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 線性尺寸的測定

　　GB/T 6343—1995 泡沫塑料和橡膠 表觀（體積）密度的測定

　　GB/T 6671.2—1986 聚乙烯（PE）管材縱向回縮率的測定

　　GB/T 8163—1987 輸送流體用無縫鋼管

　　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和除銹等級

　　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。

　　鋼管表面銹蝕等級應(yīng)符合GB/T 8923—1988中A、B、C規(guī)定，除銹等級應(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%?？v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)管的長期機(jī)械性能

　　外護(hù)管的長期機(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)無污斑、無收縮分層開裂現(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測定。測量精度0.02mm。

5.3 外護(hù)管

5.2.1 密度

　　密度測試應(yīng)按GB/T 1033執(zhí)行。

5.2.2 碳黑彌散度

　　碳黑彌散度應(yīng)通過在顯微鏡下觀察塑料切片來確定。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)外表面無放大目測（見4.2.3.3）。

5.2.6 拉伸屈服強(qiáng)度及斷裂伸長率

　　拉伸屈服強(qiáng)度及斷裂伸長率測試應(yīng)按GB/T 8804.2執(zhí)行。

5.2.7 縱向回縮率

　　縱向回縮率測試應(yīng)按GB/T 6671.2執(zhí)行。

5.2.8 外護(hù)管的長期機(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，偏差超過二倍標(biāo)準(zhǔn)偏差的測試數(shù)據(jù)應(yīng)刪除。

　　如果試驗(yàn)進(jìn)行1500h后試樣沒有破壞，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

　　泡孔尺寸檢測應(yīng)按GB/T 12811執(zhí)行。

　　在保溫層中心沿徑向取樣，試樣長度至少20mm。

5.3.2 泡沫閉孔率

　　泡沫閉孔率檢測應(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長的環(huán)狀切塊，露出保溫層環(huán)形切面，測量環(huán)形切面上空洞和氣泡尺寸。

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

5.3.4 泡沫密度

　　泡沫密度測試應(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。