供暖保溫管

1 范圍

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了由高密度聚乙烯外護(hù)管、聚氨基甲酸酯（以下簡(jiǎn)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(jiǎn)稱保溫管）的結(jié)構(gòu)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)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(yàn)收。工作在不同溫度下氨酯硬質(zhì)泡沫塑料zui短預(yù)期壽命的計(jì)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(guò)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(shí)，所示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會(huì)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)版本的可能性。

　　GB/T 1033—1986 塑料密度和相對(duì)密度試驗(yàn)方法

　　GB/T 2828—1987 逐批檢查計(jì)數(shù)抽樣程序及抽樣有（適用于連續(xù)批的檢查）

　　GB/T 3682—1983 熱塑性塑料熔體流動(dòng)速率試驗(yàn)方法

　　GB/T 4217—1984 熱塑性塑料管材的公稱外徑和公稱壓力（公制系列）

　　GB/T 6342—1996 泡沫塑料與橡膠 線性尺寸的測(cè)定

　　GB/T 6343—1995 泡沫塑料和橡膠 表觀（體積）密度的測(cè)定

　　GB/T 6671.2—1986 聚乙烯（PE）管材縱向回縮率的測(cè)定

　　GB/T 8163—1987 輸送流體用無(wú)縫鋼管

　　GB/T 8804.2—1988 熱塑性塑料管提伸性能試驗(yàn)方法 聚乙烯管材

　　GB/T 8806—1988 塑料管材尺寸測(cè)量方法

　　GB/T 8813—1988 硬質(zhì)泡沫塑料壓縮試驗(yàn)方法

　　GB/T 8923—1988 涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)

　　GB/T 9711.1—1997 石油天然氣工 輸送鋼管交貨技術(shù)條件 第1部分：*鋼管

　　GB/T 10297—1988 非金屬固體材料導(dǎo)熱系數(shù)的測(cè)定 法

　　GB/T 10799—1989 硬質(zhì)泡沫塑料開孔與閉孔體積百分率試驗(yàn)方法

　　GB/T 12811—1991 硬質(zhì)泡沫塑料平均泡孔尺寸試驗(yàn)方法

　　GB/T 13018—1991 聚乙烯（PE）管材 外徑和壁厚極限偏差

　　GB/T 13021—1991 聚乙烯管材和管件碳黑含量的測(cè)定 熱失重法

　　GB/T 14152—1993 熱塑性塑料管材耐外沖擊性能試驗(yàn)方法 真實(shí)沖擊率法

　　CJ/T　3022—1993 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(hù)管緊密結(jié)合的預(yù)制管。保溫層內(nèi)可有報(bào)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zui小壁zui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(jí)應(yīng)符合GB/T 8923—1988中A、B、C規(guī)定，除銹等級(jí)應(yīng)符合GB/T 8923——1988中Sa2規(guī)定。

4.2 外護(hù)管

4.2.1 外護(hù)管使用溫度條件應(yīng)控制在-50℃～+50℃。

4.2.2 外護(hù)管原材料性能

4.2.2.1 密度和成分

　　外護(hù)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/m³～950kg/m^3。

　　應(yīng)使用有助于外護(hù)管生產(chǎn)及提高外護(hù)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/m³～2000kg/m³；

　　——甲苯萃取量：≤0.1%（質(zhì)量百分比）；

　　——平均顆粒尺寸：0.01μm～0.25μm。

4.2.2.2 回用料

　　可以使用不超過(guò)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(hù)管性能

4.2.3.1 外護(hù)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(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，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100μm。

　　——外護(hù)管不允許出現(xiàn)色差條紋。

4.2.3.2 熔體流動(dòng)速率

　　外護(hù)管供應(yīng)方就注明外護(hù)管的熔體流動(dòng)速率值，以便于外護(hù)管焊接時(shí)參考。

　　當(dāng)兩個(gè)外護(hù)管焊接時(shí)，其熔體流動(dòng)速率的差值不應(yīng)大于0.5g/10min。

4.2.3.3 外護(hù)管外觀

　　外護(hù)管應(yīng)為黑色，其內(nèi)外表面目測(cè)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(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率

　　外護(hù)管任意位置的拉伸屈服強(qiáng)度不應(yīng)小于19MPa、斷裂伸長(zhǎng)率不應(yīng)小于350%。

4.2.3.5 縱向順縮率

　　外護(hù)管任意管段的縱向回縮率不應(yīng)大于3%。縱向回縮率試驗(yàn)結(jié)束時(shí)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(hù)管的長(zhǎng)期機(jī)械性能

　　外護(hù)管的長(zhǎng)期機(jī)械性能應(yīng)滿足表2（略）的要求。

4.2.4 外護(hù)管規(guī)格

4.2.4.1 預(yù)制保溫用外護(hù)管的公稱外徑和zui小壁厚應(yīng)符合表3（略）規(guī)定。

4.2.4.2 外護(hù)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(wú)污斑、無(wú)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(yàn)時(shí)，沿徑向測(cè)量的泡孔平均尺寸不應(yīng)大于0.5mm。

　　按5.3.2的要求試驗(yàn)時(shí)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(hù)管間的環(huán)形空間。按5.3.3的要求試驗(yàn)時(shí)，任一保溫層截面上空洞和氣泡的面積總和占整個(gè)截面面積的百分比不應(yīng)大于5%；單個(gè)空洞的任意方向尺寸應(yīng)不*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(yàn)時(shí)，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(qiáng)度

　　按5.3.5的要求試驗(yàn)時(shí)，保溫層泡沫徑向壓縮強(qiáng)度或徑向相對(duì)形變?yōu)?0%時(shí)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(jìn)行老化的泡沫保溫層50℃狀態(tài)下導(dǎo)熱系數(shù)λ₅₀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(hù)管在-50℃～+50℃溫度范圍內(nèi)正常使用。

　　鋼管兩端頭應(yīng)留出150mm～250mm裸露的非保溫區(qū)以備焊接。

4.4.2 外護(hù)管外徑增大率

　　保溫管發(fā)泡前后，外護(hù)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(hù)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(qiáng)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(qiáng)度及試驗(yàn)方法應(yīng)符合表5（略）規(guī)定。

4.4.5 抗沖擊性

　　按5.4.3測(cè)試時(shí)，外護(hù)管不應(yīng)有可見裂紋。

4.4.6 報(bào)警線與報(bào)警線、報(bào)警線與鋼管之間的電阻值為20MΩ～∞。

5 試驗(yàn)方法

5.1 通則

　　若本產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)中的測(cè)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(hù)管性能試樣應(yīng)從室溫（23℃±2℃）下存放16h后的外護(hù)管上提取；保溫層和保溫管試樣應(yīng)分別在室溫（23℃±2℃）下存放72h后的外護(hù)管上提取。

5.1.1.2 為檢測(cè)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(diǎn)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(cè)泡沫結(jié)構(gòu)（4.3.1）、泡沫密度（4.3.2）、壓強(qiáng)強(qiáng)度（4.3.3）、吸水率（4.3.4）和導(dǎo)熱系數(shù)（4.3.5）時(shí)，應(yīng)去除緊貼鋼管和外護(hù)的泡沫皮具，清除層厚度應(yīng)分別為5mm和3mm。

　　每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目所需試樣至少三個(gè)，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(cè)定。測(cè)量精度0.02mm。

5.3 外護(hù)管

5.2.1 密度

　　密度測(cè)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(guò)在顯微鏡下觀察塑料切片來(lái)確定。切片厚度約25μm，面積約15mm^2。

　　每次試驗(yàn)制備6個(gè)切片，在外護(hù)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(cè)試應(yīng)按GB/T 13021執(zhí)行。

5.2.4 熔體流動(dòng)速率

　　熔體流動(dòng)速率測(cè)試應(yīng)按GB/T 3682—1983中試驗(yàn)條件4執(zhí)行。

5.2.5 外觀

　　外護(hù)管內(nèi)外表面無(wú)放大目測(cè)（見4.2.3.3）。

5.2.6 拉伸屈服強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率

　　拉伸屈服強(qiáng)度及斷裂伸長(zhǎng)率測(cè)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(cè)試應(yīng)按GB/T 6671.2執(zhí)行。

5.2.8 外護(hù)管的長(zhǎng)期機(jī)械性能

　　試樣按圖2（略）和表6（略）機(jī)制面成。在恒溫80℃±1℃、恒定拉力1.0MPa±0.04MPa下浸入含2.0%表面活性劑的水溶液中測(cè)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(duì)溶液不斷進(jìn)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(gè)試樣進(jìn)行測(cè)試，試樣沿我護(hù)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(shí)間，計(jì)時(shí)到±12h；

　　計(jì)算出6個(gè)試樣的幾何平均值，偏差超過(guò)二倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的測(cè)試數(shù)據(jù)應(yīng)刪除。

　　如果試驗(yàn)進(jìn)行1500h后試樣沒(méi)有破壞，則試驗(yàn)可以停止，并判定試樣滿足要求。

5.2.9 外護(hù)管尺寸

　　外護(hù)管尺寸檢測(cè)應(yīng)按GB/T 8806執(zhí)行。

5.3 硬質(zhì)泡沫塑料試驗(yàn)方法

5.3.1 泡孔尺寸

　　泡孔尺寸檢測(cè)應(yīng)按GB/T 12811執(zhí)行。

　　在保溫層中心沿徑向取樣，試樣長(zhǎng)度至少20mm。

5.3.2 泡沫閉孔率

　　泡沫閉孔率檢測(cè)應(yīng)按GB/T 10799執(zhí)行。

　　可以與GB/T 10799中規(guī)定的試樣尺寸存在并異。若按5.1.1.3無(wú)法從保溫層上切取滿足尺寸要求的試樣，則尺寸可以是25×25×t（mm），其中t為保溫層徑向zui大允許厚度。

5.3.3 保溫層截面上空洞、氣泡百分率的測(cè)定

　　可距外護(hù)管端頭1.5m，切5刀形成4個(gè)環(huán)狀切塊（環(huán)狀切塊民括外護(hù)管和泡沫保溫層），每個(gè)環(huán)狀切塊長(zhǎng)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(gè)100mm長(zhǎng)的環(huán)狀切塊，露出保溫層環(huán)形切面，測(cè)量環(huán)形切面上空洞和氣泡尺寸。

　　對(duì)大于6mm的空洞和氣泡（平面上任意方向測(cè)量），應(yīng)在兩個(gè)相互垂直方向上測(cè)量其尺寸，這兩個(gè)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(cè)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(cè)定結(jié)果。

5.3.4 泡沫密度

　　泡沫密度測(cè)試應(yīng)按GB/T 6343執(zhí)行。

　　按5.1.1.3從泡沫中心取3個(gè)試樣（含空洞、氣泡的試樣舍棄），每個(gè)試磁尺寸為：30×30×t（mm），t為保溫層徑向zui大允許厚度，但不應(yīng)大于30mm。同樣試樣也可以取成30mm長(zhǎng)的圓柱體（按軸線方向），直徑為d，d為保溫層徑向zui大允許尺寸，但不應(yīng)大于30mm。

5.3.5 壓縮強(qiáng)度

　　壓縮強(qiáng)度測(cè)試應(yīng)按GB/T 8813執(zhí)行。

　　試樣為30×30×t（mm）的立方體或直徑30mm、高度為t的圓柱體，t為保溫層徑向zui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：25mm×25mm×25mm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(gè)。

5.3.6.3 試樣處理

　　a) 把試試樣放入50℃±3℃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，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（23℃±2℃），稱重，到　0.01g；

　　d)將上述兩次稱重的結(jié)果相對(duì)比，兩次稱重值之差小于0.02g時(shí)，則可認(rèn)為試樣達(dá)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(shí)，應(yīng)按c)重復(fù)進(jìn)行，直到達(dá)到恒重要求。