vakues than given in the
table in Order to comply with the test requirements of this
specification".
Up to now no guidance has been given within ISQ for the choice
of the class sf fittings to be connected to a specific Pipe.
5. BOX LOADING TEST (BLTJ
Originally the work of TG 1, in it-s present composition, began
which is a Laborstory Reliability
with a so-called BLT method,
The BLT is meant to be a a simulating test
Test by nature.
which contains thermal shock as an accelerating factor.
5.1 Background
The background to the BLT and the objectives it achieves when
pipes and fittings are subjected to it lies in the failures of
seil Stocks reported during 1966 and 1967 in U.K. A number sf
UPVC soil discharge pipes collapsed due to conveyance of hot
discharges. Investigations following these failures were
carried out by BPF. From this Survey two sets of conditions
emerged which could have caused the soil Systems then in use
to fail. These conditions were:
a) A rapid discharge of the contents of a boiler
b) Thea use of washing machines where the temperature of the
water tan be as high as 95 *C.
It was subsequently establised that plastics soil Systems
should undergo an elevated temperaeure cycling test. The idea
was that the-test would indicate that when a System
satisfactorily performed after the test had been completed
then for all practical purposes other pipes and fittings
identical to those tested would perform satisfactorily in
Service, This test is now included in relevant ISO Draft
International Standards for soil and waste discharge Systems
inside buildings.
When the U.Ke came to examine the question 0% drainage pipes
from the house to sewer it was immediately thought necessaxy
for a similar test to be included to determine the Performance
of these pipes under the influence of thermal shock. However,
because the pipes would be buried in the ground and subjected
additional criteria would be applied.
to external loadsI
Qpinions from building authorities, road construction
transportation authorities and organizations were
specifiers,
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SIST ISO/TR 7074:1995
ISO/TR 7074-1986 (EI
examined and certain load criteria emerged. These load
criteria tan be said to be the maximum possible normal
loadings that would pass over or remain on a buried sewer pipe
A similar examination with regard to the
for a length of time.
temperature of the effluent, as carried out for the soil
System Programme, showed that the effluent conveyed in
underground drainage was at a lower and more constant
temperature. The practical questions were then raised
concerning applying these criteria to a test and it was very
quickly Seen that to install pipes and fittings in trenches on
a continuous basis for test purposes was not practical and an
artificial trench had to be designed and specified. Ultimately
this artificial trench emerged as the box detailed in the test
description which follows this report. It was considered
acceptable for all practical purposes that if the physical
properties of the box were toleranced, different laboratories
could construct boxes and test components in them to a
This method of determining a pass/fail for
Standard method.
the products tested by each group would be satisfactory. As
the Object of the Box Losding Test is to
for soil Systems,
tonfirm that pipes and fittings which do not deflect by more
than a given percentage during the test, and at the test
conclusion show no signs of leaks, will give a satisfactory
Performance when in use. Again, as with the soil Systems, it
is not intended that Systems so tested in the box should be
given a numerical value whereby Systems from one manufacturer
tan be directly compared with those of another.
5.2 Objections
The Task Group studied the original U.K. proposal and the
corresponding Finnish Standard SFS 3143 - 1975, The main
arguments against these methods were:
Lack of information concerning
because of the small number of test
a) The weld line quality,
pieces
b) The stiffness, because the temperature is as high as
85' C,
because the testing time is short
c) The long term behaviour,
and cannot be sufficiently related to practice
time consuming and complicated
d) the method is costly,
e) The reproducibility is doubtful,
5.3 Progress
a) Weld line quality
From the investigations made it tan be concluded that
"frozen-in-Stresses" in injection moulded fittings have a
certain effect in relation to the weld line and thus the weld
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SIST ISO/TR 7074:1995
ISCVTR 7074198
line tan be t e ku2akest pax.-k of the fittin
o This is evident
because when the weld line is place in the water flow the
deformation is often at its makimum and sma3.l crac.ks in ehe
weld .Iline tan be found, Because the method was nst sriginaU.y
etermnn in the weI.d 1.ine qu~zlitv by measuring the
meant Eor
d -2.
f &)-1e (-JL&(fk a d beIrr:aiJrse %tat. H s"e-.iGal.Ly ‘lA3.e ,n-ambe~- eQ
ciyj~(=?*~~ f 3 k-J(-J $.g&~y-~,", it* J$&,:.:~ .,Tqpyyj that ir-J the
(--JE 1-y a. pa.fI3rpQ~~$zJ f.fJj~ f;*YJ-y-p~~
5. ;Yn9'~s t igat. 99-;ins was "ro i)e
made in thei ?d~ase V-Y%' crac94i; de~y,~~p~~~e~~k c,
;.d 3".
temperatures
bl Test
Cu. w&z.er tem erature af the hok water: (vycle was prb>
Qriginally as 85 "C, This wzs enouqh tc~ raise the rnez~~
the miterial. This in returrg tan
atikpn kL3~ein-> failures and thus
from gQod. When resting and
cooling th52 original uired care to be taken
that the cmzmm temperature fe4.P to a aximum of 38 *C, T
keeps the total assembly temperature at about a constant
Pevelm It is interestin '~"o note the relationship of the wal.9
temperature with the lo term *ressure test for pipes.
Exp&riments made with watex at 79 "6 show that the
deformations are much smaP%er.
“ha Task c;r92aap di scussea the test temperatures cx1 seareral.
sccasionna and stu man-y .xxqxx-ts in which the conclusions
were equal6:
Though the temper~ture fr m 23 washing mac inc tan be As hig
.
a.s 95 "G when pou‘i:;ed i to ehe seil., syHx2m, it rapidly
I
f$ $2 i" 'c4" c2
x.,,*a .urr .L. Lo ases a.2d Es? YL.dom Ei? ceeds 6il "SC wken running in the
n7
rand,~.~:~(~:~gUo"gh:h, 4!kz"ainage System c?, The:cu Exe ß however 8 certain types
1)pwfz"r% hc.,:,c ~&?a~e.rr
8s discharged into the under
?xxqxxaturk of at least 85 "e, Thi
.,OaT~~~.~.'r.g.~~,~~- ZrqTgj *$g,yJ~,~~ g f
iekd measurements. Thus it tan kxz seen
ti1a-k
"c presenf----:~ $zJ seBadpat;re I
5 but in some cases rekzvant
..> 01
% $ :g l.ll:: t, *
Wt3 t, 4v r erat,are was not f ixed, because it
nation~a$ codes f practice and other man
N*-‘) 11 ‘Uli. r i* QQ- f:; ;2 e l Q y e ” r s pI
e of the BLT no failiures are
(-J'Bcip Li
$g-* To": $1 cj
!x3.ve ~ceured in practice to thsse types of pipes or
Ib7 e
AA" *( + +.
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inas which htsve passed the BLT,
4 ." .c*> i L, e- .
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Ir. L"
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SIST ISO/TR 7074:1995
ISO/TR 7074-1986 (E)
effect of the K-value and the Vicat Point of fittings
material. This is more generally revealed at the elevated
pressure test temperature of 60 *C. The results from the BLT
tests using the hot water temperature of 85 *C show similar
results and this gives the right to suppose that BLT may be
used for determining the long term durability.
- The functional Stresses in practice consist of among others
those caused by thermal shocks. This kind of fatigue loading
on the construction is repeated in the BLT for a reasonable
number of cycles which correlates to practice.
d) Costs
The BLT apparatus is not a cheap test device for plastic pipes
and fittings, however,
the test is intended to be carried out
only when a new material or construction is introduced.
e) Reproducibility
The main reasons postulated for the poor reproducibilty of the
original test where:
- the filling method was not described clearly enough
- the filling material and its compactness varied too much
from one test Station to another
- the possible deformation of the box was not restricted
The Task Group studied these Points and on the ground of
separate investigations these factors were eliminated or
restricted to a reasonable level when considering the
practical nature of the test.
f) Other objections
2500 cycles are recommended. This is based on the fact that it
corresponds in practice to approximately one thermal attack
per week during 50 years. The fact that the deformation is
continuously rising towards the end of the test brings up for
discussion the possibility of increasing the test to 2700
cycles which simulates full 50 years Service life. This is
contrary to the proposed reduction of the test to 1500 cycles.
The Task Group has also discussed the magnitude of the
superimposed load which originally was 36 kN for 110 mm Pipe.
This relates to a backfill height of about 3 m where as the
proposed 50 kN relates to a backfill height of 4 m. According
to the tests made with 36 kN and 50 kN there is no marked
differente between the deformations produced. Therefore in
Order to obtain more reproducible results the Task Group
suggests a load of 50 kN for all underground drain pipes and
fittings up to 160 mm.
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SIST ISO/TR 7074:1995
ISO/TR 7074-1986 (EI
5.4 The advantages of the BLT
The main advantages of the BLT are:
a) It tan be used for studying of the long term behaviour of
fittings and assemblies in respect of stability of
pipes I
construction and tiqhtness.
b) The method has proved to give good Simulation of the pipe
structure in real field conditions. That is, the deformation
caused by the soil load is of the Same magnitude.
c) The method gives information of the material's general
suitability, of the soundness of construction and of possible
weak Points caused by manufacture.
d) The method is applicable to all flexible pipe and fitting
materials.
5.5. Werk still to be undertaken
5.5.1
The original method used in North European countries consists
of two Parts:
a) for drain pipes and fittings up to and including DN 160 mm
using cycling thermal-shocks with water temperature 85/10 *C
b) for sewer pipes and fittings of 20G mm and above using
continuous water flow with a temperature of 50 * C and a load
as per table 1.
Table 1 Test conditions
.
I I .
Nominal Width of Length of Heigth of Load Hot water
outside the box the box the box temp.
diameter a b h F T
min
JJ
DN kN C
100 700 1200
810 50 -f 2 85 =t 2
125 700 1200 825
50 * 2 85 * 2
160 700 1200 860 50
f: 2 85 * 2
200
800 1500 900 50 * 2 50
* 2
250 900
1500 950 50 f: 2 50 * 2
315 1000 1500
1015 55 * 2 50 * 2
400 1300
1500 1100 55 * 2 50 * 2
500 1800 1500
1200 60 * 2 50 * 2
The latter application is deleted from the present ISO test
method, however, the need for such a test should be evaluated.
9
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SIST ISO/TR 7074:1995
ISO/TR 7074-1986 (E)
5.5.2
The hot water temperature and the permitted end deformation are
left to be fixed by the national member bodies. However, it is
recommended that the water temperatures used should be the Same
for all materials. The final end deformation value may vary from
material to material depending on proven practical field
experience.
6. WATER CYCLING TEST (WCT)
6.1. Background
By testing several kinds of fittings in the BLT it tan be shown
that for certain types the weld line has a tendency to open. It
was therefore suggested that this phenomena could be investigated
using a eheaper method than the BLT.
The Task Group studied a few different methods and came to the
conclusion that the 'Elevated temperature cycling test on
fittings" as decribed in BS 4660 serves as a relatively easy
method for determining the weld line strength. The cycling of
hot and cold water is made in the Same manner as in the BLT
but the fittings are mechanically unloaded. Comparative tests
have shown that the Same tendency of cracking is achieved,
when the test is made with the test piece surrounded by air,
as in the WCT, compared to the results from the BLT. During
the test the weld line is of course placed in the water flow.
The cycling test is primarily a kind of a functional type test
for fittings exposed to hot water, i.e. for diameters 110, 125
and 160 mm. Test work has shown that the method is not
suitable for testing polyethylene fittings.
6.2 Summary
The Task Group prefers the WCT to the BLT in terms of weld line
strength testing. For production quality control purposes the
method is not particularly suitable since it is time consuming.
Its usefullness is evident for repeated type testing made by the
manufacturer or control inspector.
7. FATIGUE BENDING TEST (FBT)
7.1 Background
In Order to find a suitable quick test on weld lines, the Task
Group started to examine the so-called Fatigue Bending Test
(FBT). When comparing the newest version to the original
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SIST ISO/TR 7074:1995
ISO/TR 7074-1986 EI
proposal from from the Netherlands, the test description has
The Task Group has studied the influence of
changed a lot.
- frequency
- amplitude
- type of loading
- test Sample size
- positions from where the Sample should be taken
- temperature
7,2 Objections
During the work the following objections to the proposed method
were made:
- As it now Stands the method is unsuitable for its originally
expected end use: quick quality control
The method is of such a nature that it is necessary to use
in Order to obtain sta
quite large numbers if test pieces
tistically significant results.
- The method is not suitable for fittings made of polyolefins.
7.3 Advantages
The method is shown to give information of the weld Sine
quality
The method tan be used to measure the material's fatigue
properties. Thus its simulates in one way or other the dy
namic loading characteristics of the fittings more accurately
than the BLT.
7,4 Werk still to be undertaken
In further investigations stress should be laid on following
features:
- the criteria for pass/fail should be established
- the statistical Parameters should be clarified
- tests in a cooled liquid bath should be carried out in Order
to try to prevent this possible Source of unreliable results:
i.e. the warming up of the material.
The method is still under development. Promising results have
been obtained especially when considering the possibilities
which the method-may serve for product development and
processing technology.
11
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SIST ISO/TR 7074:1995
ISO/TR 7074-1986 (E)
8. IMPACT RESISTANCE TESTS (IRT)
8.1 Background
The need for a quick quality test for weld lines was the motive
of the Netherlands when beginning the work with the IRT. The
method has been developed from the common method ISO R 179 which
has been used for the testing of fitting quality for example in
specifications for ABS and PP soil and waste discharge Systems
in buildings.
When comparinq the latest edition to the original proposal it
tan be Seen that the test description has been changed notably
only in one detail, that is, the strinking edge hits the
specimen on the outer surface, which the Task Group regards as
an improvement.
The test tan be performed with less striker energy than
described at the moment in the draft Standard.
8.2 Objections
The main arguments against the method are:
- Due to the weld line there is often a small notch in the
This Causes much Variation in the test results.
test bar.
- The method does not give an indication of the fitting's
Overall Performance ability; only giving results from various
Points of the fittings.
The original intention was to Substitute the FBT by the IRT
but there is doubt that the IRT tests the Same Parameters.
- The machining of the test bars tan easily affect the
results.
- The method is not suitable for PE at the test temperature of
23 *C.
- The number of test pieces must be quite large in Order to
obtain statistically significant results.
8.3 Advantages
- The method may give information of the weld line quality more
easily than the FBT.
- The method gives information of the material% impact
resistance properties which the BLT is unable to do.
12
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SIST ISO/TR 7074:1995
ISO/TR 7074-1986 (El
8.4 Further work to be undertaken
In further investigations stress should be laid on following
features:
- The impact energy should be fixed for different fitting
materials.
- The notch effect Problem is still to be solved.
9. OTHER TESTS METHODS STUDIED
9.1 Pulsating Load Test
The CSTB have been studying the behaviour of empty plastics
pipes under pulsating load induced on the top of the pipe in a
.
which facilitates Suspension in the horizontal direction.
jig
The'aim is to obtain a correlation between this laboratory test
and a sitze test program with a "carousel" traffit load
Thus the test is analogous with the FBT and it would
simulator.
be interesting to find out if there is any correlation between
these methods.
9.2 Line Load tests
In Sweden and in the Netherlands many Line Load tests have been
The method has been analogous to the WCT with the
carried out.
exception that the fittings were compressed to a certain degree.
The method has been later deleted because comparative
experiments have shown that the WCT brings out the tendency to
cracking at least as clearly.
9.3 Plate Test
In Sweden a compression test for fittings is included in the
manufacturer's specifications on drain and sewage pipes and
The method consists of a simple determination of the
fittings.
rigidity or stiffness of the fittings when compressed to 5 %
This test is used for quality control purposes by
deflection.
the way that in quality control tests the results shall show at
least 90 % of the stiffness which was accepted in a type test.
The Task Group has not studied the test method any further.
9.4 N,O.L.-test
has studied the possibilities of using a
The U.K.
straight-forward tensile testing method according to the A.S.T.M
for the te
...
RAPPORT TECHNIQUE 7074
Publié 1986-02-15
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. MEXAYHAPOBHAR OPTAHM3A~MFl l-l0 CTAH~APTM3ALWWl~ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
“-, .
Aptitude à l’emploi des tubes et raccords en matière
plastique utilisés pour l’assainissement enterré
Performance reguirements for plastics pipes and fittings for use in underground drainage and sewage
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fedération mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comites
membres de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre
interesse par une 6tude a le droit de faire partie du comité technique cre6 a cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
La tâche principale des comites techniques de I’ISO est d’elaborer les Normes internationales. Exceptionnellement, un comité
technique peut proposer la publication d’un rapport technique de l’un des types suivants:
-
type 1: lorsque, en dépit de maints efforts au sein d’un comité technique, l’accord requis ne peut être realisé en faveur de la
publication d’une Norme internationale;
-
type 2: lorsque le sujet en question est encore en cours de développement technique et requiert une plus grande experience;
-
type 3: lorsqu’un comité technique a reuni des donnees de nature différente de celles qui sont normalement publiées comme
Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état de la technique, par exemple).
La publication des rapports techniques dépend directement de l’acceptation du Conseil de I’ISO. Les rapports techniques des types 1
et 2 font l’objet d’un nouvel examen trois ans au plus tard après leur publication afin de decider eventuellement de leur transformation
en Normes internationales. Les rapports techniques du type 3 ne doivent pas nécessairement être revisés avant que les données
fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L’ISO/TR 7074 a 6th prepare par le comite technique ISO/TC 138, Tubes, raccords et robinetterie en matières plastiques pour le
transport des fluides. -
Les raisons justifiant la décision de publier le present document sous forme de rapport technique du type 3 sont exposées dans la sec-
tion 1.
CDU 621.64329 : 626.862.3 RAf. no : ISO/TR 7074-1986 (FI
drain, produit en matiére plastique, tube en matière plastique, raccord de tuyauterie, spécification, essai,
Descripteurs : épandage souterrain,
matériel d’essai.
0 Organisation internationale de normalisation, 1986 l
Prix basé sur 22 pages
Imprimé en Suisse
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ISO/TR 7074-1986 (F)
RAPPEL HISTORIQUE
SECTION 1 -
1. DISCUSSIONS A L'ISO
Le travail entrepris à l'ISO/TC 5/SC 6 (devenu maintenant l*ISO
TC 138) sur une sp&ification pour les tuyaux et raccords en PVC
destinés à l'assainissement enterre a etb approuvé lors de la
réunion du Sous-Comité & Stockholm en 1969.
Un groupe de travail A fut mis en place et désigné comme responsable
pour ltétablissement de la specification. La tache fut ensuite
attribuée & un groupe réduit (devenu ISO/TC138/SC.í/GT -1 tuyaux
enterrés pour l'assainissement).
Lors de la réunion du GTl.:& Berlin en 1972, lé Royaune’Uni proposa
'@ie le GRl prenne en considération l'essai appel4 "essai & la caisse
à sable” (BLT) déjh décrit dans la norme britannique BS 4660. Ceci
fut accepté.
La spécification (document 138/1 N 161) fut envoyée au TC 138 par t;rn
résolution prise à Madrid en 1972 sans aucune spécification dpaptf-
tude à Femploi pour les tuyaux et raccords, et en même temps, il fu
décidé que le GRl continuerait à travailler sur une spécification
d'essais de qualité pour les raccords.
Le texte ment&mné ci-dessus, devenu ISO/DIS 4435, fut accepté avec
24 OUI, 2 NON et aucune abstention (voir document 138 N 153).
Après avoir terminé la rédaction des essais d%tanchefté pour les
le GRl fut charge, par une rdsolution du GTl prise à
raccords,
Brême en 1974, de continuer l'étude des essais spécifiques pour
la présidence de la Finlande.
tuyaux et raccords sous
Depuis lors, dans la pkiode 1974-1978, 9 réunions du groupe rdduit
furent tenues en visant les objectifs suIv.ants :
prenant en compte la
- préparer un essai d'aptitude à l'emploi
durabilité à long terme des raccords, et simulant autant que
possible les conditions réelles
- développer un essai de controle de qualité simple, spdcialement
basé sur la résistance
pour les raccords moulés par injection,
ui constituent généralement le point
'des lignes de soudure, q
faible du raccord.
Le travail.principal, qui découlait du but initial, fut d'étudier
Le GRl a envisagé l'application
les assemblages de pièces en PVC.
des m&hodes qu'il avait élaborées à d9autres materiaux plastiques,
mais aucune conclusion n'a pu être tirée.
Au fur et à mesure de l'avancement des travaux du GRl, il devint
bvident qu@aucune proposition unanime ne pourrait être dtablie h
le GR1 accepta que toutes
propos des méthodes % utiliser. Cependant,
les méthodes d'essais prhpardes soient envoydes pour information
au GTl pour sa réunion de Tel-Aviv.
Lors de cette réunion en Novembre 1977, le GTl accepta que les
N 370 et N 371 soient introduits dans un
documents 138/1 N 369,
rapport technique.
2
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ISO/TR 7074-1986 (FI
SECTION 2 - PROBLEMES TECHNIQUES DE BASE
2. INTRODUCTION
Lorsqu'on utilise pour de l'assainissement enterré un tuyau plastique
il se produit une inter-action entre le tuyau et le terrai
flexible,
mettant en jeu les propriétés mécaniques du tuyau et son environ-
Le comportement a long terme de l'ensemble dépend de la tenu
nement.
au vieillissement des deux composants,
c'est-à-dire des changements
qui interviennent dans le matériau du tuyau ou du raccord et des
variations dans la distribution de la pression du ter-rain. Cecf se
traduit par une diminution de la résistance du tuyau.
Les facteurs principaux qu'il faut prendre en compte lorsqu'on
cherche à dimensionner un tuyau sont :
a) les efforts statiques et dynamiques qui provoquent des contrainte
de flexion et des phénomènes de fatigue dans la paroi du tuyau ou
du raccord
b) les efforts thermiques qui provoquent un vieillissement accéléré
et un éventuel ramollissement du matériau ainsi que des contrain-
tes de flexion dans la paroi du tuyau et des raccords
c) l'influence de la composition chimique de l'eauusée.
Ces facteurs provoquent des changements plus ou moins importants dans
les matériaux des tuyaux et raccords, qui dépendent :
- des dimensions et de la géométrie
- de Pélasticité et de la rigidité
- des propriétés en fluage et en relaxation
.
- des contraintes internes figées
- des propriétés en tension,en compression et en fatigue
- de la température de ramollissement
- de la masse moléculaire et de sa distribution
3. PROBLEMES DE CONTROLE DE QUALITE
Quand il s’agit de produits industriels, la qualit& &$e&xl surtout
de la conception et de la fabrication :
- la qualitd de la conception peut se définir comme le compromis
optimal entre la facilite de fabrication et les exigences du
client
- la qualite de la fabrication peut se définir comme la constance
avec laquelle le produit satisfait à la conception prévue
Selon la definition de POrganisation Europdenne, le contrôle de
qualite est un système pour programmer et coordonner les efforts de
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ISO/TR 7074-1986 (F)
différents groupes de personnes en vue de maintenir ou d'améliorer
la qualité, tout en restant & un niveau économiquement acceptable.
Dans ce contexte, on voit que le document ISO TC 138/GTl N 299
appelle '*essai de contrôle de qualité" des essais qui devraient
s'appeler '*essais de contrôle de fabrication". Quant aux essais
et"d'aptitude à lP.emploi.y ils tombent dans le domaine de
de %ype"
la qualité de la conception :
- selon la définition des essais d'aptitude b l*emrsloi. on Ws--mzzt---
en oeuvre pour s'assurer qu'un produit ou un ensemblé de composants
est capable de remplir sa fonction
on les met en oeuvre pour
- selon la définition des essais de type,
s'assurer que les matériaux et les composants ont une fiabilité:
générale correcte
La question qui se pose est de savoir à laquelle des définitions
"pendant la pkiode spécifi6e" qui
doivent être ajoutés les mots
désignent la période (normalement 50 ans) durant laquelle Futilisa-
teur demande à la pièce de remplir sa fonction. Est-ce que les
essais d'usure ou les essais de dégradation appartiennent aux deux
groupes ? Il est clair que pour obtenir des résultats valables en
partant d'un essai qui simule des efforts d'emploi et d'environnement
la méthodologie doit comporter un facteur d'accélération. Le choix
des moyens d'accélération dépend des paramètres à hudier. Le groupe
.
réduit a étudié Vinfluence de la température, que des études
antérieures ont révélée comme un facteur important dont dépendent
les contraintes induites et les efforts dynamiques.
On considère qWun essai est acc6ltké si le niveau de la contrainte
appliquée dépasse celui que l'on trouve dans la r6alité. Le but est
de raccourcir le temps au bout duquel on observe la Véponse" de
l'objet ou d'augmenter la réponse dans un temps donné. Pour rester
valable, un essai accéléré ne doit pas modifier les modes ni les
ni leur importance relative.
mécanismes de base de la dégradation,
Pour connaftre les conditions de référence, il faut effectuer des
essais en vraie grandeur en contrôlant et en notant les conditions
d'emploi. et les facteurs extérieurs existant sur le terrain.
Du fait que l'on ne poss&de pas des essais rdels datant de 50 ans,
le groupe réciuit n'a étudié que des méthodes et des résultats relatif
à des essais acceléres.
Le but théorique que s'était assigné le groupe réduit peut être
schbmatisé de la façon suivante : mettre au point un essai simple,
rapide;.qui simule *les ekigerke‘s d'aptftude à ikrn$-oi
facile,
dfies a l'environnement et aux efforts subis en service réel. Cet
essai doit mettre en bvidence les erreurs de conception nuisibles
à une bonne tenue à long terme, il doit pouvoir btre utilisé de
façon répdtitive, en contrôle de production et comme essai de sélac-
tion (un essai de sélection est censé trier les pihes d6fectueuses
ou celles qui seront trop rapidement ddfectueuses).
Personne ne sera surpris qu'un tel objectif n'ait pas p0 être atteint
c'est la raison pour laquelle le groupe réduit a ddcoupé son
programme en tâches -unitaires moins ambitieuses.
4
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ISO/TR 7074-1986 (FI
SECTION 3 - METHODES D9ESSAIS ETUDIEES
4. MOTIVATIONS
La raison pour laquelle ces essais ont été développés est incluse
dans la norme ISO/DIS 4435 sur les tuyaux d'assainissement. Il y es.t
dit da&le p-æragraphe 'Zpaisseurbde paroi"& ;
!'Nota.- Il peut être nécessaire 9 pour certains types de raccords,
d'utiliser une épaisseur de paroi plus grande que celle qui est
donnée dans le tableau, de. façon & satisfaire aux exigences de la
spécificationT7.
Jusqu'à présent, il n'existe pas dans les documents ISO de guide
permettant de choisir quelle classe de raccords doit être assemblée
à un tuyau donne.
5. ESSAI DE 'tCAISSE A SABLE" (BLT)
Le travail du GRl, dans sa composition actuelle, a commence par
Fétude de la méthode de la caisse a sable, qui par nature est un
essai de laboratoire. L'essai en caisse à sable est cens6 être un
essai de simulation, il comporte le choc thermique comme facteur
d'accélération.
5.1 - Rappel
L'origine des essais de la caisse 2 sable et leur objectif réside
dans les ruptures de tubes et raccords qui se sont produites en 1966
et 1967 au Royaume Uni. Un certain nombre de tuyaux d'eaux usées en
PVCk(ke sont aplatis à la suite d'évacuation d*eaux usées chaudes.
Les recherches consécutives à ces ennuis furent entreprises par la
Fédération Britannique des Plastiques. Il en ressort que deux
facteurs sont susceptibles de causer la rupture des canalisations
d'évacuation :
l") la vidance rapide du contenu d'une chaudière
z") lqemploi de machines & laver où la température de l'eau peut
atteindre 95°C
On en a tiré la conclusion que les syst&mes dtevacuation en plastique
doivent supporter des essais cycliques à température 6levée'. Si un
systàate passe de façon satisfaisante cet essai, on conclut que des
tuyaux et raccords identiques b ceux que l'on a essayds auront un
comportement satisfaisant en service réel. Cet essai est inclus
d&ormais dans les projets de normes internationakes pour les
systbmes dtévacuation & l'interieur des bâtiments:
Lorsque le Royaume Uni entreprit d'examiner la question des tuyaux
d%ssainissement allant des bf3,timents % 1'8gout, on pensa aussitot
à inclure un essai similaire, p ermettant de définir le comportement
des tuyaux aux chocs thermiques. Cependant, comme les tuyaux sont
destin& & être enterrés, et qu'ils sont soumis $ des charges exté-
rieures, des paramètres supplbmentaires devaient être mis en jeu. Les
Services de la Construction, les constructeurs de routes, les
services de transportdonnkent leurs opinions et un certain nombre
Ces paramètres doivent être considérés
de paramétres furent retenus.
5
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ISO/TR 7074-1986 (F)
comme les charges maximales qu'un tuyau d'assainissement-enterré en
dans les conditions normales pendant le temps où il est en
supporte.
A propos des températures, on a constaté que les effluents
service-
circulant dans une canalisation d'assainissement étaient à une
temperature plus basse et Mus constante me dans une canalisation
d*évacuation. Des questions pratiques se posèrent lorsqu'ib s'agit
de fixer ces paramètres pour un essai, et l'on s'aperçut rapidement
qu'il n'était pas pratique de réaliser une tranchée dans laquelle
seraient posés en permanence les tuyaux et les raccords à essayer. Il
fallait donc réaliser une tranchée artificielle. En dernier ressort,
cette tranchée artificielle se transforma en une caisse dont la des-
cription détaillée figure dans le présent rapport. Pour permettre à
différents laboratoires de construire des caisses et d'y essayer des
pièces suivant une méthode normalisée, les caractéristiques physiques
de la caisse ont été fixées et tolerancées. De cette façon, la
methode doit permettre de déterminer si un produit satisfait à l'essa
de façon identique pour chaque laboratoire. L'objectif de l'essai
caisse à sable est le même que celui des essais sur évacuation : les -
tuyaux et raccords qui ne s'aplatissent pas d'un certain pourcentage
pendant l'essai et qui ne montrent pas de signe de fissure h la fin
doivent donner pleinement satisfaction en service r-del.
de l'essai,
Comme pour les essais sur canalisations dtévacuation, il ne faut pas,
lors de l'essai en caisse à sable, envisager d'attribuer une notation
numérique à des produits venant d'un certain fabricant pour les
comparer directement avec ceux d*un autre fabricant.
5.2 - Objections
Le groupe réduit a étudié les propositions initiales du Royaume Uni
et la norme finlandaise correspondante no SFS 31434975. Les princi-
paux arguments contre ces méthodes furent les suivants :
a) manque d'information sur la qualité de la ligne de soudure, à
cause du petit nombre de pi&ces essayées
b) manque d'information sur la rigidité, parce que la température
atteint 85°C
c) manque d'information sur la tenue & long terme, parce que le temps
d'essai est court et qu'il ne peut pas suffisamment être relié
à la pratique
d) la méthode est coûteuse, elle prend du temps, elle est compliquee
e) la reproductibilite est douteuse
Amdliorations
5.3 -
a) Qualité de la ligne de soudure
A la suite des recherches effectuées, on a pu conclure que
les contraintes figées dans les raccords moul6s par fnjec-
tien ont un certain rapport avec la tenue de la ligne de
Aussi la ligne de soudure peut-elle être la zone
soudure.
la plus faible du raccord. On peut s'en rendre compte
lorsque la ligne de soudure est placée dans le ffldkau
c'est souvent dans cette circonstanceque la déformation est
maximale et que des petites craquelures apparaissent dans
La méthode d*essais n*&ait pas prt&vue
la ligne de soudure.
à l'origine pour juger de la qualité de la ligne de soudure
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 707491986 (FI
par la détermination des craquelures. D'autre part, le
nombre dQkhantillons était trop petit pour une exploitatior
statistique. C'est pourquoi il n'a et6 fait mention dans
la norme que d'une possibilité de faire plus tard des reœ
cherches sur le développement des fissures.
b) Températures d'essais
il était prévu que la temperature de l'eau chaude
Au début,
C'était suffisant pour amener jusqu'a 60" la
soit de 8S°C.
température moyenne du matériau. Il en resultait une ac-
célération de la dégradation (vieillissement) et une
possibilité de distinguer les bonnes pièces des mauvaises.
Lors des périodes de repos et de refroidissement, le
descriptif de l'essai demandait que l'on fasse.bien atten-
tion à abaisser la température superficielle a 30" maximum.
La température de tout l'assemblage était ainsi maintenue à
un niveau assez constant. A noter la relation qui existe
entre la température de paroi et la tenue a long terme des
tuyaux: les essais effectués avec de l'eau à 70°C ont
montré que les déformations sont alors beaucoup plus faibles.
Le groupe réduit a discuté des températures d'essais a
différentes occasions, et il a étudié de nombreux rapports
dont les conclusions sont toujours & peu près les mêmes :
Bien que les températures de l'eau des machines h Laver
puissent atteindre 95°C lorsqu'elles se déversent dans la
canalisation d%vacuation, elles decroissent rapidement et
elles dépassent rarement 60" quand elles arrivent dans la
canalisation enterrée d'assainissement. Il existe cependant
certains types de bâtimentsdans lesquels l'eau chaude est
déversée dans les canalisations d'assainissement à une
Ceci résulte de plusieurs
température d'au moins 85".
mesures faites sur le terrain. On peut donc estimer que la
représente une température sévère, mais
valeur de 85O
néanmoins observable dans certains cas.
Résume
La température de l'eau chaude n'a pas été fixée puisqutelle
dépend des habitudes et des règlements nationaux.
c) Durabilité & long terme
Le groupe réduit n'a pu trouver que des ddmonstrations
passives et indirectes de la capacité de la méthode #a être
utilisée comme un essai d'endurance fiable :
- depuis 10 ans que l'on pratique le BLT, il ne s'est pas
produit de dommage en service sur des tuyaux ou des
raccords qui avaient passe avec succes l'essai de BLT
- d'abondantes séries d'essais effectuées sur le PVC montrent
que la tenue % 1Qklatement à long terme depend fortement
de l'effet combine du K-Wert et du point de ramolissement
Ceci est en général mis en
vicat du matériaw du raccord.
évidence lors des essais de pression à 60". Les résultats
7
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ISO/TR 7074-1986 (FI
obtenus à l'essai BLT avec une température d'eau chaude
et l'on a ainsi le droit de suppose.
de 85” sont similaires,
que le BLT peut servir a déterminer la durabilité à long
terme
- les contraintes fonctionnelles subies en pratique par la
canalisation consistent entre autres en celles qui sont
les chocs thermiques. Ce type de fatigue qui
causées pcrr
se produit sur la canalisation se trouve repéte,lors de
l'essai BLT,pendant un nombre de cycles raisonnable en
corélation avec la pratique.
d) Coûts
L'appareil pour essais BLT n'est pas bon marché pour des
tuyaux et des raccords en plastique. Cependant, on n'envisage
d'effectuer cet essai que lorsque l'on étudie un nouveau
matériau ou une nouvelle conception de pièce.
e) Reproductibilite
Les raisons principales que l'on peut imaginer pour la
mauvaise reproductibilite de l'essai original, sont que :
- la méthode de remplissage n'était pas décrite avec assez
Le matériau de remplissage et sa compacité
de clarté.
variaient trop d'un labo à un autre.
- la déformation de la caisse n'avait pas été tolérancee.
Le groupe réduit a étudié ces différents points, et à la suite
d'essais effectués par ailleurs ces différents parametres ont
été éliminés ou ramenés 3 un niveau suffisamment raisonnable
du point de vue pratique.
f) Autres objections
On recommande d'effectuer 2 500 cycles. Ceci correspond en
pratique à environ un choc thermique par semaine pendant 50
ans. Comme l'on constate que la déformation augmente de façon
continue jusqu*& la fin de l'essai, il serait possible
d'augmenter le nombre de cycles jusqu*& 2 700, pour reproduire
réellement une durée de service de 50 ans. C'est par contre
en opposition avec une réduction % lf500 cycles, qui avait
été proposée.
Le groupe réduit a aussi discuté de la valeur de la charge
statique imposde 9 qui &ait à l*origine de 36 kN pour un tuyau
de 1lOmm. Ceci correspondait à une hauteur de remblai de 3m,
alors que la charge de 50 kN, qui a été proposée, correspond h
une hauteur de remblai de 4m. Après essais, on n'a pas vu de
différence significative entre les déformations constatées sous
36 kN et 50 kN.
our obtenir une meilleure reproductibilité,
C'est pourquoi, p
le groupe réduit propose une charge de 50 kN pour tous les
tuyaux et raccords d'assainissement jusqu'h 16Omm.
---------------------- Page: 8 ----------------------
5.4 - Les avantages du BLT
Les principaux avantages du BLT sont :
a) on peut l'utiliser pour étudier le comportement à long terme
des tuyaux, rac,cqrds et assemblages,dupoint de'vue ae leur
I >.
stabilité et de leur étanchéité
b) il a été démontre que la méthode reproduisait bien le
comportement d'une conduite en fonctionnement réel. C'est-&-
dire que la déformation produite par les charges du sol sont
du même ordre de grandeur
c) la méthode donne des informations sur la fiabilité générale
du matériau, sur la pérénité de la conduite et sur les points
faibles qui peuvent résulter de la fabrication
d) la méthode est applicable aux tuyaux et aux raccords défor-
mables en tous matériaux
- Travail restant à entreprendre
5.5
5.5.1 - la méthode initiale, utilisée dans les pays de l'Europe
du Nord, comporte deux parties :
a) pour les tuyaux et raccords d%coulement jusqu'à
DN 16Omm’ inclus, elle utilise des chocs thermiques
avec de l'eau à 85" et 10°
b) pour les tuyaux et raccords d*assainissement de 200 mr
elle utilise une circulation d'eau
et au dessus,
continue avec une température de 50" et une charge
donnée dans le tableauliO
Tableau î - Conditions de l'essai
Longueur de Hauteur de Charge Température
Dfam&tre Largeur. db
la caisse d'eau chaude
la caisse la caisse
ext.
a b min. h F Tf'C
nominal
mm mm mm kn
L
110 700 1200 810 50 i 2 85 2 2°C
125 700 1200 825 50 ;f; 2 85 ;t 2OC
160 700 1200 860 50 2 2 85 t 2OC
.
200 800 1500 900 SO i 2 50 2 2OC
250 900 1500 950 50 2 2 '50 2 2°C
315 1000 1500 1015 55 t 2 50 t 2OC
400 1300 1500 1100 55 2 2 50 2 2OC
500 1800 1500 1200 I 60 ;r 2 50 2 2OC
La seconde partie a été éliminée de la méthode d'essai
ISO proposée; cependant, il serait nécessaire qu'un
tel essai soit expérimenté.
9
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ISO/TR 7074-1986 (FI
S.S.2 - --La +empérature de Peau chaude, ainsi que la déformation
finale acceptable doivent être fixées par les Organismes
Il est cependant recommandé que les températures
Nationaux.
d'eau utilisées soient les mêmes pour tous les matériaux.
La déformation en fin d'essai peut, quant à elle, varier
d'un matériau à Vautre en fonction de l'expérience acquise
dans la pratique réelle.
6. ESSAIS DE CIRCULATION D'EAU ALTERNEE (WCT)
6.1 - Rappel
En essayant différentes sortes de raccords a l'essai BLT, or
a vu que pour certains types la ligne de soudure a tendance
à s'ouvrir. Il a donc été suggéré d'étudier ce phénoméne
par une méthode moins chére que le BLT.
Le groupe réduit a étudié différentes méthodes et il a
"de circulation à températures élevées
conclu que l'essai
décrit dans la norme BS-4660, peut servir
sur raccordP,
assez facilement pour déterminer la résistance des lignes
de soudure. L'alternance de l'eau chaude et de l'eau froide
est la même que dans le BLT, mais les raccords ne sont pas
chargés mécaniquement. Des essais comparatifs ont montre
qu'on retrouve la même tendance aux craquelures lorsque
Pessai. porte sur des pièces entourées d'air, comme c'est
ou sur des pihces essayées au BLT. Au
le cas dans le WCT,
la ligne de soudure est évidemment placée
cours de l'essai,
Cet essai cyclique est avant tout une
dans le fil d'eau.
sorte d'essai d'aptitude à l'emploi pour des raccords
exposés à l'eau chaude, donc.pour les diam&tres 110, 125
e.k IhOmm l
Les essais ont montré que la méthode n'est pas correcte
pour essayer des raccords en polyéthyléne.
6.2 - Résume
Pour déterminer la résistance à la ligne de soudure, la
préférence du groupe réduit va vers le WCT plutôt que vers
le BLT. La méthode n'est pas particulièrement valable en
contrôle de qualité courant, car elle prend du temps. Son
utilité est évidente pour des essais répétitifs surla
effectués par le fabricant ou par
conception des piéces,
une marque de qualité.
7. ESSAIS DE FATIGUE sous FLEXION (FBT)
7.1 - Rappel
Toujours pour trouver un essai rapide et correct sur les
le groupe réduit a commencé Pexamen de
lignes de soudure,
"fatigue sous flexiorV* (FBT). Lorsque l'on
l'essai dénommé
compare la dernière version de cette méthode à la propo-
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ISO/TR 70744986 (FI
sition initiale venant des Pays-Bas, on constate que
la
description de l'essai a sensiblement changé. Le groupe
réduit a étudié Yinfluence de :
- la fréquence
-
Famplitude
- le type de charge
- la dimension de l'éprouvette
- l'endroit d'où l'on tire Peprouvette
- la température
7.2 - Objections
Lors de Pétude, sont apparues les objections suivantes
à la méthode proposée :
- dans sa version actuelle, la méthode n'est plus utili-
sable pour son objectif initial, qui était un contrôle
rapide de la qualité
- de par sa nature, la méthode nécessite un grand nombre
d'éprouvettes t pour donner des résultats statistiquement
significatifs
- la méthode n'est pas utilisable pour les raccords en
polyoléfines.
7.3 - Avantages
- il a été montreque la méthode donne des informations
sur la qualité des lignes de soudure
- la méthode peut servir a mesurer le comportement en
fatigue du matériau. C’est ainsi qu'elle reprodüil
PlüS
ou moins les efforts dynamiques subis par les raccords,
avec plus de précision que le BLT.
7.4 - Travaux restant h entreprendre
Les efforts devraient porter ultérieurement sur les points
suivants :
- il faudrait déterminer les seuils d'acceptation et de
va
refus
- les paramètres statistiques devraient être clarifi(os
- les essais devraient être entrepris dans un bain de
liquide réfrigéré, de façon % éviter une des sources
possibles affectant la reproductibilité z l'échauffement
progressif du matériau.
11
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO/TR 7074-1986 (F)
7.5 - Résume
La méthode est encore en développement. Des résultats
prometteurs ont été obtenus, spécialement sur son emploi
pour l'amélioration des produits et de la technologie de
fabrication
8. ESSAI DE RESISTANCE AU CHOC (IRT)
8.1 - Rappel
C'est pour rechercher un essai rapide de qualité des lignes
de soudure que les Pays-Bas ont commencé & travailler sur
un essai de choc. La méthode est issue de la méthode
habituelle ISO R 179 déjà utilisée pour l'essai de qualité
des raccords, par exemple dans les normes pour les systèmes
d'évacuation à Vintérieur des bâtiments en ABS et en
polypropylène.
Lorsque l'on compare la dernière version de la version
originale, on se rend compte que la description de l'essai
n'a été notablement modifiée qu'en un seul détail : le I
mouton frappe maintenant l*echantillon sur sa surface
extérieure. Le groupe réduit considère que c'est une
amélioration. Cela permet de réaliser l'essai avec une
énergie de choc moindre que celle qui figure dans la
norme actuelle.
8.2 - Objections
Les arguments principaux contre cette méthode sont :
- à cause de la ligne de soudure il y a souvent une petite
entaille dans la barrette d'essai. Il en résulte une
grande disnersion.
la méthode ne donne pas d'indication sur la fiabilité
générale du raccord. Elle donne seulement des résultats
valables pour différents points des raccords
- il était prévu au début de remplacer le FBT par PIRT,
mais il est peu probable que VIRT teste les mêmes
paramètres
- l'usinage des barrettes d'essai peut facilement influer
sur les résuitats
- la méthode n'est pas utilisable pour le polyéthyléne
à la température d'essai de 23OC
- la quantité de piéces d'essai doit être trés grande si
l'on veut obtenir des résultats statistiquement signifi-
catifs
12
---------------------- Page: 12 ----------------------
8.3 - Avantages
- la méthode peut donner des informations sur la ligne de
soudure plus facilement que ne le fait le FBT
la méthode donne des informations sur la résistance
au
choc du matériau, ce que le BLT ne peut pas faire.
8.4 - Travaux à entreprendre ultérieurement
Les recherches futures devraient porter sur les points
suivants :
- l'énergie de choc devrait être f&xée pour l'es différents
matériaux de raccords
- le problème de l'effet d'entaille est encore à résoudre.
9. AUTRES METHODES D'ESSAIS ETUDIEES
9.1 Essai de charge pulsée
L
...
RAPPORT TECHNIQUE 7074
Publié 1986-02-15
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. MEXAYHAPOBHAR OPTAHM3A~MFl l-l0 CTAH~APTM3ALWWl~ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
“-, .
Aptitude à l’emploi des tubes et raccords en matière
plastique utilisés pour l’assainissement enterré
Performance reguirements for plastics pipes and fittings for use in underground drainage and sewage
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fedération mondiale d’organismes nationaux de normalisation (comites
membres de I’ISO). L’élaboration des Normes internationales est confiée aux comités techniques de I’ISO. Chaque comité membre
interesse par une 6tude a le droit de faire partie du comité technique cre6 a cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec I’ISO, participent également aux travaux.
La tâche principale des comites techniques de I’ISO est d’elaborer les Normes internationales. Exceptionnellement, un comité
technique peut proposer la publication d’un rapport technique de l’un des types suivants:
-
type 1: lorsque, en dépit de maints efforts au sein d’un comité technique, l’accord requis ne peut être realisé en faveur de la
publication d’une Norme internationale;
-
type 2: lorsque le sujet en question est encore en cours de développement technique et requiert une plus grande experience;
-
type 3: lorsqu’un comité technique a reuni des donnees de nature différente de celles qui sont normalement publiées comme
Normes internationales (ceci pouvant comprendre des informations sur l’état de la technique, par exemple).
La publication des rapports techniques dépend directement de l’acceptation du Conseil de I’ISO. Les rapports techniques des types 1
et 2 font l’objet d’un nouvel examen trois ans au plus tard après leur publication afin de decider eventuellement de leur transformation
en Normes internationales. Les rapports techniques du type 3 ne doivent pas nécessairement être revisés avant que les données
fournies ne soient plus jugées valables ou utiles.
L’ISO/TR 7074 a 6th prepare par le comite technique ISO/TC 138, Tubes, raccords et robinetterie en matières plastiques pour le
transport des fluides. -
Les raisons justifiant la décision de publier le present document sous forme de rapport technique du type 3 sont exposées dans la sec-
tion 1.
CDU 621.64329 : 626.862.3 RAf. no : ISO/TR 7074-1986 (FI
drain, produit en matiére plastique, tube en matière plastique, raccord de tuyauterie, spécification, essai,
Descripteurs : épandage souterrain,
matériel d’essai.
0 Organisation internationale de normalisation, 1986 l
Prix basé sur 22 pages
Imprimé en Suisse
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/TR 7074-1986 (F)
RAPPEL HISTORIQUE
SECTION 1 -
1. DISCUSSIONS A L'ISO
Le travail entrepris à l'ISO/TC 5/SC 6 (devenu maintenant l*ISO
TC 138) sur une sp&ification pour les tuyaux et raccords en PVC
destinés à l'assainissement enterre a etb approuvé lors de la
réunion du Sous-Comité & Stockholm en 1969.
Un groupe de travail A fut mis en place et désigné comme responsable
pour ltétablissement de la specification. La tache fut ensuite
attribuée & un groupe réduit (devenu ISO/TC138/SC.í/GT -1 tuyaux
enterrés pour l'assainissement).
Lors de la réunion du GTl.:& Berlin en 1972, lé Royaune’Uni proposa
'@ie le GRl prenne en considération l'essai appel4 "essai & la caisse
à sable” (BLT) déjh décrit dans la norme britannique BS 4660. Ceci
fut accepté.
La spécification (document 138/1 N 161) fut envoyée au TC 138 par t;rn
résolution prise à Madrid en 1972 sans aucune spécification dpaptf-
tude à Femploi pour les tuyaux et raccords, et en même temps, il fu
décidé que le GRl continuerait à travailler sur une spécification
d'essais de qualité pour les raccords.
Le texte ment&mné ci-dessus, devenu ISO/DIS 4435, fut accepté avec
24 OUI, 2 NON et aucune abstention (voir document 138 N 153).
Après avoir terminé la rédaction des essais d%tanchefté pour les
le GRl fut charge, par une rdsolution du GTl prise à
raccords,
Brême en 1974, de continuer l'étude des essais spécifiques pour
la présidence de la Finlande.
tuyaux et raccords sous
Depuis lors, dans la pkiode 1974-1978, 9 réunions du groupe rdduit
furent tenues en visant les objectifs suIv.ants :
prenant en compte la
- préparer un essai d'aptitude à l'emploi
durabilité à long terme des raccords, et simulant autant que
possible les conditions réelles
- développer un essai de controle de qualité simple, spdcialement
basé sur la résistance
pour les raccords moulés par injection,
ui constituent généralement le point
'des lignes de soudure, q
faible du raccord.
Le travail.principal, qui découlait du but initial, fut d'étudier
Le GRl a envisagé l'application
les assemblages de pièces en PVC.
des m&hodes qu'il avait élaborées à d9autres materiaux plastiques,
mais aucune conclusion n'a pu être tirée.
Au fur et à mesure de l'avancement des travaux du GRl, il devint
bvident qu@aucune proposition unanime ne pourrait être dtablie h
le GR1 accepta que toutes
propos des méthodes % utiliser. Cependant,
les méthodes d'essais prhpardes soient envoydes pour information
au GTl pour sa réunion de Tel-Aviv.
Lors de cette réunion en Novembre 1977, le GTl accepta que les
N 370 et N 371 soient introduits dans un
documents 138/1 N 369,
rapport technique.
2
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ISO/TR 7074-1986 (FI
SECTION 2 - PROBLEMES TECHNIQUES DE BASE
2. INTRODUCTION
Lorsqu'on utilise pour de l'assainissement enterré un tuyau plastique
il se produit une inter-action entre le tuyau et le terrai
flexible,
mettant en jeu les propriétés mécaniques du tuyau et son environ-
Le comportement a long terme de l'ensemble dépend de la tenu
nement.
au vieillissement des deux composants,
c'est-à-dire des changements
qui interviennent dans le matériau du tuyau ou du raccord et des
variations dans la distribution de la pression du ter-rain. Cecf se
traduit par une diminution de la résistance du tuyau.
Les facteurs principaux qu'il faut prendre en compte lorsqu'on
cherche à dimensionner un tuyau sont :
a) les efforts statiques et dynamiques qui provoquent des contrainte
de flexion et des phénomènes de fatigue dans la paroi du tuyau ou
du raccord
b) les efforts thermiques qui provoquent un vieillissement accéléré
et un éventuel ramollissement du matériau ainsi que des contrain-
tes de flexion dans la paroi du tuyau et des raccords
c) l'influence de la composition chimique de l'eauusée.
Ces facteurs provoquent des changements plus ou moins importants dans
les matériaux des tuyaux et raccords, qui dépendent :
- des dimensions et de la géométrie
- de Pélasticité et de la rigidité
- des propriétés en fluage et en relaxation
.
- des contraintes internes figées
- des propriétés en tension,en compression et en fatigue
- de la température de ramollissement
- de la masse moléculaire et de sa distribution
3. PROBLEMES DE CONTROLE DE QUALITE
Quand il s’agit de produits industriels, la qualit& &$e&xl surtout
de la conception et de la fabrication :
- la qualitd de la conception peut se définir comme le compromis
optimal entre la facilite de fabrication et les exigences du
client
- la qualite de la fabrication peut se définir comme la constance
avec laquelle le produit satisfait à la conception prévue
Selon la definition de POrganisation Europdenne, le contrôle de
qualite est un système pour programmer et coordonner les efforts de
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/TR 7074-1986 (F)
différents groupes de personnes en vue de maintenir ou d'améliorer
la qualité, tout en restant & un niveau économiquement acceptable.
Dans ce contexte, on voit que le document ISO TC 138/GTl N 299
appelle '*essai de contrôle de qualité" des essais qui devraient
s'appeler '*essais de contrôle de fabrication". Quant aux essais
et"d'aptitude à lP.emploi.y ils tombent dans le domaine de
de %ype"
la qualité de la conception :
- selon la définition des essais d'aptitude b l*emrsloi. on Ws--mzzt---
en oeuvre pour s'assurer qu'un produit ou un ensemblé de composants
est capable de remplir sa fonction
on les met en oeuvre pour
- selon la définition des essais de type,
s'assurer que les matériaux et les composants ont une fiabilité:
générale correcte
La question qui se pose est de savoir à laquelle des définitions
"pendant la pkiode spécifi6e" qui
doivent être ajoutés les mots
désignent la période (normalement 50 ans) durant laquelle Futilisa-
teur demande à la pièce de remplir sa fonction. Est-ce que les
essais d'usure ou les essais de dégradation appartiennent aux deux
groupes ? Il est clair que pour obtenir des résultats valables en
partant d'un essai qui simule des efforts d'emploi et d'environnement
la méthodologie doit comporter un facteur d'accélération. Le choix
des moyens d'accélération dépend des paramètres à hudier. Le groupe
.
réduit a étudié Vinfluence de la température, que des études
antérieures ont révélée comme un facteur important dont dépendent
les contraintes induites et les efforts dynamiques.
On considère qWun essai est acc6ltké si le niveau de la contrainte
appliquée dépasse celui que l'on trouve dans la r6alité. Le but est
de raccourcir le temps au bout duquel on observe la Véponse" de
l'objet ou d'augmenter la réponse dans un temps donné. Pour rester
valable, un essai accéléré ne doit pas modifier les modes ni les
ni leur importance relative.
mécanismes de base de la dégradation,
Pour connaftre les conditions de référence, il faut effectuer des
essais en vraie grandeur en contrôlant et en notant les conditions
d'emploi. et les facteurs extérieurs existant sur le terrain.
Du fait que l'on ne poss&de pas des essais rdels datant de 50 ans,
le groupe réciuit n'a étudié que des méthodes et des résultats relatif
à des essais acceléres.
Le but théorique que s'était assigné le groupe réduit peut être
schbmatisé de la façon suivante : mettre au point un essai simple,
rapide;.qui simule *les ekigerke‘s d'aptftude à ikrn$-oi
facile,
dfies a l'environnement et aux efforts subis en service réel. Cet
essai doit mettre en bvidence les erreurs de conception nuisibles
à une bonne tenue à long terme, il doit pouvoir btre utilisé de
façon répdtitive, en contrôle de production et comme essai de sélac-
tion (un essai de sélection est censé trier les pihes d6fectueuses
ou celles qui seront trop rapidement ddfectueuses).
Personne ne sera surpris qu'un tel objectif n'ait pas p0 être atteint
c'est la raison pour laquelle le groupe réduit a ddcoupé son
programme en tâches -unitaires moins ambitieuses.
4
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ISO/TR 7074-1986 (FI
SECTION 3 - METHODES D9ESSAIS ETUDIEES
4. MOTIVATIONS
La raison pour laquelle ces essais ont été développés est incluse
dans la norme ISO/DIS 4435 sur les tuyaux d'assainissement. Il y es.t
dit da&le p-æragraphe 'Zpaisseurbde paroi"& ;
!'Nota.- Il peut être nécessaire 9 pour certains types de raccords,
d'utiliser une épaisseur de paroi plus grande que celle qui est
donnée dans le tableau, de. façon & satisfaire aux exigences de la
spécificationT7.
Jusqu'à présent, il n'existe pas dans les documents ISO de guide
permettant de choisir quelle classe de raccords doit être assemblée
à un tuyau donne.
5. ESSAI DE 'tCAISSE A SABLE" (BLT)
Le travail du GRl, dans sa composition actuelle, a commence par
Fétude de la méthode de la caisse a sable, qui par nature est un
essai de laboratoire. L'essai en caisse à sable est cens6 être un
essai de simulation, il comporte le choc thermique comme facteur
d'accélération.
5.1 - Rappel
L'origine des essais de la caisse 2 sable et leur objectif réside
dans les ruptures de tubes et raccords qui se sont produites en 1966
et 1967 au Royaume Uni. Un certain nombre de tuyaux d'eaux usées en
PVCk(ke sont aplatis à la suite d'évacuation d*eaux usées chaudes.
Les recherches consécutives à ces ennuis furent entreprises par la
Fédération Britannique des Plastiques. Il en ressort que deux
facteurs sont susceptibles de causer la rupture des canalisations
d'évacuation :
l") la vidance rapide du contenu d'une chaudière
z") lqemploi de machines & laver où la température de l'eau peut
atteindre 95°C
On en a tiré la conclusion que les syst&mes dtevacuation en plastique
doivent supporter des essais cycliques à température 6levée'. Si un
systàate passe de façon satisfaisante cet essai, on conclut que des
tuyaux et raccords identiques b ceux que l'on a essayds auront un
comportement satisfaisant en service réel. Cet essai est inclus
d&ormais dans les projets de normes internationakes pour les
systbmes dtévacuation & l'interieur des bâtiments:
Lorsque le Royaume Uni entreprit d'examiner la question des tuyaux
d%ssainissement allant des bf3,timents % 1'8gout, on pensa aussitot
à inclure un essai similaire, p ermettant de définir le comportement
des tuyaux aux chocs thermiques. Cependant, comme les tuyaux sont
destin& & être enterrés, et qu'ils sont soumis $ des charges exté-
rieures, des paramètres supplbmentaires devaient être mis en jeu. Les
Services de la Construction, les constructeurs de routes, les
services de transportdonnkent leurs opinions et un certain nombre
Ces paramètres doivent être considérés
de paramétres furent retenus.
5
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ISO/TR 7074-1986 (F)
comme les charges maximales qu'un tuyau d'assainissement-enterré en
dans les conditions normales pendant le temps où il est en
supporte.
A propos des températures, on a constaté que les effluents
service-
circulant dans une canalisation d'assainissement étaient à une
temperature plus basse et Mus constante me dans une canalisation
d*évacuation. Des questions pratiques se posèrent lorsqu'ib s'agit
de fixer ces paramètres pour un essai, et l'on s'aperçut rapidement
qu'il n'était pas pratique de réaliser une tranchée dans laquelle
seraient posés en permanence les tuyaux et les raccords à essayer. Il
fallait donc réaliser une tranchée artificielle. En dernier ressort,
cette tranchée artificielle se transforma en une caisse dont la des-
cription détaillée figure dans le présent rapport. Pour permettre à
différents laboratoires de construire des caisses et d'y essayer des
pièces suivant une méthode normalisée, les caractéristiques physiques
de la caisse ont été fixées et tolerancées. De cette façon, la
methode doit permettre de déterminer si un produit satisfait à l'essa
de façon identique pour chaque laboratoire. L'objectif de l'essai
caisse à sable est le même que celui des essais sur évacuation : les -
tuyaux et raccords qui ne s'aplatissent pas d'un certain pourcentage
pendant l'essai et qui ne montrent pas de signe de fissure h la fin
doivent donner pleinement satisfaction en service r-del.
de l'essai,
Comme pour les essais sur canalisations dtévacuation, il ne faut pas,
lors de l'essai en caisse à sable, envisager d'attribuer une notation
numérique à des produits venant d'un certain fabricant pour les
comparer directement avec ceux d*un autre fabricant.
5.2 - Objections
Le groupe réduit a étudié les propositions initiales du Royaume Uni
et la norme finlandaise correspondante no SFS 31434975. Les princi-
paux arguments contre ces méthodes furent les suivants :
a) manque d'information sur la qualité de la ligne de soudure, à
cause du petit nombre de pi&ces essayées
b) manque d'information sur la rigidité, parce que la température
atteint 85°C
c) manque d'information sur la tenue & long terme, parce que le temps
d'essai est court et qu'il ne peut pas suffisamment être relié
à la pratique
d) la méthode est coûteuse, elle prend du temps, elle est compliquee
e) la reproductibilite est douteuse
Amdliorations
5.3 -
a) Qualité de la ligne de soudure
A la suite des recherches effectuées, on a pu conclure que
les contraintes figées dans les raccords moul6s par fnjec-
tien ont un certain rapport avec la tenue de la ligne de
Aussi la ligne de soudure peut-elle être la zone
soudure.
la plus faible du raccord. On peut s'en rendre compte
lorsque la ligne de soudure est placée dans le ffldkau
c'est souvent dans cette circonstanceque la déformation est
maximale et que des petites craquelures apparaissent dans
La méthode d*essais n*&ait pas prt&vue
la ligne de soudure.
à l'origine pour juger de la qualité de la ligne de soudure
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/TR 707491986 (FI
par la détermination des craquelures. D'autre part, le
nombre dQkhantillons était trop petit pour une exploitatior
statistique. C'est pourquoi il n'a et6 fait mention dans
la norme que d'une possibilité de faire plus tard des reœ
cherches sur le développement des fissures.
b) Températures d'essais
il était prévu que la temperature de l'eau chaude
Au début,
C'était suffisant pour amener jusqu'a 60" la
soit de 8S°C.
température moyenne du matériau. Il en resultait une ac-
célération de la dégradation (vieillissement) et une
possibilité de distinguer les bonnes pièces des mauvaises.
Lors des périodes de repos et de refroidissement, le
descriptif de l'essai demandait que l'on fasse.bien atten-
tion à abaisser la température superficielle a 30" maximum.
La température de tout l'assemblage était ainsi maintenue à
un niveau assez constant. A noter la relation qui existe
entre la température de paroi et la tenue a long terme des
tuyaux: les essais effectués avec de l'eau à 70°C ont
montré que les déformations sont alors beaucoup plus faibles.
Le groupe réduit a discuté des températures d'essais a
différentes occasions, et il a étudié de nombreux rapports
dont les conclusions sont toujours & peu près les mêmes :
Bien que les températures de l'eau des machines h Laver
puissent atteindre 95°C lorsqu'elles se déversent dans la
canalisation d%vacuation, elles decroissent rapidement et
elles dépassent rarement 60" quand elles arrivent dans la
canalisation enterrée d'assainissement. Il existe cependant
certains types de bâtimentsdans lesquels l'eau chaude est
déversée dans les canalisations d'assainissement à une
Ceci résulte de plusieurs
température d'au moins 85".
mesures faites sur le terrain. On peut donc estimer que la
représente une température sévère, mais
valeur de 85O
néanmoins observable dans certains cas.
Résume
La température de l'eau chaude n'a pas été fixée puisqutelle
dépend des habitudes et des règlements nationaux.
c) Durabilité & long terme
Le groupe réduit n'a pu trouver que des ddmonstrations
passives et indirectes de la capacité de la méthode #a être
utilisée comme un essai d'endurance fiable :
- depuis 10 ans que l'on pratique le BLT, il ne s'est pas
produit de dommage en service sur des tuyaux ou des
raccords qui avaient passe avec succes l'essai de BLT
- d'abondantes séries d'essais effectuées sur le PVC montrent
que la tenue % 1Qklatement à long terme depend fortement
de l'effet combine du K-Wert et du point de ramolissement
Ceci est en général mis en
vicat du matériaw du raccord.
évidence lors des essais de pression à 60". Les résultats
7
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/TR 7074-1986 (FI
obtenus à l'essai BLT avec une température d'eau chaude
et l'on a ainsi le droit de suppose.
de 85” sont similaires,
que le BLT peut servir a déterminer la durabilité à long
terme
- les contraintes fonctionnelles subies en pratique par la
canalisation consistent entre autres en celles qui sont
les chocs thermiques. Ce type de fatigue qui
causées pcrr
se produit sur la canalisation se trouve repéte,lors de
l'essai BLT,pendant un nombre de cycles raisonnable en
corélation avec la pratique.
d) Coûts
L'appareil pour essais BLT n'est pas bon marché pour des
tuyaux et des raccords en plastique. Cependant, on n'envisage
d'effectuer cet essai que lorsque l'on étudie un nouveau
matériau ou une nouvelle conception de pièce.
e) Reproductibilite
Les raisons principales que l'on peut imaginer pour la
mauvaise reproductibilite de l'essai original, sont que :
- la méthode de remplissage n'était pas décrite avec assez
Le matériau de remplissage et sa compacité
de clarté.
variaient trop d'un labo à un autre.
- la déformation de la caisse n'avait pas été tolérancee.
Le groupe réduit a étudié ces différents points, et à la suite
d'essais effectués par ailleurs ces différents parametres ont
été éliminés ou ramenés 3 un niveau suffisamment raisonnable
du point de vue pratique.
f) Autres objections
On recommande d'effectuer 2 500 cycles. Ceci correspond en
pratique à environ un choc thermique par semaine pendant 50
ans. Comme l'on constate que la déformation augmente de façon
continue jusqu*& la fin de l'essai, il serait possible
d'augmenter le nombre de cycles jusqu*& 2 700, pour reproduire
réellement une durée de service de 50 ans. C'est par contre
en opposition avec une réduction % lf500 cycles, qui avait
été proposée.
Le groupe réduit a aussi discuté de la valeur de la charge
statique imposde 9 qui &ait à l*origine de 36 kN pour un tuyau
de 1lOmm. Ceci correspondait à une hauteur de remblai de 3m,
alors que la charge de 50 kN, qui a été proposée, correspond h
une hauteur de remblai de 4m. Après essais, on n'a pas vu de
différence significative entre les déformations constatées sous
36 kN et 50 kN.
our obtenir une meilleure reproductibilité,
C'est pourquoi, p
le groupe réduit propose une charge de 50 kN pour tous les
tuyaux et raccords d'assainissement jusqu'h 16Omm.
---------------------- Page: 8 ----------------------
5.4 - Les avantages du BLT
Les principaux avantages du BLT sont :
a) on peut l'utiliser pour étudier le comportement à long terme
des tuyaux, rac,cqrds et assemblages,dupoint de'vue ae leur
I >.
stabilité et de leur étanchéité
b) il a été démontre que la méthode reproduisait bien le
comportement d'une conduite en fonctionnement réel. C'est-&-
dire que la déformation produite par les charges du sol sont
du même ordre de grandeur
c) la méthode donne des informations sur la fiabilité générale
du matériau, sur la pérénité de la conduite et sur les points
faibles qui peuvent résulter de la fabrication
d) la méthode est applicable aux tuyaux et aux raccords défor-
mables en tous matériaux
- Travail restant à entreprendre
5.5
5.5.1 - la méthode initiale, utilisée dans les pays de l'Europe
du Nord, comporte deux parties :
a) pour les tuyaux et raccords d%coulement jusqu'à
DN 16Omm’ inclus, elle utilise des chocs thermiques
avec de l'eau à 85" et 10°
b) pour les tuyaux et raccords d*assainissement de 200 mr
elle utilise une circulation d'eau
et au dessus,
continue avec une température de 50" et une charge
donnée dans le tableauliO
Tableau î - Conditions de l'essai
Longueur de Hauteur de Charge Température
Dfam&tre Largeur. db
la caisse d'eau chaude
la caisse la caisse
ext.
a b min. h F Tf'C
nominal
mm mm mm kn
L
110 700 1200 810 50 i 2 85 2 2°C
125 700 1200 825 50 ;f; 2 85 ;t 2OC
160 700 1200 860 50 2 2 85 t 2OC
.
200 800 1500 900 SO i 2 50 2 2OC
250 900 1500 950 50 2 2 '50 2 2°C
315 1000 1500 1015 55 t 2 50 t 2OC
400 1300 1500 1100 55 2 2 50 2 2OC
500 1800 1500 1200 I 60 ;r 2 50 2 2OC
La seconde partie a été éliminée de la méthode d'essai
ISO proposée; cependant, il serait nécessaire qu'un
tel essai soit expérimenté.
9
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ISO/TR 7074-1986 (FI
S.S.2 - --La +empérature de Peau chaude, ainsi que la déformation
finale acceptable doivent être fixées par les Organismes
Il est cependant recommandé que les températures
Nationaux.
d'eau utilisées soient les mêmes pour tous les matériaux.
La déformation en fin d'essai peut, quant à elle, varier
d'un matériau à Vautre en fonction de l'expérience acquise
dans la pratique réelle.
6. ESSAIS DE CIRCULATION D'EAU ALTERNEE (WCT)
6.1 - Rappel
En essayant différentes sortes de raccords a l'essai BLT, or
a vu que pour certains types la ligne de soudure a tendance
à s'ouvrir. Il a donc été suggéré d'étudier ce phénoméne
par une méthode moins chére que le BLT.
Le groupe réduit a étudié différentes méthodes et il a
"de circulation à températures élevées
conclu que l'essai
décrit dans la norme BS-4660, peut servir
sur raccordP,
assez facilement pour déterminer la résistance des lignes
de soudure. L'alternance de l'eau chaude et de l'eau froide
est la même que dans le BLT, mais les raccords ne sont pas
chargés mécaniquement. Des essais comparatifs ont montre
qu'on retrouve la même tendance aux craquelures lorsque
Pessai. porte sur des pièces entourées d'air, comme c'est
ou sur des pihces essayées au BLT. Au
le cas dans le WCT,
la ligne de soudure est évidemment placée
cours de l'essai,
Cet essai cyclique est avant tout une
dans le fil d'eau.
sorte d'essai d'aptitude à l'emploi pour des raccords
exposés à l'eau chaude, donc.pour les diam&tres 110, 125
e.k IhOmm l
Les essais ont montré que la méthode n'est pas correcte
pour essayer des raccords en polyéthyléne.
6.2 - Résume
Pour déterminer la résistance à la ligne de soudure, la
préférence du groupe réduit va vers le WCT plutôt que vers
le BLT. La méthode n'est pas particulièrement valable en
contrôle de qualité courant, car elle prend du temps. Son
utilité est évidente pour des essais répétitifs surla
effectués par le fabricant ou par
conception des piéces,
une marque de qualité.
7. ESSAIS DE FATIGUE sous FLEXION (FBT)
7.1 - Rappel
Toujours pour trouver un essai rapide et correct sur les
le groupe réduit a commencé Pexamen de
lignes de soudure,
"fatigue sous flexiorV* (FBT). Lorsque l'on
l'essai dénommé
compare la dernière version de cette méthode à la propo-
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ISO/TR 70744986 (FI
sition initiale venant des Pays-Bas, on constate que
la
description de l'essai a sensiblement changé. Le groupe
réduit a étudié Yinfluence de :
- la fréquence
-
Famplitude
- le type de charge
- la dimension de l'éprouvette
- l'endroit d'où l'on tire Peprouvette
- la température
7.2 - Objections
Lors de Pétude, sont apparues les objections suivantes
à la méthode proposée :
- dans sa version actuelle, la méthode n'est plus utili-
sable pour son objectif initial, qui était un contrôle
rapide de la qualité
- de par sa nature, la méthode nécessite un grand nombre
d'éprouvettes t pour donner des résultats statistiquement
significatifs
- la méthode n'est pas utilisable pour les raccords en
polyoléfines.
7.3 - Avantages
- il a été montreque la méthode donne des informations
sur la qualité des lignes de soudure
- la méthode peut servir a mesurer le comportement en
fatigue du matériau. C’est ainsi qu'elle reprodüil
PlüS
ou moins les efforts dynamiques subis par les raccords,
avec plus de précision que le BLT.
7.4 - Travaux restant h entreprendre
Les efforts devraient porter ultérieurement sur les points
suivants :
- il faudrait déterminer les seuils d'acceptation et de
va
refus
- les paramètres statistiques devraient être clarifi(os
- les essais devraient être entrepris dans un bain de
liquide réfrigéré, de façon % éviter une des sources
possibles affectant la reproductibilité z l'échauffement
progressif du matériau.
11
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ISO/TR 7074-1986 (F)
7.5 - Résume
La méthode est encore en développement. Des résultats
prometteurs ont été obtenus, spécialement sur son emploi
pour l'amélioration des produits et de la technologie de
fabrication
8. ESSAI DE RESISTANCE AU CHOC (IRT)
8.1 - Rappel
C'est pour rechercher un essai rapide de qualité des lignes
de soudure que les Pays-Bas ont commencé & travailler sur
un essai de choc. La méthode est issue de la méthode
habituelle ISO R 179 déjà utilisée pour l'essai de qualité
des raccords, par exemple dans les normes pour les systèmes
d'évacuation à Vintérieur des bâtiments en ABS et en
polypropylène.
Lorsque l'on compare la dernière version de la version
originale, on se rend compte que la description de l'essai
n'a été notablement modifiée qu'en un seul détail : le I
mouton frappe maintenant l*echantillon sur sa surface
extérieure. Le groupe réduit considère que c'est une
amélioration. Cela permet de réaliser l'essai avec une
énergie de choc moindre que celle qui figure dans la
norme actuelle.
8.2 - Objections
Les arguments principaux contre cette méthode sont :
- à cause de la ligne de soudure il y a souvent une petite
entaille dans la barrette d'essai. Il en résulte une
grande disnersion.
la méthode ne donne pas d'indication sur la fiabilité
générale du raccord. Elle donne seulement des résultats
valables pour différents points des raccords
- il était prévu au début de remplacer le FBT par PIRT,
mais il est peu probable que VIRT teste les mêmes
paramètres
- l'usinage des barrettes d'essai peut facilement influer
sur les résuitats
- la méthode n'est pas utilisable pour le polyéthyléne
à la température d'essai de 23OC
- la quantité de piéces d'essai doit être trés grande si
l'on veut obtenir des résultats statistiquement signifi-
catifs
12
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8.3 - Avantages
- la méthode peut donner des informations sur la ligne de
soudure plus facilement que ne le fait le FBT
la méthode donne des informations sur la résistance
au
choc du matériau, ce que le BLT ne peut pas faire.
8.4 - Travaux à entreprendre ultérieurement
Les recherches futures devraient porter sur les points
suivants :
- l'énergie de choc devrait être f&xée pour l'es différents
matériaux de raccords
- le problème de l'effet d'entaille est encore à résoudre.
9. AUTRES METHODES D'ESSAIS ETUDIEES
9.1 Essai de charge pulsée
L
...
Questions, Comments and Discussion
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