(ANSI/AWWA C215-16 修订版)
美国自来水厂协会标准
输水钢管用挤塑聚烯烃涂层
生效日期:2022年10月1日
首版于1988年6月19日经协会董事会批准发布
本版本于2022年6月10日获批
2022年5月17日经美国国 家标准协会(ANSI)批准
美国自来水厂协会
自1881年起制定ANSI标准
AWWA标准说明
本文件为美国自来水厂协会(AWWA)标准,而非技术规范。AWWA标准仅规定最 低要求,不包含技术规范中通常涵盖的全部工程与管理信息。AWWA标准通常包含多项可选条款,需由标准使用者进行评估确认。除非使用者对每一项可选条款作出明确约定,否则相关产品或服务的技术要求未被完整定义。AWWA发布本标准,不构成对任何产品或产品类型的认可,AWWA亦不会对任何产品进行测试、认证或批准。本标准的使用完全自愿。本标准不取代、优先于或抵触任何政府主管部门发布的适用法律、法规或规范。AWWA标准旨在代表供水行业的共识,即本标准所述产品可提供令人满意的使用性能。当AWWA对本标准进行修订或废止时,相关正式公告将发布于《AWWA期刊》的官方公告板块,相关措施自《AWWA期刊》发布正式公告当月的次月1日起生效。
美国国 家标准说明
一项美国国 家标准的发布,意味着与标准范围和条款密切相关的各方已达成共识。美国国 家标准旨在为制造商、消费者和公众提供指引。无论相关主体是否批准本标准,本标准的发布均不限制其生产、销售、采购或使用不符合本标准的产品、工艺或规程。美国国 家标准会定期复审,提醒使用者获取最 新版本。鼓励依据美国国 家标准生产产品的厂商,自行在广告、宣传材料、标签或标牌上声明产品符合特定美国国 家标准的要求。
警示公告
本标准封面标注的美国国 家标准协会(ANSI)批准日期,代表ANSI审批流程的完成。本美国国 家标准可随时进行修订或废止。ANSI规程要求,自ANSI批准之日起不超过5年,必须对本标准进行复审确认、修订或废止。标准采购方可致信美国国 家标准协会(地址:美国纽约州纽约市西43街25号4楼,邮编10036)、致电(212)642-4900,或发送邮件至info@ansi.org,获取所有标准的最 新信息。
版权声明
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美国印刷
未经出版方书面许可,不得以任何形式、任何方式(包括电子扫描、录音、各类信息存储与检索系统)复制或传播本出版物的任何内容,禁止对本材料进行复制和商业使用。相关许可申请与咨询请发送邮件至permissions@awwa.org。
印刷版ISBN-13:978-1-64717-103-2
电子版ISBN-13:978-1-61300-636-8
数字对象标识符(DOI):http://dx.doi.org/10.12999/AWWA.C215.22
委员会人员信息
修订本标准的AWWA C215输水钢管制造商技术咨询委员会(SWPMTAC)工作组,修订期间人员组成如下:
• 史蒂夫·弗里德,主席
• 山姆·托马斯,副主席
• D.G.巴德,美国宾夕法尼亚州莫里斯维尔利伯蒂涂层公司
• J.布拉托,美国得克萨斯州普弗拉格维尔生命持久与生命密封工业公司
• D.W.安布罗西奥,美国得克萨斯州休斯顿保利防护产品公司
• A.弗莱彻,澳大利亚墨尔本钢管干线私人有限公司顾问代表
• S.弗里德,美国宾夕法尼亚州莫里斯维尔利伯蒂涂层公司
• J.哈维,美国加利福尼亚州阿德兰托移动管道内衬与涂层有限公司
• B.D.凯尔,美国犹他州德雷珀西北钢管公司
• D.利比,美国马萨诸塞州韦斯特伍德蔡斯公司
• C.帕顿,美国得克萨斯州休斯顿生命密封工业公司
• S.里斯,加拿大安大略省电装公司
• S.萨利赫普尔,加拿大多伦多生命密封工业公司
• S.J.托马斯,美国新罕布什尔州佩勒姆利伯蒂涂层公司
• E.威尔斯,美国得克萨斯州圣安东尼奥安科公司
负责本标准评审与批准的AWWA钢管标准委员会,批准期间人员组成如下:
• 小约翰·H.班贝,主席
• 鲍勃·J.卡德,副主席
• 约翰·L.卢卡,秘书
综合利益相关方委员
• S.A.阿尔瑙特(候补),美国得克萨斯州达拉斯斯坦泰克公司
• 小约翰·H.班贝,美国科罗拉多州阿瓦达班贝工程服务公司
• R.J.卡德,美国佐治亚州斯威尼洛克伍德-安德鲁斯-纽纳姆有限公司
• R.L.科菲,美国俄勒冈州本德顾问
• R.L.吉布森,美国得克萨斯州沃斯堡弗里兹-尼科尔斯有限公司
• M.D.戈塞特,美国科罗拉多州丹佛HDR公司
• M.B.霍斯利(候补),美国堪萨斯州欧弗兰帕克霍斯利工程有限责任公司
• R.伊萨,美国得克萨斯州麦金尼AECOM公司
• C.H.柯比(候补),美国得克萨斯州休斯顿洛克伍德-安德鲁斯-纽纳姆有限公司
• R.A.库法斯,加拿大不列颠哥伦比亚省阿伯茨福德挪威腐蚀与检测服务有限公司
• J.L.马特森,美国犹他州桑迪腐蚀控制技术公司
• D.L.麦克弗森(候补),美国北卡罗来纳州夏洛特HDR公司
• A.默多克,美国犹他州盐湖城雅各布斯工程公司
• R.奥尔特加,美国得克萨斯州休斯顿奥罗拉技术服务公司
• E.S.拉尔夫(联络员,无表决权),美国科罗拉多州丹佛AWWA标准工程师联络官
• A.E.罗默(候补),美国加利福尼亚州奥兰治AECOM公司
• J.R.斯诺,美国科罗拉多州丹佛斯坦泰克公司
• A.M.斯坦顿,美国加利福尼亚州帕萨迪纳布莱克&维奇公司
• W.R.惠登,美国佛罗里达州奥兰多伍尔珀特公司
生产商委员
• H.H.巴尔达基扬,美国加利福尼亚州格伦代尔顾问
• D.德尚,美国科罗拉多州奥罗拉德尚基础设施服务公司
• D.W.邓克特,美国加利福尼亚州里亚尔托汤普森管道集团
• B.D.凯尔,美国犹他州德雷珀西北钢管公司
• J.L.卢卡,美国南卡罗来纳州哥伦比亚美国螺旋焊管公司
• R.D.米尔克(候补),美国北卡罗来纳州罗利西北钢管公司
• G.F.鲁赫蒂(候补),美国佛罗里达州蓬塔戈尔达顾问
• B.P.辛普森(候补),美国阿拉巴马州伯明翰美国铸铁钢管公司
• C.C.桑德伯格,美国华盛顿州伊萨夸唯特利公司
• R.吴(候补),美国得克萨斯州大草原城汤普森管道集团
用户委员
• L.亚当斯,美国科罗拉多州丹佛美国垦务局
• G.A.安徒生,美国纽约州小颈市纽约市供水局
• B.程,加拿大不列颠哥伦比亚省本拿比大温哥华地区水务局
• B.方丹,美国加利福尼亚州圣迭戈圣迭戈县水务局
• J.福克斯,美国佛罗里达州克利尔沃特坦帕湾水务局
• S.哈坦,美国得克萨斯州沃斯堡塔兰特地区水务局
• M.洛比克,美国马萨诸塞州斯普林菲尔德斯普林菲尔德给排水委员会
• T.彭,美国加利福尼亚州洛杉矶大都会水区
• G.雷蒙(联络员,无表决权),美国阿肯色州小石城小石城水回收管理局标准委员会联络员
• V.斯库特尔尼库,美国加利福尼亚州洛杉矶洛杉矶水电局
• M.特尼(候补),美国科罗拉多州丹佛丹佛水务公司
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目录
所有AWWA标准均遵循下述通用格式,特定标准可能存在少量格式差异。
章节 | 内容 | 页码 |
前言 | ⅵ | |
Ⅰ | 引言 | ⅵ |
Ⅰ.A | 背景 | ⅵ |
Ⅰ.B | 发展历程 | ⅵ |
Ⅱ | 特殊问题 | ⅵ |
Ⅲ | 本标准的使用 | ⅵ |
Ⅲ.A | 采购方可选条款与替代方案 | ⅵ |
Ⅳ | 主要修订内容 | ⅶ |
Ⅴ | 意见反馈 | ⅸ |
标准正文 | ||
1 | 总则 | 1 |
1.1 | 范围 | 1 |
1.2 | 目的 | 2 |
1.3 | 适用范围 | 2 |
2 | 规范性引用文件 | 2 |
3 | 术语和定义 | 3 |
4 | 技术要求 | 4 |
4.1 | 设备 | 4 |
4.2 | 材料与工艺 | 4 |
4.3 | 涂层体系 | 4 |
4.4 | 表面处理 | 5 |
4.5 | 涂层施工 | 6 |
4.6 | 管件与异型件的涂层涂覆 | 10 |
4.7 | 涂层修复 | 10 |
4.8 | 现场接头-焊接与非焊接接头 | 10 |
4.9 | 现场施工规程 | 11 |
5 | 验证 | 11 |
5.1 | 涂层材料预认证 | 11 |
5.2 | 涂层体系的要求 | 11 |
5.3 | 质量保证与记录 | 15 |
5.4 | 采购方的检验与测试 | 15 |
5.5 | 已涂覆涂层体系的质量控制要求(A型、B型、C型) | 15 |
5.6 | 拒收 | 17 |
6 | 交付 | 17 |
6.1 | 标识 | 17 |
6.2 | 包装与运输 | 18 |
6.3 | 合规声明书 | 18 |
表格
表1 A型胶粘剂的性能要求 12
表2 B型和C型胶粘剂的性能要求 12
表3 A型、B型和C型聚烯烃护套用聚烯烃树脂的性能要求 12
表4 A型、B型和C型涂层体系的预认证要求 12
表5 A型、B型和C型涂层体系的质量控制要求 14
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前言
本前言仅供参考,不构成ANSI/AWWA C215标准的正式条款。
Ⅰ 引言
Ⅰ.A 背景
1956年,挤塑聚烯烃管道涂层体系首 次采用十字机头模挤塑系统应用于钢管;1965年,侧向挤塑技术在欧洲问世,并于1972年引入美国。
Ⅰ.B 发展历程
本标准首版于1988年6月19日经AWWA董事会批准发布,1989年1月1日生效;第二版于1994年1月30日获批,1994年11月1日生效;第三版融合了当时最 新的技术与要求,于1999年6月20日获批;后续修订版本分别于2004年1月18日、2010年1月17日、2016年1月16日经AWWA董事会批准发布,本版本于2022年6月10日获批。
Ⅱ 特殊问题
ANSI/AWWA C215标准适用于正常工况下地下或水下安装的输水钢管外涂层,基于行业现有应用经验编制,但不适用于所有工况下的无限制使用。采购方应评估本标准在具体工程中使用的适用性。
目前,输水钢管用挤塑聚烯烃涂层的成熟应用经验,仅限于聚乙烯(PE)材料。
本标准所述的挤塑聚烯烃涂层,可在工厂内涂覆于直段输水钢管。标准中规定了三种涂层施工体系:十字机头模系统(A型)、带底涂与不带底涂的侧向挤塑系统(B型和C型)。
未来的大气排放法规可能会对本标准所述液态胶粘剂(底涂剂)的使用作出限制,若出现此类情况,应咨询制造商获取等效替代方案。
Ⅲ 本标准的使用
AWWA标准使用者有责任确认标准所述产品适用于其拟定的特定应用场景。
Ⅲ.A 采购方可选条款与替代方案
采购方应明确以下事项:
1. 采用的标准,即最 新修订版ANSI/AWWA C215《输水钢管用挤塑聚烯烃涂层》;
2. 对本标准的任何例外条款;
3. 管道的管径、长度、焊缝形式及管线敷设位置;
4. 输送水体的温度(第1.1.2节);
5. 涂层厚度要求(第4.3.1.4节);
6. 管端涂层施工要求(涂层预留段)(第4.5.3.4节、第4.5.4.4节、第4.5.5.5节);
7. 涂层修复要求(第4.7节);
8. 管件与异型件的涂层涂覆要求(第4.6节);
9. 现场接头的涂层涂覆要求(第4.8节);
10. 涂层材料预认证要求(第5.1节);
11. 检验与测试要求(第5.4节);
12. 拒收要求(第5.6节);
13. 合规声明书要求(第6.3节)。
Ⅳ 主要修订内容
本版本对标准作出的主要修订包括:
1. 范围部分新增第1.1.4节,针对碳钢以外的基材作出相关规定;
2. 第3章术语和定义中,新增磨料喷砂清理、施工方、饮用水、焊缝术语,明确术语使用规范;
3. 修订第4.2节「材料与工艺」,新增安全与人员相关章节;
4. 表3中将拉伸性能指标从断裂强度调整为屈服拉伸强度,与ASTM D638的定义保持一致,最 低限值从2700磅/平方英寸提升至2800磅/平方英寸;
5. 简化表5中管径/涂层厚度的分级数量,最 低涂层厚度从30密耳提升至48密耳;
6. 第4章更新了标准化的措辞与标题;
7. 所有表格调整至其引用对应的章节内;
8. 更新第4.4节「表面处理」,与其他钢管涂层和内衬标准的措辞、格式保持一致;
9. 新增第4.6节「管件与异型件的涂层涂覆」;
10. 修订第4.7.1节「工厂涂层修复」;
11. 新增第4.8节「现场接头——焊接与非焊接接头」;
12. 删除原第4.8节「针孔检测」;
13. 为与其他钢管涂层和内衬标准保持一致,修订以下章节:第5.2.3.2节抗冲击性、第5.2.3.3节抗渗透性、第5.2.3.4节吸水率、第5.2.3.5节水蒸气透过率、第5.2.3.7节阴极剥离;
14. 修订第5.5.4.3节拒收条款,补充更详细的判定规则;
15. 修订第6.1节「标识」,新增保质期和有效期相关要求。
Ⅴ 意见反馈
如您对本标准有任何意见或疑问,可致电AWWA工程与技术服务部303.794.7711;传真:303.795.7603;致信至美国科罗拉多州丹佛市西昆西大街6666号,邮编80235-3098;或发送邮件至standards@awwa.org。
(本页空白)
ANSI/AWWA C215-22 标准正文
(ANSI/AWWA C215-16 修订版)
美国自来水厂协会
致力于全球最珍贵的水资源
AWWA标准 输水钢管用挤塑聚烯烃涂层
第1章 总则
1.1 范围
本标准规定了用于输水钢管外表面、在工厂内涂覆的挤塑聚烯烃涂层的材料、体系及施工要求。
1.1.1 挤塑类型
本标准规定了以下三种涂层体系的施工方式:
• A型(十字机头模挤塑):由胶粘剂和挤塑聚烯烃护套组成。该体系适用于管径1/2英寸(13毫米)至36英寸(900毫米)的管道。
• B型(侧向挤塑):由挤塑胶粘剂和挤塑聚烯烃护套组成。该体系适用于管径2英寸(50毫米)及以上的管道。
• C型(侧向挤塑):由液态胶粘剂(底涂剂)层、挤塑丁基橡胶胶粘剂和挤塑聚烯烃护套组成。该体系适用于管径2英寸(50毫米)及以上的管道。
1.1.2 最高温度
AWWA钢管涂层标准基于饮用水的使用温度编制。挤塑聚烯烃涂层已在更高温度工况下实现成功应用,具体使用条件与限制应咨询涂层制造商。
1.1.3 本标准未列明的工况
本节未规定复杂安装工况下可能需要的附加材料和施工规程,例如水下管线、套管、河流穿越、岩石含量极高区域或已知土壤条件严苛区域的施工场景。在此类工况下,应考虑增加涂层材料层数或采用水泥砂浆外涂层,并配合特殊制备的回填材料或其他方法、材料,以保护管道及涂层。当存在此类工况时,应咨询制造商获取具体建议。
1.1.4 其他基材
当本标准被引用至碳钢以外的基材时,应咨询涂层制造商;本标准所列的表面处理方法、施工方法与性能数据,可能不适用于此类基材。
1.2 目的
本标准旨在为采购方、制造商和施工方提供输水钢管用挤塑聚烯烃涂层的最 低要求,包括材料、施工、检验、测试、标识、搬运和包装要求。
1.3 适用范围
本标准或本标准的部分章节,可在带有挤塑聚烯烃涂层的输水钢管采购与验收相关文件中引用,也可作为挤塑聚烯烃涂层涂覆、检验与测试的指导依据。仅当本文件被明确引用时,本标准条款方生效,且仅适用于输水钢管用挤塑聚烯烃涂层。
第2章 规范性引用文件
本标准引用了以下文件,其最 新版本在本标准规定范围内构成本标准的组成部分。当出现条款冲突时,以本标准要求为准。
• ANSI*/AWWA C203——《输水钢管用煤焦油防护涂层和内衬》
• ANSI/AWWA C209——《输水钢管及管件用胶带涂层》
• ANSI/AWWA C210——《输水钢管及管件用液体环氧涂料和内衬》
• ANSI/AWWA C216——《输水钢管及管件用热收缩交联聚烯烃涂料》
• ANSI/AWWA C222——《输水钢管及管件用聚氨酯涂料和内衬》
• ANSI/AWWA C604——《公称直径4英寸(100毫米)及以上埋地输水钢管安装规范》
• ASTM D5/D5M——《沥青材料针入度的标准试验方法》
• ASTM D71——《固体沥青和柏油相对密度的标准试验方法(置换法)》
• ASTM D149——《商用电源频率下固体电绝缘材料击穿电压和介电强度的标准试验方法》
• ASTM D570——《塑料吸水率的标准试验方法》
• ASTM D638——《塑料拉伸性能的标准试验方法》
• ASTM D1000——《电气和电子应用用压敏胶粘带的标准试验方法》
• ASTM D1238——《热塑性塑料熔体流动速率的标准试验方法(挤塑式塑性计法)》
• ASTM D1505——《塑料密度的标准试验方法(密度梯度法)》
• ASTM D1693——《乙烯类塑料环境应力开裂的标准试验方法》
• ASTM D4417——《喷砂清理钢材表面轮廓现场测量的标准试验方法》
• ASTM E28——《松节油衍生树脂和烃类树脂软化点的标准试验方法(环球法)》
• ASTM E96/E96M——《材料水蒸气透过性的标准试验方法》
• ASTM G8——《管道涂层抗阴极剥离性的标准试验方法》
• ASTM G14——《管道涂层抗冲击性的标准试验方法(落锤试验)》
• ASTM G17——《管道涂层(钝杆)抗渗透性的标准试验方法》
• NACE SP0274——《管道涂层的高压电气检测》
• SSPC-PA 2——《干涂层厚度要求符合性评定规程》
• SSPC-SP 1——《溶剂清洗》
• SSPC-SP 6/NACE No.3——《工业级喷砂清理》
注:* 美国国 家标准协会,地址:美国纽约州纽约市西43街25号4楼,邮编10036;ASTM国际组织,地址:美国宾夕法尼亚州西康舍霍肯市巴尔港大道100号,邮编19428;NACE国际组织,地址:美国得克萨斯州休斯顿市南溪大道1440号,邮编77084;SSPC(防护涂层协会),地址:美国宾夕法尼亚州匹兹堡市24街40号,邮编15222。
第3章 术语和定义
本标准适用以下术语定义:
1. 磨料喷砂清理:采用砂、钢丸和/或钢砂对管道进行清理。
2. 施工方:提供涂层涂覆施工作业的责任主体。
3. 施工单位:提供管道铺设与安装所需作业和材料的责任主体。
4. 制造商:负责材料或产品的制造、加工或生产的责任主体。
5. 饮用水:可安全、合格地用于饮用和烹饪的水。
6. 采购方:采购待实施的任何材料或作业的个人、公司或机构。
7. 焊缝:焊接接头。
第4章 技术要求
4.1 设备
用于表面处理、挤塑聚烯烃涂覆及涂层验证的设备,其设计、制造与工况应能满足本标准规定的施工规程要求,并达到本标准规定的性能指标。
4.2 材料与工艺
4.2.1 材料
供应的材料应符合本标准规定,不符合本标准要求的材料或工艺,在最终验收前的任何阶段均可被拒收。
4.2.2 安全
应采取必要的防护措施,保护人员与财产免受坠落、危险物品、火灾、爆炸及其他危险引发的事故伤害。应遵循适用的联邦、州、省和地方法规规定的方法与规范。
4.2.3 人员
涂层体系的全部涂覆作业,应由经过挤塑聚烯烃体系应用培训的合格人员完成。
4.3 涂层体系
4.3.1 体系描述
三种聚烯烃涂层体系的定义如下:
A型:十字机头模挤塑
1. 通过刮胶环涂覆的胶泥胶粘剂层
2. 通过十字机头挤塑涂覆的聚烯烃护套层
B型:侧向挤塑
1. 通过侧向挤塑涂覆的丁基橡胶胶粘剂层
2. 通过侧向挤塑涂覆的聚烯烃护套层
C型:侧向挤塑
1. 通过喷涂或其他合适方式涂覆的液态胶粘剂(底涂剂)
2. 通过侧向挤塑涂覆的丁基橡胶胶粘剂层
3. 通过侧向挤塑涂覆的聚烯烃护套层
三种涂层体系的性能应符合表1、表2、表3、表4和表5中规定的对应指标要求。
4.3.1.1 胶粘剂(A型、B型、C型)
胶粘剂的作用是在管道表面与聚烯烃护套层之间形成粘结。A型胶粘剂应由橡胶、沥青和高分子量树脂混合而成;B型和C型胶粘剂应由丁基橡胶、增粘剂和高分子量树脂混合而成。
4.3.1.2 液态胶粘剂(底涂剂)(C型)
液态胶粘剂(底涂剂)应由橡胶和合成化合物的分散体组成,其作用是增强高粘度丁基橡胶胶粘剂与管道表面的粘结力。
4.3.1.3 聚烯烃护套(A型、B型、C型)
聚烯烃护套的作用是为A型、B型和C型完整涂层体系提供水汽屏障和机械防护。聚烯烃护套应由挤塑着色聚烯烃树脂组成,形成连续的护套层。聚烯烃护套的配方应适用于户外储存环境(见第6.2.2节)。
4.3.1.4 涂层厚度
由胶粘剂和外层聚烯烃护套组成的涂层总厚度,可根据管道直径、运行工况与安装工况调整。在某些情况下,可采用更厚的胶粘剂层(B型和C型)或多次涂覆胶粘剂与挤塑聚烯烃护套(A型、B型、C型)。涂层总厚度及增厚层或附加层的组合方式由采购方确定,但任何情况下,厚度均不得低于表5规定的最 低要求。
4.3.2 涂层材料
4.3.2.1 胶粘剂(A型、B型、C型)
胶粘剂的性能应符合第5.2.1节规定的要求。
4.3.2.2 液态胶粘剂(底涂剂)(C型)
液态胶粘剂(底涂剂)应由橡胶和合成化合物的分散体组成。
4.3.2.3 聚烯烃护套用聚烯烃树脂
用于聚烯烃护套、经着色和配方设计以适应户外储存的聚烯烃树脂,应以颗粒形式提供,经加热后挤塑覆盖在胶粘剂上,形成连续的护套层。A型、B型和C型所用聚烯烃树脂的性能应符合第5.2.2节规定的要求。
4.4 表面处理
4.4.1 表面缺陷
毛刺、凿痕、焊接飞溅等表面缺陷,应通过锉削或打磨去除,或以其他方式修正,避免涂覆后的涂层出现针孔。
4.4.2 溶剂清洗
磨料喷砂清理前,应对待涂覆表面进行检查,必要时按照SSPC-SP 1进行清洁。仅可使用不会在表面残留的溶剂进行清洗。
4.4.3 清理方法
表面清理应采用干磨料喷砂清理方式。若制造商推荐、或涂层需满足第4.4节要求而需要更高等级的表面处理,则应达到相应的表面处理等级。
4.4.3.1 干磨料喷砂清理
进行干磨料喷砂清理时,表面应达到SSPC-SP 6/NACE No.3规定的最 低表面处理等级。喷砂轮廓应呈棱角状,深度应符合制造商的推荐值;若制造商未作规定,轮廓深度应控制在1.5密耳(38微米)至4.0密耳(102微米)范围内,按照ASTM D4417规定方法测量。应在首根、末根及每第十根管道上测量喷砂轮廓。
4.4.3.2 附加清理注意事项
清理作业应在基材温度至少高于露点5°F(3℃)时进行。可对设备进行接地处理,以减少静电吸附粉尘;也可采用预热方式去除表面水分。
4.4.4 空气吹扫
应采用无污染的压缩空气,以不损伤清洁表面、其他已清洁管道及待涂覆管道的方式,吹扫管道已处理基材表面的灰尘、砂砾或其他异物。可采用真空清洁或其他方法替代压缩空气吹扫。
4.4.5 防潮与防污染
清洁后的管道表面应防止结露、潮湿、降雨、霜冻、积雪及其他污染物。在涂层涂覆前,应根据SSPC-SP 1或第4.4.3节(适用时)清除闪锈或其他污染物。
4.5 涂层施工
4.5.1 总则
A型和B型涂层的涂覆应为连续三步作业,起始于(1)处理合格的管道表面;随后依次进行(2)将胶粘剂直接涂覆于喷砂清理后的表面,以及(3)将聚烯烃直接涂覆于胶粘剂表面。
C型涂层的涂覆应为连续四步作业,起始于(1)处理合格的管道表面;随后依次进行(2)将液态胶粘剂(底涂剂)直接涂覆于喷砂清理后的表面,(3)将丁基橡胶胶粘剂直接涂覆于干燥后的底涂剂表面,以及(4)将聚烯烃直接涂覆于丁基橡胶胶粘剂表面。
4.5.2 焊缝处理
管道两端沿管长方向18英寸(450毫米)范围内的焊缝,应打磨至与母材齐平;管道主体部分的焊缝余高最大不得超过1/32英寸(0.8毫米)。
4.5.3 A型涂层涂覆
4.5.3.1 胶粘剂涂覆(A型)
涂覆胶粘剂时,其温度应符合制造商的推荐要求。胶粘剂的最 低厚度见第5.2.3节规定。胶粘剂应经加热后,通过环形模头涂覆于处理合格的管道表面,涂覆应均匀,无空隙、滴落、流挂或其他缺陷。
4.5.3.2 聚烯烃涂覆(A型)
涂覆胶粘剂后,应立即按照制造商的推荐要求,将聚烯烃挤塑覆盖在胶粘剂上,形成光滑的护套层,无针孔、气泡、鼓包、褶皱、裂纹、空隙,且无其他塑料和着色颜料的污染。聚烯烃的最 低厚度见第5.2.3节规定。
4.5.3.3 冷却
涂覆后的管道应立即通过水或其他合适方式冷却,以便于搬运、检验和修复。
4.5.3.4 涂层预留段
涂层预留段应按照采购方的规定进行切割。选择现场接头涂层时,应考虑涂层收缩量。为确保涂层体系避开焊缝区域,从现场焊缝处起算的涂层预留段长度最小不得小于3英寸(75毫米)。
4.5.4 B型涂层涂覆
4.5.4.1 胶粘剂涂覆(B型)
胶粘剂应按照制造商推荐的温度,以单层或多层熔融片材的形式挤塑涂覆于处理合格的管道表面。胶粘剂的最 低规定厚度见第5.2.3节规定。采用螺旋方式涂覆的B型胶粘剂,边缘搭接宽度不得小于1/4英寸(6毫米),以确保无空隙产生。在涂覆丁基橡胶胶粘剂前,应将胶粘剂通过侧向挤塑涂覆于处理合格的管道表面。
4.5.4.2 聚烯烃涂覆(B型)
涂覆胶粘剂后,应立即按照制造商的推荐要求,将聚烯烃以单层或多层熔融片材的形式挤塑覆盖在胶粘剂上。聚烯烃护套应无针孔、气泡、鼓包、裂纹、空隙或污染。聚烯烃片材的最 低厚度见第5.2.3节规定。采用螺旋方式涂覆的聚烯烃,边缘搭接宽度不得小于1/4英寸(6毫米),以确保无空隙产生。
4.5.4.3 冷却
涂覆后的管道应立即通过水或其他合适方式冷却,以便于搬运、检验和修复。
4.5.4.4 涂层预留段
涂层预留段应按照采购方的规定进行切割。选择现场接头涂层时,应考虑涂层收缩量。为确保涂层体系避开焊缝区域,从现场焊缝处起算的涂层预留段长度最小不得小于3英寸(75毫米)。
4.5.5 C型涂层涂覆
4.5.5.1 液态胶粘剂(底涂剂)涂覆(C型)
在涂覆丁基橡胶胶粘剂前,应通过喷涂或其他合适方式,将液态胶粘剂(底涂剂)涂覆于处理合格的管道整个外表面。液态胶粘剂(底涂剂)应均匀,无露底区域。涂覆胶粘剂层前,应按照制造商的推荐要求,使液态胶粘剂(底涂剂)充分干燥。在涂覆丁基橡胶胶粘剂前,应将胶粘剂通过侧向挤塑涂覆于处理合格的管道表面。
4.5.5.2 胶粘剂涂覆(C型)
胶粘剂应按照制造商推荐的温度,以单层或多层熔融片材的形式挤塑涂覆于底涂剂处理后的管道表面。胶粘剂的最 低规定厚度见第5.2.3节规定。采用螺旋方式涂覆的胶粘剂,边缘搭接宽度不得小于1/4英寸(6毫米),以确保无空隙产生。
4.5.5.3 聚烯烃涂覆(C型)
涂覆胶粘剂后,应立即按照制造商的推荐要求,将聚烯烃以单层或多层熔融片材的形式挤塑覆盖在胶粘剂上。聚烯烃护套应无针孔、气泡、鼓包、裂纹、空隙或污染。聚烯烃护套的最 低厚度见表5规定。采用螺旋方式涂覆的聚烯烃,边缘搭接宽度不得小于1/4英寸(6毫米),以确保无空隙产生。
4.5.5.4 冷却
涂覆后的管道应立即通过水或其他合适方式冷却,以便于搬运、检验和修复。
4.5.5.5 涂层预留段
涂层预留段应按照采购方的规定进行切割。选择现场接头涂层时,应考虑涂层收缩量。为确保涂层体系避开焊缝区域,从现场焊缝处起算的涂层预留段长度最小不得小于3英寸(75毫米)。
4.6 管件与异型件的涂层涂覆
管件与预制异型件,应采用ANSI/AWWA C203、ANSI/AWWA C209、ANSI/AWWA C210、ANSI/AWWA C216或ANSI/AWWA C222中规定的产品与施工方法进行涂覆。
4.7 涂层修复
除非采购方另有规定,否则涂层修复应采用符合ANSI/AWWA C209要求的冷涂管道涂层胶带,或符合ANSI/AWWA C216要求的热收缩交联聚烯烃修复补片或套管,也可采用制造商推荐的其他修复材料。所有涂层修复部位均应按照第5.5节规定重新测试。
4.7.1 工厂涂层修复
因涂层缺陷和小瑕疵需要修复的管道,应采用制造商推荐的合适聚烯烃修复补片方法进行修复。每根管道上修复处超过5处的挤塑涂层管道,应采用双层涂覆修复;经采购方和施工方协商一致,其他涂层缺陷也可采用双层涂覆修复。采用双层涂覆修复的管道应做好标识。
若初始胶粘剂厚度未达到第5.2.3节规定的要求,则不得采用双层涂覆修复。采用双层涂覆修复时,第二层聚烯烃和胶粘剂的所有性能均应符合表1至表5的规定要求。
涂覆第二层涂层前,应将初始护套修剪平整,避免在第二层护套的外表面形成凸起;初始涂层和底涂层应在预留段外延伸6英寸(150毫米)处去除。
第二层涂层的胶粘剂和聚烯烃护套应涂覆于管道全长(扣除预留段长度)。
采用双层涂覆修复的管道,应按照第5.5.2节规定进行针孔检测。
4.8 现场接头——焊接与非焊接接头
4.8.1 焊接与机械现场接头的涂层涂覆
现场接头应采用ANSI/AWWA C203第4.6节规定的热涂煤焦油胶带、ANSI/AWWA C209和ANSI/AWWA C216中规定的产品与施工方法进行涂覆。施工方法也可参考ANSI/AWWA C604,但所选接头涂层体系仅限于上述标准中列出的体系。
4.8.2 机械接头与管端
采用橡胶垫片接头或机械接头时,应根据接头类型要求,去除对应长度的挤塑聚烯烃涂层,确保挤塑聚烯烃涂层体系不会干扰接头密封。采购方应明确涂层去除区域所用的替代涂层,以及与原有挤塑聚烯烃涂层的搭接要求。
4.9 现场施工规程
4.9.1 总则
涂覆本材料的管道,其装卸、运输、储存与安装,应遵循ANSI/AWWA C604中的方法与规范。
第5章 验证
5.1 涂层材料预认证
涂层材料的预认证应提供制造商的认证测试报告,或按采购方指定采用以下任一方式:(1) 由独立的认可实验室,对施工方提交的涂层材料样品进行测试;(2) 其他指定的认可方式。
5.2 涂层体系的要求
5.2.1 胶粘剂的性能
5.2.1.1 软化点
胶粘剂的软化点应按照ASTM E28规定测试。平均值低于表1规定最 低要求的,即判定胶粘剂不符合要求。
5.2.1.2 针入度
胶粘剂的针入度应按照ASTM D5规定测试。平均值超出表1规定限值的,即判定胶粘剂不符合要求。
5.2.1.3 密度
胶粘剂的密度应按照ASTM D71规定测试。平均值超出表1规定限值的,即判定胶粘剂不符合要求。
5.2.1.4 熔体流动速率
胶粘剂的熔体流动速率应按照ASTM D1238(190℃;2.16千克)规定测试。平均值超出表2规定限值的,即判定胶粘剂不符合要求。
5.2.1.5 密度
胶粘剂的密度应按照ASTM D1505规定测试。平均值超出表2规定限值的,即判定胶粘剂不符合要求。
表1 A型胶粘剂的性能要求
性能项目 | 指标要求 | 测试方法 | |
最小值 | 最大值 | ||
软化点 | 140°F(60℃) | - | 第5.2.1.1节 |
77°F(25℃)、100克、5秒条件下的针入度 | 2.5毫米 | 12毫米 | 第5.2.1.2节 |
77°F(25℃)条件下的密度 | 0.9克/立方厘米 | 1.2克/立方厘米 | 第5.2.1.3节 |
表2 B型和C型胶粘剂的性能要求
性能项目 | 指标要求 | 测试方法 | |
最小值 | 最大值 | ||
熔体流动速率 | 1.80克/10分钟 | 8.0克/10分钟 | 第5.2.1.4节 |
密度 | 0.95克/立方厘米 | 1.5克/立方厘米 | 第5.2.1.5节 |
5.2.2 树脂的性能
5.2.2.1 聚烯烃树脂的密度
聚烯烃树脂的密度应按照ASTM D1505规定测试。平均值低于表3规定最 低要求的,即判定聚烯烃树脂不符合要求。
5.2.2.2 聚烯烃树脂的环境应力开裂抗性
聚烯烃树脂的环境应力开裂抗性应按照ASTM D1693条件B规定测试。平均值低于表3规定最 低要求的,即判定聚烯烃树脂不符合要求。
5.2.2.3 断裂伸长率
聚烯烃树脂的断裂伸长率应按照ASTM D638(IV型模头,拉伸速度2英寸/分钟(5.08厘米/分钟))规定测试。平均值低于表3规定最 低要求的,即判定聚烯烃树脂不符合要求。
5.2.2.4 屈服拉伸强度
聚烯烃树脂的屈服拉伸强度应按照ASTM D638(IV型模头,拉伸速度2英寸/分钟(5.08厘米/分钟))规定测试。平均值低于表3规定最 低要求的,即判定聚烯烃树脂不符合要求。
表3 A型、B型和C型聚烯烃护套用聚烯烃树脂的性能要求
性能项目 | 指标要求 | 测试方法 | |
最小值 | 最大值 | ||
密度(透明) | 0.93克/立方厘米 | - | 第5.2.2.1节 |
环境应力开裂抗性(f₅₀) | 300小时 | - | 第5.2.2.2节 |
断裂伸长率 | 500% | - | 第5.2.2.3节 |
屈服拉伸强度 | 2800磅/平方英寸(19.3兆帕) | - | 第5.2.2.4节 |
5.2.3 涂层体系的预认证要求
5.2.3.1 介电强度
挤塑涂层体系的介电强度应按照ASTM D149规定测试。平均值低于表4规定限值的,即判定涂层不符合要求。
5.2.3.2 抗冲击性
涂层体系的抗冲击性应按照ASTM G14规定测定。每个试样应为最小直径2英寸(50毫米)、实验室涂覆的钢管,按照第4.4节规定制备。制备的试样涂层厚度,应在表5规定最 低涂层厚度(48密耳(1.22毫米))的±20%范围内。应测试3个平行试样,结果取平均值。平均值低于表4规定限值的,即判定涂层体系不符合要求。
5.2.3.3 抗渗透性
涂层体系的抗渗透性应按照ASTM G17规定测定。制备的试样涂层厚度,应在表5规定最 低涂层厚度(48密耳(1.22毫米))的±10%范围内。应测试3个平行试样,结果取平均值。平均值高于表4规定限值的,即判定涂层体系不符合要求。
5.2.3.4 吸水率
涂层体系的吸水率应按照ASTM D570的长期浸渍方法测定。制备的试样涂层厚度,应在表5规定最 低涂层厚度(48密耳(1.22毫米))的±10%范围内。应测试3个平行试样,结果取平均值。平均值高于表4规定限值的,即判定涂层体系不符合要求。
5.2.3.5 水蒸气透过率
涂层体系的水蒸气透过率应按照ASTM E96的BW规程测定。制备的试样涂层厚度,应在表5规定最 低涂层厚度(48密耳(1.22毫米))的±20%范围内。应测试3个平行试样,结果取平均值。平均值高于表4规定限值的,即判定涂层体系不符合要求。
5.2.3.6 与钢材基材的附着力
涂层体系的附着力应按照ASTM D1000规定测试,测试方法调整如下:采用按照本标准制备的钢管,且在附着力剥离测试前,涂层体系与基材需静置24小时。3个样品的平均值低于表4规定限值的,即判定涂层体系不符合要求。
5.2.3.7 阴极剥离
涂层体系的抗阴极剥离性应按照ASTM G8规定测定,测试周期30天。每个试样应为最小直径2英寸(50毫米)、实验室涂覆的钢管,按照第4.4节规定制备。每个试样应制作一个直径0.25英寸(6.35毫米)的人为针孔。应从初始针孔的边缘,沿每个径向切口测量剥离距离,取平均值作为单个试样的测试结果。应测试3个平行试样,结果取平均值。平均值高于表4规定限值的,即判定涂层不符合要求。
表4 A型、B型和C型涂层体系的预认证要求
性能项目 | 指标要求 | 测试方法 | |
最小值 | 最大值 | ||
介电强度 | 500伏/密耳(19.7千伏/毫米) | - | 第5.2.3.1节 |
抗冲击性 | 25英寸·磅(2.8焦耳) | - | 第5.2.3.2节 |
72°F(22℃)条件下的抗渗透性 | - | 20% | 第5.2.3.3节 |
吸水率 | - | 0.2% | 第5.2.3.4节 |
水蒸气透过率 | - | 0.10克/(小时·平方米) | 第5.2.3.5节 |
与钢材基材的附着力 | 20磅力/英寸宽度(3.5牛/毫米)(A型) | - | 第5.2.3.6节 |
20磅力/英寸宽度(3.5牛/毫米)(B型) | - | 第5.2.3.6节 | |
30磅力/英寸宽度(5.2牛/毫米)(C型) | - | 第5.2.3.6节 | |
阴极剥离 | - | 8毫米 | 第5.2.3.7节 |
表5 A型、B型和C型涂层体系的质量控制要求
性能项目 | 指标要求 | 测试方法 | |
最小值 | 最大值 | ||
电气连续性检测 | 无针孔 | - | 第5.5.2节 |
基于管径的最 低涂层厚度(各层最 低厚度) | |||
最大36英寸(450-900毫米) | 48密耳(1.22毫米)[8密耳(0.20毫米)胶粘剂,40密耳(1.02毫米)聚烯烃] | - | 第5.5.3节 |
38英寸(950毫米)及以上 | 68密耳(1.73毫米)[8密耳(0.20毫米)胶粘剂,60密耳(1.52毫米)聚烯烃] | - | 第5.5.3节 |
与钢材基材的附着力 | 20磅力/英寸宽度(3.5牛/毫米)(A型) | - | 第5.5.4节 |
20磅力/英寸宽度(3.5牛/毫米)(B型) | - | 第5.5.4节 | |
30磅力/英寸宽度(5.2牛/毫米)(C型) | - | 第5.5.4节 |
5.3 质量保证与记录
施工单位应建立质量保证程序或体系,确保本节的质量控制措施得到执行。采购方提出要求时,应提供已完成的检验工作记录。
5.4 采购方的检验与测试
5.4.1 检验
采购方可对本标准规定的涂层材料涂覆全流程(从表面处理至涂覆完成)进行检验,该检验不免除施工单位按照本标准提供材料和执行工作的责任。
5.4.2 采购方准入权
采购方可进入本标准规定作业实施的所有相关区域。
5.4.3 采购方配套设施
根据采购方与施工单位约定的条件,应为采购方提供检验、测试及信息收集所需的设施与场地。
5.5 已涂覆涂层体系的质量控制要求(A型、B型、C型)
5.5.1 涂层外观
应对涂覆后的管道进行目视检查,涂覆后的涂层体系应均匀,无针孔、气泡、鼓包、褶皱、裂纹、空隙、污染等缺陷。
5.5.2 电气连续性检测
每段涂覆完成的管道,均应按照NACE SP0274规定,对涂层缺陷进行电气测试。电气检测应针对挤塑涂层体系整体开展,针孔检测仪检出的缺陷,应按照本标准第4.7节规定修复。
5.5.3 涂层厚度
应对每个生产日的首根管道、每第十根管道及末根管道,进行涂覆后涂层体系总厚度测试。每根被测管道应在随机位置取5个独立的测厚读数,测点间距应足够大,以代表整个涂覆表面。测厚读数应符合SSPC-PA 2规定,测点应仅选取单层胶粘剂与聚烯烃的区域,避免同层搭接部位计入测量。任何测厚读数低于表5规定限值的,即判定涂层体系不符合要求。
5.5.4 与钢材基材的附着力
涂层体系的附着力测试,应采用180°剥离角,按照ASTM D1000规定执行,并对测试方法作出如下调整:采用按照本标准制备的钢材表面,且附着力剥离测试前,涂层体系与基材需静置24小时。附着力测试应在18℃(65°F)以上、24℃(75°F)以下的温度环境中,在被测管道的随机选定位置进行。
若附着力测试在该温度范围外、或静置24小时前进行,且被测样品符合本标准规定值,应认定样品符合本标准的剥离附着力要求;若测试在该温度范围外、或静置24小时前进行,且被测样品未达到本标准规定值,必须将涂覆管道置于规定温度范围并完成静置时间后,重新测试。
5.5.4.1 附着力测试区域
附着力测试区域应按以下四个步骤制备:
1. 在涂覆管道表面,沿环向标记一条1英寸(25毫米)宽、15英寸(375毫米)长的条带;
2. 沿标记区域的三条边(北侧、东侧、西侧),划透涂层至钢材基材;
3. 将条带北侧一端撬起1英寸(25毫米)长,用合适的夹具固定在量程不小于50磅(23千克)的拉力计上;
4. 沿切口侧边长度方向,以1英寸(25毫米)为间隔,从0到15对涂覆管道进行标记。
5.5.4.2 附着力测试规程
附着力测试应按以下方式执行与评定:
1. 以与管道表面呈180°的角度,以1英寸(25毫米)/5秒的速率持续拉动拉力计,持续1分钟;
2. 每拉动1英寸(25毫米),记录一次拉力值,至少记录12个数值;
3. 剔除2个最高值与2个最 低值,剩余8个数值取平均值,记录为测试结果。
5.5.4.3 拒收判定
附着力平均值低于表4规定要求的,应认定为结果不合格。该情况下,若测试结果至少达到要求值的90%,应在同一管道的另外两个不同位置补充测试;若两次补充测试均合格,该管道应予验收,无需额外测试。若初始测试结果低于要求值的90%,或两次补充测试中有任意一次未达到要求,该涂层应予以修复或拒收。
若某段管道的涂层附着力测试不合格,应对不合格管道前后相邻的涂覆管段重复测试。该流程应持续进行,直至获得合格结果。所有未达到要求的涂覆管道,均应予以修复或拒收。
5.5.4.4 测试频率
附着力测试应在每个生产日的首根管道、末根管道,以及生产过程中每小时各执行一次。
5.5.4.5 测试区域修复
附着力测试区域应按照第4.7节规定进行修复。
5.6 拒收
5.6.1 表面处理
若管道的表面状态不符合第4.4节要求,采购方可予以拒收。因清洁不充分被拒收的管道应重新清洁。
5.6.2 涂层材料
若涂层材料的任意样品不符合本标准要求,该样品所代表的批次涂层材料应全部拒收。
5.6.3 涂层施工
涂层施工作业应由经过涂层工艺应用培训的人员完成。若任何阶段确认防护涂层材料的涂覆程序不符合本标准,受影响管道上的防护涂层应予以拒收。
5.6.4 涂覆后管道
未满足本标准最 低要求的涂覆管道,应予以修复或拒收。
第6章 交付
6.1 标识
包装容器应清晰标注制造商名称、材料类型、批次/批号、生产日期、储存条件、保质期和/或有效期,以及联邦、州/省相关法律要求的其他信息。
6.2 包装与运输
6.2.1 包装
按本标准采购或使用的胶粘剂与聚烯烃材料,应采用合适的容器包装,确保材料完好、安全送达。
6.2.2 运输、装卸与储存
材料的运输、装卸与储存,应遵循涂层制造商的推荐要求,以及现行适用的联邦、州/省和地方法规要求。涂层应免受自然环境侵蚀,储存区域的温度范围应保持在制造商推荐的限值内。
6.3 合规声明书
6.3.1 材料合规声明书
采购方可要求涂层制造商出具合规声明书,证明所供应的材料符合本标准的所有适用要求。
6.3.2 工艺合规声明书
采购方可要求施工方出具合规声明书,证明所实施的作业符合本标准的所有适用要求。
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