GB/T 28897-2021《流体输送用钢塑复合管及管件》完整原文
前言
译制单位:管道助手
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。
本文件代替GB/T 28897-2012《钢塑复合管》,与GB/T 28897-2012相比,主要技术变化如下:
1. 标准名称修改为“流体输送用钢塑复合管及管件”;
2. 删除了“中低压燃气”用途;
3. 增加了管件的相关要求(包括衬塑管件、沟槽式管接件);
4. 增加了“钢塑复合管管件”“接口芯子”“沟槽式管接件”的术语和定义;
5. 更改了定尺长度允许偏差;
6. 修订了部分规格内衬塑料层、法兰面复塑层厚度及允许偏差,增加了公称直径大于500 mm产品的要求;
7. 更改了给水用钢塑复合管内衬聚乙烯(PE)要求,明确规定内衬复合后塑料层在规定试验温度下的氧化诱导时间应不低于规定值;
8. 更改了内衬塑结合强度要求,不再区分冷水用和热水用,直接对基管为非螺旋缝焊接钢管的衬塑复合钢管作出要求;
9. 更改了涂塑用环氧树脂(EP)粉末密度检测的试验方法标准;
10. 删除了钢塑复合管的耐火性能要求和耐低温性能试验;
11. 增加了钢塑复合管适用压力及适用温度、衬塑管件要求、沟槽式管接件要求;
12. 增加了螺旋缝衬塑复合管塑层剥离试验方法;
13. 增加了附录B“衬塑管件”、附录C“沟槽式管接件”;
14. 调整了附录A、附录D、附录E、附录F、附录G、附录H、附录J的相关内容。
本文件由中国建筑材料联合会提出。
本文件由全国建筑给水排水标准化技术委员会(SAC/TC 434)归口。
本文件起草单位:中国建筑科学研究院有限公司、金洲管道科技股份有限公司、浙江伟星新型建材股份有限公司、天津友发钢管集团股份有限公司、邯郸正大制管有限公司等。
本文件主要起草人:略。
本文件所代替标准的历次版本发布情况为:GB/T 28897-2012。
1 范围
本文件规定了流体输送用钢塑复合管及管件(以下简称“钢塑管及管件”)的术语和定义、分类及代号、要求、试验方法、检验规则、包装、标志、质量证明书、运输和贮存。
本文件适用于公称压力不大于1.6 MPa、公称尺寸DN15~DN1200,输送冷水、热水、生活饮用水及其他中性流体的钢塑管及管件。
本文件不适用于输送腐蚀性流体、易燃易爆流体的钢塑管及管件。
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 1.1-2020 标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则
GB/T 244 金属管 弯曲试验方法
GB/T 246 金属管 压扁试验方法
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 1040.1 塑料 拉伸性能的测定 第1部分:总则
GB/T 1043.1 塑料 简支梁冲击性能的测定 第1部分:非仪器化冲击试验
GB/T 2102 钢管的验收、包装、标志和质量证明书
GB/T 3091 低压流体输送用焊接钢管
GB/T 4956 磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量 磁性法
GB/T 6554 电气绝缘用树脂基反应复合物 第2部分:试验方法 电气绝缘涂敷粉末试验方法
GB/T 8163 输送流体用无缝钢管
GB/T 9119 平面、突面板式平焊钢制管法兰
GB/T 9124 钢制管法兰 技术条件
GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件
GB/T 17219 生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准
GB/T 18252 塑料管道系统 用外推法确定热塑性塑料材料以管材形式的长期静液压强度
GB/T 20028 塑料管道系统 聚烯烃管材和管件 组分的分类和命名
GB/T 2911 塑料 氯乙烯均聚和共聚树脂 挥发物(包括水)的测定
GB/T 5721 橡胶密封件 标志、包装、运输和贮存
CJ/T 175 冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统
SY/T 5037 普通流体输送管道用埋弧焊钢管
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1 钢塑复合管 steel-plastic composite pipe
以钢管为基管,在其内壁、外壁或内外壁复合一层塑料层(涂塑或衬塑)制成的复合管道。
3.2 钢塑复合管管件 steel-plastic composite pipe fitting
与钢塑复合管配套使用,用于管道连接、分支、变径、封堵等,且内壁、外壁或内外壁复合塑料层的管件。
3.3 衬塑复合钢管 plastic-lined steel pipe
以钢管为基管,在其内壁复合一层塑料层制成的钢塑复合管。
3.4 涂塑复合钢管 plastic-coated steel pipe
以钢管为基管,在其内壁、外壁或内外壁涂覆一层塑料层制成的钢塑复合管。
3.5 外覆塑复合钢管 plastic-clad steel pipe
以钢管为基管,在其外壁复合一层塑料层制成的钢塑复合管。
3.6 接口芯子 interface core
衬塑管件中,用于与钢管连接,且与衬塑层结合的金属芯体。
3.7 沟槽式管接件 grooved pipe fitting
采用沟槽连接方式,与钢塑复合管配套使用的管件,包括沟槽式弯头、三通、四通、异径管、管帽、接头等。
3.8 公称尺寸 nominal size
用于管道系统元件的字母和数字组合的尺寸标识,本文件中用DN表示,单位为mm。
3.9 公称压力 nominal pressure
管道系统元件所承受的最大工作压力,本文件中用PN表示,单位为MPa。
4 分类及代号
4.1 钢塑管分类及代号
4.1.1 按塑料层复合位置分类及代号:
—— 衬塑复合钢管:SL;
—— 内涂塑复合钢管:NT;
—— 外涂塑复合钢管:WT;
—— 内外涂塑复合钢管:NW。
4.1.2 按塑料层材料分类及代号:
—— 聚乙烯(PE):PE;
—— 耐热聚乙烯(PE-RT):PE-RT;
—— 交联聚乙烯(PE-X):PE-X;
—— 聚丙烯(PP):PP;
—— 硬聚氯乙烯(PVC-U):PVC-U;
—— 氯化聚氯乙烯(PVC-C):PVC-C;
—— 环氧树脂(EP):EP。
4.1.3 按基管类型分类及代号:
—— 无缝钢管:W;
—— 直缝焊接钢管:Z;
—— 螺旋缝焊接钢管:L。
4.2 管件分类及代号
4.2.1 按塑料层复合方式分类及代号:
—— 衬塑管件:SLG;
—— 涂塑管件:TSG;
—— 沟槽式管接件:GCJ。
4.2.2 按塑料层材料分类及代号,与4.1.2一致。
4.3 产品标记
钢塑管及管件的产品标记由产品名称、分类代号、公称尺寸、公称压力、塑料层材料代号、基管类型代号(仅钢塑管)组成,格式如下:
GB/T 28897-2021 产品名称 分类代号 DN×PN 塑料层材料代号 基管类型代号(钢塑管专用)
示例1:公称尺寸DN100、公称压力1.6 MPa、塑料层材料为环氧树脂(EP)、基管为直缝焊接钢管的内外涂塑复合钢管,标记为:GB/T 28897-2021 内外涂塑复合钢管 NW DN100×1.6 EP Z
示例2:公称尺寸DN50、公称压力1.6 MPa、塑料层材料为聚乙烯(PE)的衬塑管件,标记为:GB/T 28897-2021 衬塑管件 SLG DN50×1.6 PE
5 要求
5.1 基管要求
5.1.1 基管应采用无缝钢管、直缝焊接钢管或螺旋缝焊接钢管,其质量应分别符合GB/T 8163、GB/T 3091、SY/T 5037的规定。
5.1.2 基管的公称尺寸、壁厚应符合相关标准及设计要求,尺寸允许偏差应符合相应基管标准的规定。
5.1.3 基管表面应无裂纹、重皮、夹渣、分层等缺陷,表面锈蚀等级应符合相关工艺要求,经除锈处理后,表面无可见氧化皮、铁锈、油污等杂物。
5.2 塑料层要求
5.2.1 塑料原料应符合相应塑料标准的规定,其性能应满足本文件的要求。
5.2.2 塑料层应均匀、连续,无气泡、裂纹、剥离、针孔等缺陷,表面应光滑、平整。
5.2.3 塑料层厚度及允许偏差应符合表1的规定。对于公称尺寸大于DN500的钢塑管,塑料层厚度可根据设计要求确定,但不应小于表1中规定的最小值。
公称尺寸DN(mm) | 衬塑层厚度(mm) | 涂塑层厚度(mm) |
15~50 | ≥1.5 | ≥0.4 |
65~150 | ≥2.0 | ≥0.5 |
200~500 | ≥2.5 | ≥0.6 |
注:法兰面复塑层厚度不应小于0.3 mm。
5.2.4 给水用钢塑管及管件的内衬塑料层,在规定试验温度下的氧化诱导时间应不低于表2的规定。
塑料层材料 | 试验温度(℃) | 氧化诱导时间(min)≥ |
PE | 200 | 20 |
PE-RT | 220 | 30 |
PE-X | 220 | 30 |
PP | 220 | 30 |
5.3 钢塑结合要求
5.3.1 衬塑复合钢管的内衬塑结合强度应不小于1.5 MPa(基管为非螺旋缝焊接钢管)。
5.3.2 螺旋缝衬塑复合钢管的剥离强度应不小于30 N/cm。
5.3.3 涂塑复合钢管的涂塑层附着力应符合下列规定:
—— 聚乙烯涂塑层:附着力应不小于1.0 MPa;
—— 环氧树脂涂塑层:附着力应不小于3.0 MPa。
5.3.4 钢塑管及管件的塑料层与基管(或接口芯子)应结合紧密,无剥离、脱落现象。
5.4 尺寸偏差
5.4.1 钢塑管的公称外径、壁厚偏差应符合相应基管标准的规定,塑料层厚度偏差应符合表1的规定。
5.4.2 钢塑管的长度偏差:公称尺寸≤DN200时,长度偏差为0~+20 mm;公称尺寸>DN200时,长度偏差为0~+30 mm。
5.4.3 管件的尺寸偏差应符合本文件附录B、附录C的规定。
5.5 外观要求
5.5.1 钢塑管及管件的表面应无裂纹、气泡、脱皮、针孔、凹陷、划痕等缺陷,塑料层颜色应均匀一致。
5.5.2 管件的接口芯子应无毛刺、飞边,螺纹应完整、光滑,无断丝、滑丝现象。
5.5.3 沟槽式管接件的沟槽应光滑、平整,无毛刺、变形,密封面应无损伤。
5.6 耐冷热循环性能
热水用钢塑管及管件经耐冷热循环试验后,塑料层应无开裂、脱落现象,钢塑结合强度(或剥离强度)应符合5.3的规定。
5.7 涂塑层冲击性能
涂塑复合钢管及管件经涂塑层冲击试验后,内塑层应无剥落、断裂现象。
5.8 针孔性能
涂塑复合钢管和外覆塑复合钢管的涂覆塑层经针孔试验后,应不产生电火花。
5.9 卫生性能
输送生活饮用水的钢塑管及管件,其卫生性能应符合GB/T 17219的规定。
5.10 适用压力及温度
钢塑管及管件的最大工作压力及最高工作温度应符合本文件附录A的规定。
6 试验方法
6.1 外观检查
用肉眼观察钢塑管及管件的表面,检查塑料层是否均匀、连续,有无气泡、裂纹、剥离、针孔等缺陷,管件的接口芯子、螺纹、沟槽等是否符合5.5的规定。
6.2 尺寸测量
6.2.1 钢塑管的公称外径、壁厚用卡尺或千分尺测量,测量位置应均匀分布,每根管子测量不少于3个点,取平均值作为测量结果,偏差应符合5.4的规定。
6.2.2 塑料层厚度用磁性测厚仪测量(涂塑层)或卡尺测量(衬塑层),测量位置应均匀分布,每根管子(或每个管件)测量不少于5个点,取平均值作为测量结果,偏差应符合表1的规定。
6.2.3 钢塑管的长度用卷尺测量,偏差应符合5.4.2的规定。
6.2.4 管件的尺寸用卡尺、卷尺等工具测量,偏差应符合附录B、附录C的规定。
6.3 内衬塑结合强度试验
内衬塑结合强度试验按附录E的规定进行,试验结果应符合5.3.1的规定。
6.4 螺旋缝衬塑复合钢管剥离强度试验
螺旋缝衬塑复合钢管剥离强度试验按附录E的规定进行,试验结果应符合5.3.2的规定。
6.5 涂塑层附着力试验
6.5.1 聚乙烯涂塑层附着力试验按附录F的规定进行,试验结果应符合5.3.3的规定。
6.5.2 环氧树脂涂层附着力试验按附录G的规定进行,试验结果应符合5.3.3的规定。
6.6 弯曲试验
弯曲试验按GB/T 244的规定进行,弯曲半径为钢管公称外径的8倍,弯曲角度为30°。试验后,检查试样有无裂纹及钢塑分离现象。
6.7 压扁试验
压扁试验按GB/T 246的规定进行,将试样压至两压板间距离为钢管公称外径的2/3,试验后,检查试样有无裂纹及钢塑分离现象。
6.8 耐冷热循环试验
热水用钢塑管及管件的耐冷热循环试验按附录J的规定进行,试验后,按6.3、6.4或6.5的规定进行结合强度或剥离强度试验,结果应符合5.6的规定。
6.9 涂塑层冲击试验
涂塑层冲击试验按附录H的规定进行,试验后,检查内塑层有无剥落和断裂现象,结果应符合5.7的规定。
6.10 针孔试验
针孔试验采用高压电火花检测仪,试验电压为3000 V,将检测仪的探头沿钢塑管及管件的塑料层表面缓慢移动,以不产生电火花为合格,结果应符合5.8的规定。
6.11 卫生性能试验
输送生活饮用水的钢塑管及管件的卫生性能试验按GB/T 17219的规定进行,结果应符合5.9的规定。
6.12 氧化诱导时间试验
给水用钢塑管及管件内衬塑料层的氧化诱导时间试验按相关塑料标准的规定进行,结果应符合5.2.4的规定。
7 检验规则
7.1 检验分类
钢塑管及管件的检验分为出厂检验和型式检验。
7.2 组批规则
钢塑管及管件应成批提交验收,每批应由同一牌号、同一规格、同一工艺生产的产品组成。每批数量不应超过1000根(件);不足1000根(件)的,按一批计。
7.3 出厂检验
7.3.1 每批产品应进行出厂检验,检验项目包括:外观、尺寸偏差、塑料层厚度、针孔试验(涂塑管及外覆塑管)、钢塑结合强度(或剥离强度)。
7.3.2 抽样方案:从每批产品中随机抽取3根(件)作为试样,进行上述检验项目的检测。
7.3.3 判定规则:所有检验项目均合格,则该批产品为合格;若有1项不合格,应加倍抽样重新检验,重新检验仍有1项不合格,则该批产品为不合格。
7.4 型式检验
7.4.1 有下列情况之一时,应进行型式检验:
—— 新产品投产或老产品转产时;
—— 原材料、生产工艺发生重大变化时;
—— 产品停产6个月以上,恢复生产时;
—— 出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时;
—— 国 家标准化管理部门或行业主管部门要求进行型式检验时。
7.4.2 型式检验项目包括本文件第5章规定的所有要求。
7.4.3 抽样方案:从近期生产的合格产品中随机抽取5根(件)作为试样,进行型式检验。
7.4.4 判定规则:所有检验项目均合格,则型式检验合格;若有1项不合格,应加倍抽样重新检验,重新检验仍有1项不合格,则型式检验不合格,产品不得出厂。
7.5 抽样方案补充规定
对于批量较大(每批超过500根/件)的产品,抽样数量可适当增加,具体抽样数量由供需双方协商确定,但不应少于本文件规定的最 低抽样数量。
8 包装、标志、质量证明书、运输和贮存
8.1 包装
8.1.1 钢塑管的包装应符合GB/T 2102的规定,根据产品规格、长度及运输要求,采用捆扎、装箱等方式包装,防止运输过程中损坏。
8.1.2 衬塑管件、沟槽式管接件的包装应符合GB/T 13384的规定,采用纸箱、木箱等包装,每件包装内应有产品合格证。
8.1.3 橡胶密封件的包装应符合GB/T 5721的规定,采用密封袋包装,防止受潮、污染。
8.2 标志
8.2.1 每根钢塑管应在距管端不小于500 mm的位置,用不易脱落的方式标明产品标记、生产厂名称或商标、生产日期、批次号。
8.2.2 每个管件应标明产品标记、生产厂名称或商标、生产日期。
8.2.3 包装件上应标明产品名称、规格、数量、生产厂名称、地址、联系方式、生产日期、批次号及“小心轻放”“防潮”“防晒”等警示标志。
8.3 质量证明书
每批产品出厂时,生产厂应提供质量证明书,质量证明书应包括下列内容:
—— 产品名称、规格、数量、批次号、生产日期;
—— 基管的牌号、规格、生产厂家及合格证明;
—— 塑料原料的牌号、生产厂家及合格证明;
—— 检验结果(包括出厂检验项目及结果);
—— 检验员签字、检验日期、生产厂盖章。
8.4 运输
8.4.1 钢塑管及管件在运输过程中,应避免碰撞、挤压、划伤,防止塑料层损坏;不应与尖锐物品、腐蚀性物质混装。
8.4.2 运输车辆应保持清洁、干燥,防止产品受潮、污染。
8.4.3 装卸产品时,应轻拿轻放,避免用钢丝绳直接捆扎钢塑管,防止损伤塑料层。
8.5 贮存
8.5.1 钢塑管及管件应贮存在清洁、干燥、通风良好的库房内,远离火源、热源,避免阳光直射,防止塑料层老化、变形。
8.5.2 钢塑管应水平放置在支架上,支架间距不应大于2 m,堆放高度不应超过3层,防止管子弯曲、变形;管件应分类堆放,堆放高度不应超过2层,防止挤压损坏。
8.5.3 产品贮存期限不应超过1年,超过1年的产品,应重新进行检验,合格后方可使用。
附录A(资料性)钢塑管最大工作压力及最高工作温度
塑层材料 | 最高工作温度/℃ | 最大工作压力/MPa |
PE | 40 | 1.6 |
PE-RT | 70 | 1.6 |
PE-X | 95 | 1.6 |
PP | 95 | 1.6 |
PVC-U | 40 | 1.6 |
PVC-C | 95 | 1.6 |
EP | 80 | 1.6 |
注:最大工作压力是指在相应最高工作温度下的工作压力。当工作温度低于最高工作温度时,最大工作压力可适当提高,但不应超过基管的允许工作压力。
附录B(规范性)衬塑管件
B.1 范围
本附录规定了衬塑可锻铸铁管件的分类及代号、尺寸、技术要求、试验方法和检验规则;适用于公称尺寸DN15~DN150、公称压力不大于1.6 MPa、工作温度不大于95℃的衬塑可锻铸铁管件。
B.2 分类及代号
B.2.1 按管件类型分类及代号:
—— 弯头:W;
—— 三通:T;
—— 四通:S;
—— 异径管:Y;
—— 管帽:M;
—— 活接头:H。
B.2.2 按塑料层材料分类及代号,与本文件4.1.2一致。
B.3 尺寸
B.3.1 衬塑管件的公称尺寸、螺纹尺寸应符合GB/T 9119、GB/T 9124的规定。
B.3.2 衬塑管件的衬塑层厚度应符合本文件表1的规定,接口芯子的尺寸偏差应符合表B.1的规定。
公称尺寸DN(mm) | 接口芯子外径偏差(mm) | 接口芯子长度偏差(mm) |
15~50 | ±0.1 | ±0.2 |
65~150 | ±0.2 | ±0.3 |
B.4 技术要求
B.4.1 接口芯子应采用可锻铸铁材质,其质量应符合相关标准的规定,表面应无裂纹、毛刺、飞边等缺陷,经除锈处理后,无氧化皮、铁锈、油污等杂物。
B.4.2 衬塑层应均匀、连续,无气泡、裂纹、剥离、针孔等缺陷,表面光滑、平整,与接口芯子结合紧密。
B.4.3 衬塑管件的钢塑结合强度应不小于1.5 MPa,经耐冷热循环试验后,衬塑层应无开裂、脱落现象。
B.4.4 衬塑管件的螺纹应完整、光滑,无断丝、滑丝现象,螺纹表面应涂覆防锈剂。
B.5 试验方法
B.5.1 外观检查:用肉眼观察衬塑管件的表面,检查衬塑层、接口芯子、螺纹等是否符合B.4的规定。
B.5.2 尺寸测量:用卡尺、千分尺等工具测量衬塑管件的尺寸,偏差应符合B.3的规定。
B.5.3 钢塑结合强度试验:按本文件附录E的规定进行,试验结果应符合B.4.3的规定。
B.5.4 耐冷热循环试验:按本文件附录J的规定进行,试验后,检查衬塑层有无开裂、脱落现象。
B.6 检验规则
B.6.1 出厂检验:每批衬塑管件应进行出厂检验,检验项目包括外观、尺寸偏差、钢塑结合强度。抽样方案、判定规则与本文件7.3一致。
B.6.2 型式检验:型式检验的条件、项目、抽样方案、判定规则与本文件7.4一致。
附录C(规范性)沟槽式管接件
C.1 范围
本附录规定了沟槽式管接件的分类及代号、尺寸、技术要求、试验方法和检验规则;适用于公称尺寸DN50~DN300、公称压力不大于1.6 MPa、工作温度不大于80℃的沟槽式管接件。
C.2 分类及代号
C.2.1 按管件类型分类及代号:
—— 弯头:W;
—— 三通:T;
—— 四通:S;
—— 异径管:Y;
—— 管帽:M;
—— 接头:J。
C.2.2 按塑料层材料分类及代号,与本文件4.1.2一致。
C.3 尺寸
C.3.1 沟槽式管接件的公称尺寸、沟槽尺寸应符合相关标准的规定,沟槽宽度、深度的偏差应符合表C.1的规定。
公称尺寸DN(mm) | 沟槽宽度偏差(mm) | 沟槽深度偏差(mm) |
50~150 | ±0.1 | ±0.05 |
200~300 | ±0.2 | ±0.1 |
C.3.2 沟槽式管接件的涂塑层厚度应符合本文件表1的规定。
C.4 技术要求
C.4.1 沟槽式管接件的基体应采用球墨铸铁或碳钢材质,其质量应符合相关标准的规定,表面应无裂纹、毛刺、飞边等缺陷,经除锈处理后,无氧化皮、铁锈、油污等杂物。
C.4.2 涂塑层应均匀、连续,无气泡、裂纹、剥离、针孔等缺陷,表面光滑、平整,与基体结合紧密。
C.4.3 沟槽式管接件的涂塑层附着力应符合本文件5.3.3的规定,经耐冷热循环试验后,涂塑层应无开裂、脱落现象。
C.4.4 沟槽式管接件的密封面应光滑、平整,无损伤,橡胶密封件应符合相关标准的规定,具有良好的密封性能。
C.5 试验方法
C.5.1 外观检查:用肉眼观察沟槽式管接件的表面,检查涂塑层、沟槽、密封面等是否符合C.4的规定。
C.5.2 尺寸测量:用卡尺、千分尺等工具测量沟槽式管接件的尺寸,偏差应符合C.3的规定。
C.5.3 涂塑层附着力试验:按本文件附录F或附录G的规定进行,试验结果应符合C.4.3的规定。
C.5.4 耐冷热循环试验:按本文件附录J的规定进行,试验后,检查涂塑层有无开裂、脱落现象。
C.5.5 密封性能试验:将沟槽式管接件与钢塑管连接,进行水压试验,试验压力为公称压力的1.5倍,保压30 min,无渗漏为合格。
C.6 检验规则
C.6.1 出厂检验:每批沟槽式管接件应进行出厂检验,检验项目包括外观、尺寸偏差、涂塑层附着力、密封性能。抽样方案、判定规则与本文件7.3一致。
C.6.2 型式检验:型式检验的条件、项目、抽样方案、判定规则与本文件7.4一致。
附录D(规范性)环氧粉末的热特性试验
D.1 范围
本附录规定了环氧粉末的玻璃化转变温度(Tg₂)和反应焓(ΔH)的测定方法。
D.2 原理
采用差示扫描量热法(DSC),在程序升温条件下,测量环氧粉末的热流变化,根据热流-温度曲线,确定玻璃化转变温度(Tg₂)和反应焓(ΔH)。
D.3 仪器设备
D.3.1 差示扫描量热仪:温度范围为-50℃~300℃,温度精度为±0.1℃,热流精度为±0.01 mW/mg。
D.3.2 分析天平:精度为0.1 mg。
D.3.3 干燥箱:温度控制精度为±2℃。
D.3.4 压片机:压力可调节,能压制直径为5 mm~10 mm、厚度为1 mm~2 mm的试样。
D.3.5 密封式样品瓶:用于存放环氧粉末样品。
D.4 试样制备
D.4.1 取适量环氧粉末样品,放入干燥箱中,在80℃±2℃条件下干燥2 h,取出后置于干燥器中冷却至室温。
D.4.2 用分析天平称取干燥后的样品3 mg~5 mg,精确至0.1 mg,放入压片机中,压制成为直径5 mm~10 mm、厚度1 mm~2 mm的圆形试样,试样应无气泡、裂纹、分层等缺陷。
D.5 试验步骤
D.5.1 打开差示扫描量热仪,预热至仪器稳定,校准温度和热流。
D.5.2 将制备好的试样放入差示扫描量热仪的样品池中,另取一个空样品池作为参比池,放入仪器中。
D.5.3 设置程序升温参数:升温速率为10℃/min,升温范围为-50℃~250℃,氮气气氛,氮气流量为50 mL/min。
D.5.4 启动仪器,开始程序升温,记录热流-温度曲线。
D.5.5 试验结束后,关闭仪器,取出样品池,整理试验数据。
D.6 结果计算与表示
D.6.1 玻璃化转变温度(Tg₂)的确定:根据热流-温度曲线,取玻璃化转变区域的中点温度作为玻璃化转变温度(Tg₂),精确至0.1℃。
D.6.2 反应焓(ΔH)的计算:根据热流-温度曲线,积分反应峰面积,计算反应焓(ΔH),单位为J/g,精确至0.1 J/g。
D.6.3 试验结果取3次平行试验的平均值,平行试验的相对偏差应不大于5%。
D.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
—— 样品名称、规格、生产厂家、批号;
—— 试验仪器型号、校准情况;
—— 试样制备情况;
—— 试验条件(升温速率、氮气流量、升温范围);
—— 3次平行试验的玻璃化转变温度(Tg₂)和反应焓(ΔH)数值;
—— 试验结果平均值;
—— 试验日期、试验人员、审核人员签字。
附录E(规范性)内衬塑结合强度及螺旋缝衬塑复合钢管剥离强度试验方法
E.1 范围
本附录规定了衬塑复合钢管内衬塑结合强度及螺旋缝衬塑复合钢管剥离强度的试验方法;适用于本文件规定的衬塑复合钢管。
E.2 原理
E.2.1 内衬塑结合强度试验:采用拉伸试验方法,将衬塑复合钢管的塑料层与基管分离,测量塑料层与基管分离时所需的力,计算结合强度。
E.2.2 螺旋缝衬塑复合钢管剥离强度试验:采用剥离试验方法,将螺旋缝衬塑复合钢管的塑料层与基管沿螺旋缝方向剥离,测量剥离时所需的力,计算剥离强度。
E.3 仪器设备
E.3.1 电子万 能试验机:量程应满足试验要求,精度为±1%,配备拉伸、剥离试验夹具。
E.3.2 卡尺、千分尺:精度为0.01 mm。
E.3.3 切割工具:用于切割试样,确保切口平整、无毛刺。
E.3.4 打磨工具:用于打磨试样表面,去除毛刺、氧化皮等杂物。
E.4 试样制备
E.4.1 内衬塑结合强度试验试样制备:
—— 从每根衬塑复合钢管上截取长度为100 mm~150 mm的试样,试样数量不少于3个。
—— 用切割工具在试样的塑料层上沿轴向切割一条长度为50 mm~100 mm的切口,切口深度至基管表面,确保塑料层与基管分离。
—— 用打磨工具打磨试样的切口处,去除毛刺,确保切口平整。
—— 测量试样切口处的塑料层厚度和基管周长,精确至0.01 mm。
E.4.2 螺旋缝衬塑复合钢管剥离强度试验试样制备:
—— 从每根螺旋缝衬塑复合钢管上截取长度为300 mm~500 mm的试样,试样数量不少于3个。
—— 用切割工具在试样的塑料层上沿螺旋缝方向切割一条长度为200 mm~300 mm的切口,切口深度至基管表面,确保塑料层与基管分离。
—— 用打磨工具打磨试样的切口处,去除毛刺,确保切口平整。
—— 测量试样切口处的塑料层宽度,精确至0.01 mm。
E.5 试验步骤
E.5.1 内衬塑结合强度试验步骤:
—— 调整电子万 能试验机,使其处于正常工作状态,设置拉伸速度为5 mm/min。
—— 将试样的基管固定在试验机的下夹具上,将分离的塑料层固定在上夹具上,确保试样轴线与试验机拉伸轴线一致,无歪斜、松动。
—— 启动试验机,开始拉伸试验,记录塑料层与基管分离时的最大拉力值,精确至0.1 N。
—— 试验结束后,关闭试验机,取出试样,观察塑料层与基管的分离情况。
E.5.2 螺旋缝衬塑复合钢管剥离强度试验步骤:
—— 调整电子万 能试验机,使其处于正常工作状态,设置剥离速度为10 mm/min。
—— 将试样的基管固定在试验机的下夹具上,将分离的塑料层固定在上夹具上,确保试样的剥离方向与试验机剥离方向一致,无歪斜、松动。
—— 启动试验机,开始剥离试验,记录剥离过程中的平均拉力值,精确至0.1 N。
—— 试验结束后,关闭试验机,取出试样,观察塑料层与基管的分离情况。
E.6 结果计算与表示
E.6.1 内衬塑结合强度(σ)按式(E.1)计算:
式中:
σ——内衬塑结合强度,单位为MPa;
F——塑料层与基管分离时的最大拉力值,单位为N;
A——试样的结合面积,单位为mm²(A = π×D×t,其中D为基管内径,单位为mm;t为塑料层厚度,单位为mm)。
E.6.2 螺旋缝衬塑复合钢管剥离强度(τ)按式(E.2)计算:
式中:
τ——剥离强度,单位为N/cm;
F——剥离过程中的平均拉力值,单位为N;
b——试样的塑料层宽度,单位为cm。
E.6.3 试验结果取3次平行试验的平均值,平行试验的相对偏差应不大于10%。
E.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
—— 样品名称、规格、生产厂家、批号;
—— 试验仪器型号、校准情况;
—— 试样制备情况(尺寸、数量);
—— 试验条件(拉伸/剥离速度);
—— 3次平行试验的拉力值、结合强度/剥离强度数值;
—— 试验结果平均值;
—— 试样分离情况描述;
—— 试验日期、试验人员、审核人员签字。
附录F(规范性)聚乙烯涂塑层附着力试验方法
F.1 范围
本附录规定了聚乙烯涂塑层附着力的试验方法;适用于本文件规定的聚乙烯涂塑复合钢管及管件。
F.2 原理
采用划格试验方法,在聚乙烯涂塑层表面划格,然后用胶带粘贴划格区域,撕去胶带后,观察涂塑层的脱落情况,评定涂塑层的附着力等级。
F.3 仪器设备及材料
F.3.1 划格器:配备不同规格的刀片,划格间距可调节(1 mm、2 mm、3 mm)。
F.3.2 透明胶带:宽度为25 mm,粘着力为(10±1)N/25 mm。
F.3.3 放大镜:放大倍数为10倍。
F.3.4 清洁工具:用于清洁试样表面的灰尘、油污等杂物。
F.4 试样制备
F.4.1 从涂塑复合钢管及管件上截取试样,试样尺寸应满足划格试验要求,试样表面应平整、无缺陷,数量不少于3个。
F.4.2 用清洁工具清洁试样表面,去除灰尘、油污等杂物,确保试样表面干燥、清洁。
F.5 试验步骤
F.5.1 根据涂塑层厚度选择划格间距:涂塑层厚度≤1 mm时,划格间距为1 mm;涂塑层厚度>1 mm且≤2 mm时,划格间距为2 mm;涂塑层厚度>2 mm时,划格间距为3 mm。
F.5.2 用划格器在试样表面划格,划格应划透涂塑层至基管表面,划格数量为100个格子(10×10),划格线条应清晰、均匀,无歪斜。
F.5.3 用透明胶带紧密粘贴在划格区域,用手指按压胶带,确保胶带与涂塑层完全贴合,无气泡、松动。
F.5.4 用手捏住胶带的一端,以180°角快速撕去胶带,撕去速度应均匀、快速,避免缓慢撕拉。
F.5.5 用放大镜观察划格区域涂塑层的脱落情况,记录脱落格子的数量。
F.6 结果评定
涂塑层附着力等级按表F.1的规定进行评定:
等级 | 评定标准 |
0级 | 划格区域内涂塑层无脱落,格子边缘完整、光滑。 |
1级 | 划格线条交叉处有少量涂塑层脱落,脱落面积≤5%。 |
2级 | 划格线条边缘有涂塑层脱落,脱落面积>5%且≤15%。 |
3级 | 涂塑层有明显脱落,脱落面积>15%且≤35%。 |
4级 | 涂塑层大量脱落,脱落面积>35%且≤65%。 |
5级 | 涂塑层完全脱落,脱落面积>65%。 |
F.6.1 本文件要求聚乙烯涂塑层附着力等级应不低于1级。
F.6.2 试验结果取3次平行试验的最 低等级作为最终评定结果。
F.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
—— 样品名称、规格、生产厂家、批号;
—— 试验仪器型号、胶带规格;
—— 试样制备情况(尺寸、数量);
—— 划格间距、试验过程描述;
—— 3次平行试验的附着力等级;
—— 最终评定结果;
—— 试验日期、试验人员、审核人员签字。
附录G(规范性)环氧树脂涂塑层附着力试验方法
G.1 范围
本附录规定了环氧树脂涂塑层附着力的试验方法;适用于本文件规定的环氧树脂涂塑复合钢管及管件。
G.2 原理
采用拉开法试验,将环氧树脂涂塑层与基管分离,测量拉开时所需的力,计算涂塑层的附着力。
G.3 仪器设备
G.3.1 电子万 能试验机:量程应满足试验要求,精度为±1%,配备拉开试验夹具。
G.3.2 粘结剂:应与环氧树脂涂塑层有良好的粘结性能,粘结强度应高于涂塑层与基管的附着力。
G.3.3 试样夹具:用于固定试样,确保试样在试验过程中不松动、不歪斜。
G.3.4 卡尺、千分尺:精度为0.01 mm。
G.3.5 切割工具、打磨工具:用于切割、打磨试样。
G.4 试样制备
G.4.1 从环氧树脂涂塑复合钢管及管件上截取长度为100 mm~150 mm的试样,试样数量不少于3个。
G.4.2 用切割工具在试样的涂塑层上切割出一个直径为50 mm的圆形区域,切割深度至基管表面,确保圆形区域内的涂塑层与周围涂塑层分离。
G.4.3 用打磨工具打磨圆形区域内的涂塑层表面,去除毛刺、灰尘等杂物,确保表面平整、清洁。
G.4.4 用粘结剂将试样夹具与圆形区域内的涂塑层粘结,粘结面积应与圆形区域面积一致,粘结后放置在室温下固化24 h,确保粘结牢固。
G.4.5 测量圆形区域的直径,精确至0.01 mm,计算粘结面积。
G.5 试验步骤
G.5.1 调整电子万 能试验机,使其处于正常工作状态,设置拉伸速度为2 mm/min。
G.5.2 将试样的基管固定在试验机的下夹具上,将粘结在涂塑层上的试样夹具固定在上夹具上,确保试样轴线与试验机拉伸轴线一致,无歪斜、松动。
G.5.3 启动试验机,开始拉开试验,记录涂塑层与基管分离时的最大拉力值,精确至0.1 N。
G.5.4 试验结束后,关闭试验机,取出试样,观察涂塑层与基管的分离情况。
G.6 结果计算与表示
环氧树脂涂塑层附着力(σ)按式(G.1)计算:
式中:
σ——环氧树脂涂塑层附着力,单位为MPa;
F——涂塑层与基管分离时的最大拉力值,单位为N;
A——粘结面积,单位为mm²(A = π×(D/2)²,其中D为圆形区域直径,单位为mm)。
G.6.1 试验结果取3次平行试验的平均值,平行试验的相对偏差应不大于10%。
G.6.2 本文件要求环氧树脂涂塑层附着力应不小于3.0 MPa。
G.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
—— 样品名称、规格、生产厂家、批号;
—— 试验仪器型号、粘结剂规格;
—— 试样制备情况(尺寸、数量、粘结面积);
—— 试验条件(拉伸速度);
—— 3次平行试验的拉力值、附着力数值;
—— 试验结果平均值;
—— 试样分离情况描述;
—— 试验日期、试验人员、审核人员签字。
附录H(规范性)涂塑层冲击性能试验方法
H.1 范围
本附录规定了涂塑层冲击性能的试验方法;适用于本文件规定的涂塑复合钢管及管件。
H.2 原理
采用落锤冲击试验方法,将落锤从规定高度落下,冲击涂塑层表面,观察涂塑层的损伤情况,评定涂塑层的冲击性能。
H.3 仪器设备
H.3.1 落锤冲击试验机:落锤质量可调节(0.5 kg、1.0 kg、2.0 kg),冲击高度可调节(0.5 m、1.0 m、1.5 m),配备冲击砧座。
H.3.2 试样夹具:用于固定试样,确保试样在冲击过程中不松动、不位移。
H.3.3 卡尺、卷尺:用于测量试样尺寸。
H.3.4 放大镜:放大倍数为10倍,用于观察涂塑层的损伤情况。
H.4 试样制备
H.4.1 从涂塑复合钢管及管件上截取试样,钢管试样长度为100 mm~150 mm,管件试样应完整,数量不少于3个。
H.4.2 用卡尺、卷尺测量试样的尺寸,确保试样符合试验要求,试样表面应无缺陷、无损伤。
H.4.3 将试样固定在试样夹具上,确保冲击点位于试样的中心位置,涂塑层表面朝上。
H.5 试验步骤
H.5.1 根据涂塑层厚度和产品规格选择落锤质量和冲击高度:涂塑层厚度≤0.5 mm时,落锤质量为0.5 kg,冲击高度为0.5 m;涂塑层厚度>0.5 mm且≤1.0 mm时,落锤质量为1.0 kg,冲击高度为1.0 m;涂塑层厚度>1.0 mm时,落锤质量为2.0 kg,冲击高度为1.5 m。
H.5.2 调整落锤冲击试验机,将落锤提升至规定高度,固定落锤。
H.5.3 释放落锤,使落锤自由落下,冲击试样的涂塑层表面。
H.5.4 试验结束后,取出试样,用放大镜观察涂塑层的损伤情况,记录涂塑层是否有剥落、断裂现象。
H.5.5 对每个试样进行3次冲击试验,冲击点应不重合。
H.6 结果评定
H.6.1 若3次冲击试验后,涂塑层均无剥落、断裂现象,则判定涂塑层冲击性能合格。
H.6.2 若有1次及以上冲击试验后,涂塑层出现剥落、断裂现象,则判定涂塑层冲击性能不合格。
H.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
—— 样品名称、规格、生产厂家、批号;
—— 试验仪器型号、落锤质量、冲击高度;
—— 试样制备情况(尺寸、数量);
—— 试验过程描述;
—— 3次冲击试验的涂塑层损伤情况;
—— 试验结果判定;
—— 试验日期、试验人员、审核人员签字。
附录J(规范性)耐冷热循环试验方法
J.1 范围
本附录规定了钢塑管及管件耐冷热循环性能的试验方法;适用于本文件规定的热水用钢塑管及管件。
J.2 原理
将钢塑管及管件试样交替放入高温热水和低温水中,经过规定次数的循环后,观察涂塑层/衬塑层的损伤情况,并检测钢塑结合强度(或剥离强度),评定其耐冷热循环性能。
J.3 仪器设备
J.3.1 恒温水箱:两个,一个用于高温热水,温度控制范围为70℃~100℃,精度为±2℃;一个用于低温水,温度控制范围为0℃~10℃,精度为±2℃。
J.3.2 计时器:精度为1 s。
J.3.3 试样夹具:用于固定试样,确保试样在试验过程中完全浸没在水中。
J.3.4 电子万 能试验机:用于检测试验后的钢塑结合强度(或剥离强度),精度为±1%。
J.3.5 清洁工具:用于清洁试样表面。
J.4 试样制备
J.4.1 从钢塑管及管件上截取试样,钢管试样长度为100 mm~150 mm,管件试样应完整,数量不少于3个。
J.4.2 用清洁工具清洁试样表面,去除灰尘、油污等杂物,确保试样表面干燥、清洁。
J.4.3 测量试样的钢塑结合强度(或剥离强度),作为初始值。
J.5 试验步骤
J.5.1 调整高温恒温水箱温度至产品规定的最高工作温度+10℃(但不超过95℃),低温恒温水箱温度至0℃~5℃,待温度稳定。
J.5.2 将试样放入高温恒温水箱中,完全浸没在水中,保持30 min。
J.5.3 取出试样,在室温下放置5 min,然后放入低温恒温水箱中,完全浸没在水中,保持30 min。
J.5.4 取出试样,在室温下放置5 min,完成一次冷热循环。
J.5.5 重复上述步骤,完成50次冷热循环。
J.5.6 试验结束后,取出试样,用清洁工具清洁试样表面,晾干后观察涂塑层/衬塑层的损伤情况。
J.5.7 按照本文件附录E、F、G的规定,检测试样的钢塑结合强度(或剥离强度),作为试验后的值。
J.6 结果评定
J.6.1 若试验后,涂塑层/衬塑层无开裂、脱落现象,且试验后的钢塑结合强度(或剥离强度)不低于初始值的80%,则判定耐冷热循环性能合格。
J.6.2 若试验后,涂塑层/衬塑层出现开裂、脱落现象,或试验后的钢塑结合强度(或剥离强度)低于初始值的80%,则判定耐冷热循环性能不合格。
J.7 试验报告
试验报告应包括下列内容:
—— 样品名称、规格、生产厂家、批号;
—— 试验仪器型号、高温温度、低温温度、循环次数;
—— 试样制备情况(尺寸、数量);
—— 试验过程描述;
—— 试样初始和试验后的钢塑结合强度(或剥离强度)数值;
—— 试验后涂塑层/衬塑层损伤情况描述;
—— 试验结果判定;
—— 试验日期、试验人员、审核人员签字。
参考文献
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GB/T 1043.1 塑料 简支梁冲击性能的测定 第1部分:非仪器化冲击试验
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GB/T 4956 磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量 磁性法
GB/T 6554 电气绝缘用树脂基反应复合物 第2部分:试验方法 电气绝缘涂敷粉末试验方法
GB/T 8163 输送流体用无缝钢管
GB/T 9119 平面、突面板式平焊钢制管法兰
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GB/T 13384 机电产品包装通用技术条件
GB/T 17219 生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准
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GB/T 20028 塑料管道系统 聚烯烃管材和管件 组分的分类和命名
GB/T 2911 塑料 氯乙烯均聚和共聚树脂 挥发物(包括水)的测定
GB/T 5721 橡胶密封件 标志、包装、运输和贮存
CJ/T 175 冷热水用耐热聚乙烯(PE-RT)管道系统
SY/T 5037 普通流体输送管道用埋弧焊钢管