聚氨酯泡沫預(yù)制直埋保溫管標(biāo)準(zhǔn).doc

聚氨酯泡沫預(yù)制直埋保溫管標(biāo)準(zhǔn)1 范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了由高密度聚乙烯外護管、聚氨基甲酸酯（以下簡稱聚氨酯）硬質(zhì)泡沫塑料保溫層及鋼管組成的預(yù)制直埋保溫管（以下簡稱保溫管）的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規(guī)則等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于輸送介質(zhì)溫度（連續(xù)工作溫度）不高于120，偶然峰值溫度不高于140，工作壓力不大于2.5MPa保溫管的制造與驗收。工作在不同溫度下氨酯硬質(zhì)泡沫塑料最短預(yù)期壽命的計算見附錄B（提示的附錄）。2 引用標(biāo)準(zhǔn)下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文，本標(biāo)準(zhǔn)出版時，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可能性。GB/T 10331986 塑料密度和相對密度試驗方法GB/T 28281987 逐批檢查計數(shù)抽樣程序及抽樣有（適用于連續(xù)批的檢查）GB/T 36821983 熱塑性塑料熔體流動速率試驗方法GB/T 42171984 熱塑性塑料管材的公稱外徑和公稱壓力（公制系列）GB/T 63421996 泡沫塑料與橡膠 線性尺寸的測定GB/T 63431995 泡沫塑料和橡膠 表觀（體積）密度的測定GB/T 6671.21986 聚乙烯（PE）管材縱向回縮率的測定GB/T 81631987 輸送流體用無縫鋼管GB/T 8804.21988 熱塑性塑料管提伸性能試驗方法 聚乙烯管材GB/T 88061988 塑料管材尺寸測量方法GB/T 88131988 硬質(zhì)泡沫塑料壓縮試驗方法GB/T 89231988 涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級GB/T 9711.11997 石油天然氣工 輸送鋼管交貨技術(shù)條件 第1部分：A級鋼管GB/T 102971988 非金屬固體材料導(dǎo)熱系數(shù)的測定 熱線法GB/T 107991989 硬質(zhì)泡沫塑料開孔與閉孔體積百分率試驗方法GB/T 128111991 硬質(zhì)泡沫塑料平均泡孔尺寸試驗方法GB/T 130181991 聚乙烯（PE）管材 外徑和壁厚極限偏差GB/T 130211991 聚乙烯管材和管件碳黑含量的測定 熱失重法GB/T 141521993 熱塑性塑料管材耐外沖擊性能試驗方法 真實沖擊率法CJ/T30221993 城市供熱用螺旋縫埋弧焊鋼管3 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)3.1 保溫管的結(jié)構(gòu)見圖1（略）。3.2 保溫和審由鋼管、聚氨酯硬質(zhì)泡沫保溫層和高密度聚乙烯外護管緊密結(jié)合的預(yù)制管。保溫層內(nèi)可有報警線和支架。4 技術(shù)要求4.1 鋼管4.1.1 鋼管的材料、尺寸公差及性能應(yīng)符合CJ/T 322或GB/T 9711.1或GB/T 8163標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。4.1.2 鋼管的外徑尺寸和最小壁最應(yīng)符合表1（略）的規(guī)定。4.1.3 發(fā)泡前鋼管表面應(yīng)加以清理，去除鐵銹、軋鋼鱗片、油脂、灰塵、漆、水分或其他沾染物。鋼管表面銹蝕等級應(yīng)符合GB/T 89231988中A、B、C規(guī)定，除銹等級應(yīng)符合GB/T 89231988中Sa2規(guī)定。4.2 外護管4.2.1 外護管使用溫度條件應(yīng)控制在-50+50。4.2.2 外護管原材料性能 4.2.2.1 密度和成分外護管使用高密度聚乙烯塑料制造。聚乙烯樹脂的密度應(yīng)為935kg/m3950kg/m3。應(yīng)使用有助于外護管生產(chǎn)及提高外護管性能的添加劑，如抗氧劑、紫外線穩(wěn)定劑、碳黑（或由碳黑預(yù)制的色母料）等。所添加的碳黑應(yīng)滿足下列要求：密度：1500kg/m32000kg/m3；甲苯萃取量：0.1%（質(zhì)量百分比）；平均顆粒尺寸：0.01m0.25m。4.2.2.2 回用料可以使用不超過15%（質(zhì)量百分比）的潔凈的回用料，但回用料必須是制造商自己的產(chǎn)品產(chǎn)生的。4.2.3 外護管性能4.2.3.1 外護管密度不應(yīng)小于940kg/m3。碳黑含量的應(yīng)為2.5%0.5%（質(zhì)量百分比值，碳黑應(yīng)均勻分布于母材中。當(dāng)按5.2.2規(guī)定進行試驗時，應(yīng)滿足下列要求：碳黑結(jié)塊、氣泡、空洞或雜質(zhì)尺寸不應(yīng)大于100m。外護管不允許出現(xiàn)色差條紋。4.2.3.2 熔體流動速率外護管供應(yīng)方就注明外護管的熔體流動速率值，以便于外護管焊接時參考。當(dāng)兩個外護管焊接時，其熔體流動速率的差值不應(yīng)大于0.5g/10min。4.2.3.3 外護管外觀外護管應(yīng)為黑色，其內(nèi)外表面目測不應(yīng)有損失其性能的溝槽。不允許有氣泡、裂紋、凹陷、雜質(zhì)、顏色不均等缺陷。管兩端應(yīng)切割平整，并與管的軸線垂直，角度誤差應(yīng)小于2.5。4.2.3.4 拉伸屈服強度及斷裂伸長率外護管任意位置的拉伸屈服強度不應(yīng)小于19MPa、斷裂伸長率不應(yīng)小于350%。4.2.3.5 縱向順縮率外護管任意管段的縱向回縮率不應(yīng)大于3%?？v向回縮率試驗結(jié)束時管材表面不應(yīng)出現(xiàn)裂紋、空洞、氣泡等缺陷。4.2.3.6 外護管的長期機械性能外護管的長期機械性能應(yīng)滿足表2（略）的要求。4.2.4 外護管規(guī)格4.2.4.1 預(yù)制保溫用外護管的公稱外徑和最小壁厚應(yīng)符合表3（略）規(guī)定。4.2.4.2 外護管外徑和壁厚允許的極限偏差應(yīng)符合GB/T 13018規(guī)定。4.3 保溫層保溫層材料采用聚氨酯硬質(zhì)泡沫塑料。4.3.1 泡沫結(jié)構(gòu)泡沫體應(yīng)無污斑、無收縮分層開裂現(xiàn)象。泡孔應(yīng)均勻細(xì)密。按5.3.1的要求試驗時，沿徑向測量的泡孔平均尺寸不應(yīng)大于0.5mm。按5.3.2的要求試驗時泡沫的閉孔率不應(yīng)小于88%。泡沫應(yīng)均勻地充滿工作鋼管與外護管間的環(huán)形空間。按5.3.3的要求試驗時，任一保溫層截面上空洞和氣泡的面積總和占整個截面面積的百分比不應(yīng)大于5%；單個空洞的任意方向尺寸應(yīng)不超過同一位置保溫層厚度的1/3。4.3.2 泡沫密度按5.3.4的要求試驗時，保溫層任意位置的泡沫密度不應(yīng)小于60kg/m3。4.3.3 壓縮強度按5.3.5的要求試驗時，保溫層泡沫徑向壓縮強度或徑向相對形變?yōu)?0%時的壓縮應(yīng)力不應(yīng)小于0.3MPa。4.3.4 吸水率在常壓沸水中浸泡90min后，泡沫的吸水率不應(yīng)大于10%。4.3.5 導(dǎo)熱系統(tǒng)未進行老化的泡沫保溫層50狀態(tài)下導(dǎo)熱系數(shù)50不應(yīng)大于0.033W/（m/K）。4.4 保溫管4.4.1 保溫管保溫層厚度應(yīng)保證外護管在-50+50溫度范圍內(nèi)正常使用。鋼管兩端頭應(yīng)留出150mm250mm裸露的非保溫區(qū)以備焊接。4.4.2 外護管外徑增大率保溫管發(fā)泡前后，外護管任一位置同一截面的外徑增大率不應(yīng)大于2%。4.4.3 軸線偏心距保溫管任一位置外護管軸線與鋼管軸線間的距離應(yīng)符合表4（略）規(guī)定。4.4.4 預(yù)期壽命與剪切強度4.4.4.1 正常使用的保溫管壽命，在120下連續(xù)工作至少30年。4.4.4.2 保溫管軸向剪切強度及試驗方法應(yīng)符合表5（略）規(guī)定。4.4.5 抗沖擊性按5.4.3測試時，外護管不應(yīng)有可見裂紋。4.4.6 報警線與報警線、報警線與鋼管之間的電阻值為20M。5 試驗方法5.1 通則若本產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的測試要求與其他標(biāo)準(zhǔn)提供的參考不一致，則本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定優(yōu)先使用。全部試樣應(yīng)是產(chǎn)品中有代表性的。5.1.1 試樣5.1.1.1 外護管性能試樣應(yīng)從室溫（232）下存放16h后的外護管上提?。槐貙雍捅毓茉嚇討?yīng)分別在室溫（232）下存放72h后的外護管上提取。5.1.1.2 為檢測保溫層性能和保溫管總體性能，試樣應(yīng)在同一根保溫管的兩端頭提取，取樣點距保溫層端面應(yīng)大于500mm。5.1.1.3 從保溫管保溫層取樣用以檢測泡沫結(jié)構(gòu)（4.3.1）、泡沫密度（4.3.2）、壓強強度（4.3.3）、吸水率（4.3.4）和導(dǎo)熱系數(shù)（4.3.5）時，應(yīng)去除緊貼鋼管和外護的泡沫皮具，清除層厚度應(yīng)分別為5mm和3mm。每個測試項目所需試樣至少三個，試樣應(yīng)均勻分布在環(huán)形保溫層的同一截面上。試樣的外形尺寸按GB/T 6342測定。測量精度0.02mm。5.3 外護管5.2.1 密度密度測試應(yīng)按GB/T 1033執(zhí)行。5.2.2 碳黑彌散度碳黑彌散度應(yīng)通過在顯微鏡下觀察塑料切片來確定。切片厚度約25m，面積約15mm2。每次試驗制備6個切片，在外護管的同一截在由均勻取樣。顯微鏡的放大倍數(shù)應(yīng)選用100倍。5.2.3 碳黑含量碳黑含量測試應(yīng)按GB/T 13021執(zhí)行。5.2.4 熔體流動速率熔體流動速率測試應(yīng)按GB/T 36821983中試驗條件4執(zhí)行。5.2.5 外觀外護管內(nèi)外表面無放大目測（見4.2.3.3）。5.2.6 拉伸屈服強度及斷裂伸長率拉伸屈服強度及斷裂伸長率測試應(yīng)按GB/T 8804.2執(zhí)行。5.2.7 縱向回縮率縱向回縮率測試應(yīng)按GB/T 6671.2執(zhí)行。5.2.8 外護管的長期機械性能試樣按圖2（略）和表6（略）機制面成。在恒溫801、恒定拉力1.0MPa0.04MPa下浸入含2.0%表面活性劑的水溶液中測試。表面活性劑壬酚聚乙二醇醚或仲辛基聚氯乙烯醚TX-10；應(yīng)對溶液不斷進行攪拌，以確保溶液均一，防止表面活性劑沉淀 ；應(yīng)切取6個試樣進行測試，試樣沿我護管軸一方向切取，取樣位置應(yīng)在同一截面均勻分布；記錄破壞時間，計時精確到12h；計算出6個試樣的幾何平均值，偏差超過二倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的測試數(shù)據(jù)應(yīng)刪除。如果試驗進行1500h后試樣沒有破壞，則試驗可以停止，并判定試樣滿足要求。5.2.9 外護管尺寸外護管尺寸檢測應(yīng)按GB/T 8806執(zhí)行。5.3 硬質(zhì)泡沫塑料試驗方法5.3.1 泡孔尺寸泡孔尺寸檢測應(yīng)按GB/T 12811執(zhí)行。在保溫層中心沿徑向取樣，試樣長度至少20mm。5.3.2 泡沫閉孔率泡沫閉孔率檢測應(yīng)按GB/T 10799執(zhí)行?？梢耘cGB/T 10799中規(guī)定的試樣尺寸存在并異。若按5.1.1.3無法從保溫層上切取滿足尺寸要求的試樣，則尺寸可以是2525t（mm），其中t為保溫層徑向最大允許厚度。 5.3.3 保溫層截面上空洞、氣泡百分率的測定可距外護管端頭1.5m，切5刀形成4個環(huán)狀切塊（環(huán)狀切塊民括外護管和泡沫保溫層），每個環(huán)狀切塊長100mm。要求切面平整完好，并且切面垂直于保溫管軸線。次序肅剝開4個100mm長的環(huán)狀切塊，露出保溫層環(huán)形切面，測量環(huán)形切面上空洞和氣泡尺寸。對大于6mm的空洞和氣泡（平面上任意方向測量），應(yīng)在兩個相互垂直方向上測量其尺寸，這兩個尺寸的乘積定義為空洞或氣泡的面積。小于6mm的空洞或氣泡的面積。所有被測空洞和氣泡面積之和占保溫層切表面面積的百分率作為測定結(jié)果。5.3.4 泡沫密度泡沫密度測試應(yīng)按GB/T 6343執(zhí)行。按5.1.1.3從泡沫中心取3個試樣（含空洞、氣泡的試樣舍棄），每個試磁尺寸為：3030t（mm），t為保溫層徑向最大允許厚度，但不應(yīng)大于30mm。同樣試樣也可以取成30mm長的圓柱體（按軸線方向），直徑為d，d為保溫層徑向最大允許尺寸，但不應(yīng)大于30mm。 5.3.5 壓縮強度壓縮強度測試應(yīng)按GB/T 8813執(zhí)行。試樣為3030t（mm）的立方體或直徑30mm、高度為t的圓柱體，t為保溫層徑向最大允許尺寸，但不應(yīng)小于20mm。5.3.6 吸水率5.3.6.1 儀器天平，感量0.01g；干燥箱；干燥器；浸泡桶，敞口容器或水池。5.3.6.2 試樣試樣尺寸：25mm25mm25mm的立方體或直徑30mm、高度為25mm的圓柱體。試樣表面用細(xì)砂磨光。每組試樣數(shù)為3個。5.3.6.3 試樣處理a) 把試試樣放入503的干燥箱中干燥24h；b)取出試樣放入干燥器中冷卻到室溫，稱重，精確到0.01g；c)把試樣重新放入干燥箱中4h，取出放入干燥器中自然冷卻到室溫（232），稱重，精確到0.01g；d)將上述兩次稱重的結(jié)果相對比，兩次稱重值之差小于0.02g時，則可認(rèn)為試樣達到恒重，取后者的稱重值作為試樣質(zhì)量（m0）。兩次稱重值之差大地0.02g時，應(yīng)按c)重復(fù)進行，直到達到恒重要求。5.6.3.4 測試步驟測量試樣線性尺寸，精確到0.02mm。計算出試樣體積（V0），精確到0.01cm3。把試樣放入浸泡桶內(nèi)用網(wǎng)壓住試樣。把新鮮蒸餾水倒進浸泡桶仙，水位應(yīng)高出試樣上表面50mm（必須使樣與水充分接觸，兩試樣之間應(yīng)保持一不定期距離，不得互相接觸）。用短毛刷除去試樣上的氣泡。加熱蒸餾水使試樣浸在1atm沸水中90min，然一立即浸入232水中1h，取出試樣，用濾紙輕輕吸去表面水，立即稱重（m1），精確到0.01g。按式（1）計算吸水率，數(shù)值修約到三位有效位數(shù)。0=100%式中：0試樣吸水率；m0試樣吸水前質(zhì)量，g；m1試樣吸水后質(zhì)量，g；V0試樣原體積，cm3；P蒸餾水的密度，g/cm3。5.3.7 導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)測定應(yīng)按GB/T 10297執(zhí)行。5.4 保溫管試驗方法5.4.1 外護管外徑增大率通過測量外護管同一位置在發(fā)泡前后的周長，計算出直徑增大量占原直徑的百分比。外徑增長率=100%式中：D1發(fā)泡后的外徑；D0發(fā)泡前的外徑；5.4.2 預(yù)期壽命5.4.2.1 預(yù)期壽命試驗可按保溫管老化試驗進行，計算壽命見附錄A（提示的附錄）。5.4.2.2 保溫管老化試驗對于輸送介質(zhì)溫度連續(xù)工作溫度）高于110的保溫管系統(tǒng)，在測量保溫管軸向剪切強度前，應(yīng)對保溫管試樣進行如下老化處理：鋼管公稱直徑DN500時，保溫管老化試樣長度應(yīng)為3m；鋼管公稱直徑DN500時，保溫管老化試樣長度應(yīng)為2m；老化過程：外護管應(yīng)暴露在室溫232狀態(tài)中，鋼管應(yīng)保持在高溫狀態(tài)下。老化條件見表7（略）。鋼管升溫速度：當(dāng)溫度小于100時，為25/h；當(dāng)溫度大于100時，為50/h；鋼管溫度在老化過程中應(yīng)連續(xù)記錄，溫度偏差0.5；老化后，試樣自然降溫至室溫232狀態(tài)。5.4.3 老化后的保溫管剪切強度5.4.3.1 試驗方法取樣：在符合5.4.2.2規(guī)定的保溫和寂截取試樣。試樣應(yīng)在距離管端至少1000mm處取得，其長度為保溫層厚度的2.5倍，但不得小于200mm。所取試樣端面應(yīng)垂直于保溫管軸線。試驗過程：在試驗機上進行試驗，試樣按圖3（略）放置向鋼管端施加軸向力，試驗機速度取5mm/min，直至試樣破壞。記錄最大軸向力并計算出軸向剪切強度。試驗可以在試樣軸線置于水平方向或堅直方向兩種情況下進行。當(dāng)試橛軸線置于豎直方向時，鋼管的質(zhì)量應(yīng)以考慮。三個試樣測試結(jié)果的平均值作為測試結(jié)果。剪切強度計算公式：ax=Fax/Ld（3）式中：ax軸向剪切強度，MPa；d鋼管外徑，mm；Fax軸賂力，N（豎放時包括鋼管質(zhì)量）；L試樣長度，mm。5.4.3.2 室溫條件眄的軸向剪切強度按5.4.3.1測試。試樣全部保持在室溫（232）狀態(tài)下。5.4.3.3 高溫條件下的軸向剪切強度按232狀態(tài)5.4.3.1進行測試。測試過程中，外擴管應(yīng)暴露在室溫（232）狀態(tài)中，鋼管溫度應(yīng)控制在1402。鋼管升溫速度：當(dāng)溫度小于100時，為25/h；當(dāng)溫度大于100時，為50/h。恒溫30min后施加軸向力進行試驗。5.4.4 抗沖擊性試樣在保溫管上截取，試樣長度應(yīng)為外護管外徑的5倍，但不應(yīng)大于1.5m。試驗應(yīng)按GBT 14152執(zhí)行。試驗溫度取20，落錘質(zhì)量取3.0kg，落高2000mm。在保溫管試樣上劃等距離標(biāo)緘，按GB/T 141521993中表1（略）確定等距離標(biāo)線個數(shù)。試驗前將試樣置于-201環(huán)境中3h，從保溫設(shè)施中取出試樣10s以內(nèi)開始試驗，試驗應(yīng)盡可能快速完成。6 檢驗規(guī)則依據(jù)GB/T 2828制定本規(guī)則。6.1 組批同一原料，同一配方，同一工藝條件生產(chǎn)的同一規(guī)格保溫管作為一批，每批數(shù)量不超過50根。6.2 抽樣檢驗方案6.2.1 方案一：合格質(zhì)量水平AQL=6.5，一般檢查水平。批量數(shù)、抽取樣本單位數(shù)有格判定數(shù)見表8（略）。6.2.2 方案二：合格質(zhì)量水平AQL=4.0，特殊檢查水平S-3。批量數(shù)、抽取樣本單位數(shù)及合格判定數(shù)見表9（略）。6.2.3 檢驗項目，抽樣方案也可由供需雙方商定。6.3 出廠檢驗6.3.1 保溫管外護管的密度、拉伸屈服強度、斷裂伸長率，保溫管外徑增大率按4.2.2.1、4.2.3.4、4.4.2有關(guān)規(guī)定進行檢驗。批合格判定數(shù)見表8（略）。6.3.2 保溫管保溫層密度、保溫管的尺寸偏差、軸向偏心距、絕緣電阻值按4.3.2、4.4.1、4.4.3、4.4.6有關(guān)要求進行檢驗。批合格判定數(shù)見表9（略）。6.4 型式檢驗6.4.1 若有下列情況之一，應(yīng)進行型式檢驗。機關(guān)報產(chǎn)品的試制定型鑒定或老產(chǎn)品轉(zhuǎn)廠生產(chǎn)時；正式生產(chǎn)后，如結(jié)構(gòu)、材料、工藝等有較大改變，可能影響產(chǎn)品性能時；產(chǎn)品停產(chǎn)一年后，恢復(fù)生產(chǎn)時；出廠檢驗結(jié)果與上次型式檢驗有較大差異時；國家質(zhì)量監(jiān)督機構(gòu)提出進行型式檢驗的要求時；正常生產(chǎn)時，每兩年或累計產(chǎn)量達300km（按延長米計），應(yīng)進行周期性型式檢驗。 6.4.2 型式檢驗按第4章規(guī)定全項目檢驗