한국플라스틱표준 폴리에틸렌압력관 Polyethylene Pressure Pipes K P S M 2 0 1 6 제정 1999. 5. 7 개정 2007. 3. 12 1. 적용범위 1.1 이표준은기준사용온도 20 에서최고사용압력 (MOP) 8 MPa 이하의상하수도및폐수등압력배수용, 쓰레기매립장침출배수용, 관산의공기배수용등에사용되는폴리에틸렌압력관 ( 이하관이라한다 ) 에대하여규정한다. 비고 1. (20 ~ 40) 의온도범위에서일정하게유지되는용도로적용할경우부속서 1를참고한다. 비고 2. 적절한요구사항, 관련법규및시공지침, 시방서를고려하여이러한조건들로부터적절한선정을하는것은이해당사자간의책임이다. 1.2 부속서 4는 2007년 12월 31일까지이규격의본체와병용하여효력을가지나그후부터는삭제한다. 2. 인용규격다음에나타내는규격은이규격에인용됨으로써이규격의규정일부를구성하거나관련이있는규격이다. 발행시점에서의발행년도가표시된것이유효하지만모든규격은개정될수있으므로이들인용규격들은거래당사자간의합의에따라최신판을적용할수있다. KS M 3031 : 2005 폴리올레핀계수지의카본블랙함량측정방법 KS M ISO 161-1 : 2003 유체이송용열가소성플라스틱배관 -공칭바깥지름및공칭압력- 제1부 : 미터법 KS M ISO 472 : 2001 플라스틱 - 용어 KS M ISO 1133 : 2002 플라스틱-열가소성플라스틱의용융질량흐름 (MFR) 및용융체적흐름 (MVR) 의측정 KS M ISO 1167 : 2003 유체수송용열가소성플라스틱관 - 내압시험 KS M ISO 1183 : 2006 플라스틱 - 비발포플라스틱의밀도측정방법 KS M ISO 1872-2 : 2001 폴리에틸렌 (PE) 성형및압출재료제2부 : 시험편제작및물성측정 KS M ISO 2505-1 : 2003 열가소성플라스틱관- 종축복귀성- 제 1부 : 측정방법 KS M ISO 2505-2 : 2003 열가소성플라스틱관- 종축복귀성- 제 2부 : 측정인자 KS M ISO 3126 : 2003 플라스틱배관계 - 플라스틱배관구성품 - 치수측정 KS M ISO 4065 : 2003 열가소성플라스틱관 - 관벽두께 KS M ISO 6259-1 : 2003 열가소성플라스틱관 - 인장성의측정- 제 1부 : 일반시험방법 KS M ISO 6259-3 : 2003 열가소성플라스틱관 - 인장성의측정- 제 3부 : 폴리올레핀관 KS M ISO 11922-1 : 2003 유체이송용열가소성플라스틱관 - 치수및허용차 - 1 -
KS M ISO TR 9080 : 2003 플라스틱배관계 - 외삽법에의한열가소성플라스틱관의장기내수압강도측정 KS M ISO TR 10837 : 2001 가스관및이음관용폴리에틸렌의열안정성측정방법 ISO 3 Preferred numbers - Series of preferred numbers ISO 161-1 Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids-nominal outside diameters and nominal pressures-part 1 : Metric series ISO 1133 Plastics-determination of the melt mass-flow rate (MFR) and the melt volume flow rate(mvr) of thermoplastics ISO 1167 Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids - Resistance to internal pressure -Test method ISO 2505-1 Thermoplastics pipes - Longitudinal reversion - Part 1 : Determination methods ISO 2505-2 Thermoplastics pipes - Longitudinal reversion - Part 2 : Determination parameters ISO 3126 Polyethylene pipes-the measurements of dimensions specification ISO 4065 Thermoplastics pipes - Universal wall thickness table ISO 4427 Polyethylene(PE) pipes for water supply - Specifications ISO 4607 Plastics - Methods of exposure to natural weathering ISO 6259-1 Thermoplastics pipes-determination of tensile properties-part 1 : General test method ISO 6259-3 Thermoplastics pipes-determination of tensile properties-part 3 : Polyolefin pipes ISO 6964 Polyolefin pipes and fittings-determination of carbon black content by calcination and pyrolysis-test method and basic specification ISO/TR 9080 Thermoplastics pipes for the transport of fluids-method of extrapolation of hydrostatic stress rupture data to determine the long-term hydrostatic strength of thermoplastics pipe material. ISO/TR 10837 Determination of the thermal stability of polyethylene(pe) for use in gas pipes and fittings ISO 11420 Method for the assessment of the degree of carbon black dispersion in polyolefin pipes, fittings and compounds ISO 11922-1 Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids-dimension and tolerance Part 1 : Metric series. ISO 12162 Thermoplastics materials for pipes and fittings for pressure applications - Classification and designation -Overall service (design) coefficient ISO 13761 Plastics pipes and fittings-pressure reduction factors for polyethylene pipeline system for use at temperatures above 20-2 -
ISO 13949 Method for the assessment of the degree of pigment dispersion in polyolefin pipes, fittings and compounds ASTM D 638 Standard test method for tensile test of plastics ASTM D 1598 Time-to- failure of plastic pipe under constant internal pressure ASTM D 3350 Polyethylene plastics pipe and fittings materials ASTM D 4065 Determining and reporting dynamic mechanical properties of plastics ASTM F 2136 Standard test method for Notched, constant ligament-stress(ncls) test to determine slow-crack-growth resistance of HDPE resins or HDPE corrugate pipe ANSI/AWWA C901 Polyethylene(PE) pressure pipe and tubing, 1/2 in. through 3 in. for water service ANSI/AWWA C906 Polyethylene(PE) pressure pipe and fittings, 4 in. through 63 in. for water distribution and transmission 3. 정의 3.1 용어의뜻 이표준에서사용하는주된용어는 KS M ISO 472 를따르는외에다음과같다. 3.1.1 사용압력통상사용상태에서의물의압력으로 최고사용압력 ( 또는정수압이라한다.) 3.1.2 단층관관전체가카본블랙을배합한폴리에틸렌으로구성되어있는관 3.1.3 2층관관의바깥쪽은카본블랙을배합한폴리에틸렌층 ( 이하바깥층이라한다.), 안쪽은카본블랙을배합하지않은폴리에틸렌층 ( 이하안층이라한다.) 으로구성되어있는관 3.1.4 50년간 20 에서의예상정수압강도 (σ LPL) 주어진온도 (T) 와시간 (t) 에서평균장기정수압강도의 97.5% 하한신뢰한계를나타내는재료의물성으로고려될수있는 MPa로나타내는값이다. 3.1.5 최소요구강도 (MRS : Minimum Required Strength) : σ LPL 값이 10 MPa 보다작을경우, ISO 3에정의된 R 10 계열의소수이하를버리고, σ LPL 값이 10 MPa 보다크거나같을경우, ISO 3에정의된 R 20 계열에서소수이하를버린 σ LPL 값이며, MRS는 MPa 단위로써관에걸리는원주응력을말함 3.1.6 공칭압력 (PN) 배관계구성요소의기계적특성에관계되어일반목적으로사용되는설계수치플라스틱배관계의물공급시 20 의물에서지속적인사용이가능한최대사용압력을 bar로표현되며, 이는최소설계계수에기초하였다. 3.1.7 용융질량흐름율 (MFR : Melt mass flow rate) 규정된온도와전단속도에서용융된재료의점도와관계된값 3.1.8 NCLS (Notched, Constant Ligament Stress) : PE 수지의저속균열성장저항성을가속환경하에서측정하는시험 - 3 -
3.2 치수용어 이규격에사용되는주된용어의정의는다음에따른다. 비고이규격의 d e, e, e min, e max 는 KS M ISO 11922-1 의 d ey, e y, e y,min, e y,max 와일치한다. 3.2.1 공칭치수 (DN) 구성품치수의수치적호칭으로간편한정수로나타내며, 밀리미터 ( mm ) 로나타낸제조 치수와대략일치한다. 3.2.2 공칭치수 (DN/OD) 바깥지름과관련한공칭치수 3.2.3 공칭바깥지름 ( ) 공칭치수 DN/OD에해당하는밀리미터로표시하는규정된바깥지름 3.2.4 바깥지름 ( 임의의지점 )( ) 관또는이음관스피곳끝부분의임의의지점에서단면을따라측정한바 깥지름으로반올림하여 0.1mm의자리까지나타낸값 3.2.5 평균바깥지름 ( ) 관또는이음관스피곳끝부분의임의의단면에서측정한외부원주길이를 π( 3.142) 로나누어반올림하여 0.1mm의자리까지나타낸값 3.2.6 최소평균바깥지름 ( ) 주어진공칭치수에대해규정한평균바깥지름의최소값 3.2.7 최대평균바깥지름 ( ) 주어진공칭치수에대해규정한평균바깥지름의최대값 3.1.8 정원도관또는이음관스피곳끝부분의동일단면에서측정한최대바깥지름과최소바깥지름의차 이또는소켓의동일단면에서측정한최대내경과최소내경의차이 3.1.9 표준치수비 (SDR : Standard Dimension Ratio) 관의공칭바깥지름과공칭두께의비 3.2.10 공칭관벽두께 ( ) 구성품관벽두께의수치적호칭으로밀리미터 ( mm ) 로나타낸제조치수와대략 일치한다. 3.2.11 관벽두께 ( 임의의지점 )( ) 구성품의원주상의임의의지점에서측정한관벽두께로반올림하여 0.1 mm의자리까지나타낸값 3.2.12 최소관벽두께 ( 임의의지점 )( ) 구성품의원주상의임의의지점에서최소관벽두께 3.2.13 최대관벽두께 ( 임의의지점 )( ) 구성품의원주상의임의의지점에서최대관벽두께 3.2.14 평균관벽두께 ( ) 관의단면에서등간격으로 4개지점을측정한두께를최소치와최대치를포함 하여산술평균한값 3.1.1.14 관열 (S) KS M ISO 4065에따라관의호칭을위한무차원수 비고 KS M ISO 15875에따라관열 S는실제적인목적으로관의치수를선택하기위한수단으로사 용된다 (KS M 3408 참조 ). 3.2.15 허용차규정된값의허용되는변화량으로허용된최대값과최소값의차이로표현한다. - 4 -
4. 원재료 4.1 기술자료원재료공급업체는표 1의원재료의품질에적합한원재료를공급하여야하며, 원재료를구매하는당사자에게품질을보증할수있는기술자료를제공하여야한다. 4.2 원료의특성 관이나부속을생산하는데사용되는재료는폴리에틸렌또는에틸렌을주체로한공중합체와산화방지제, 자외선안정제, 안료만을투입한폴리에틸렌으로이루어진표1의원료의품질을만족하는컴파운드의사용을기본으로한다. 산화방지제, 활제등의첨가제에는카드뮴계, 납계등수질에나쁜영향을미치는것을사용하서는안된다. 또한단층관및 2층관의바깥층은내후성을향상시키기위해평균입자지름 0.03μm이하의카본블랙을배합하여, 균일하게분산시켜야한다. 2층관의안층은내염소수성을향상시키기위해카본블랙을함유하지않은폴리에틸렌을주체로하고, 내염소수성에나쁜영향을미치는첨가제가들어있어서는안된다. 시험조건시험항목단위품질기준 (1) 시험인자수치 시험방법 밀 도 g/ cm3 0.930 이상 시험온도 23 시료수 3 KS M ISO 1183 카본블랙함량 ( 흑색컴파운드 ) wt% 2.0 ~ 2.5 KS M 3031에따름 KS M 3031 카본블랙분산성 ( 흑색컴파운드 ) - 3등급이하 ISO 11420에따름 (3) ISO 11420 안료분산성 ( 청색컴파운드 ) - 3등급이하 KS M ISO 18553에따름 (3) KS M ISO 18553 수분함량 (4) mg / kg 300 이하 시험편수 (2) 1 EN 12118 휘발분함량 mg / kg 350 이하 시험편수 (2) 1 EN 12099 시험온도 200 (5) 산화유도시간분 20 이상시험편수 (2) 3 KS M ISO 11357-6 하중 5.0 kg 용융질량흐름률가공후변화값시험온도 190 KS M ISO 1133 (MFR) - ± 20 % (6) 조건 T PE 80, PE 100 시험시간 10 min 시험편수 (2) 3 최소요구강도 MPa PE100 10 이상 PE 80 8 이상 20, 50년 KS M ISO TR 9080 주 (1) 요구사항들에대한적합성은컴파운드제조자가증명하여야한다. (2) (3) 표 1 원재료의품질 주어진시험편수는표에서명시한특성에대한값을정하는데필요한수량을나타낸다. 생산공장및공정관리에필요한시험편수는제조자의품질관리계획에명시되어야한다. 논란이있는경우카본블랙분산도및안료분산도는압축방법으로준비하여야한다. (4) 측정한휘발분함량이규정한품질기준에벗어날경우에적용한다. 논란이있는경우수분함량의요구사항을적용하여야한다. 다른시험방법으로 ISO 760을대체할수있다. (5) (6) 시험은 200 에서의결과와명확한상관관계만있다면 210 에서간접시험으로도할수있다. 논란이있는경우시험온도는 200 이어야한다. 컴파운드제조자가제시한값 - 5 -
4.3 호칭및분류컴파운드는표 2에규정된최소요구강도의적용이가능한재료의유형 ( 예 PE 80, PE 100 등 ) 으로나타내야한다. 호칭에대한타당성은컴파운드는컴파운드제조자가, 마스터배치는관제조자에의해증명되어야한다. 표 2 재료의유형 재료의유형 PE 100 PE 80 50 년, 20 에서의최소요구강성, σ LCL (MPa) 10 8 허용가능최대정역학적설계응력, σ S (MPa) 8 6.3 4.4 재가공원료 이규격에부합하는제조자의자체생산공정중에발생하는깨끗한재가공할수있는재료는해당제품에사용된동일한컴파운드로부터발생하였다면사용해도된다. 외부에서구한재가공재료와재활용재료는사용해서는안된다. 5. 관의형태 5.1 겉모양및색 5.1.1 겉모양관의겉모양은내외면이매끄럽고사용상해로운흠, 세로방향줄, 갈라짐, 비틀림및그밖의결점이없어야한다. 5.1.2 색관의색은단층관은흑색, 청색및청색줄이있는흑색이어야하며, 2층관은그림 1 과같이바깥층은흑색, 청색및청색줄이있는흑색, 안층은폴리에틸렌원색으로한다. 그림 1 2 층관의구조와색 - 6 -
5.2 평균바깥지름및정원도관의평균바깥지름 (d em ) 및정원도는표 3에적합하여야한다. 비고허용차는 KS M ISO 11922-1에따라다음식을사용하여계산한다. a) A 등급 : 0.009, 0.1 mm까지반올림하며최소값은 0.3 mm와최대값은 10.0 mm를가진다. b) B 등급 : 0.006, 0.1 mm까지반올림하며최소값은 0.3 mm와최대값은 4.0 mm를가진다. c) N 등급 : - 바깥지름 75 mm, [0.008 +1] mm - 90 mm 바깥지름 250 mm, [0.02 ] mm - 바깥지름 > 250 mm, [0.035 ] mm 5.3 관벽두께및허용차관벽두께는표 4에따라야한다. 비고 KS M ISO 11922-1에따라 V 등급에따라다음식으로부터계산한다. (0.01e min + 0,1) mm, 0.1 mm까지반올림한다. e > 10 mm인경우에는 KS M ISO 11922-1에따른허용차 T 등급을적용할수있으며, 허용차는 0.15e min 으로부터계산하여 0.1 mm단위까지반올림한다. 5.4 길이 코일관및직관의길이는제조자와구매자사이에합의된길이보다짧지않아야한다. - 7 -
표 3 평균바깥지름및정원도 단위 : mm 공칭치수 공칭바깥지름 d n 평균바깥지름 (1) 최소평균바깥지름최대평균바깥지름정원도 (2) d nm,min d nm,max 16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1200 1400 1600 16 20 25 32 40 50 63 75 90 110 125 140 160 180 200 225 250 280 315 355 400 450 500 560 630 710 800 900 1000 1200 1400 1600 16.0 20.0 25.0 32.0 40.0 50.0 63.0 75.0 90.0 110.0 125.0 140.0 160.0 180.0 200.0 225.0 250.0 280.0 315.0 355.0 400.0 450.0 500.0 560.0 630.0 710.0 800.0 900.0 1000.0 1200.0 1400.0 1600.0 16.3 20.3 25.3 32.3 40.4 50.4 63.4 75.5 90.6 110.7 125.8 140.9 161.0 181.1 201.2 226.4 251.5 281.7 316.9 357.2 402.4 452.7 503.0 563.4 633.8 716.4 807.2 908.1 1009.0 1210.8 (3) 1412.6 (3) 1614.4 (3) 1.2 1.2 1.2 1.3 1.4 1.4 1.5 1.6 1.8 2.2 2.5 2.8 3.2 3.6 4.0 4.5 5.0 9.8 11.1 12.5 14.0 15.6 17.5 19.6 22.1 - - - - - - - 주 (1) KS M ISO 11922-1에따라공칭치수 630이하일경우에는 A 등급을따르며 710이상일경우에는 B 등급을따른다. (2) KS M ISO 11922-1에따라공칭치수 630이하일경우에는 N 등급을따르며제조시에측정한다. (3) 0.009d n 에따라계산된허용차이며, KS M ISO 11922-1의 A 등급과는일치하지않는다. 공칭치수가 710이상의코일관과직관인경우최대정원도는제조자와구매자의상호합의에따른다. - 8 -
표 4 관벽두께 관열 SDR 17 SDR 21 SDR 26 SDR 33 SDR 41 S 8 S 10 S 12.5 S 16 S 20 공칭압력,PN (1) (bar) PE 80 PN 8 PN 6 (3) PN 5 PN 4 PN 3.2 PE 100 - PN 8 PN 6 (3) PN 5 PN 4 공칭 관벽두께 (2) 바깥층두께 (5) 치수 e min e max e min e max e min e max e min e max e min e max 최소 최대 32 2.0 (4) 2.3 - - - - - - - - 40 2.4 2.8 2.0 (4) 2.3 - - - - - - 50 3.0 3.4 2.4 2.8 2.0 2.3 - - - - 1.2 1.8 63 3.8 4.3 3.0 3.4 2.5 2.9 - - - - 75 4.5 5.1 3.6 4.1 2.9 3.3 - - - - 90 5.4 6.1 4.3 1.9 3.5 4.0 - - - - 110 6.6 7.4 5.3 6.0 4.2 4.8 - - - - 1.4 2.0 125 7.4 8.3 6.0 6.7 4.8 5.4 - - - - 140 8.3 9.3 6.7 7.5 5.4 6.1 - - - - 160 9.5 10.6 7.7 8.6 6.2 7.0 - - - - 180 10.7 11.9 8.6 9.6 6.9 7.7 - - - - 200 11.9 13.2 9.6 10.7 7.7 8.6 - - - - 225 13.4 14.9 10.8 12.0 8.6 9.6 - - - - 250 14.8 16.4 11.9 13.2 9.6 10.7 - - - - 2.0 3.0 280 16.6 18.4 13.4 14.9 10.7 11.9 - - - - 315 18.7 20.7 15.0 16.6 12.1 13.5 9.7 10.8 7.7 8.6 355 21.1 23.4 16.9 18.7 13.6 15.1 10.9 12.1 8.7 9.7 400 23.7 26.2 19.1 21.2 15.3 17.0 12.3 13.7 9.8 10.9 450 26.7 29.5 21.5 23.8 17.2 19.1 13.8 15.3 11.0 12.2 500 29.7 32.8 23.9 26.4 19.1 21.2 15.3 17.0 12.3 13.7 560 33.2 36.7 26.7 29.5 21.4 23.7 17.2 19.1 13.7 15.2 630 37.4 41.3 30.0 33.1 24.1 26.7 19.3 21.4 15.4 17.1 710 42.1 46.5 33.9 37.4 27.2 30.1 21.8 24.1 17.4 19.3 3.0 800 47.4 52.3 38.1 42.1 30.6 33.8 24.5 27.1 19.6 21.7 이상 900 53.3 58.8 42.9 47.3 34.4 38.3 27.6 30.5 22.0 24.3-1000 59.3 65.4 47.7 52.6 38.2 42.2 30.6 33.5 24.5 27.1 1200 - - 57.2 63.1 45.9 50.6 36.7 40.5 29.4 32.5 1400 - - - - 53.5 59.0 42.9 47.3 34.3 37.9 1600 - - - - 61.2 67.5 49.0 54.0 39.2 43.3 (1) PN 값은설계계수 C=1.25 에기초하였다. (2) 허용차는 KS M ISO 11922-1 의 V 등급에따른다. (3) 실제계산값은 PE100 은 6.4 bar 이며, PE80 은 6.3 bar 이다. (4) 최소관벽두께 (e min ) 2.0, 2.3 또는 3.0 은반올림하여계산한값이다. 전기융착및피복층에적용하 기위한실용적인이유로관벽두께는 3.0 mm를추천한다. (5) 바깥층두께는 2 층관에한하여적용한다 단위 : mm - 9 -
5.5 관의종류및등급 관의종류는사용재료와구조에따라표 5, 관의등급은표 2 의 SDR 및공칭압력 (PN) 으로분류한다. 표 5 관의종류 종류사용재료구조기호 PE100 PE 80 단층관 관전체가카본블랙을배합한폴리에틸렌으로구성되어있는관 단층 PE 100 S PE 80 S PE100 PE 80 2 층관 관의바깥쪽은카본블랙을배합한폴리에틸렌층 ( 이하바깥층이라한다.), 안쪽은카본블랙을배합하지않은폴리에틸렌층 ( 이하안층이라한다.) 으로구성되어있는관 2 층 PE 100 W PE 80 W 6. 관의특성 6.1 관의성능관의품질은단체표준표시인증용과우수단체표준제품확인용으로구분하며, 7 시험방법에따라시험하고, 표 6 관의성능에서규정한품질특성을만족해야한다. 6.2 전처리관은표 6 의시험을실시하기전에시험편을 (23 ± 2) 의항온에서전처리한다 - 10 -
표 6 관의성능 품질항목 ( 단위 ) 품 단체표준표시인증용 질 우수단체표준제품확인용 시험방법 적용조항 항복점인장강도 [N/ mm2 ( kg f/ mm2 )] 20.6(210) 이상 21.6(220) 이상 신장률 (%) 350 이상 KS M ISO 6259-1 KS M ISO 6259-3 7.4 탁도 0.5 도이하 색도 1 도이하 용출성 (1) 과망간산칼륨소비량 2.0 mg /L 좌동 KS M 3408 7.5 잔류염소의감량 0.7 mg /L 냄새및맛이상이없을것 카본블랙함량 (%) (3) 함량 2.0 ~ 2.5 일것 KS M 3031 7.6 회분 (%) 0.10 이하일것 0.07 이하일것 KS M 3408-2 7.7 내염소수성 (2) 시험편내면의수포발생개수가지름 0.4 mm이상의것이 3 개 / cm2이하일것 부속서 3 7.8 용융흐름질량률 (MFR) 가공후변화값 ±20 %( 4 ) 좌동 KS M ISO 1133 7.11 산화유도시간 ( 분 ) 20 이상일것 KS M ISO 11357-6 7.12 종축복귀성 (%) 3 이하 KS M ISO 2505 7.13 내압시험 표 7, 표 8 품질기준에만족할것 KS M ISO 1167 7.3 NCLS - 24 시간이상 ASTM F 2136 7.9 주 ( 1 ) 시험온도는상온으로한다. 상온이란 20±15 (KS A 006에규정하는온도 15급 ) 를말한다. ( 2 ) 내염소수성은단층관에적용한다. ( 3 ) 카본블랙함량은단층관및 2층관의바깥층에적용한다. 흑색이외의색상을사용한경우에는자외선에노출시노화방지를위한적절한재료를사용하여야한다. ( 4 ) 컴파운드로측정한값과그를사용한제조업체에서측정한값의변화율이다. - 11 -
표 7 내압시험 항목 요구사항 시험인자 시험조건 수치 시험방법 내압시험 (20 ) 시험편에파괴가없을것 끝부분마개전처리시험편수 (2) 시험유형시험온도시험시간정수 ( 원주 ) 응력 PE 80 PE 100 a 형 KS M ISO 1167 3 수중 - 수압 20 100 h 10.0 MPa 12.4 MPa KS M ISO 1167 내압시험 (80 ) 시험중에어떠한결점이없을것 끝부분마개전처리시험편수 (2) 시험형태시험온도시험시간정수 ( 원주 ) 응력 PE 80 PE 100 a 형 (1) KS M ISO 1167 3 수중 - 수압 80 165 h (3) 4.5 MPa 5.4 MPa KS M ISO 1167 내압시험 (80 ) 시험중에어떠한결점이없을것 끝부분마개전처리시험편수시험유형시험온도시험시간정수 ( 원주 ) 응력 PE 80 PE 100 a 형 (1) KS M ISO 1167 3 수중 - 수압 80 1000 h 4.0 MPa 5.0 MPa KS M ISO 1167 주 (1) b형마개는관경이 500mm이상의시험시에사용된다. (2) 시험편수는표에서설명된값의입증이요구되는경우의수량을표시한다. 시험편의수는공장제품조건및공정조건에따라요구되며제조자의품질계획에명시되어야한다. (3) 연성파괴가되었을경우 7.3에따라재시험을해야한다. - 12 -
6.3 80 에서파괴의경우재시험 165시간보다작은시간에서의취성파괴가파괴로구성될수있다. 165시간시험에서, 만약시험편이 165시간보다작은시간에연성파괴형태를가진다면보다낮은압력에서재시험이이루어져야한다. 새로운시험압력과최소파괴시간은표 7에주어진응력 / 시간지점을통하여선으로부터선택할수있다. 표 8 80 에서의정수압강도재시험조건 응력 MPa PE 80 PE 100 시험시간 h 응력 MPa 시험시간 h 4.6 165 5.5 165 4.5 219 5.4 233 4.4 283 5.3 332 4.3 394 5.2 476 4.2 533 5.1 688 4.1 727 5.0 1000 4.0 1000 7. 시험방법 7.1 겉모양및모양 관의겉모양은및모양은확대하지않은상태로관을관찰한다. 7.2 치수관의치수는제조후 24시간이상이경과되고 (23 ± 2) 의항온에서적어도 4시간이상전처리한후에 KS M ISO 3126에따라측정한다. 평균바깥지름, 정원도는관끝으로부터평균바깥지름에상당하는길이이상떨어진임의지점에서측정하여야한다. 7.3 내압시험 KS M ISO 1167에의하고시험편은 (23 ± 2) 의항온에서전처리후표 7, 표 8에명시된조건으로시험한다. - 13 -
7.4 인장시험및신장률 KS M ISO 6259-1 및 KS M ISO 6259-2 에의하고, 표 9 에명시된조건과방법으로시험한다. 표 9 시험속도 관벽두께 시험편제작방법 시험인자 시험조건 수치 시험방법 e 5 mm 금형절단또는기계가공 시험편모양 유형 2 시험속도 100 mm /min 시험편수 KS M ISO 6295에따름 KS M ISO 6259-1 KS M ISO 6259-3 5 mm <e 12 mm 금형절단또는기계가공 시험편모양 유형 1 시험속도 50 mm /min 시험편수 KS M ISO 6295에따름 KS M ISO 6259-1 KS M ISO 6259-3 시험편모양유형 1 시험속도 25 mm /min e > 12 mm 기계가공 시험편수 KS M ISO 6295에따름또는시험편모양유형 3 KS M ISO 6259-1 KS M ISO 6259-3 시험속도 시험편수 10 mm /min KS M ISO 6295 에따름 7.5 용출시험관의용출시험방법및시험수의조제방법은부속서 2에따른다. 이경우시료수및바탕시험수의조제방법은다음에따른다. (1) 시료관은표 10에나타낸길이로잘라상온의깨끗한물 ( 수돗물등 ) 을사용하여매분 5m 이하의유속으로 1시간씻는다. (2) 시료수는시료관의한쪽끝을물로씻은폴리에틸렌필름으로밀봉하고이것을적당량의시험수로 1회헹군다. 이어서시험수를가득채운후에다른끝도같은방법으로밀봉하여상온에서 24시간정치하여조제한다. (3) 바탕시험수는시험수를경질유리제공통갈아맞춤병 (500ml)( 1 ) 에가득채워밀폐하여빛을차단하고시료수와같은장소에 24시간정치하여조제한다. 주 ( 1 ) 사용하는공통갈아맞춤병은미리질산 (1:15) 으로씻고다시부속서 2에규정하는물로잘씻어놓는다. 비고 KS M 0001의액체시약및시약용액의농도표시방법의규정에따른다. 질산 (1:15) 이란질산 ( 농도 60~62%) 과물을 1대 15의부피비율로혼합한것이다. - 14 -
표 10 용출성시험의시료관길이 단위 : m 호칭지름 길이 13 ~ 20 4 25 및 30 2 40 ~ 75 1 100 ~ 600 0.5 비고길이 6m 및 2m인것에대하여는 1m로분할하여시험하여도좋다. 7.6 카본블랙함량시험카본블랙함량시험은다음과같이한다. 시료를넣은연소보트를 500 로가열하고데시케이터에서 30분이상방랭하여식힌연소보트를빨리꺼내어 0.1 mg까지질량을측정한다. 시료를 1.0±0.1 g 달아서연소보트에넣고총질량을 0.1 mg 까지측정한다 (Ws). 질소가스의유량을매분 1.7±0.3L 가되도록조정하여시료를투명석영관의중앙에놓고열전대의접점을연소보트에접하도록조정한다. 다음에노를가열하여 10분후에 350, 20분후에는 450 로하고전체 30분동안에 500 까지승온시켜 15분동안 500 를유지한다. 가열을멈추고 5분동안방랭한후연소보트를꺼내어데시케이터에서 30 분동안방랭한다. 잔존물포함한연소보트의총질량을 0.1 mg까지측정하고 (Wr), 800 의전기로내에서완전히탄화시킨후데시케이터에서방랭한다음잔존물을포함한연소보트의총질량을 0.1 mg까지측정하고 (Wk), 다음식에따라카본블랙함량을계산한다. 여기에서 B : 카본블랙함량 (%) Ws : 시료의질량 (g) Wr : 카본과회분을포함한연소보트의질량 (g) Wk : 카본을탄화시킨후연소보트의질량 (g) 7.7 회분시험관의회분시험은다음과같이한다. 시료관에서약 10 g의시험편을짧은책모양으로잘라낸다. KS L 1559에규정하는자기도가니 (100 ml) 를잘씻은후, 전기로중에서 700~800 로약 1시간가열하고데시케이터에서방랭하여그질량을밀리그램 (mg) 까지정확히측정한다. 다음에이것에약 10 g의시험편을넣고정확히단후, 전열기위에서불꽃이나오지않도록주의하면서탄화시킨다. 시험편이탄화된후실온에서방랭하고도가니의옆벽과뚜껑안쪽등에부착한탄화물을비산하지않도록주의하면서긁어내리고도가니가운데로모은다. 다음에이것을전기로에넣어 700~800 로탄화될때까지가열한후, 데시케이터에서방랭하여밀리그램까지측정하여다음식에따라회분을계산한다. - 15 -
여기에서 A : 회분 (%) a : 자기도가니의질량 (g) b : 자기도가니에시험편을넣었을때의총질량 (g) c : 자기도가니와탄화한시험편의총질량 (g) 7.8 염소수시험관의염소수시험방법및시험수의조제방법은부속서 3에따른다. 이경우시료관에서약 50 mm 의관또는짧은책모양의시험편을 3개잘라내어절단면은평활하게다듬질한후, 시험편의내외면과끝면을물로잘씻어서거름종이위에서상온으로건조하여시험편으로한다. 7.9 NCLS 관의저속균열성장저항성을측정하기위한노치가부가된줄-응력시험은 ASTM F 2136에따라실시한다. 본시험방법은가속환경에서일정한줄 (ligament)-응력범위하에서주어진 PE 시편의파괴시간을측정함으로써관의제작에사용된 PE 수지의저속균열성장에대한민감성을측정하는시험방법이다. 7.9.1 시험편및시험장치 NCLS 시험편은그림 4와같고, 시험방법및기구는 ASTM F 2136에의한다. 또한시험에는그림 4와같은치수의시편제작을위한 Blanking Die, ±0.25 mm 까지측정할수있는마이크로미터, 그리고노치의깊이를측정하기위한마이크로미터혹은동등한정밀도의기구가장착된현미경, 0.1 시간까지를측정할수있는파괴시간기록용시간측정장치등이필요하다. 7.9.2 시험액시험에사용하는시험액은 Igepal CO-630( 노닐페닐폴리옥시에틸렌에탄올 ) 10 % 수용액을사용하고, 시험액수위는매일검사하고이온제거수를이용하여일정한수위로항상유지하도록하여야한다. 50 에서시험액은매 4주마다교환을하여야한다. 7.9.3 시험편의치수시험하고자하는 PE 펠렛 ( 신재혹은관파쇄품 ) 을 ASTM D 1928의순서 C에규정된것처럼압축몰딩하여 1.9 mm 두께의쉬이트로제작한다. 단, 펠렛은압축몰딩을하기전에롤밀을이용해분쇄하면안된다. 만약필요하다면쉬이트의말단효과를제거하기위해양쪽말단을 15 mm로손질해도된다. 시험편은쉬이트로부터펀치를해서만든후, 그림 4 의형태를지닐수있도록펀치를이용해구멍을만든다. - 16 -
그림 2 시험편의형태 - 시험편의치수 참조 1 : 시험편은 ASTM D 5397 시험에사용하는시험편과같은규격과치수를가질수있다. 시험편의길이는시험기구의형태에따라바뀔수있다. 그러나, 최소한 13 mm의일정한폭의목부분을가져야한다. 참조 2 : 시험편을만드는동시에시험편을시험기자재에부착하기위한구멍이만들어지도록시험편을제작하는다이를수정하는것이, 시험편을펀치로제작한후다시구멍을만드는것보다더좋다. 만약, 구멍을나중에제작해야하는경우, 시험편을잘정열하여시험편에또다른응력이가해지는것을막아야하는것이매우중요하다. 시험편규격및허용오차는다음과같다. 길이 = 60.00 ± 0.25 mm 폭 = 3.20 ± 0.02 mm 두께 = 1.90 ± 0.08 mm 항복인장의 15% 수준의띠-응력하에서 5개의시험편을시험하고그결과의평균을취한다. 시험수지에대한 NCLS 시험치는산술평균을취한다. 7.9.4 노치만들기시험편은두께의수직방향으로노치를만들어야하고노치의깊이는두께의 20 % 가되어야한다.( 그림 5 참조 ) 최대노치제작속도는 2.5 mm/min이고, 노치의깊이는 ±0.025 mm 이내로제어가되어야한다. 노치깊이는매우중요한변수이므로현미경을이용하여주기적으로주의깊게조절을하여야한다. - 17 -
그림 3 시험편의형태 - 노치깊이 참조 3 : 응력강도인자, K1 은다음과같이정의된다 : K1 = Y S (27.5 (1-a/W)) (a) 0.5 여기서, Y = 형태보정인자이고다음과같다 : Y = 1.99-0.41(a/W) + 18.70(a/W) 2-38.48(a/W) 3 +53.85(a/W) 4 a = 노치깊이, 시험편폭의 20 % S = 가해진일정한띠-응력 노치를만드는날은시험편 10 개이상을사용할수없다. 7.9.5 시험편에가해지는부하의계산 각시험편의폭 (W), 두께 (T), 그리고노치깊이 (a) 를마이크로미터와현미경을이용하여측정한다. 각각의측정값을 0.25 mm에가깝도록기록한다. 다음의계산식을이용하여띠-응력수준을정확하게설정하기위해각레버에가해지는부하를 g(gram) 으로계산한다 : 여기서 : - 18 -
a = 노치의깊이 (mm) MA = 기기의기계적장점 ( 장비고유치수 ) W = 시험편의폭 (mm) T = 시험편의두께 (mm) S = 일정띠-응력 (MPa) CF = 레버팔 (arm) 무게에대한보정인자 ( 참조 4) 참조 4 : BT 혹은동등한장비의팔무게보정인자는팔의무게와시험편부착기구에의해가해지는응력에대한보정을위한것이다. 만약장비제조사에서정하여주지않는다면, 아래와같은방법으로보정인자를각각결정하여야한다. 팔무게보정인자 (CF) 의계산법 : 그림 4 시험기기 - 팔무게보정 위의그림에서처럼, 각각의질량이 W x 와 W y 인 X와 Y는중심축으로부터레버팔의길이를말한다. 시험편고정대의질량을 W 1 이라하면, CF 방정식은다음과같다. CF = [(1/MA)(W 1 +W y /2) - W x /2] 7.9.6 시험순서 (a) 시험액이담긴욕조의온도를 (50 ± 1) 로유지한다. (b) 각시험편에가해질질량을결정한후, 전체질량에부착핀의질량을포함한정확한질량을통에거치시킨다. (c) 시험편을시험프레임에부착한후, 시험액에시험편이잠기도록한후, 시험편과프레임이평형에이를수있도록최소 30분정도를방치한다. (d) 질량통을적절한팔에연결한후, 정확한질량이적절한시험편에부과되었는지의여부를다시한번체크한다. (e) 모든시험시간을 0 으로설정한후시험을시작한다. - 19 -
7.9.7 결과보고 (a) 시험한물질의정확한증명 (b) 시험시시험편에가해진부하와띠-응력의수준 (c) 각시험편의파괴에걸린시간을 0.1 시간까지의정확한기록 (d) 5개의시험편의각각의파괴시간에대한기록과 5개시험편의산술평균시간. 산술평균시간은가해진줄-응력수준에대한 평균파괴시간 으로표시함. 7.10 용융흐름질량률 (MFR) KS M ISO 1133 에의하고, 시험조건은 KS M ISO 1133 의부속서 A 의 T 조건 (190, 5 kg) 으로시험한다. 7.11 산화유도시간 (OIT, Oxidative Induction Time) 열안정성은산화유도시간으로측정하며, 산화유도시간측정시표준조건은온도 200 상압에서시험한다. 7.11.1 시험장치및기구 (1) 시차주사열분석기 (DSC) 비고 1. 질소, 산소가스선택스위치와유량조절기가부착된것 2. 표준보정용인듐, 주석의융점을측정하여각각 156.63, 231.97 인지확인한후필요시보정한다. (2) 저울시료질량 0.1 mg 까지측정가능한분석용저울을사용한다. (3) 비누막유량측정기 (4) 시험편팬탈지된알루미늄팬또는산화된구리팬으로직경 6.0 ~ 7.0 mm, 높이 1.5 mm 의것을사용한다. 7.11.2 가스및용제 (1) 산소고순도등급을사용한다. (2) 질소고순도등급을사용한다. (3) 용제시험팬의탈지용으로사용한다. 7.12.3 시험편채취및시험방법 (1) 시험편은관의내벽에서채취하고, 시험팬에넣을수있도록직경 6.4 mm 정도, 질량약 (5~10)mg 정도로제작한다. (2) 질소기류하에서시험편을가열하기전에유량계로공급되는질소의유량을측정하여조절한다. 잔류산소를제거하기위하여 5분간질소를 (50±5)mL/min 의유속으로흘려준다음동일한질소분위기에서 20 /min의가열속도로실온부터 200 까지가열한다. (3) 200 에서 5분간평형을유지시킨다음질소는차단하고산소로바꾸어 (50±5)mL/min 의유속으로 - 20 -
흘려주고이때를산화유도시간의초기점으로한다. (4) 산화가진행되다가발열반응에의해급격한기울기가나타나더라도최소한 2분이상을등온상태로계속유지시킨다. (5) 산화유도시간의종료점은발열반응곡선의베이스라인과발열반응에따른급격한기울기선의외접선이만나는점으로하며, 총산화유도시간은초기점으로부터종료점까지의시간 ( 분 ) 으로한다. (6) 두개의시험편을 0.1분까지측정하여그평균값을결과로표시한다. 산화유도시간 (OIT) 열 질소기류하가열 산소기류하등온가열 량 등온가열시작 산소기류전환 시간 ( 분 ) 그림 5 산화유도시간가열곡선 7.13 종축복귀성 KS M ISO 2505-1, KS M ISO 2505-2 에의하고, 시험온도는 (110±2) 로한다. 8. 검사 8. 1 검사방법겉모양, 모양, 색, 치수, 항복인장강도, 신장률, 용출성, 카본블랙함량, 회분, 내염소수성, 용융지수, 열안전성, 종축복귀성, 내압시험및 NCLS험대하여 7의시험방법에따라시험하여모든시료가표 3, 표 4 및표 6의규정에합격하여야한다. 8. 2 시료채취방법 당사자사이의협정에따른다. - 21 -
9. 표시 9.1 일반사항 9.1.1 표시는관위에직접인쇄또는성형되며, 이러한방법에의한표시는균열또는다른종류의이상을발생시키지않아야한다. 또한, 일반적인보관, 기후, 가공, 허용가능한매설과용도하에서관의수명동안유지되어야한다. 9.1.2 인쇄에의한표시에있어서, 표시의색상은관과다른색상을가져야한다. 9.1.3 표시의품질과크기는확대하지않고서쉽게판독할수있어야한다. 9.2 관의최소표시사항모든관은최소한표 11에명시된사항들을선명하면서도쉽게지원지지않도록 1m 간격으로표시해야한다. 표 11 최소표시사항 항목표시또는기호 규격번호제조업체명및상표명치수 (e n d n ) SDR 관재료의종류공칭압력제조일자 ( 일자, 코드 ) KPS M 2010 이름또는기호예. 110 10 예. SDR 11 예. PE 80 단층예. PN 12.5 년월일 10. 취급상주의사항다음의기술을내용으로하는사용상의주의사항을팜플렛등에기입하는것이바람직하다. (1) 관은손상되기쉬우므로내던지거나끌거나하지말아야한다. (2) 관에대하여는직사광선 ( 자외선 ) 이닿으면관끝부분안층의재질이열화될우려가있으므로반드시관끝캡을씌워둘것. (3) 다량의등유, 가솔린등을취급하는곳에설치하면수질에나쁜영향을미칠경우가있으므로흙의오염도확인, 오염되지않은흙에의한복토및영양을잘받지않는경로의검토등을할것. - 22 -
================================================================================= 제정자 : 한국프라스틱공업협동조합연합회제정 : 1995년 1월 6일원안작성 : 한국프라스틱공업협동조합연합회표준화심의위원회 ================================================================================= 이표준에대한의견또는질문은한국프라스틱공업협동조합연합회시험원 ( 2280-8261, 8270) 으로전화또는서신으로연락하여주십시오. - 23 -
부속서 1 압력감소계수 PE 배관계가 20 ~40 의온도범위중의일정온도에서지속적으로사용할때표 A.1에주어진압력감소계수는 PE 80 및 PE 100에대해적용할수있다. 표 A.1 PE 80 및 PE 100 에대한압력감소계수 온도 a 20 30 40 계수 1.00 0.87 0.74 a 각단계별다른온도에대해서는내삽법을사용할수있다 (ISO 13761[9]). 높은인자그리고높은압력은감소가덜적용된 KS M ISO 9080에따른분석에제공된재료를적용할수있다. 비고허용사용압력 (PFA) 는다음식으로부터유도한다. 여기에서, f T : 표 A.1 의계수 f A : 용도와관련한감쇠상수 (f A =1 인물의이송 ) PN : 공칭압력 - 24 -
부속서 2 폴리에틸렌압력관의용출시험방법 C.1 적용범위이부속서는본체에서규정하고있는폴리에틸렌압력관의용출시험절차에대하여규정하고있다. C.2 시료수및바탕시험수의조정방법 1) 시험용관을상온의깨끗한물 ( 수돗물등 ) 을사용하여 5 m/min 이하의유속으로 1시간세척한다. 2) 다음에관의한쪽끝을물로씻은폴리프로필렌필름으로싸서마개를막은후, 이것을적당량의시험용물로 1회헹구고, 시험용물을채운다. 다른끝에도똑같이밀봉하고상온에서 24시간정치하여이봉입된물을시료수로한다. 3) 또동시에시험용물을경질유리제의마개달린병 (500 ml) 에채우고밀봉하여, 광선을피해시료수와같은장소에서 24시간정치하여이것을바탕시험수로한다. C.3 시험항목이시험에규정하는시험항목은다음과같다. 또한결과값은시료수와바탕시험수의차이에따라서구한다. a) 탁도 b) 색도 c) 과망간산칼륨소비량 d) 잔류염소의감량 e) 냄새 f) 맛 C.3 용어의정의이시험에사용하는주된용어의정의는다음과같다. a) 시험수용출시험에사용하기위하여조제한물 b) 시료수시험수로용출조작을하여얻은물 c) 바탕시험수시험수를용출조작과같은모양의조건에서보존한물 - 25 -
d) 검수시험을위한시료수에서분취한물 e) 용액단순히용액이라하고, 용매를나타내지않은것은수용액 f) 검액분석조작의과정에서처리된검수또는용액 g) 표준원액표준용액을조제하기위하여시약을일정농도로용해또는희석한것. h) 표준용액표준원액을적절한농도로희석한것. i) 표준열검액중의목적물질의양을측정하기위하여표준용액을단계별농도로조제한것. C.4 시약및물이시험에사용하는시약및물은다음규정에따른다. a) 이시험에사용하는시약은특별히규정된것이외에는 KS M 0001의 7.1( 시약의품위 ) 에규정된것을사용한다. b) 이시험에사용하는물은 KS M 0001에규정하는물을사용한다. 이경우전기전도율은 2μS/ cm이하의것으로한다. C.5 기구및거름종이이시험에사용하는기구및거름종이는다음규정에따른다. a) 유리기구는 KS L 2302 및 KS L 2317 에규정된경질의것또는이것에준하는것을사용한다. b) 거름종이는특별히규정된것이외에는 KS M 7602 에규정된 5 종을사용한다. C.6 시험수의조제방법 C.6.1 수산화칼슘용액의제조수산화칼슘 [Ca(OH) 2 ] 을물에녹여약 2% 로한후공기를차단시켜 24시간이상정치한다. 이상충액을적당량을분취하여같은양의물을가하여거름종이로거르고마개로밀봉한용기에보존한다. 이용액에피막이나침전이생겼을때는걸러서사용한다. C.6.2 수산화칼슘용액의칼슘경도측정 a) 시약시약은다음의것을사용한다. 1) 칼슘용지시약 2-히드록시-1-(2 -히드록시-4 -술포-1 -나프틸아조 )-3-나프토에산 [C 20 H 10 N 2 ㆍ (OH) 2 COOHㆍSO 3 H] 0.5g과분말상의황산칼륨 (K 2 SO 4 ) 50g을균일하게될때까지갈아부순다. 2) 0.01mol/L EDTA 용액 80 에서 5시간건조시켜데시케이터에서방랭한에틸렌디아민사아세트산나트륨 (2수화물)[[CH 2N(CH 2COOH)CH 2COONa] 2 ㆍ2H 2O] 3.722g을메스플라스크 (1000mL) 에취하고물로녹여서전량을 1000mL로한다. 이것을 0.01mol/L EDTA 용액으로한다. 이용액 1mL는탄산칼슘 (CaCO 3) 1mg에상당한다. 이용액은갈색병에넣어서보관한다. b) 시험조작물 100mL를삼각플라스크 (300mL) 에취하고이것에 B.7.1의수산화칼슘용액 5mL를가한 - 26 -
후, 농도 28% 의수산화나트륨용액 9mL를가하여잘혼합하고 3~5분동안정치한다. 이어서칼슘용지시약약 0.1g을넣어서녹이고, 이것에 0.01mol/L EDTA 용액을떨어뜨려검액이푸른색을나타낼때까지적정한다. 여기에필요한 0.01mol/L EDTA 용액의양을구하여다음식에따라칼슘경도를계산한다. 여기에서 c : 칼슘경도 (CaCO 3 mg/l) a : 0.01mol/L EDTA 용액의적정량 (ml) b : B.6.1의수산화칼슘용액의양 (5mL) c) 시험수의조제물의필요량을적절한용기에취하여이것에수산화칼슘용액을칼슘경도가 1L당약 30mg이디도록넣은후이산화탄소를통해서 ph값을 7.5~8.0으로조제하고이어서차아염소산나트륨용액또는염소수를가하여 12~48시간정치하여유리잔류염소농도 1L당 1.0~1.2mg을함유하도록한다. 다음에이용액 1/5~1/10의양을다른용기에취하여이것에이산화탄소를통해서 ph값이낮은용액을만들어이것을원래의용액에조금씩가해서 ph값이 7.0±0.2가되도록조제하여이용액을시험수로한다. C.7 시험방법 C.7.1 탁도 ( 1 ) 탁도는다음방법에따라측정한다. 주 ( 1 ) 탁도는물의흐린정도를표시하는것으로, 물 1000 ml 중에정제백토 ( 카올린 ) 1 mg이함유되었을때의흐림에상당하는것을 1도로한다. a) 시약시약은다음의것을사용한다. 1) 정제백토백토약 10 g을비커 (500 ml) 에달아취하고물 300 ml와이인산나트륨 10 수화물 ( 피로인산나트륨 10수화물 )(Na 4P 2O 7 10H 2O) 0.2 g을가해서마그네틱젓개로 3분동안심하게흔들어섞는다. 이것을뚜껑이달린메스실린더 (1000 ml) 에옮겨물을넣어서 1000 ml로한후 1분동안심하게흔들어섞어물속에분산시키고 1시간을정치한다. 이어서사이펀으로액면에서약 50 mm까지의액을버리고그아래 150 mm까지의액을채취한다. 채취한액을원심분리하거나 [1.471 10 4 m/s( 2 ) 이상, 10분동안 ], 또는액을 4일이상정치하여상층액을버리고얻어진침전물을물중탕에서증발건조한후석영막자사발중에서미세하게분쇄시켜 105~110 에서약 3시간건조한후넓은입공통갈아맞춤병에넣어보존한다. 주 ( 2 ) 원심분리기에따른가속도는사용하는원심분리기회전부의반지름과회전수로부터다음식에따라계산한다. - 27 -
여기에서, a : 원심분리기에따른가속도 (m/s 2 ) b : 원심분리기의회전수 (rpm) r : 원심분리기의침전관의액면과바닥의중간점에서회전중심까지의거리 (cm) 2) 탁도표준원액 (1 mg백토 /ml) 정제백토를 105~110 에서약 3시간건조하여데시케이터에서방랭한후그의 1.000 g을메스플라스크 (1000 ml) 에달아취하고물 800 ml 및 37% 포름알데히드용액 ( 포르말린 ) 10 ml를넣고, 다시물을넣어서전량을 1000 ml로한다. 이용액을탁도 1000도로한다. 3) 탁도표준용액 (0.1 mg백토 /mg)( 3 ) 탁도표준원액을잘흔들어섞으면서홀피펫으로그의 100 ml 를메스플라스크 (1000 ml) 에달아취하고물을넣어서전량을 1000 ml로한다. 이용액을탁도 100도로한다. 주 ( 3 ) 시판탁도표준용액 (0.1 mg백토 /ml) 을사용하여도좋다. b) 기구기구는다음의것을사용한다. 1) 비색관전체길이약 370 mm의바닥면을간넓적바닥공통갈아맞춤시험관으로바닥으로부터 300±5 mm의높이에안부피 100 ml의눈금을그은것. 2) 암상자그림 B.1에나타낸구조를가진것으로한다. 탁도를비교할때에는반사판의색을검게한다. 그림 B.1 암상자의보기 참고전등을암상자와아래창에가깝게걸어측정하면한층보기쉽게된다. - 28 -
c) 시험조작시료수 100 ml를비색관에달아취한다. 별도로탁도표준용액을잘흔들어섞으면서 0 ml, 0.5 ml, 1.0 ml, 2.0~5.0 ml를단계적으로몇개의비색관에달아취하고각각의관에물을넣어 100 ml로하고마개를막아서서히흔들어섞어 0~5도의표준열로한다. 또한표준열은사용할때마다조제한다. 다음에이것들은검은색판위또는암상자에넣어서관의위쪽에서투시하여검수의흐림을표준열의흐림과비교하여검수의흐림에상당하는탁도 (a) 를구한다. 또바탕시험수에대하여시료수와같은모양으로조작을하여탁도 (b) 를구하고, 이것과시료수탁도 (a) 의차 (a b) 인탁도의증가량을구하여이것을성능으로서의탁도로한다. C.7.2 색도 ( 4 ) 색도는다음방법에따라측정한다. 주 ( 4 ) 색도는물속에들어있는용해성물질및콜로이드성물질이나타내는담황색내지황갈색의정도를말하고, 물 1000 ml에색도표준용액중의백금 (Pt) 1 mg 및코발트 (Co) 0.5 mg을포함할때나타내는색에상당하는것을 1도로한다. a) 시약시약은다음의것을사용한다. 1) 색도표준원액 (0.5 mgpt/ml) KS M 8001의 5.1(2)(a) 에규정하는비색원액의조제방법에따라색도표준원액을조제한다. 이용액을색도 500도로한다. 2) 색도표준용액 (0.1 mgpt/ml) 색도표준원액 200 ml를정확히메스플라스크 (1000 ml) 에달아취하고물을넣어서전량을 1000 ml로한다. 이용액을색도 100도라한다. b) 기구 1) 비색관 B.8.1(2.1) 에규정한것으로한다. 2) 암상자 B.8.1(2.2) 에규정한것으로서반사판을희게한다. c) 시험조작시료수 100 ml를비색관에달아취한다. 별도로색도표준용액 0 ml, 1.0 ml, 2.0 ml, 3.0~10.0 ml를단계적으로몇개의비색관에달아취하고각각의관에물을넣어서 100 ml로하고 0~10도의표준열로한다. 다음에이것들을흰판위또는암상자에넣어서관의위쪽에서투시하여검수의색을표준열의색과비교하여해당하는색도 (a) 를구한다. 또바탕시험수에대하여시료수와같은모양으로조작하여색도 (b) 를구하고이것과시료수의색도 (a) 의차 (a b) 인색도의증가량을구하여이것을성능으로서의색도로한다. C.7.3 과망간산칼륨소비량 ( 5 ) 과망간산칼륨소비량은다음방법에따라측정한다. 주 ( 5 ) 과망간산칼륨소비량은관에서유기물등이시험수에용출하는정도를나타내는것으로, 물속유기물등의피산화물질에의해소비된과망간산칼륨의양을말한다. a) 시약시약은다음의것을사용한다. - 29 -
1) 묽은황산물 2부피중에황산 1부피를흔들어섞으면서서서히가한후, 물중탕에서가온하면서과망간산칼륨용액 (0.5%) 을미홍색이사라지지않고남을때까지떨어뜨린다. 2) 정제입자모양부석지름 2~3 mm 정도의입자모양부석을수산화나트륨용액 (2%) 중에서약 30 분동안끓여서황산 (1:15) 으로중화하고 ( 리트머스시험지로확인한다.), 물로잘씻어 105~110 에서건조하여넓은입공통갈아맞춤병에보존한다. 황산 (1:15) 이란황산 ( 농도가 95% 이상인것 ) 과물을 1대 15의부피비율로혼합시킨것이다. 비고 KS M 0001의 7.2에따른다. 3) 0.005 mol/l 옥살산나트륨용액 200 에서약 1시간가열하여실리카겔데시케이터에서방랭한 KS M 8005에규정하는부피분석용표준물질옥살산나트륨 (Na 2 C 2 O 4 ) 0.670 g을메스플라스크 (1000 ml) 에달아취하고물로녹여서전량을 1000 ml로하여갈색병에보존한다. 또한약 1개월이상경과된것은사용하여서는안된다. 4) 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액과망간산칼륨 (KMnO 4 ) 0.31 g을삼각플라스크 (2000 ml) 에넣고물을약 1050 ml를가하여녹인다음 1~2시간조용히끓이고어두운곳에정치시킨후상층액을자기질깔대기에부어유리거르개 3G4로걸러서갈색병에보존한다. 이용액 1 ml는과망간산칼륨 0.316 mg을포함한다. 이용액의농도계수는다음의조작에따라사용할때마다측정한다. 물 100 ml를삼각플라스크 (300 ml) 에달아취하여묽은황산 5 ml, 정제입자모양부석몇개및 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액 5 ml를넣고 5분동안끓인후가열을멈추고, 즉시 0.005 mol/l 옥살산나트륨용액 10 ml를가하여탈색하고, 이어서용액에미홍색이약간사라지지않고남을때까지 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액을떨어뜨린다. 이액에다시묽은황산 5 ml 및 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액 5 ml를가하여 5분동안끓인후, 위와같이 0.005 mol/l 옥살산나트륨용액 10 ml를넣고즉시 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액으로미홍색이약간사라지지않고남을때까지적정한다. 이것에소요된 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액의양을구하여다음식에따라 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액의농도계수를계산한다. υ 여기에서, f : 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액의농도계수 υ : 적정에소요된 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액의양 (ml) b) 기구깨끗한삼각플라스크는다음의것으로한다. 미리잘씻은삼각플라스크 (300 ml) 에물 100 ml, 묽은황산 5 ml, 정제입자모양부석몇개및 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액 10 ml를넣고약 5분동안끓인다. 다음에 0.005 mol/l 옥살산나트륨용액 10 ml를넣어탈색시키고즉시 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액을미홍색이약간사라지지않고남을때까지떨어뜨린후플라스크를주의하면서기울여정제입자모양부석이플라스크중에남도록하여액 - 30 -
을버리고즉시시험에사용한다. c) 시험조작시료수 100 ml를깨끗한삼각플라스크에달아취하고묽은황산 5 ml를가해서갈색뷰렛으로 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액 10 ml를넣은후, 5분동안끓이고가열후즉시 0.005 mol/l 옥살산나트륨용액 10 ml를넣어탈색시키고다시 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액으로액에미홍색이약간사라지지않고남을때까지적정한다. 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액의최초로넣은양 (10 ml) 과적정에소요된양의합계 ml(v S ) 를구한다. 또바탕시험수에대하여시료수와같은조작을하여바탕시험수에소요된 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액의합계량 (V 0 ml) 를구하여다음식에따라과망간산칼륨소비량의증가량을계산하여이것을성능으로서의과망간산칼륨소비량으로한다. 여기에서, W : 과망간산칼륨소비량의증가량 (KMnO 4 mg/l) V S : 시료수와관계된 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액의최초로넣은양과적정에소요된양의합계량 (ml) V 0 : 바탕시험수와관계된 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액의최초로넣은양과적정에소요된양의합계량 (ml) f : 0.002mol/l 과망간산칼륨용액의농도계수참고식중 0.316은 0.002 mol/l 과망간산칼륨용액 1 ml 중 KMnO 4 의양 (mg) 이다. C.7.4 잔류염소의감량 ( 6 ) 잔류염소의감량은다음에나타낸 ο-톨리딘법또는디에틸-p-페닐렌디아민법의어느방법에따라측정한다. 주 ( 6 ) 잔류염소의감량이란시험수에포함된유리잔류염소가관에따라서소비되는양을말한다. C.7.4.1 디에틸-p-페닐렌디아민법 (DPD법) a) 시약시약은다음의것을사용한다. 1) DPD 시약 N,N-디에틸-p-페닐렌디아민황산염 [(C 2H 5) 2NC 6H 4NH 2 H 2SO 4] 1.0 g을석영막자사발중에서잘분쇄한다. 이것에황산나트륨 ( 무수 )(Na 2SO 4) 24 g을넣고결정입자를분쇄되지않을정도로잘혼합하여넓은입공통갈아맞춤병 ( 7 ) 에넣어습기를피하여냉암소에보존한다 ( 8 ). 주 ( 7 ) 변색을알수있도록투명한무색병에담는다. 주 ( 8 ) 담적색으로착색된것은사용해서는안된다. 2) 이산화탄소를포함하지않은물 KS M 8001의 3.6(3) 에규정된방법에따라얻어진물 3) 0.2 mol/l 인산이수소칼륨용액인산이수소칼륨 (KH 2 PO 4 ) 27.22 g을메스플라스크 (1000 ml) 에달아취하고이산화탄소를포함하지않은물로녹여전량을 1000 ml로한다. 4) 0.2 mol/l 수산화나트륨용액수산화나트륨 (NaOH) 8 g을메스플라스크 (1000 ml) 에달아취하고이 - 31 -
산화탄소를포함하지않은물로녹여전량을 1000 ml로한다. 5) 인산완충용액 0.2 mol/l 0.2 mol/l 인산이수소칼륨용액 100 ml와 0.2 mol/l 수산화나트륨용액 35.4 ml를혼합한후이것에 1,2-시클로헥산디아민사아세트산수화물 C 6 H 10 [N(CH 2 COOH) 2 ] H 2 O 0.13 g을가하여용해한다. 이용액 ph값은 6.5이다. 6) Acid Red 265(N-p-톨루일술포닐H산 )(C 24 H 19 O 9 N 2 S 3 Na 2 ) 표준원액미리 105~110 에서 3~4시간건조하여데시케이터에서방랭한 Acid Red 265(N-p-톨루일술포닐H산 )(C 24 H 19 O 9 N 2 S 3 Na 2 ) 0.329 g을메스플라스크 (1000 ml) 에달아취하고물로녹여전량을 1000 ml로한다. 7) Acid Red 265(N-p-톨루일술포닐H산 )(C 24H 19O 9N 2S 3Na 2) 표준용액 Acid Red 265(N-p-톨루일술포닐H산 )(C 24H 19O 9N 2S 3Na 2) 표준원액 100 ml를메스플라스크 (1000 ml) 에달아취하고물로녹여전량을 1000mL로한다. 8) 잔류염소표준비색렬 Acid Red 265(N-p-톨루일술포닐H산 )(C 24 H 19 O 9 N 2 S 3 Na 2 ) 표준용액및물을표 C.1에따라비색관 (50 ml) 에달아취하고잘혼합하여이것을잔류염소표준비색렬로한다. 이표준비색렬은마개로밀봉하여어두운곳에둔다. 표 C.1 DPD법잔류염소표준비색렬 염소 (ml/l) N-p-톨루인산포닐H산표준용액 (ml) 물 (ml) 0.1 1.0 49.0 0.2 2.0 48.0 0.3 3.0 47.0 0.4 4.0 46.0 0.5 5.0 45.0 0.6 6.0 44.0 0.7 7.0 43.0 0.8 8.0 42.0 0.9 9.0 41.0 1.0 10.0 40.0 1.1 11.0 39.0 1.2 12.0 38.0 1.3 13.0 37.0 1.4 14.0 36.0 1.5 15.0 35.0 2.0 20.0 30.0-32 -
b) 기구기구는다음의것을사용한다. 1) 비색관전체길이 200 mm의넓적바닥공통갈아맞춤시험관으로, 밑바닥으로부터 150±1 mm의높이에 50 ml의눈금을그은것. 2) 비색관립비색관뒷면및옆면에유백색판을붙인것. c) 시험조작인산완충용액 2.5 ml를비색관 (50 ml) 에달아취하고이것에 DPD시약 0.5 g을넣는다. 다음에시료수를눈금까지넣어서전량을 50 ml로하고, 혼합한후나타나는색을잔류염소표준비색렬의색층과옆면에서비색하여검수의유리잔류염소농도 (a mg/l) 를구한다 ( 9 ). 또같은조작을하여바탕시험수의유리잔류염소농도 (b mg/l) 를구하고이것과시료수의유리염소의농도 (a mg/l) 의차 (b-a) 를잔류염소의감량 (Cl mg/l) 으로한다. 주 ( 9 ) 혼합, 발색은약 1분이내로하고 DPD시약중의황산나트륨은완전히녹지않아도좋다. C.7.4.1 ο-톨리딘법 (OT법) 1) 시약시약은다음의것을사용한다. a) ο-톨리딘용액 ο-톨리딘이염산염 (3, 3'-디메틸벤디딘이염산염 [(CH 3C 6H 3NH 2) 2 2HCl] 1.35 g을달아취하고물약 800 ml에녹여이것에염산 150 ml를넣고, 다시물을넣어 1000 ml로하여갈색병에보존한다. b) 완충용액미리 105 ~ 115 로건조하여데시케이터에서방래한인산수소이나트륨 ( 무수 )(NaHPO 4 ) 22.86 g 및인산이수소칼륨 (KH 2 PO 4 ) 46.14 g을이산화탄소를포함하지않은물에녹여 1000 ml로하고며칠동안정치하여석출한침전물을따로걸러이것을원액으로한다. 다음에원액 400 ml에이산화탄소를함유하지않은물을넣어 2000 ml로하고이것을완충용액으로한다. 이용액의 ph값은 6.45이다. c) 크롬산칼륨 이크롬산칼륨용액크롬산칼륨 (K 2CrO 4) 1.95 g, 이크롬산칼륨 ( 중크롬산칼륨 )(K 2Cr 2O 7) 0.65 g을메스플라스크 (1000 ml) 에달아취하고, 완충용액으로녹여 1000 ml로한다. 이용액은마개로밀봉하여어두운곳에보존한다. 침전물이생긴때는부흐너깔때기형유리거르개 (3G4 ~ 151G4) 또는거름종이 (5종A) 로거른다. 6개월이상경과한것은사용하여서는안된다. d) 잔류염소표준비색렬크롬산칼륨 이크롬산칼륨용액및완충용액을표 C.2에나타낸비율로혼합하여각각비색관 (100 ml) 에취하여이것을표준비색렬로한다. 이잔류염소표준비색렬은어두운곳에보존하고침전물이생긴경우는새로조제하여야한다. - 33 -
표 C.2 잔류염소표준비색렬 ( 액층 200 mm 용 ) 염소 (mg/l) 크롬산칼륨 이크롬산칼륨용액 (ml) 완충용액 (ml) 0.1 2.1 97.9 0.2 4.1 95.9 0.3 6.0 94.0 0.4 8.0 92.0 0.5 10.0 90.0 0.6 12.0 88.0 0.7 14.0 86.0 0.8 16.0 84.0 0.9 18.0 82.0 1.0 19.8 80.2 1.1 22.7 77.3 1.2 24.9 75.1 1.3 27.0 73.0 1.4 29.0 71.0 1.5 31.2 68.8 2.0 41.6 58.4 2) 기구기구는다음의것을사용한다. a) 비색관전체길이 250 mm의넓적바닥공통갈아맞춤시험관으로, 밑바닥으로부터 200±1 mm의높이에 100 ml의눈금을그은것. b) 비색관립비색관뒷면및옆면에유백색판을붙인것. 3) 시험조작 ο-톨리딘용액 5 ml를비색관 (100 ml) 에달아취하고여기에시료수를눈금까지넣어전량을 100 ml로하여즉시 ( 약 5초이내 ) 검수의발색을잔류염소표준비색렬의색상과옆면에서비교하여대응하는표준비색렬로부터검수의유리잔류염소농도 (a mg/l) 를구한다. 또같은방법으로조작을하여바탕시험의유리잔류염소농도 (b mg/l) 를구하고이것과시료수의유리잔류염소농도 (a mg/l) 의차 (b-a) 를잔류염소의감량 (Cl mg/l) 으로한다. 주 ( 1 ) 혼합, 발색은약 1분이내로하고, DPD시약중의황산나트륨 ( 무수 ) 은완전히용해하지않아도된다. C.7.5 냄새 시료수및바탕시험수 100 ml 씩을각각마개달린공통갈아맞춤삼각플라스크 (300 ml) 에달 - 34 -
아취하고가볍게마개를닫아 40~50 로가온하고심하게흔든후마개를엶과동시에비교하여냄새의유무를조사한다. C.7.6 맛시료수및바탕시험수 100 ml씩을각각비커 (200 ml) 에달아취하고 40~50 로가온한후비교하여맛의유무를조사한다. - 35 -
부속서 3 폴리에틸렌압력관의염소수시험방법 1. 적용범위이부속서 3 는폴리에틸렌압력관의염소수시험방법에대하여규정한다. 2. 용어의정의 이시험에사용하는용어의정의는다음과같다. ⑴ 시험수 용출시험에사용하기위해조제한물 3. 시약및물이시험에사용하는시약및물은다음의규정에따른다. ⑴ 이시험에사용하는시약은특별히규정한것이외는 KS M 0001의 7.1에규정한것을사용한다. ⑵ 이시험에사용하는물은 KS M 0001의 7.3에규정한물을사용한다. 이경우전기전도율은 2μS/ cm (2μʊ/ cm ) 이하인것으로한다. 4. 기구 ⑴ 염소수시험용기염소수시험용기는나사붙이뚜껑달린유리제로하고부피약 1000mL인것을사용한다. 모양의보기는부속서3 그림1과같다. 부속서 3 그림 1 염소수시험용기의보기 ⑵ 유리막대용기내의시험편이떠오르지않도록 L자형으로굽은지름약 6 mm의유리막대 ⑶ 유리알 용기의상부에공간이남지않도록사용하는지름 5 mm의유리알 ⑷ 필름 염소수의증발비산을방지하기위하여사용하는두께약 50μm의사불화에틸렌필름 비고 기구는미리세척건조한다. 5. 시험수의조제미리 10 이하로냉각한 0.3 % 염소수에같은모양으로냉각한물을넣고유효염소농도 1 L당 (2000 ± 100) mg으로하고, 여기에이산화탄소또는수산화나트륨 (NaOH) 수용액등을조금씩주입 - 36 -
하고, ph미터로확인하면서 ph를 6.5±0.5로조제한다. 시험수의유효염소농도는희석후다음방법으로신속히확인하여야한다. 5.1 시약시약은다음의것을사용한다. ⑴ 요오드화칼륨분말상태인것. ⑵ 녹말용액녹말 ( 감자녹말 ) 1g을물 100mL와잘섞고이것을가열한물 200mL 속에계속저어섞으면서서서히넣고, 액이반투명해질때까지끓인후, 용액을정치하고그상층액을사용한다. 필요이상으로길게가열하면용액의예민도가감소한다. 이용액은사용할때마다조제한다. ⑶ 0.1mol/l(0.1N) 티오황산나트륨용액티오황산나트륨 (Na 2 S 2 O 3 5H 2 O) 26g 및탄산나트륨 (Na 2 CO 3 ) 0.2 g을달아취하고, 무탄산수약 1 L에녹인다음, 이소아밀알코올 [(CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 2 OH] 10 ml를넣어전량을 1 L로한다. 잘저어섞은다음마개를닫고 2일동안정치후, 농도계수를정한다. 이용액의농도계수를정하는데는 0.017mol/L(0.1N) 요오드산칼륨용액 25 ml를공통갈아맞춤삼각플라스크 (300 ml) 에정확히달아취하고, 요오드화칼륨 (KI) 2g 및황산 (1:5) 5 ml를넣고, 곧바로마개를닫고가만히흔들어섞어어두운곳에 5분동안정치한다음, 물약 100 ml를넣고유리된요오드를상기티오황산나트륨용액으로적정한다. 갈색이담황색으로변하면녹말용액몇방울을넣어생긴색의푸른색이없어질때까지적정을계속한다. 여기에소요된 0.1mol/L(0.1N) 티오황산나트륨용액의양을구하고다음식에따라 0.1mol/L(0.1N) 티오황산나트륨용액의농도계수를계산한다. 25 f = a 여기에서 f : 0.1mol/L(0.1N) 티오황산나트륨용액의농도계수 a : 적정에소요된 0.1mol/L(0.1N) 티오황산나트륨용액의양 (ml) ⑷ 0.017mol/l(0.1N) 요오드산칼륨용액미리 130 에서약 2시간가열하고, 실리카겔데시케이터에서방랭한 KS M 8005에규정하는부피분석용표준물질요오드산칼륨 (KIO 3) 3.567g을메스플라스크 (1000 ml) 에취하고물에녹여전량을 1 L로한다. 5.2 시험조작유효염소농도 1 L당약 2000mg의시험수 20mL를삼각플라스크 (300mL) 에달아취하고요오드화칼륨 1g, 황산 (1:4) 5 ml 및녹말용액 5 ml 넣고, 여기에생긴푸른색이없어질때까지 0.1mol/L(0.1N) 티오황산나트륨용액으로재빨리적정하고, 여기에소요된티오황산나트륨용액의양을구하고, 다음식에따라유효염소농도를계산한다. 1000 C = af 3.55 b 여기에서 C : 유효염소농도 ( mg /L) a : 적정에소요된 0.1mol/l(0.1N) 티오황산나트륨용액의양 (ml) f : 0.1mol/L(0.1N) 티오황산나트륨용액의농도계수 b : 시험수량 (20mL) 6. 시험수량비율시험편의표면적은 KS B 5203에규정한버니어캘리퍼스로측정하고, 다음식에따라계산한다. S = 2π(d-t)(L+t) 여기에서 S : 표면적 (cm 2 ) - 37 -
d : 바깥지름 (cm) t : 두께 (cm) L : 길이 (cm) 용기속에넣는각시험편의표면적합과용기에주입하는시험수의비율이 1 cm 2 당 1.2mL가되도록수량을결정한다. 7. 시험방법 4.⑴에규정한용기에시험편을넣은다음, 5. 에규정한시험수를주입하고, 시험편이떠오르지않도록 4.⑵에규정한유리막대로누른다. 또한용기의상부에공간이남지않도록 4.⑶에규정한유리알로조정하고, 부속서3 그림2와같이염소수의증발비산을방지하기위해 4.⑷에규정한필름을용기의입구에씌워그위를나사붙이뚜껑으로밀봉한다. 이경우하나의용기에는동일한시료관으로만든시험편만으로한다. 다음에 (60 ± 1) 의항온수조속에용기를담근다. 24시간마다용기를꺼내고, 염소농도가낮아진시험수를새롭게조제한 5. 의시험수와빨리바꾼다. 부속서3 표1의시험시간후에시험편을꺼내고, 관상시험편에대해서는곧바로시험편을반으로나누어판정한다. 부속서 3 표1 염소수시험시간 구분 단층관 시험시간 (hr) 72 부속서 3 그림 2 염소수시험용기의밀봉방법의보기 8. 판정방법 7. 의방법에따라시험한시험편의내면상태에대해시험종료즉시시험편양끝부분의길이 5 mm를뺀부분을 0.1 mm눈금있는 10배의확대경으로관찰하여수포발생유무를판정한다. 또한단층관에서수포가관찰되는경우에는 10 10 mm안의수포발생개수가최대부분에서그크기와개수를조사하여판정한다. - 38 -
부속서 3 폴리에틸렌압력관 Polyethylene Pressure Pipes 1. 적용범위이표준은압력 0.78(8)[ MPa (Kgf/cm 2 )] 이하의상하수도및폐수등압력배수용, 쓰레기매립장침출배수용, 광산의공기배수용등에사용하는폴리에틸렌압력관 ( 이하관이라한다 ) 에대하여규정한다. 2. 인용규격다음에나타내는규격은이규격에인용됨으로써이규격의규정일부를구성한다. 이러한인용규격은그최신판을적용한다. KS M ISO 161-1:2003 유체이송용열가소성플라스틱배관 - 공칭외경및공칭압력- 제1부 : 미터법 KS M ISO 472:2001 플라스틱 - 용어 KS M ISO 1133:2002 플라스틱 - 열가소성플라스틱의용융질량흐름 (MFR) 및용융체적흐름 (MVR) 의측정 KS M ISO 1183:2001 플라스틱 - 비발포플라스틱의밀도측정방법 KS M ISO 1872-2:2001 폴리에틸렌 (PE) 성형및압출재료제2부 : 시험편제작및물성측정 KS M ISO 2505-1 열가소성플라스틱관- 종축복귀성- 제 1부 : 측정방법 KS M ISO 2505-2 열가소성플라스틱관- 종축복귀성- 제 2부 : 측정인자 KS M 3006 플라스틱의인장성측정방법 KS M 3031 폴리에틸렌수지의카본블랙함량측정방법 KS M ISO 3126:2003 플라스틱배관계 - 플라스틱배관구성품 - 치수측정 KS M ISO 4065:2003 열가소성플라스틱관 - 관벽두께 KS M ISO 6259-1 열가소성플라스틱관 - 인장성의측정- 제 1부 : 일반시험방법 KS M ISO 6259-3 열가소성플라스틱관 - 인장성의측정- 제 3부 : 폴리올레핀관 KS M ISO TR 9080:2003 플라스틱배관계 - 외삽법에의한열가소성플라스틱관의장기내수압강도측정 KS M ISO TR 10837:2001 가스관및이음관용폴리에틸렌의열안정성측정방법 KS M ISO 11922-1:2003 유체이송용열가소성플라스틱관 - 치수및허용차 ISO 3 Preferred numbers - Series of preferred numbers ISO 161-1 Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids-nominal outside diameters and nominal pressures-part 1 : Metric series ISO 1133 Plastics-determination of the melt mass-flow rate (MFR) and the melt volume flow rate(mvr) of thermoplastics ISO 1167 Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids - Resistance to internal pressure -Test method ISO 2505-1 Thermoplastics pipes - Longitudinal reversion - Part 1 : Determination methods ISO 2505-2 Thermoplastics pipes - Longitudinal reversion - Part 2 : Determination parameters - 39 -
ISO 3126 Polyethylene pipes-the measurements of dimensions specification ISO 4065 Thermoplastics pipes - Universal wall thickness table ISO 4427 Polyethylene(PE) pipes for water supply - Specifications ISO 4607 Plastics - Methods of exposure to natural weathering ISO 6259-1 Thermoplastics pipes-determination of tensile properties-part 1 : General test method ISO 6259-3 Thermoplastics pipes-determination of tensile properties-part 3 : Polyolefin pipes ISO 6964 Polyolefin pipes and fittings-determination of carbon black content by calcination and pyrolysis-test method and basic specification ISO/TR 9080 Thermoplastics pipes for the transport of fluids-method of extrapolation of hydrostatic stress rupture data to determine the long-term hydrostatic strength of thermoplastics pipe material. ISO/TR 10837 Determination of the thermal stability of polyethylene(pe) for use in gas pipes and fittings ISO 11420 Method for the assessment of the degree of carbon black dispersion in polyolefin pipes, fittings and compounds ISO 11922-1 Thermoplastics pipes for the conveyance of fluids-dimension and tolerance Part 1 : Metric series. ISO 12162 Thermoplastics materials for pipes and fittings for pressure applications - Classification and designation -Overall service (design) coefficient ISO 13761 Plastics pipes and fittings-pressure reduction factors for polyethylene pipeline system for use at temperatures above 20 ISO 13949 Method for the assessment of the degree of pigment dispersion in polyolefin pipes, fittings and compounds ASTM D 638 Standard test method for tensile test of plastics ASTM D 1598 Time-to- failure of plastic pipe under constant internal pressure ASTM D 3350 Polyethylene plastics pipe and fittings materials ASTM D 4065 Determining and reporting dynamic mechanical properties of plastics ASTM F 2136 Standard test method for Notched, constant ligament-stress(ncls) test to determine slow-crack-growth resistance of HDPE resins or HDPE corrugate pipe ANSI/AWWA C901 Polyethylene(PE) pressure pipe and tubing, 1/2 in. through 3 in. for water service ANSI/AWWA C906 Polyethylene(PE) pressure pipe and fittings, 4 in. through 63 in. for water distribution and transmission KWWA M 130 수도용고밀도폴리에틸렌관 - 40 -
3. 용어의뜻이표준에서사용하는주된용어는 KS M ISO 472를따르는외에다음과같다. (1) 사용압력통상사용상태에서의물의압력으로 최고사용압력 ( 또는정수압이라한다.) (2) 단층관관전체가카본블랙을배합한폴리에틸렌으로구성되어있는관 (3) 2 층관관의바깥쪽은카본블랙을배합한폴리에틸렌층 ( 이하바깥층이라한다.), 안쪽은카본블랙을배합하지않은폴리에틸렌층 ( 이하안층이라한다.) 으로구성되어있는관 (4) 표준치수비 (SDR : Standard Dimension Ratio) : 관의공칭바깥지름과공칭두께의비 (5) 최소요구강도 (MRS : Minimum Required Strength) : σ LCL 값이 10 MPa 보다작을경우, ISO 3에정의된 R 10 계열의소수이하를버리고, σ LCL 값이 10 MPa 보다크거나같을경우, ISO 3에정의된 R 20 계열에서소수이하를버린 σ LCL 값이며, MRS는 MPa 단위로써관에걸리는원주응력을말함 (6) 하한신뢰한계 (σ LCL : Lower Confidence Limit) : 수온 20 의내수압으로 50년후의시점에서예측되는장기수압의 97.5% 신뢰한계값이며 MPa 단위로표시됨 (7) NCLS (Notched, Constant Ligament Stress) : PE 수지의저속균열성장저항성을가속환경하에서측정하는시험 4. 재료 4. 1 기술자료관제조업체는수지생산업체에서입수한표 1의수지의품질에대한기술적자료를제공하여야한다. 4. 2 원료의특성 관이나부속을생산하는데사용되는재료는폴리에틸렌또는에틸렌을주체로한공중합체와산화방지제, 자 외선안정제, 안료만을투입한폴리에틸렌으로이루어진컴파운드의사용을기본으로하되, KS M 3012에서 규정하는고밀도폴리에틸렌으로한다 ( 1 ). 산화방지제, 활제등의첨가제에는카드뮴계, 납계등수질에나쁜 영향을미치는것을사용하서는안된다. 또한단층관및 2층관의바깥층은내후성을향상시키기위해평균입 자지름 0.03μm이하의카본블랙을배합하여, 균일하게분산시켜야한다. 2층관의안층은내염소수성을향상 시키기위해카본블랙을함유하지않은폴리에틸렌을주체로하고, 내염소수성에나쁜영향을미치는첨가제 가들어있어서는안된다. 또한일반폴리에틸렌신재를이용한생산공정에서안료가들어있는마스터배치 (MB) 를사용하여도되고, 표 1의품질을만족하여야한다. 주 ( 1 ) 밀도는카본블랙을포함하지않았을때의밀도를말한다. 표 1. 원료의품질 시험항목 단위 품질기준 시험조건 시험방법 밀도 g/cm 3 0.941 이상 23 KS M ISO 1183 용융질량흐름지수 (MFR)( 2 ) g/10 min 1.6 이하 190, 5 kg 0.4 이하 190, 2.16 kg KS M ISO 1133 인장강도 N/mm 2 20 이상 50 ± 10 mm/min KS M ISO 1872-2 파단신장률 % 500 이상 50 ± 10 mm/min KS M ISO 1872-2 열안정성 (OIT) min 20 이상 200 ± 0.5 KS M ISO TR 10837 카본블랙함량 (C/B) wt. % 2 ~ 3 500 ± 50 KS M 3031/ISO 6964 최소요구강도 (MRS) MPa 8 이상 20, 50년 KS M ISO TR 9080 주 ( 2 ) 용융질량흐름지수의시험조건은 190, 5 kg 또는 190, 2.16 kg의조건중선택할수있다. - 41 -
4. 3 호칭및분류컴파운드는표 2에규정된최소요구강도의적용이가능한재료의유형 ( 예 PE 80, PE 100 등 ) 으로나타내야한다. 호칭에대한타당성은컴파운드는컴파운드제조자가, 마스터배치는관제조자에의해증명되어야한다. 표 2. 재료의유형 재료의유형 PE 100 PE 80 50 년, 20 에서의최소요구강성, σ LCL (MPa) 10 8 허용가능최대정역학적설계응력, σ S (MPa) 8 6.3 4. 4 재가공원료본기준에사용할수있는재가공원료는사용된적이없는관과이음관, 또는이들의절단및후가공시발생되는분쇄물등을동일한제조자가재가공한원료로써표 1의품질기준을만족하여야한다. 5. 관 5. 1 관의치수관의호칭지름, 바깥지름, 두께, 길이는표 3 및표 4와같다. 표 3. 1종단층관및 2층관의치수 (SDR :13.5) 단위 : mm 호칭지름 바깥지름전체두께바깥층두께최소최대최소최대최소최대 참고길이 (m) 50 60.0 61.1 4.4 5.1 40 1.6 2.4 65 76.0 77.3 5.6 6.4 6 75 89.0 90.5 6.5 7.4 6 100 114.0 115.9 8.4 9.6 6 2.2 3.0 125 140.0 142.3 10.3 11.8 6 150 165.0 167.6 12.2 13.5 6 200 216.0 218.8 16.0 17.8 6 250 267.0 270.1 19.7 22.0 6 300 318.0 321.3 23.5 26.2 2.8 4.0 6 350 370.0 373.6 27.4 30.3 6 400 420.0 423.7 31.1 36.0 6 450 457.2 461.3 33.8 39.2 6 500 508.0 512.5 37.6 43.4 6 4.0 이상 - 550 558.8 563.8 41.3 47.8 6 600 609.6 614.6 45.1 52.2 6 +2.0 비고 1. 관의길이의허용차는 0 % 이다. 2. 무게는비중을 0.950으로계산한다. 3. 관의절단길이는당사자사이의협의에따를수있다. - 42 -
표 4. 2종단층관및 2종관의치수 (SDR : 15.5) 단위 : mm 호칭지름 바깥지름전체두께바깥층두께최소최대최소최대최소최대 참고길이 (m) 50 60.0 61.1 3.8 4.3 40 1.2 1.8 65 76.0 77.3 4.9 5.6 6 75 89.0 90.5 5.7 6.5 6 100 114.0 115.9 7.3 8.3 6 1.4 2.0 125 140.0 142.3 9.0 10.1 6 150 165.0 167.6 10.6 11.9 6 200 216.0 218.8 13.9 15.5 6 250 267.0 270.1 17.2 19.1 6 300 318.0 321.3 20.5 22.8 2.0 3.0 6 350 370.0 373.6 23.8 26.5 6 400 420.0 423.7 27.0 31.4 6 450 457.2 461.3 29.4 34.1 6 500 508.0 512.5 32.7 37.9 6 3.0 이상 - 550 558.8 563.8 36.0 41.7 6 600 609.6 614.6 39.3 45.4 6 비고 1. 관의길이의허용차는 +2.0 0 % 이다. 2. 무게는비중을 0.950 으로계산한다. 3. 관의절단길이는당사자사이의협의에따를수있다. 5. 2 관의종류관의종류는구조와사용압력에따라표 5 와같이분류한다. 표 5. 관의종류 종류및등급구조압력 [ MPa (Kgf/cm 2 )] 기호 1 종 2 종 단층관 단 층 1-8 K 0.78(8) 2 층관 2 층 2-8 K 단층관 단 층 1-7 K 0.69(7) 2 층관 2 층 2-7 K - 43 -
5. 3 관의품질관의품질은단체표준표시인증용과우수단체표준제품확인용으로구분하며, 7의시험방법에따라시험하고, 표 6의규정에적합하여야한다. 표 6. 관의품질 품질항목 품 단체표준표시인증용 질 우수단체표준제품확인용 적용시험조항 인장항복강도 [N/ mm2 (Kgf/cm 2 )] 20.6(210) 이상 21.6(220) 이상 7.3 수압시험 새지않고그밖의결점이없을것 7.4 탁도 ( 도 ) 0.5 이하 색도 ( 도 ) 1 이하 용출성 ( 3 ) 과망간산캄륨소비량 ( ml /l) 2 이하 7.5 잔류염소의감량 ( ml /l) 0.7 이하 냄새및맛 이상이없을것 좌 동 열간내압크리프성 갈라짐, 기타의결점이없을것 7.6 회분 (%) 0.07 이하일것 7.7 내염수성 ( 4 ) 시험편내면의수포발생개수가지름 0.4 mm이상의것이 3 개 / cm2이하일것 7.8 NCLS 24 시간이상 7.9 카본블랙함량 ( 5 ) (%) 함량 2~3 일것 7.10 용융지수 (MI)(g/10min)( 6 ) - 1.6 이하 (190, 5 kg) 0.4 이하 (190, 2.16 kg) 7.11 열안정성 (OIT)( 분 ) - 20 이상일것 7.12 주 ( 3 ) 시험온도는상온으로한다. 상온이란 20 ± 15 (KS A 006에규정하는온도 15급 ) 를말한다. ( 4 ) 내염소수성은단층관에적용한다. ( 5 ) 카본블랙함량은단층관및 2층관의바깥층에적용한다. 흑색이외의색상을사용한경우에는자외선에노출시노화방지를위한적절한재료를사용하여야한다. ( 6 ) 용융질량흐름지수의시험조건은 190, 5 kg 또는 190, 2.16 kg의조건중선택할수있다. - 44 -
6 겉모양, 모양및색 6. 1 겉모양관의겉모양은내외면이매끄럽고사용상해로운흠, 세로방향줄, 갈라짐, 비틀림및그밖의결점이없어야한다. 6. 2 모양관의모양은실용적인정원 ( 正圓 ) 으로두께가균등하여야하며, 그양끝면은관축에대하여직각이어야한다. 6. 3 색관의색은단층관은흑색, 2층관은그림 1 과같이바깥층은흑색, 안층은폴리에틸렌원색으로한다. 그림 1. 2 층관의구조와색 7. 시험방법 7. 1 겉모양및모양관의겉모양은및모양은육안으로조사한다. 7. 2 치수관의치수는 KS B 5202에규정하는마이크로미터, 눈금달린확대경, KS B 5203에규정하는버니어캘리퍼스, 또는이들과동등이상의정밀도를가진것을사용하여측정하여야한다. 다만, 바깥지름은관끝으로부터 100mm이상떨어진곳에서측정한다. 7. 3 인장시험관의인장시험은시료관으로부터그림 2에나타낸모양의시험편을관의안쪽에서잘라만들어 23±2 에서 1시간이상상태조절후 KS M 3006에준하여실시한다. 이경우시험속도는매분 200±20 mm로하고다음식에따라 20 에서의인장항복강도를계산한다. 또한두께는원관그대로에서잘라내어이것을측정한다. σ = σ t + K (t - 20) 여기서 σ : 20 에서의인장항복강도 [N/ mm2, ] σ t : t 에서의인장항복강도 [N/ mm2, ] K : 계수 {1종은 2.0, 2종은 3.0[N/ mm2, ] t : 시험시의온도 ( ) - 45 -
단위 : mm 호칭지름 A B C D E F R R 25 이하 100 15 25 20 5.0±0.2 25 25 11 30 이상 100 15 25 20 10.0± 25 25 21 그림 2. 인장시험편의모양 치수 7. 4 수압시험관의수압시험은시료관에서길이 1000 mm이상의시험편을잘라내어적절한방법으로내부에상온의물로표 7의압력을가하여새거나, 그밖의결점유무를조사한다. 표 7. 관의수압 종류수압 [ MPa (Kgf/cm 2 )] 비고 1 종 ( 단층관, 2 층관 ) 2.94(30) 2 종 ( 단층관, 2 층관 ) 2.26(23) 인장강도수압 = ---------- 2 SDR-1 7.5 용출시험관의용출시험방법및시험수의조제방법은부속서 2에따른다. 이경우시료수및바탕시험수의조제방법은다음에따른다. (1) 시료관은표 8에나타낸길이로잘라상온의깨끗한물 ( 수돗물등 ) 을사용하여매분 5m 이하의유속으로 1시간씻는다. (2) 시료수는시료관의한쪽끝을물로씻은폴리에틸렌필름으로싼마개로밀봉하고이것을적당향의시험수로 1회헹군다. 이어서시험수를가득채운후에다른끝도같은방법으로밀봉하여상온에서 24 시간정치하여조제한다. (3) 바탕시험수는시험수를경질유리제공통갈아맞춤병 (500ml)( 7 ) 에가득채워밀폐하여빛을차단하고시료수와같은장소에 24시간정치하여조제한다. 주 ( 7 ) 사용하는공통갈아맞춤병은미리질산 (1:15) 으로씻고다시부속서 2에규정하는물로잘씻어놓는다. 비고 KS M 0001 의액체시약및시약용액의농도표시방법의규정에따른다. 질산 (1:15) 이란질산 ( 농도 60~62%) 과물을 1 대 15 의부피비율로혼합한것이다. - 46 -
표 8. 용출성시험의시료관길이 호칭지름 ( mm ) 길이 (m) 50 ~ 75 1 100 ~ 600 0.5 7. 6 열간내압크리프시험관의열간내압크리프시험은시료관에표 9에표시한압력의물, 공기또는질소, 그밖의불활성가스를채우고, 그림3과같이시험하고갈라짐및그밖의경질유무를조사한다. 다만 l 의파괴는재시험한다. 표 9. 열간내압크리프시험조건 시험온도 ( ) 시험압력 (P) [ MPa (Kgf/cm 2 )] 시험시간 (H) 비고 20 1 종 1.86(19) 2 종 1.67(17) 1 시험압력 = 80 1 종 0.78(8) 2 종 0.69(7) 60 여기에서 K : 수도용폴리에틸렌관의후프응력 80 1 종 0.59(6) 2 종 0.49(5) 170 SDR : 1종 ~ 13.5 2종 ~ 15.5 비고시험압력의허용차는 ±0.03(±0.3)[ MPa (Kgf/cm 2 )] 로한다. 호칭지름 250mm, l = 3d + 2l + 250mm 호칭지름 250 mm, l = 1000 mm + 2l 그림 3. 열간내압크리프시험편 여기에서 d : 시험폄의바깥지름 ( mm ) l : 시험편의길이 ( mm ) l : 시험부분의길이 ( mm ) l : 그립에의하여영향을받는부분 ( mm ) l : 평가길이 ( mm ) l = l -2l l : 그립길이 ( mm ) - 47 -
7. 7 회분시험관의회분시험은다음과같이한다. 시료관에서약10 g의시험편을짧은책모양으로잘라낸다. KS L 1559 에규정하는자기도가니 (100 ml ) 를잘씻은후, 전기로중에서 700~800 로약 1시간가열하고데시케이터에서방량하여그무게를밀리그램 ( mg ) 까지정확히측정한다. 다음에이것에약 10 g의시험편을넣고정확히단후, 전열기위에서불꽃이나오지않도록주의하면서탄화시킨다. 시험편이탄화된후실온에서방랭하고도가니의옆벽과뚜껑안쪽등에부착한탄화물을비산하지않도록주의하면서긁어내리고도가니가운데로모은다. 다음에이것을전기로에넣어 700~800 로탄화될때까지가열한후, 데시케이터에서방랭하여밀리그램까지측정하여다음식에따라회분을계산한다. 여기에서 A : 회분 (%) a : 자기도가니의무게 (g) b : 자기도가니에시험편을넣었을때의총무게 (g) c : 자기도가니와탄화한시험편의총무게 (g) 7. 8 염소수시험관의염소수시험방법및시험수의조제방법은부속서 3에따른다. 이경우시료관에서약50 mm의관모양또는짧은책모양의시험편을 3개잘라내어절단면을평활하게다듬질한후, 시험편의내외면과끝면을물로잘씻어서거름종이위에서상온으로건조하여시험편으로한다. 7. 9 NCLS 관의저속균열성장저항성을측정하기위한노치가부가된줄-응력시험은 ASTM F 2136에따라실시한다. 본시험방법은가속환경에서일정한줄 (ligament)-응력범위하에서주어진 PE 시편의파괴시간을측정함으로써관의제작에사용된 PE 수지의저속균열성장에대한민감성을측정하는시험방법이다. 7. 9. 1 시험편및시험장치 NCLS 시험편은그림 4와같고, 시험방법및기구는 ASTM F 2136에의한다. 또한시험에는그림 4와같은치수의시편제작을위한 Blanking Die, ±0.25 mm 까지측정할수있는마이크로미터, 그리고노치의깊이를측정하기위한마이크로미터혹은동등한정밀도의기구가장착된현미경, 0.1 시간까지를측정할수있는파괴시간기록용시간측정장치등이필요하다. 7. 9. 2 시험액시험에사용하는시험액은 Igepal CO-630( 노닐페닐폴리옥시에틸렌에탄올 ) 10% 수용액을사용하고, 시험액수위는매일검사하고이온제거수를이용하여일정한수위로항상유지하도록하여야한다. 50 에서시험액은매 4주마다교환을하여야한다. 7. 9. 3 시험편의치수시험하고자하는 PE 펠렛 ( 신재혹은관파쇄품 ) 을 ASTM D 1928의순서 C에규정된것처럼압축몰딩하여 1.9 mm 두께의쉬이트로제작한다. 단, 펠렛은압축몰딩을하기전에롤밀을이용해분쇄하면안된다. 만약필요하다면쉬이트의말단효과를제거하기위해양쪽말단을 15 mm로손질해도된다. - 48 -
시험편은쉬이트로부터펀치를해서만든후, 그림 4 의형태를지닐수있도록펀치를이용해구멍을만든다. 그림 4. 시험편의형태 - 시험편의치수 참조 1 : 시험편은 ASTM D 5397 시험에사용하는시험편과같은규격과치수를가질수있다. 시험편의길이는시험기구의형태에따라바뀔수있다. 그러나, 최소한 13 mm의일정한폭의목부분을가져야한다. 참조 2 : 시험편을만드는동시에시험편을시험기자재에부착하기위한구멍이만들어지도록시험편을제작하는다이를수정하는것이, 시험편을펀치로제작한후다시구멍을만드는것보다더좋다. 만약, 구멍을나중에제작해야하는경우, 시험편을잘정열하여시험편에또다른응력이가해지는것을막아야하는것이매우중요하다. 시험편규격및허용오차는다음과같다. 길이 = 60.00 ± 0.25 mm 폭 = 3.20 ± 0.02 mm 두께 = 1.90 ± 0.08 mm 항복인장의 15% 수준의띠-응력하에서 5개의시험편을시험하고그결과의평균을취한다. 시험수지에대한 NCLS 시험치는산술평균을취한다. 7. 9. 4 노치만들기시험편은두께의수직방향으로노치를만들어야하고노치의깊이는두께의 20% 가되어야한다.( 그림 5 참조 ) 최대노치제작속도는 2.5 mm/min이고, 노치의깊이는 ± 0.025 mm 이내로제어가되어야한다. 노치깊이는매우중요한변수이므로현미경을이용하여주기적으로주의깊게조절을하여야한다. - 49 -
그림 5. 시험편의형태 - 노치깊이 참조 3 : 응력강도인자, K1 은다음과같이정의된다 : K1 = Y S (27.5 (1-a/W)) (a) 0.5 여기서, Y = 형태보정인자이고다음과같다 : Y = 1.99-0.41(a/W) + 18.70(a/W) 2-38.48(a/W) 3 +53.85(a/W) 4 a = 노치깊이, 시험편폭의 20% S = 가해진일정한띠-응력 노치를만드는날은시험편 10 개이상을사용할수없다. 7. 9. 5 시험편에가해지는부하의계산각시험편의폭 (W), 두께 (T), 그리고노치깊이 (a) 를마이크로미터와현미경을이용하여측정한다. 각각의측정값을 0.25mm에가깝도록기록한다. 다음의계산식을이용하여띠-응력수준을정확하게설정하기위해각레버에가해지는부하를 gram으로계산한다 : - 50 -
여기서 : a = 노치의깊이 (mm) MA = 기기의기계적장점 ( 장비고유치수 ) W = 시험편의폭 (mm) T = 시험편의두께 (mm) S = 일정띠-응력 (MPa) CF = 레버팔 (arm) 무게에대한보정인자 ( 참조 4) 참조 4 : BT 혹은동등한장비의팔무게보정인자는팔의무게와시험편부착기구에의해가해지는응력에대한보정을위한것이다. 만약장비제조사에서정하여주지않는다면, 아래와같은방법으로보정인자를각각결정하여야한다. 팔무게보정인자 (CF) 의계산법 : 그림 6. 시험기기 - 팔무게보정 위의그림에서처럼, 각각의무게가 W x 와 W y 인 X와 Y는중심축으로부터레버팔의길이를말한다. 시험편고정대의무게를 W 1 이라하면, CF 방정식은다음과같다. CF = [(1/MA)(W 1+W y/2) - W x/2] 7. 9. 6 시험순서 (a) 시험액이담긴욕조의온도를 50 ± 1 로유지한다. (b) 각시험편에가해질무게를결정한후, 전체무게에부착핀의무게를포함한정확한무게를통에거치시킨다. (c) 시험편을시험프레임에부착한후, 시험액에시험편이잠기도록한후, 시험편과프레임이평형에이를수있도록최소 30분정도를방치한다. (d) 무게통을적절한팔에연결한후, 정확한무게가적절한시험편에부과되었는지의여부를다시한번체크한다. (e) 모든시험시간을 0 으로설정한후시험을시작한다. - 51 -
7. 9. 7 결과보고 (a) 시험한물질의정확한증명 (b) 시험시시험편에가해진부하와띠-응력의수준 (c) 각시험편의파괴에걸린시간을 0.1 시간까지의정확한기록 (d) 5개의시험편의각각의파괴시간에대한기록과 5개시험편의산술평균시간. 산술평균시간은가해진줄-응력수준에대한 평균파괴시간 으로표시함. 7. 10 카본블랙함량시험카본블랙함량시험은다음과같이한다. 시료를넣은연소보트를 500 로가열하고데시케이터에서 30분이상방랭하여식힌연소보트를빨리꺼내어 0.1mg까지무게를측정한다. 시료를 1.0±0.1g 달아서연소보트에넣고총무게를 0.1mg까지측정한다.(Ws). 질소가스의유량을매분 1.7±0.3l가되도록조정하여시료를투명석영관의중앙에놓고열전대의접점을연소보트에접하도록조정한다. 다음에노를가열하여 10분후에 350, 20분후에는 450 로하고전체 30분동안에 500 까지승온시켜 15분동안 500 를유지한다. 가열을멈추고 5분동안방랭한후연소보트를꺼내어데시케이터에서 30분동안방랭한다. 잔존물을포함한연소보트의총무게를 0.1mg까지측정하고 (Wr), 800 의전기로내에서완전히탄화시킨후데시케이터에서방랭한다음잔존물을포함한연소보트의총무게를 0.1mg까지측정하고 (Wk), 다음식에따라카본블랙함량을계산한다. 여기에서 B : 카본블랙함량 (%) Ws : 시료의무게 (g) Wr : 카본과회분을포함한연소보트의무게 (g) Wk : 카본을탄화시킨후연소보트의무게 (g) 7. 11 용융지수 KS M ISO 1133에의하고, 시험조건은 190, 5 kg 또는 190, 2.16 kg의조건중선택할수있다. 7. 12 열안정성 [ 산화유도시간 (IT, Oxidative Induction Time)] 열안정성은산화유도시간으로측정하며, 산화유도시간측정시표준조건은온도 200 상압에서시험한다. 7. 12. 1 시험장치및기구 (1) 시차주사열분석기 (DSC) 비고 1. 질소, 산소가스선택스위치와유량조절기가부착된것 2. 표준보정용인듐, 주석의융점을측정하여각각 156.63, 231.97 인지확인한후필요시보정한다. (2) 저울시료무게 0.1 mg까지측정가능한분석용저울을사용한다. (3) 비누막유량측정기 (4) 시험편팬탈지된알루미늄팬또는산화된구리팬으로직경 6.0~7.0 mm, 높이 1.5 mm의것을사용한다. - 52 -
7. 12. 2 가스및용제 (1) 산소고순도등급을사용한다. (2) 질소고순도등급을사용한다. (3) 용제시험팬의탈지용으로사용한다. 7. 12. 3 시험편채취및시험방법 (1) 시험편은시험편팬에넣을수있도록직경 6.4 mm정도, 무게약 5~10 mg 정도로제작한다. (2) 질소기류하에서시험편을가열하기전에유량계로흘려준다음동일한질소분위기에서 20 /min의가열속도로실온부터 200 까지가열한다. (3) 200 에서 5분간평형을유지시킨다음질소는차단하고산소로바꾸어 50±5 ml /min의유속으로흘려주고이때를산화유도시간의초기점으로한다. (4) 산화가진행되다가발열반응에의해급격한기울기가나타나더라도최소한 2분이상을등온상태로계속유지시킨다. (5) 산화유도시간의종료점은발열반응곡선의베이스라인과발열반응에따른급격한기울기선의외접선이만나는점으로하며, 총산화유도시간은초기점으로부터종료점까지의시간 ( 분 ) 으로한다. (6) 두개의시험편을 0.1분까지측정하여그평균값을결과로표시한다. 산화유도시간 (OIT) 열 질소기류하가열 산소기류하등온가열 량 등온가열시작 산소기류전환 시간 ( 분 ) 그림 7. 산화유도시간가열곡선 7.13 시험결과수치의표시방법 7.2, 7.3, 7.5, 7.7, 7.10, 7.11 및 7.12의시험결과는규정된수치보다 1자리아래까지구하고 KS A 0021에따라끝맺음한다. - 53 -
8. 검사 8. 1 검사방법겉모양, 모양, 색, 치수, 인장시험, 수압시험, 용출시험, 열간내압크리프시험, 회분시험, 염소수시험, 환경응력균열시험, 카본블랙함량시험, 용융지수및열안정성에대하여 7의방법에따라시험하여모든시료가 4, 5 및 6의규정에합격하여야한다. 8. 2 시료채취방법당사자사이의협정에따른다. 9. 표시관의바깥쪽에는쉽게지워지지않는방법으로다음사항을표시하여야한다. (1) 품명 (2) 종류또는기호 (3) 호칭지름 (4) 제조자명또는그약호 (5) 제조연월또는그약호 10. 취급상주의사항다음의기술을내용으로하는사용상의주의사항을팜플렛등에기입하는것이바람직하다. (1) 관은손상되기쉬우므로내던지거나끌거나하지말아야한다. (2) 관에대하여는직사광선 ( 자외선 ) 이닿으면관끝부분안층의재질이열화될우려가있으므로반드시관끝캡을씌워둘것. (3) 다량의등유, 가솔린등을취급하는곳에설치하면수질에나쁜영향을미칠경우가있으므로흙의오염도확인, 오염되지않은흙에의한복토및영향을잘받지않은경로의검토등을할것. - 54 -