GB/T 37263-2018

GB/T 37263-2018 高密度聚乙烯外护管聚氨酯发泡预制直埋保温钢塑复合管

译制单位：管道助手

中华人民共和国国 家标准

GB/T 37263-2018

高密度聚乙烯外护管聚氨酯发泡预制直埋保温钢塑复合管

Prefabricated directly buried insulating plastic-steel-plastic composite pipes with polyurethane(PUR) foamed-plastics and high density polyethylene(PE) casing pipes

2018-12-28 发布
2019-11-01 实施

国 家市场监督管理总局
中国国 家标准化管理委员会
发布

目次

前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 2
4 产品结构 2
5 材料 3
6 要求 3
7 试验方法 9
8 检验规则 12
9 标志、运输和贮存 14
附录A(规范性附录) 保温层耐热性的检验方法 16

前言

本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。

本标准由中华人民共和国住房和城乡建设部提出。

本标准由全国城镇供热标准化技术委员会(SAC/TC 455)归口。

本标准起草单位：北京市公用事业科学研究所、四川东泰新材料科技有限公司、中国市政工程华北设计研究总院有限公司、昊天节能装备有限责任公司、唐山兴邦管道工程设备有限公司、北京豪特耐管道设备有限公司、天津市太合节能科技股份有限公司、大连益多管道有限公司、大连科华热力管道有限公司、天津建塑供热管道设备工程有限公司、天津市宇刚保温建材有限公司、陶氏化学(中国)投资有限公司、四川鑫中泰新材料有限公司、万华化学集团股份有限公司、江丰管道集团有限公司、廊坊华宇天创能源设备有限公司、北京豪威特 供热设备有限公司、河北君业科技股份有限公司、山东茂盛管业有限公司、北京市煤气热力工程设计院有限公司、河北友铭供热设备有限公司、北京市建设工程质量第六检测所有限公司、北京市建设工程质量第四检测所。

本标准主要起草人：白冬军、李想、冯文亮、杨雪飞、蒋建志、周曰从、邱华伟、郑中胜、闫必行、孙涛、孙蕾、杨秋、韩德福、段文宇、庞德政、陈昆、胡春峰、潘存业、王小璐、于泽、王志奎、张松林、张红莲、刘飞、张国玉、张金花、李忠杰、高雪、沈旭。

1 范围

本标准规定了高密度聚乙烯外护管聚氨酯发泡预制直埋保温钢塑复合管的术语和定义、产品结构、材料、要求、试验方法、检验规则、标志、运输和贮存等。

本标准适用于供热(冷)及生活热水输送系统使用的高密度聚乙烯外护管聚氨酯发泡预制直埋保温钢塑复合管的制造和检验。

2 规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最 新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

GB/T 1033.1 塑料 非泡沫塑料密度的测定 第1部分：浸渍法、液体比重瓶法和滴定法
GB/T 2918 塑料试样状态调节和试验的标准环境
GB/T 3524 碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带
GB/T 3682.1 塑料 热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定 第1部分：标准方法
GB/T 6111 流体输送用热塑性塑料管道系统 耐内压性能的测定
GB/T 6343 泡沫塑料及橡胶 表观密度的测定
GB/T 6671 热塑性塑料管材 纵向回缩率的测定
GB/T 8804.3 热塑性塑料管材 拉伸性能测定 第3部分：聚烯烃管材
GB/T 8806 塑料管道系统 塑料部件尺寸的测定
GB/T 8811 硬质泡沫塑料 尺寸稳定性试验方法
GB/T 8813 硬质泡沫塑料压缩性能的测定
GB/T 8923.1-2011 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分：未涂覆过的钢材表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级
GB/T 10297 非金属固体材料导热系数的测定 热线法
GB/T 10799 硬质泡沫塑料 开孔和闭孔体积百分率的测定
GB/T 15560 流体输送用塑料管材液压瞬时爆破和耐压试验方法
GB/T 17391 聚乙烯管材与管件热稳定性试验方法
GB/T 18475 热塑性塑料压力管材和管件用材料分级和命名 总体使用(设计)系数
GB/T 28799.1 冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统 第1部分：总则
GB/T 29046 城镇供热预制直埋保温管道技术指标检测方法
QB/T 2803 硬质塑料管材弯曲度测定方法
YB/T 5059 低碳钢冷轧钢带
ISO 17455 塑料管道系统 多层管 阻隔层氧气渗透性能的测定(Plastics piping systems—Multilayer pipes—Determination of the oxygen permeability of the barrier pipe)

3 术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

保温钢塑复合管 insulating plastic-steel-plastic composite pipes
由耐热聚乙烯(PE-RT)和增强钢带复合挤出成型的钢塑复合管为工作管，聚氨酯硬质泡沫塑料为保温层，高密度聚乙烯管为外护管组成的预制直埋保温管。

3.2

工作管 working pipe
由耐热聚乙烯(PE-RT)为基材和增强钢带复合挤出成型，保温钢塑复合管中用于输送介质的芯管。

3.3

保温层 insulating layer
工作管与外护管之间，为保持管道输送介质温度而设置的聚氨酯硬质泡沫塑料层。

3.4

外护管 outer protecting pipe
由高密度聚乙烯层挤塑成型，为保护保温层免受地下水侵蚀的保温钢塑复合管的外层结构。

3.5

支架 guiding holder
工作管和外护管之间，为防止工作管和外护管偏心而设置的支承构件。

3.6

增强钢带 reinforced steel strip
使用冷轧或热轧钢带，经冲孔卷起焊接成管状骨架，放置在工作管中起加强作用的网状钢带。

4 产品结构

保温钢塑复合管应为由工作管、保温层和外护管紧密结合的三位一体式结构，保温层内可安装支架和报警线。产品结构示意见图1。

图1 产品结构示意图

5 材料

5.1 工作管

5.1.1 工作管的结构见图2。

图2 工作管的结构

5.1.2 工作管所用聚乙烯应采用耐热聚乙烯，其性能应符合GB/T 28799.1的规定。

5.1.3 工作管所用增强钢带应采用低碳冷轧钢带或低碳热轧钢带材料，当采用低碳冷轧钢带时，其性能应符合YB/T 5059的规定；当采用低碳热轧钢带时，其性能应符合GB/T 3524的规定。增强钢带的抗拉强度应大于或等于260MPa。

5.2 外护管

5.2.1 外护管应使用高密度聚乙烯树脂材料，用于制作外护管的高密度聚乙烯树脂应按GB/T 18475的规定进行定级，并应采用PE80级或更高 级的原料。高密度聚乙烯树脂的密度应大于935kg/m³。

5.2.2 外护管应含有用以提高其性能的抗氧剂、紫外线吸收剂、着色剂、碳黑等其他材料，所添加的碳黑应符合下列规定：
a) 密度：1500kg/m³~2000kg/m³；
b) 甲苯萃取量：应小于或等于0.1%(质量分数)；
c) 平均颗粒尺寸：0.010μm~0.025μm。

5.2.3 外护层可使用不大于5%(质量分数)洁净、未降解的回用料，且回用料应是同一制造商在产品生产过程中产生的。回用料在使用时应分散均匀。

5.3 保温层

保温层材料应采用聚氨酯硬质泡沫塑料。

6 要求

6.1 工作管

6.1.1 外观

6.1.1.1 工作管可为黑色或白色。

6.1.1.2 工作管内外表面应光滑平整，不应有气泡、裂口、分解变色线、明显的杂质及刮痕，管材两端应进行防渗密封处理。

6.1.1.3 工作管使用的增强钢带在成型前应进行预处理，去除铁锈、轧钢鳞片、油脂、灰尘、漆、水分或其他沾染物，钢带外表面除锈等级应符合GB/T 8923.1-2011中Sa 2½的规定。

6.1.2 规格、尺寸及偏差

6.1.2.1 工作管的规格、尺寸及偏差应符合表1的规定。

表1 工作管的规格、尺寸及偏差

注：S值为工作管外壁至增强钢带的厚度。

6.1.2.2 工作管最小S值应符合表1的规定。

6.1.2.3 工作管的公称压力应符合表1的规定，最高使用温度应小于或等于90℃。表1中工作管的公称压力是保温钢塑复合管在20℃时的最大工作压力，当温度变化时，公称压力应按表2提供的压力折减系数进行校正。

表2 工作管公称压力折减系数

6.1.2.4 工作管的标准长度可为6000mm、8000mm，长度允许偏差为±20mm。

6.1.3 不圆度

工作管的不圆度应小于或等于0.02倍公称外径。

6.1.4 增强钢带厚度

保温钢塑复合管选用增强钢带的厚度应符合表3的规定值，低碳冷轧钢带的厚度偏差应符合YB/T 5059的规定，低碳热轧钢带的厚度偏差应符合GB/T 3524的规定。

表3 增强钢带厚度 单位为毫米

6.1.5 弯曲度

工作管的弯曲度应符合表4的规定。

表4 工作管的弯曲度

注：弯曲度指同方向弯曲，不应呈S形弯曲。

6.1.6 受压开裂稳定性

工作管在受外压径向变形至50%时，不应出现裂纹。

6.1.7 纵向尺寸回缩率

纵向尺寸回缩率应小于0.3%。

6.1.8 强度

工作管在公称压力下，不应发生破裂、渗漏和爆破。

6.1.9 热稳定性

工作管在工作温度下，不应发生破裂或渗漏。

6.1.10 熔体质量流动速率变化率

工作管的熔体流动质量速率变化值应小于或等于±0.3g/10min且变化率应小于或等于±20%。

6.1.11 透氧率

工作管的透氧率应小于或等于0.1g/(d·m³)。

6.2 外护管

6.2.1 外观

6.2.1.1 外护管应为黑色。

6.2.1.2 外护管内外表面不应有影响其性能的沟槽，不应有气泡、裂纹、凹陷、杂质、颜色不均等缺陷。管材端面应切割平整并与轴线垂直，角度偏差应小于或等于2.5°。

6.2.2 规格、尺寸

外护管的规格和尺寸应符合表5的规定。

表5 外护管的规格和尺寸

注：当选用其他外径的外护管时，其最小壁厚应用内插法确定。

6.2.3 密度

外护管的密度应大于或等于940kg/m³。

6.2.4 纵向回缩率

外护管的纵向回缩率应小于或等于3.0%。

6.2.5 拉伸屈服强度

外护管的拉伸屈服强度应大于或等于19MPa。

6.2.6 断裂伸长率

外护管的断裂伸长率应大于或等于350%。

6.2.7 热稳定性

外护管的热稳定性(温度210℃)氧化诱导时间应大于或等于20min。

6.2.8 耐环境应力开裂

外护管的耐环境应力开裂失效时间应大于或等于300h。

6.2.9 长期机械性能

外护管的长期机械性能(温度80℃，拉应力4MPa)的最短破坏时间应大于或等于2000h。

6.3 保温层

6.3.1 密度

任意位置泡沫的密度应大于或等于55kg/m³。

6.3.2 闭孔率

任意位置泡沫的闭孔率应大于或等于90%。

6.3.3 泡孔尺寸

泡孔应均匀细密，沿径向测量的泡孔平均尺寸应小于或等于0.5mm。

6.3.4 吸水率

泡沫的吸水率应小于或等于10%。

6.3.5 导热系数

未进行老化试验的泡沫在50℃平均温度下的导热系数应小于或等于0.033W/(m·K)。

6.3.6 压缩强度

泡沫的压缩强度应大于或等于0.30MPa。

6.3.7 空洞、气泡

6.3.7.1 泡沫应均匀地充满工作管与外护管间的环形空间。任一保温层截面上，空洞和气泡的面积总和与整个截面面积的比应小于或等于5%。

6.3.7.2 单个空洞的任意方向尺寸应小于或等于1/3同一位置保温层厚度。

6.3.8 耐热性

在进行温度100℃、时间96h耐热性试验后，聚氨酯硬质泡沫性能应同时满足以下要求：
a) 尺寸变化率应小于或等于3%；
b) 质量变化率应小于或等于2%；
c) 强度增长率应大于或等于5%。

6.3.9 保温层厚度

保温层最小厚度应符合设计要求。

6.4 保温钢塑复合管

6.4.1 轴向剪切强度

保温钢塑复合管的轴向剪切强度(23℃)应大于或等于0.090MPa。

6.4.2 保温层挤压变形量

保温层的径向变形量应小于保温层厚度的10%。

6.4.3 外护管划痕深度

外护管划痕深度应小于外护管最小壁厚的10%，且应小于或等于1mm。

6.4.4 工作管端头预留尺寸

工作管端头裸露非保温区预留尺寸应符合表6的规定。

表6 工作管端头预留尺寸 单位为毫米

6.4.5 外护管外径增大率

保温钢塑复合管发泡前后，外护管任一位置同一截面的外径增大率应小于或等于2%。

6.4.6 报警线

报警线与报警线、报警线与工作管之间的电阻值应大于或等于500MΩ。

6.4.7 轴线偏心距

任意位置外护管轴线与工作管轴线间的最大轴线偏心距应符合表7的规定。

表7 轴线偏心距 单位为毫米

7 试验方法

7.1 试验条件

7.1.1 试样在实验室内状态调节和试验的标准环境应按GB/T 2918的规定执行。

7.1.2 试验前，试样应按试验环境进行状态调节，时间应大于或等于24h。

7.2 工作管

7.2.1 外观

7.2.1.1 外观的检验方法采用无放大目测，内壁可采用光源照看。

7.2.1.2 增强钢带外表面除锈等级的检验方法应按GB/T 8923.1-2011的规定执行。

7.2.2 规格、尺寸及偏差

7.2.2.1 公称外径及壁厚的检验方法应按GB/T 8806的规定执行。

7.2.2.2 最小S值的检验方法：将复合管的端面车削平整，用精度为0.02mm的游标卡尺沿工作管同一截面均等分测量4点，取其中最小值作为测量结果。

7.2.2.3 校正公称压力应根据工作管实际使用温度及表2通过计算获得。

7.2.2.4 长度的检验应采用精度为1mm的钢卷尺测量。

7.2.3 不圆度

采用精度为0.02mm游标卡尺，沿工作管同一截面测量最大外径和最小外径，最大外径减去最小外径为不圆度。

7.2.4 增强钢带厚度

将工作管管段端面车削平整，用精度为0.02mm的游标卡尺，沿管段同一截面均等分测量4点处的增强钢带厚度，取4点测试结果的算术平均值作为测量结果。

7.2.5 弯曲度

弯曲度的检验方法应按QB/T 2803的规定执行。

7.2.6 受压开裂稳定性

取长度为300mm±10mm的保温钢塑复合管样品，将样品置于液压试验机压板间，按表8的下压速率进行下压，压至保温钢塑复合管直径的50%，目测检查工作管是否出现裂纹。

表8 下压速率

7.2.7 纵向尺寸回缩率

检验方法应按GB/T 6671的规定执行，试验温度110℃，保持时间1h。

7.2.8 强度

7.2.8.1 强度检验条件及要求应符合表9的规定。

表9 强度检验条件及要求

注1：PN为工作管公称压力。
注2：当工作管公称直径大于或等于250mm时，可不做爆破压力试验。

7.2.8.2 液压的检验方法应按GB/T 6111的规定执行。

7.2.8.3 爆破的检验方法应按GB/T 15560的规定执行。

7.2.9 热稳定性

热稳定性(静液压状态下的热稳定性)的试验温度95℃，试验压力2.4MPa，时间8760h，检验方法应按GB/T 17391的规定进行。

7.2.10 熔体质量流动速率变化率

熔体质量流动速率(耐热聚乙烯型母材)的检验方法应按GB/T 3682.1的规定进行，试验砝码质量5kg，试验温度190℃。

7.2.11 透氧率

透氧率的检验方法应按ISO 17455的规定进行。

7.3 外护管

7.3.1 外观

外观检验方法采用无放大目测。

7.3.2 规格、尺寸

规格、尺寸的检验方法应按GB/T 8806的规定执行。

7.3.3 密度

密度的检验方法应按GB/T 1033.1的规定执行。

7.3.4 纵向回缩率

纵向回缩率的检验方法应按GB/T 6671的规定执行。

7.3.5 拉伸屈服强度

拉伸屈服强度的检验方法应按GB/T 8804.3的规定执行。

7.3.6 断裂伸长率

断裂伸长率的检验方法应按GB/T 8804.3的规定执行。

7.3.7 热稳定性

热稳定性的检验方法应按GB/T 17391的规定执行。

7.3.8 耐环境应力开裂

耐环境应力开裂的检验方法应按GB/T 29046的规定执行。

7.3.9 长期机械性能

长期机械性能的检验方法应按GB/T 29046的规定执行。

7.4 保温层

7.4.1 密度

密度的检验方法应按GB/T 6343的规定执行。

7.4.2 闭孔率

闭孔率的检验方法应按GB/T 10799的规定执行。

7.4.3 泡孔尺寸

泡孔尺寸的检验方法应按GB/T 29046的规定执行。

7.4.4 吸水率

吸水率的检验方法应按GB/T 29046的规定执行。

7.4.5 导热系数

导热系数的检验方法应按GB/T 10297的规定执行。

7.4.6 压缩强度

压缩强度的检验方法应按GB/T 29046的规定执行，所检样品保温层径向厚度应大于或等于20mm。

7.4.7 空洞、气泡

空洞、气泡的检验方法应按GB/T 29046的规定执行。

7.4.8 耐热性

耐热性的检验方法应按附录A的规定执行。

7.4.9 保温层厚度

保温层厚度的检验方法应按GB/T 29046的规定执行。

7.5 保温钢塑复合管

7.5.1 轴向剪切强度

轴向剪切强度的检验方法应按GB/T 29046的规定执行。

7.5.2 保温层挤压变形量

采用钢直尺和精度0.02mm的深度卡尺测量。

7.5.3 外护管划痕深度

采用钢直尺和精度0.02mm的深度卡尺测量。

7.5.4 工作管端头预留尺寸

采用钢直尺测量。

7.5.5 外护管外径增大率

外护管外径增大率的检验方法应按GB/T 29046的规定执行。

7.5.6 报警线

报警线的检验方法应按GB/T 29046的规定执行。

7.5.7 轴线偏心距

轴线偏心距的检验方法应按GB/T 29046的规定执行。

8 检验规则

8.1 检验分类

产品检验分为出厂检验和型式检验，检验项目应符合表10的规定。

表10 检验项目

注："√"为检验项目；"—"为非检验项目

8.2 出厂检验

8.2.1 出厂检验应逐批进行，每批应由同一原料、同一配方、同一工艺生产的同一规格的产品组成，每批数量不应超过500根。

8.2.2 出厂检验的全部检验项目应逐根进行检验，合格后方可进入抽样检验。

8.2.3 抽样检验应从每批产品中随机抽取3根进行检验。

8.2.4 抽样检验合格判定：当所有检验项目均符合本标准要求时，判定该批产品合格；当有一项指标不合格时，应加倍抽样进行复检，复检仍不合格，则判定该批产品不合格。

8.3 型式检验

8.3.1 凡有下列情况之一，应进行型式检验：
a) 新产品的试制、定型鉴定或老产品转厂生产时；
b) 正式生产后，如主要生产设备、工艺及材料的牌号及配方等有较大改变，可能影响产品性能时；
c) 产品停产1年后，恢复生产时；
d) 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；
e) 正常生产时，每两年应进行一次型式检验；不到两年但保温钢塑复合管累计产量达到300km时。

8.3.2 型式检验项目按表10的规定，检验抽样应符合下列规定：
a) 对于8.3.1中规定的a)、b)、c)、d)四种情况的型式检验取样范围仅代表四种状况下所生产的规格，每一选定规格仅代表向下0.5倍直径，向上2倍直径的范围；
b) 对于8.3.1中规定的e)种状况的型式检验取样范围应代表生产厂区的所有规格，每一选定规格仅代表向下0.5倍直径，向上2倍直径的范围；
c) 每种选定的规格抽取1件。

8.3.3 型式检验任何1项指标不合格时，应在同批产品中加倍抽样，复检其不合格项目，当仍不合格时，则该批产品为不合格。

9 标志、运输和贮存

9.1 标志

9.1.1 保温钢塑复合管可用任何不损伤外护层性能的方法进行标志，标志应能经受住运输、贮存和使用环境的影响。

9.1.2 标志应标识下列内容：
a) 工作管管径和壁厚、材质；
b) 外护层外径尺寸和壁厚；
c) 生产者标志；
d) 产品标准编号；
e) 发泡日期或生产批号。

9.2 运输

保温钢塑复合管应采用吊带或其他不伤及保温钢塑复合管的方法吊装，不应采用吊钩直接吊装管端，在装卸过程中不应碰撞、抛摔和在地面直接拖拉滚动，长途运输过程中，保温钢塑复合管应固定牢靠，不应损伤外护层及保温层。

9.3 贮存

9.3.1 保温钢塑复合管堆放场地应符合下列规定：
a) 地面应平整，无碎石等坚硬杂物；
b) 地面应有足够的承载能力，保证堆放后不发生塌陷和倾倒事故；
c) 堆放场地应设置排水沟，场地内不应有积水；
d) 堆放场地应设置管托，保温层不应受雨水浸泡；
e) 保温钢塑复合管的贮存应采取措施，不应滑落；
f) 保温钢塑复合管的两端应有管端防护端帽。

9.3.2 保温钢塑复合管不应受烈日照射、雨淋和浸泡，露天存放时应用苫布遮盖，堆放处应远离热源和火源，在环境温度低于-20℃时，不宜露天存放。

附录A(规范性附录) 保温层耐热性的检验方法

A.1 试样制备

从保温钢塑复合管上截取尺寸为50mm×50mm×50mm的立方体试样3个，试样应无明显缺陷。

A.2 试验设备

A.2.1 电热鼓风干燥箱，控温精度±2℃。

A.2.2 电子天平，精度0.01g。

A.2.3 游标卡尺，精度0.02mm。

A.2.4 万 能材料试验机，精度1%。

A.3 试验步骤

A.3.1 测量并记录每个试样的初始尺寸(长、宽、高)和初始质量。

A.3.2 测量并记录每个试样的初始压缩强度，按GB/T 8813的规定执行。

A.3.3 将试样放入已预热至100℃±2℃的电热鼓风干燥箱中，保持96h±1h。

A.3.4 到达规定时间后，取出试样，在标准环境下冷却至室温(不少于2h)。

A.3.5 再次测量并记录每个试样的尺寸和质量。

A.3.6 再次测量并记录每个试样的压缩强度，按GB/T 8813的规定执行。

A.4 结果计算

A.4.1 尺寸变化率按式(A.1)计算：

[
Delta L = frac{L_1 - L_0}{L_0} times 100%
]

式中：
ΔL——尺寸变化率，%；
L₀——试样初始尺寸，单位为毫米(mm)；
L₁——试样老化后尺寸，单位为毫米(mm)。

取三个试样尺寸变化率的算术平均值作为试验结果。

A.4.2 质量变化率按式(A.2)计算：

[
Delta m = frac{m_1 - m_0}{m_0} times 100%
]

式中：
Δm——质量变化率，%；
m₀——试样初始质量，单位为克(g)；
m₁——试样老化后质量，单位为克(g)。

取三个试样质量变化率的算术平均值作为试验结果。

A.4.3 强度增长率按式(A.3)计算：

[
Delta sigma = frac{sigma_1 - sigma_0}{sigma_0} times 100%
]

式中：
Δσ——强度增长率，%；
σ₀——试样初始压缩强度，单位为兆帕(MPa)；
σ₁——试样老化后压缩强度，单位为兆帕(MPa)。

取三个试样强度增长率的算术平均值作为试验结果。

A.5 试验报告

试验报告应包括下列内容：
a) 试样名称、规格；
b) 试验环境条件；
c) 试验设备型号；
d) 初始尺寸、质量和压缩强度；
e) 老化后尺寸、质量和压缩强度；
f) 尺寸变化率、质量变化率和强度增长率；
g) 试验日期、试验人员。