GB/T 11835-2016《高密度聚乙烯(HDPE)缠绕结构壁管》
前言
译制单位:管道助手
本文件按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则 第1部分:标准的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T 11835-2009《高密度聚乙烯(HDPE)缠绕结构壁管》。与GB/T 11835-2009相比,主要技术变化如下:
—— 增加了规范性引用文件GB/T 13663.1-2017、GB/T 13663.2-2018、GB/T 2918-2018、GB/T 1033.1-2008、GB/T 1842-2008、GB/T 1040.2-2006、GB/T 1408.1-2017、GB/T 21447-2018;
—— 删除了规范性引用文件GB/T 13663-2000、GB/T 2918-1998、GB/T 1033-1986、GB/T 1842-1999、GB/T 1040-1992、GB/T 1408-1999;
—— 增加了术语和定义“公称外径”“公称壁厚”“环刚度”“环柔性”“耐化学性”;
—— 调整了原材料性能指标,优化了高密度聚乙烯(HDPE)树脂的密度、熔体质量流动速率、拉伸强度等参数;
—— 完善了产品分类,增加了按环刚度分级的具体要求,明确了不同用途对应的环刚度等级;
—— 调整了产品尺寸偏差要求,细化了不同公称外径对应的壁厚偏差范围;
—— 优化了试验方法,调整了环刚度、环柔性、耐冲击性能等试验的条件和步骤;
—— 完善了检验规则,增加了型式检验的周期和项目,调整了出厂检验的抽样比例和判定规则;
—— 增加了附录A《HDPE树脂性能试验补充方法》和附录B《产品环刚度试验补充方法》。
本文件由中国轻工业联合会提出。
本文件由全国塑料制品标准化技术委员会(SAC/TC 48)归口。
本文件起草单位:中国塑料加工工业协会塑料管道专业委员会、浙江伟星新型建材股份有限公司、金德管业集团有限公司、日丰企业集团有限公司、杭州鸿雁管道系统有限公司、河北联塑管道科技有限公司、山东东宏管业股份有限公司、永高股份有限公司、中国兵器工业集团第五三研究所。
本文件主要起草人:王占杰、李建明、张宏、刘刚、赵磊、孙永涛、王强、李丽、张艳、陈亮、杨明、周建明、吴海兵、顾浩飞。
本文件所代替标准的历次版本发布情况为:
—— GB/T 11835-2009;
—— GB/T 11835-1999。
1 范围
本文件规定了高密度聚乙烯(HDPE)缠绕结构壁管(以下简称“缠绕管”)的术语和定义、分类与标记、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存。
本文件适用于公称外径为100mm~3000mm,以高密度聚乙烯(HDPE)为原料,采用缠绕工艺制成的结构壁管,主要用于埋地排水、排污管道系统,也可用于工业废水、雨水排放等相关管道工程。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;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 1.1-2009 标准化工作导则 第1部分:标准的结构和起草规则
GB/T 1033.1-2008 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 1040.2-2006 塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件
GB/T 1408.1-2017 绝缘材料 电气强度试验方法 第1部分:工频下试验
GB/T 1842-2008 塑料 聚乙烯环境应力开裂试验方法
GB/T 2918-2018 塑料 试样状态调节和试验的标准环境
GB/T 3682.1-2018 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 13663.1-2017 给水用聚乙烯(PE)管道系统 第1部分:总则
GB/T 13663.2-2018 给水用聚乙烯(PE)管道系统 第2部分:管材
GB/T 21447-2018 钢质管道外腐蚀控制规范
GB/T 11835-2016 高密度聚乙烯(HDPE)缠绕结构壁管(本文件)
CJ/T 165-2002 高密度聚乙烯(HDPE)缠绕结构壁管管材
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 高密度聚乙烯(HDPE)缠绕结构壁管 HDPE wound structural wall pipe
以高密度聚乙烯(HDPE)树脂为主要原料,采用缠绕成型工艺制成的具有环形结构壁的埋地排水、排污用管材。
3.2 公称外径 nominal outer diameter
管材的名义外径,单位为mm,由设计和制造确定,是管材规格的主要标识。
3.3 公称壁厚 nominal wall thickness
管材壁的名义厚度,单位为mm,包括内层、外层及结构层的总厚度,由设计和制造确定。
3.4 环刚度 ring stiffness
管材抵抗环向变形能力的指标,单位为kN/m²,反映管材在埋地环境中承受土壤压力和地面荷载的能力。
3.5 环柔性 ring flexibility
管材在环向压力作用下产生弹性变形的能力,反映管材适应土壤沉降、变形的能力。
3.6 耐化学性 chemical resistance
管材抵抗酸、碱、盐等化学介质侵蚀的能力,确保管材在不同介质环境中长期稳定使用。
3.7 缠绕工艺 winding process
将HDPE原料通过挤出机挤出成带材或管材,再通过缠绕设备将带材或管材螺旋缠绕在模具上,经热熔焊接成型为管材的工艺。
3.8 热熔焊接 hot melt welding
将HDPE材料加热至熔融状态,使相邻带材或管材连接为一个整体,确保连接部位的强度和密封性。
4 分类与标记
4.1 分类
4.1.1 按结构形式分类
分为A型(螺旋缠绕中空壁管)和B型(螺旋缠绕双壁管),具体结构要求符合本文件4.3.1的规定。
4.1.2 按环刚度分级
环刚度等级分为SN2、SN4、SN6.3、SN8、SN10、SN12.5,单位为kN/m²,各等级对应的环刚度要求符合表4.3.2的规定。
4.1.3 按公称外径分类
公称外径范围为100mm~3000mm,常用公称外径为100mm、150mm、200mm、300mm、400mm、500mm、600mm、800mm、1000mm、1200mm、1500mm、2000mm、2500mm、3000mm。
4.2 标记
4.2.1 标记格式
HDPE 缠绕管 结构形式 环刚度等级 公称外径(mm) GB/T 11835-2016
4.2.2 标记示例
示例1:公称外径为500mm、环刚度等级为SN8、结构形式为A型的HDPE缠绕管,标记为:HDPE 缠绕管 A SN8 500 GB/T 11835-2016
示例2:公称外径为1000mm、环刚度等级为SN10、结构形式为B型的HDPE缠绕管,标记为:HDPE 缠绕管 B SN10 1000 GB/T 11835-2016
5 要求
5.1 原材料要求
5.1.1 高密度聚乙烯(HDPE)树脂
5.1.1.1 HDPE树脂应采用挤出级高密度聚乙烯树脂,其性能应符合表5.1.1.1的规定。
项目 | 指标 | 试验方法 |
密度(23℃)/(g/cm³) | 0.940~0.965 | GB/T 1033.1-2008 |
熔体质量流动速率(190℃,2.16kg)/(g/10min) | 0.3~2.0 | GB/T 3682.1-2018 |
拉伸强度/MPa ≥ | 20.0 | GB/T 1040.2-2006 |
断裂伸长率/% ≥ | 350 | GB/T 1040.2-2006 |
耐环境应力开裂(ESCR)(80℃,1000h)/h ≥ | 1000 | GB/T 1842-2008 |
电气强度/(kV/mm) ≥ | 25.0 | GB/T 1408.1-2017 |
5.1.1.2 HDPE树脂中可添加抗氧剂、紫外线稳定剂、抗静电剂等改性剂,添加量应符合相关标准要求,且不影响管材的性能和使用。
5.1.1.3 HDPE树脂应具有质量合格证明,每批原料应进行抽样检验,检验合格后方可使用。
5.1.2 辅料
5.1.2.1 用于热熔焊接的焊条、胶粘剂等辅料,应与HDPE树脂相容性好,其性能应符合相关标准要求,且不影响管材的连接强度和密封性。
5.1.2.2 辅料应密封保存,避免受潮、变质,使用前应检查其质量,不合格辅料不得使用。
5.2 外观要求
5.2.1 管材表面应光滑、平整,无气泡、无裂纹、无划痕、无凹陷、无杂质,颜色均匀一致。
5.2.2 管材的缠绕搭接处应紧密、牢固,无翘边、无空隙、无虚焊,焊接痕迹均匀,无明显凸起或凹陷。
5.2.3 管材的端面应平整、光滑,与管材轴线垂直,无毛刺、无破损,端面垂直度偏差应符合表5.3.3的规定。
5.3 尺寸要求
5.3.1 公称外径及偏差
管材的公称外径及偏差应符合表5.3.1的规定。
公称外径D(mm) | 外径偏差(mm) |
100≤D≤300 | ±0.5% |
300<D≤600 | ±0.4% |
600<D≤1000 | ±0.3% |
D>1000 | ±0.2% |
5.3.2 公称壁厚及偏差
管材的公称壁厚及偏差应符合表5.3.2的规定,实际壁厚应不小于公称壁厚的90%,且不大于公称壁厚的1.2倍。
公称外径D(mm) | 公称壁厚e(mm) | 壁厚偏差(mm) |
100≤D≤200 | ≥3.0 | ±0.3 |
200<D≤400 | ≥4.0 | ±0.4 |
400<D≤600 | ≥5.0 | ±0.5 |
600<D≤1000 | ≥6.0 | ±0.6 |
1000<D≤2000 | ≥8.0 | ±0.8 |
D>2000 | ≥10.0 | ±1.0 |
5.3.3 端面垂直度
管材端面垂直度偏差应不大于公称外径的0.5%,且最大偏差不超过5mm。
5.3.4 长度及偏差
管材的标准长度为6m、12m,也可根据用户要求定制,长度偏差应符合表5.3.4的规定。
标准长度L(m) | 长度偏差(mm) |
L=6 | ±30 |
L=12 | ±50 |
定制长度 | ±0.5% |
5.4 物理力学性能要求
管材的物理力学性能应符合表5.4的规定。
项目 | 指标 | 试验方法 |
环刚度(kN/m²) | 符合相应等级要求(SN2≥2.0;SN4≥4.0;SN6.3≥6.3;SN8≥8.0;SN10≥10.0;SN12.5≥12.5) | GB/T 9647-2015 |
环柔性 | 当管材直径变形率达到30%时,无破裂、无渗漏 | GB/T 9647-2015 |
抗冲击强度(-20℃,落锤冲击) | 10个试样中,破损试样不超过1个 | GB/T 14152-2001 |
拉伸强度/MPa ≥ | 15.0 | GB/T 1040.2-2006 |
断裂伸长率/% ≥ | 300 | GB/T 1040.2-2006 |
耐环境应力开裂(80℃,1000h)/h ≥ | 1000 | GB/T 1842-2008 |
5.5 耐化学性要求
5.5.1 管材在23℃条件下,浸泡在pH值为2~12的酸碱溶液中,浸泡72h后,无开裂、无变形、无渗漏,拉伸强度和断裂伸长率的变化率不超过10%。
5.5.2 管材在23℃条件下,浸泡在浓度为10%的氯化钠溶液中,浸泡72h后,无开裂、无变形、无渗漏,表面无明显腐蚀现象。
5.6 密封性要求
管材连接后,在0.1MPa压力下,保压30min,无渗漏、无压降。
5.7 施工要求
5.7.1 管道敷设
5.7.1.1 管道敷设前,应检查管材质量,不合格管材不得使用;敷设前应清理沟槽,确保沟槽平整、无尖锐杂物,沟槽底部应铺设厚度不小于100mm的砂垫层。
5.7.1.2 管道敷设时,应避免碰撞、摩擦,管材轴线应与沟槽轴线平行,敷设坡度应符合设计要求,一般不小于0.002。
5.7.1.3 管材之间的连接应采用热熔焊接,焊接温度应控制在200~230℃,焊接时间应根据管材规格调整,确保焊接牢固、密封。
5.7.2 回填
5.7.2.1 管道敷设完成并检验合格后,应及时进行回填,回填土应采用无尖锐杂物、无冻土的细土或砂,回填时应分层夯实,每层回填厚度不超过300mm,夯实度应不小于95%。
5.7.2.2 回填土应避免直接冲击管材表面,回填至管顶以上500mm后,方可采用大型机械进行夯实。
5.7.3 补口、补伤要求
5.7.3.1 管材表面出现划痕、破损时,应及时进行补伤,补伤材料应与管材材质一致,补伤后表面应光滑、平整,无气泡、无裂纹,补伤面积应大于破损面积的1.5倍。
5.7.3.2 补口、补伤完成后,应进行外观检查和密封性检验,检验合格后方可进行回填。
6 试验方法
6.1 原材料试验
6.1.1 HDPE树脂性能试验
6.1.1.1 密度试验:按照GB/T 1033.1-2008的规定进行,取3个试样,取平均值作为试验结果。
6.1.1.2 熔体质量流动速率试验:按照GB/T 3682.1-2018的规定进行,试验温度为190℃,载荷为2.16kg,取3个试样,取平均值作为试验结果。
6.1.1.3 拉伸强度和断裂伸长率试验:按照GB/T 1040.2-2006的规定进行,试样为哑铃型,拉伸速度为50mm/min,取5个试样,取平均值作为试验结果。
6.1.1.4 耐环境应力开裂试验:按照GB/T 1842-2008的规定进行,试验温度为80℃,试验时间为1000h,取3个试样,全部合格即为试验合格。
6.1.1.5 电气强度试验:按照GB/T 1408.1-2017的规定进行,试验温度为23℃,采用油浸法,取3个试样,取最小值作为试验结果。
6.1.2 辅料性能试验
6.1.2.1 焊条、胶粘剂等辅料的性能试验,按照相关产品标准的规定进行,确保其与HDPE树脂的相容性和连接性能。
6.2 外观检查
采用目测法和手感法进行检查,观察管材表面是否光滑、平整,有无气泡、裂纹、划痕、凹陷、杂质等缺陷,缠绕搭接处是否紧密、牢固,端面是否平整、光滑,颜色是否均匀一致。
6.3 尺寸测量
6.3.1 公称外径测量
采用卡尺或卷尺进行测量,在管材的圆周方向均匀选取8个测量点,取平均值作为管材的实际外径,计算外径偏差,判断是否符合5.3.1的规定。
6.3.2 公称壁厚测量
采用涂层测厚仪或卡尺进行测量,在管材的圆周方向均匀选取8个测量点,取平均值作为管材的实际壁厚,计算壁厚偏差,判断是否符合5.3.2的规定。
6.3.3 端面垂直度测量
将管材放置在水平面上,采用直角尺和卷尺测量端面与管材轴线的垂直度,测量3个不同位置,取最大值作为端面垂直度偏差,判断是否符合5.3.3的规定。
6.3.4 长度测量
采用卷尺进行测量,在管材的轴向均匀选取3个测量点,取平均值作为管材的实际长度,计算长度偏差,判断是否符合5.3.4的规定。
6.4 物理力学性能试验
6.4.1 环刚度试验
按照GB/T 9647-2015的规定进行,试样长度为300mm,试验温度为23℃,在压力试验机上施加环向压力,记录压力与变形量的关系,计算环刚度,取3个试样的平均值作为试验结果,判断是否符合相应等级要求。
6.4.2 环柔性试验
按照GB/T 9647-2015的规定进行,试样长度为300mm,试验温度为23℃,在压力试验机上施加环向压力,使管材直径变形率达到30%,观察管材是否出现破裂、渗漏,判断是否符合5.4的规定。
6.4.3 抗冲击强度试验
按照GB/T 14152-2001的规定进行,试验温度为-20℃,采用落锤冲击法,落锤质量和冲击高度根据管材规格确定,取10个试样进行试验,统计破损试样数量,判断是否符合5.4的规定。
6.4.4 拉伸强度和断裂伸长率试验
按照GB/T 1040.2-2006的规定进行,试样为哑铃型,拉伸速度为50mm/min,取5个试样,取平均值作为试验结果,判断是否符合5.4的规定。
6.4.5 耐环境应力开裂试验
按照GB/T 1842-2008的规定进行,试验温度为80℃,试验时间为1000h,取3个试样,观察试样是否出现开裂,全部无开裂即为合格。
6.5 耐化学性试验
6.5.1 酸碱溶液浸泡试验:将试样浸泡在pH值为2和12的酸碱溶液中,试验温度为23℃,浸泡72h后,取出试样,擦干表面,观察试样是否出现开裂、变形、渗漏,测量拉伸强度和断裂伸长率,计算变化率,判断是否符合5.5.1的规定。
6.5.2 氯化钠溶液浸泡试验:将试样浸泡在浓度为10%的氯化钠溶液中,试验温度为23℃,浸泡72h后,取出试样,擦干表面,观察试样是否出现开裂、变形、渗漏,表面是否有明显腐蚀现象,判断是否符合5.5.2的规定。
6.6 密封性试验
将两根管材采用热熔焊接连接,在连接部位进行密封处理,然后将连接后的管材充满水,施加0.1MPa压力,保压30min,观察是否有渗漏、压降现象,判断是否符合5.6的规定。
6.7 施工质量试验
6.7.1 管道敷设质量试验:检查沟槽平整度、砂垫层厚度、管材敷设坡度,采用卷尺测量砂垫层厚度和敷设坡度,采用目测法检查沟槽平整度。
6.7.2 焊接质量试验:检查焊接部位的外观质量,采用目测法观察焊接痕迹是否均匀,有无虚焊、漏焊,采用压力试验检查焊接部位的密封性。
6.7.3 回填质量试验:检查回填土的质量、分层夯实厚度和夯实度,采用环刀法测量夯实度,采用卷尺测量分层夯实厚度,目测检查回填土有无尖锐杂物、冻土。
6.7.4 补口、补伤质量试验:检查补口、补伤部位的外观质量,采用目测法观察补伤部位是否光滑、平整,有无气泡、裂纹,采用密封性试验检查补口、补伤部位的密封性能。
7 检验规则
7.1 检验分类
管材的检验分为出厂检验和型式检验。
7.2 出厂检验
7.2.1 检验项目
出厂检验项目包括:原材料质量检验(HDPE树脂、辅料)、外观检验、尺寸检验(公称外径、公称壁厚、端面垂直度、长度)、环刚度检验、密封性检验。
7.2.2 抽样规则
7.2.2.1 原材料检验:每批HDPE树脂和辅料,抽样数量应不少于3份,每份试样应具有代表性。
7.2.2.2 外观检验和尺寸检验:每根管材都应进行外观检验和尺寸检验。
7.2.2.3 环刚度检验和密封性检验:每批管材(不超过100根)抽样数量应不少于3根,进行环刚度检验和密封性检验。
7.2.3 判定规则
7.2.3.1 原材料检验:若所有检验项目均符合5.1的规定,则判定原材料合格;若有一项检验项目不合格,应加倍抽样检验,若仍有一项不合格,则判定该批原材料不合格,不得使用。
7.2.3.2 外观检验和尺寸检验:若管材的外观和尺寸均符合5.2、5.3的规定,则判定合格;若不符合,则判定该根管材不合格,应进行返工或报废处理。
7.2.3.3 环刚度检验和密封性检验:若抽样管材的环刚度和密封性均符合5.4、5.6的规定,则判定该批管材合格;若有一项检验项目不合格,应加倍抽样检验,若仍有一项不合格,则判定该批管材不合格,应进行返工处理,直至合格。
7.3 型式检验
7.3.1 检验条件
出现下列情况之一时,应进行型式检验:
—— 新产品投产或老产品转产时;
—— HDPE树脂或辅料的种类、规格发生变化时;
—— 生产工艺发生重大变化时;
—— 停产6个月以上恢复生产时;
—— 每年至少进行一次型式检验;
—— 国 家质量监督部门提出型式检验要求时。
7.3.2 检验项目
型式检验项目包括本文件第5章规定的所有要求,即原材料质量、外观、尺寸、物理力学性能、耐化学性、密封性、施工质量。
7.3.3 抽样规则
型式检验的抽样数量应不少于5根管材,每根管材都应进行所有项目的检验,原材料抽样数量应不少于3份。
7.3.4 判定规则
若所有检验项目均符合5.1~5.7的规定,则判定型式检验合格;若有一项检验项目不合格