冷热水用钢增强塑料复合压力管2024-03-15发布2024-10-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I 12规范性引用文件 13术语和定义 24符号和缩略语 35分类、使用条件级别与标记 36连接方式 57材料 58要求 79试验方法 10检验规则 附录A(规范性)PSP剥离强度试验方法 参考文献 ⅢGB/T43852—2024本文件按照GB/T1.1—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。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。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/TC48)归口。本文件起草单位：武汉金牛经济发展有限公司、天津军星管业集团有限公司、长春联塑实业有限公司、北京建筑材料检验研究院股份有限公司、罗森博格(无锡)管道技术有限公司、公元股份有限公司、新兴铸管股份有限公司、东南大学、沙伯基础(中国)研发有限公司。IV本文件描述的产品国外没有相关标准，与CJ/T183—2008规定的产品相似，但在产品的设计、性能要求、应用领域均有所不同，为了方便用户理解，作出以下说明。——本文件描述的产品，定义为钢增强塑料复合压力管，适用于塑料管道体系。主要应用于建筑供水，完善了增强塑料复合管道的标准体系。在进行承压强度核算时，参考了铝塑管承压强度核算的计算方法，分别核算塑料层承压强度和钢带层承压强度，再计算管道总体承压强度。——本文件产品技术要求制定了高温剥离强度、黏结界面耐冷热应力性能、氧化诱导时间、熔体质量流动速率(MFR)变化率、系统适用性等检验项目，上述项目主要从塑料复合管道体系对产品的长期应用性能进行规范。本文件规定了内外层塑料为PE和PP-R(含PP-RCT)的冷热水用钢增强塑料复合压力管。对于聚丁烯(PB)、耐热聚乙烯(PE-RT)和交联聚乙烯(PE-X)等塑料材料，目前缺乏可靠性验证报告以及市场长期应用的案例，暂不列入本文件。但并不能说明以上材料不能使用，随着行业的发展，产品选型具有更宽泛性，聚丁烯(PB)、耐热聚乙烯(PE-RT)和交联聚乙烯(PE-X)这些具有优质的耐热性能的材料，如果有实际的应用和可靠性验证，适时补充完善。本文件产品采用双热熔连接时，由于塑料层承受管道内部压力产生的轴向拉力，因此需要考虑其安全系数(即PSP塑料层轴向抗拉力与管道内部静液压产生的轴向推力的比值),以保证在管材黏结层发生意外分层时，塑料层有足够的抗拉强度，保证管道系统运行的长期安全性。在本文件表5、表6、表7尺寸计算时，选取了不同的安全系数，安全系数越大，塑料层厚度越厚，抗拉强度越大，系统安全性越高。依据不同的使用要求选取不同安全系数的产品。1冷热水用钢增强塑料复合压力管本文件规定了冷热水用钢增强塑料复合压力管(以下简称“PSP”)的分类、使用条件级别与标记、材料、规格及尺寸和物理力学卫生要求，规定了检验规验方法。本文件适用于城镇和建筑内、外冷热水管道系统，包括饮用水和采暖管道系统等。在耐化学性和耐腐蚀性满足使用要求的情况下，工业排水用PSP参照本文件。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/T228.1—2021金属材料拉伸试验第1部分：室温试验方法GB/T242金属管扩口试验方法GB/T1033.1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/T2520—2017冷轧电镀锡钢板及钢带GB/T2791胶粘剂T剥离强度试验方法挠性材料对挠性材料GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划GB/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境GB/T3280—2015不锈钢冷轧钢板和钢带GB/T3682.1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/T6111流体输送用热塑性塑料管道系统耐内压性能的测定GB/T6461金属基体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级GB/T8806塑料管道系统塑料部件尺寸的测定GB/T10125人造气氛腐蚀试验盐雾试验GB/T13663.1给水用聚乙烯(PE)管道系统第1部分：总则GB/T15560—1995流体输送用塑料管材液压瞬时爆破和耐压试验方法GB/T15675—2020连续电镀锌、锌镍合金镀层钢板及钢带GB/T17219生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准GB/T18742.1冷热水用聚丙烯管道系统第1部分：总则GB/T18991冷热水系统用热塑性塑料管材和管件GB/T19278—2018热塑性塑料管材、管件与阀门通用术语及其定义GB/T19466.3塑料差示扫描量热法(DSC)第3部分：熔融和结晶温度及热焓的测定GB/T19466.6塑料差示扫描量热法(DSC)第6部分：氧化诱导时间(等温OIT)和氧化诱导温度(动态OIT)的测定CJ/T237—2006钢塑复合压力管用双热熔管件2CJ/T253—2007钢塑复合压力管用管件QB/T5634—2021钢塑复合压力管用电磁感应双热熔焊接管件3术语和定义GB/T19278—2018界定的以及下列术语和定义适用于本文件。钢增强塑料复合压力管steelreinforcedplasticcompositepressurepipe以焊接钢管为中间增强层，内外层为聚乙烯或聚丙烯塑料，采用专用热熔黏合剂，通过挤出成型方法复合成一体的管材(见图1)。标引序号说明：1——塑料内层；2——热熔黏合剂；3——钢管层；4——焊缝；5——塑料外层。图1钢增强塑料复合压力管考虑总体使用(设计)系数C后确定的管材的允许压力。注：最大(允许)工作压力单位为兆帕(MPa)。黏结界面耐冷热应力性能coldandthermalstressresistanceofadhesiveinterface钢管与塑料层黏结界面抵抗冷热应力破坏的能力。R,覆盖层保护基体金属免遭腐蚀的能力等级。注：用数字代码表示。3规定塑性延伸强度proofstrengthplasticextension规定塑性延伸率为0.2%时的应力。4符号和缩略语下列符号适用于本文件。MOP:最大(允许)工作压力，单位为兆帕(MPa)Tp:设计温度，单位为摄氏度(℃)Tm:故障温度，单位为摄氏度(℃)Tmx:最高设计温度，单位为摄氏度(℃)下列缩略语适用于本文件。MFR:熔体质量流动速率(meltmass-flowrate)PE:聚乙烯(polyethylene)PP-R:无规共聚聚丙烯(polypropylenerandomcopolymer)PP-RCT:结晶改善型无规共聚聚丙烯(polypropylenerandomcopolymerwithmodifiedcrystallinity)PSP:钢增强塑料复合压力管(steelreinforcedplasticcompositepressurepipe)PSP-I:I型钢增强塑料复合压力管(steelreinforcedplasticcompositepressurepipetypeI)PSP-Ⅱ:Ⅱ型钢增强塑料复合压力管(steelreinforcedplasticcompositepressurepipetypeⅡ)PSP-Ⅲ:Ⅲ型钢增强塑料复合压力管(steelreinforcedplasticcompositepressurepipetypeⅢ)注：PSP-I内外层为聚乙烯，金属层为电镀锌/电镀锡钢管；PSP-Ⅱ内外层为聚丙烯，金属层为电镀锌/电镀锡钢管；PSP-Ⅲ内外层为聚丙烯，金属层为不锈钢钢管。PSP按用途分类及代号如下：45.2使用条件级别PSP-I适用于水温不大于40℃,最大工作压力不大于2.5MPa的冷水管道系统。PSP根据GB/T18991的规定按使用条件选用其中的四个使用条件级别(见表1),每个使用条件级别均对应一个50年设计寿命下的使用条件。在一些地区因特殊的气候条件，也可使用其他分级。当未选用表1中规定的使用条件级别时，应征得设计、生产、使用方的同意。表1使用条件级别使用条件级别Tp℃年Tmax℃年Tmal℃在Tmal下的时间th典型的应用范围1供应热水(60℃)21供应热水(70℃)42.52.5地板采暖和低温散热器采暖51高温散热器采暖按表1规定的使用条件级别下工作时对应的MOP见表2。使用条件级别用途代号PSP代号MOPMPaPN1.6PN2.0PN2.51RPSP-Ⅱ、PSP-Ⅲ2.002.502RPSP-Ⅱ、PSP-Ⅲ2.004RPSP-Ⅱ、PSP-Ⅲ2.002.505RPSP-Ⅲ2.005.3标记PSP按图2所示进行标记。5X示例：一种内外层为无规共聚聚丙烯材料，钢管层为电镀锌/电镀锡，用于冷热水系统，公称外径90mm,壁厚6.0mm,公称压力2.0MPa的Ⅱ型PSP,标记为：PSP-Ⅱ-R-(PP-R)·90×6.0-2.0·GB/T43852—2024。6连接方式6.1通则PSP按照连接方式不同分为机械式连接和热熔连接。如对连接方式有特殊要求，应在管体上标示。6.2机械式连接PSP和管件通过密封圈形成密封连接的方法。采用机械式连接所使用的管件，应符合CJ/T253—2007的要求。机械式连接不适用于管材连接后管端金属能够接触管内介质的管道系统。6.3热熔连接热熔连接分为热熔器双热熔连接和电磁双热熔连接。采用热熔连接的管道系统，在不同温度、不同使用年限下的MOP不应超过CJ/T237—2006和QB/T5634—2021中规定的MOP。6.3.2热熔器双热熔连接PSP和双热熔焊接管件通过热熔器加热形成双面承插热熔密封连接的方法。采用热熔器双热熔连接所使用的管件，应符合CJ/T237—2006的规定。6.3.3电磁双热熔连接PSP和电磁感应双热熔焊接管件通过电磁感应加热效应形成内外层双面热熔密封连接的方法。采用电磁双热熔连接所使用的管件，应符合QB/T5634—2021的规定。电磁双热熔连接不适用于采用奥氏体型不锈钢带生产的PSP-Ⅲ连接。7.1.1.1电镀锌钢带材质应符合GB/T15675—2020的规定。宜选用基板牌号为DC01、DC03、DC04、6DCO5、DCO6,表面纯锌镀层磷化处理的钢带。7.1.1.2电镀锡钢带材质应符合GB/T2520—2017的规定。宜采用原板钢种类型代号为MR、L、D的钢带。7.1.1.3不锈钢钢带材质应符合GB/T3280—2015的规定。宜采用基板数字代号为S11763、S11972、S12791、S30450对应的牌号，经固溶或退火等处理的钢带。7.1.2表面外观等级7.1.2.1电镀锌钢带表面质量应符合GB/T15675—2020的表5中FB较高表面等级要求。7.1.2.2电镀锡钢带表面质量应符合GB/T2520—2017的表8中B、R、S状态的要求。7.1.2.3不锈钢钢带表面质量应符合GB/T3280—2015的表37中3#表面、4#表面或6#表面的要求。7.1.3表面耐腐蚀性电镀锌钢带和不锈钢钢带按GB/T10125进行24h中性盐雾试验(NSS试验)后，表面镀层保护等级按GB/T6461要求R。值不低于9级且不应出现红锈。电镀锡钢带表面镀层保护等级由供需双方协商确定。钢带的断后伸长率和规定塑性延伸强度应符合表3的规定。表3钢带力学性能要求试验方法电镀锌/电镀锡钢带不锈钢钢带断后伸长率/%GB/T228.1—2021规定塑性延伸强度/MPaGB/T228.1—20217.2.1PSP用聚乙烯材料应符合GB/T13663.1中PE80级及以上材料的要求。7.2.2PSP用无规共聚聚丙烯材料及结晶改善的无规共聚聚丙烯材料应符合GB/T18742.1中PP-R、PP-RCT材料的要求。7.3热熔黏合剂PSP-I热熔黏合剂应为乙烯共聚物，PSP-Ⅱ、PSP-Ⅲ热熔黏合剂应为丙烯共聚物。热熔黏合剂基本性能应符合表4的规定。表4热熔黏合剂的基本性能要求试验方法乙烯共聚物丙烯共聚物密度/(g/cm³)熔点/℃GB/T19466.37表4热熔黏合剂的基本性能(续)要求试验方法乙烯共聚物丙烯共聚物T剥离强度/(N/25mm)氧化诱导时间/min(200℃,铝皿)7.4回收料和回用料不应使用回收料、回用料。8要求8.1外观和颜色PSP颜色一般为白色，其他颜色可由供需双方协商确定。8.2规格尺寸8.2.1按照管道使用安全系数的不同，PSP-I和PSP-Ⅱ的规格尺寸应符合表5(A系列)、表6(B系列)的规定。PSP-Ⅲ的规格尺寸应符合表7的规定。单位为毫米≥≤内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥≥内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥≥内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥管壁厚≥——— —8单位为毫米d≥≤内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥管壁厚≥内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥管壁厚≥内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥管壁厚≥PN2.0MPa2.5MPa90.090.80.702.002.000.80—————0.802.002.206.30 2.002.206.30—————6.302.002.206.80————200.0202.02.006.802.002.202.00——250.0252.42.102.002.102.502.602.608.30—— 注：安全系数指PSP塑料层轴向抗拉力与管道内部静液压产生的轴向推力的比值。管道使用安全系数为1.0的规格尺寸系列。表6PSP-I和PSP-Ⅱ规格尺寸(B系列)单位为毫米d≥≤内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥管壁厚≥内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥管壁厚≥内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥管壁厚≥————————————————————————————————————注：安全系数指PSP塑料层轴向抗拉力与管道内部静液压产生的轴向推力的比值。‘管道使用安全系数为2.0的规格尺寸系列。9单位为毫米d≥≤内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥管壁厚≥内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥管壁厚≥内层壁厚≥外层壁厚≥钢带厚度≥管壁厚≥—————————— — —— ——————————— ——注1:管道使用安全系数为2.0。注2:安全系数指PSP塑料层轴向抗拉力与管道内部静液压产生的轴向推力的比值。8.2.2PSP的长度一般为4m或6m,也可由供需双方商定。PSP的长度不应有负偏差。8.3物理力学性能PSP的物理力学性能应符合表8的规定。表8PSP的物理力学性能要求试样数量试验方法章条号爆破强度3扁平试验应无裂纹和开裂现象黏结性能常温剥离强度9.4.3.1高温剥离强度9.4.3.2层间黏结强度内外塑料层与钢层之间应无分离和缝隙现象9.4.3.3黏结界面耐冷热应力性能内外塑料层与钢层之间应无分离和缝隙现象(焊缝两边5mm范围除外)9.4.3.4钢管焊缝强度钢管焊缝或钢带的任何地方不应出现裂缝或裂口氧化诱导时间熔体质量流动速率(MFR)变化率8.4耐静液压性能PSP的耐静液压性能应符合表9的规定。表9PSP的耐静液压性能产品类别试验温度℃试验压力MPa试验时间h试样数量要求PSP-I2×PN3无破裂无渗漏PSP-Ⅱ、PSP-Ⅲ2×PN8.5卫生输送饮用水的PSP应符合GB/T17219的规定。8.6.1PSP与符合QB/T5634—2021规定的管件连接后，系统适用性试验应符合QB/T中8.8.2耐内压试验的要求。8.6.2PSP与符合CJ/T237—2006规定的管件连接后，系统适用性试验应符合CJ/T6.6.1系统静液压试验的要求。8.6.3PSP与符合CJ/T253—2007规定的管件连接后，系统适用性试验应符合CJ/T5634—2021237—2006中6.11循环压力冲击性能、6.12真空性能的要求，还应符合表9中1000h耐静液压性能的要求。9试验方法9.1一般要求除非另有规定，试样应按GB/T2918的规定，在温度为(23±2)℃的条件下进行状态调节，时间不应少于24h,并在此条件下进行试验。9.2外观和颜色检查9.3尺寸测量9.3.1PSP平均外径和壁厚按GB/T8806规定的方法测量。9.3.2PSP内外塑料层和钢管层最小厚度的检验方法如下：a)随机抽取PSP样品，截取管环；b)利用带刻度尺的放大镜或显微镜(精度不低于0.1mm),量取圆周等分六点的厚度，其中有一点在钢管焊缝处，分别测量内外塑料层和钢管层的厚度，取其中最小值。9.3.3PSP的长度按GB/T8806规定的方法测量。9.4物理力学性能采用GB/T15560—1995附录A中图A.1规定的密封接头进行试验。截取长度为(100±10)mm的试样，两端应切割平整且与轴线垂直。将试样置于试验机压板间，焊缝位置于正侧面(见图3),试验速度为(100±10)mm/min,垂直方向下压至PSP公称外径的50%时立即卸载，观察试样有无裂纹和开裂现象。标引序号说明：1——PSP焊缝位置。图3扁平试验示意图按附录A规定的方法进行试验。按附录A规定的方法进行试验。PSP的层间黏结强度试验按GB/T242的试验方法。顶心锥度为30°,试样内径的扩口率为15%。扩完口的PSP应在常温下放置24h后，观察两端内外塑料层与钢层之间有无分离和缝隙现象。9.4.3.4黏结界面耐冷热应力性能将PSP在(95±2)℃热水中浸泡12h,取出后在室温条件下放置10min,然后再放入(-10±2)℃试验箱中静置2h,按9.4.3.3的方法试样在30s内完成扩口试验，观察两端内外塑料层与钢层之间有无分离和缝隙现象。9.4.4钢管焊缝强度PSP的钢管焊缝强度试验按GB/T242的试验方法。顶心锥度为30°,试样内径的扩口率为15%。观察扩完口的PSP钢管层焊缝和钢带有无裂缝和裂口。9.4.5氧化诱导时间按GB/T19466.6进行试验，试验温度为210℃,试验容器为铝皿。应取PSP内层和外层分别试验，取样数量内外层最少各1个，其中内表面1个，外表面1个，第三个试样任意选取。结果取最小值。9.4.6熔体质量流动速率变化率按GB/T3682.1进行试验。PSP-I试验温度为190℃,负荷质量5kg;PSP-Ⅱ和PSP-Ⅲ试验温度为230℃,负荷质量2.16kg。应取PSP内层和外层分别试验，取样数量内外层最少各1个，第三个试样任意选取，试验结果取3个数据的平均值。熔体质量流动速率变化率按式(1)计算：δ₁——管材熔体质量流动速率变化率；MFR₁——管材熔体质量流动速率；MFR,——混配料熔体质量流动速率。9.5耐静液压性能按GB/T6111进行试验。试验条件按表9的规定。采用A型密封接头时，需采用内密封形式且密封接头不能破坏内外塑料层，见图4。采用B型密封接头时，密封接头与试样刚性连接，且这种密封接头可由一根或多根可以调节长度的金属连接杆组成，见图5。仲裁采用A型内密封接头。标引序号说明：1——排气孔；2——密封接头；5—-进水孔。图4A型密封接头示意图标引序号说明：1——排气孔；2——进水孔；3——密封接头；4——密封圈；5——金属杆；6——试样。图5B型密封接头示意图按GB/T17219进行试验。9.7系统适用性9.7.1管件连接方式采用电磁双热熔连接，按QB/T5634—2021中9.13.2进行试验。9.7.2管件连接方式采用双热熔连接，按CJ/T237—2006中7.6.1进行试验。9.7.3管件连接方式采用机械式连接，循环压力冲击性能和真空性能分别按CJ/T253—2007中7.11、7.12进行试验。耐静液压性能按照GB/T6111进行试验，试样由管材和管件组合而成，其中应包括至少两种以上管件，采用A型内密封接头或B型密封接头。10检验规则检验分为出厂检验、控制点检验、型式检验。10.2组批和分组同一原料、配方和工艺连续生产的同一规格PSP作为一个检查批，d,63mm及以下规格每批数量不应超过30000m,d,63mm以上规格每批数量不应超过15000m。如果生产7d仍不足上述数量，则以7d为一批。按表10规定对PSP进行尺寸分组。表10PSP的尺寸组和公称外径范围尺寸组公称外径范围mm120≤dn≤63263<dn≤250型式检验按表10规定随机选取每一尺寸组中任一规格的PSP进行检验。10.3.1出厂检验项目为颜色、外观、规格尺寸、爆破强度、常温剥离强度、高温剥离强度、层间黏结强度、黏结界面耐冷热应力性能、钢管焊缝强度和氧化诱导时间。10.3.2PSP颜色、外观、规格尺寸按GB/T2828.1采用正常检验一次抽样方案，取一般检验水平I,接收质量限(AQL)4.0,抽样方案见表11。表11抽样方案单位为根批量N30191～28012281～50023501～120034563201～100007835001～150000150001～50000010.3.3在10.3.2计数抽样合格的产品中，随机抽取规定数量的样品，按表8中爆破强度、常温剥离强度、高温剥离强度、层间黏结强度、黏结界面耐冷热应力性能、钢管焊缝强度、氧化诱导时间的要求进行试验。10.4控制点检验10.4.1在出厂检验合格的产品中随机抽取任一规格，每3个月进行1次控制点检验。10.4.2控制点检验项目为8.3中熔体质量流动速率变化率和8.4中165h耐静液压性能。10.5型式检验10.5.1型式检验项目为第8章中的所有项目。10.5.2一般情况下，两次型式检验间隔应不超过3年。若有以下情况之一，应进行型式检验：b)停产1年以上恢复生产时；c)出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时；d)新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定时。颜色、外观、尺寸按表11进行判定。饮用水用PSP卫生要求不合格则判定为不合格批。其他要求有一项或多项不合格时，则随机抽取双倍样品进行不合格项的复检，如仍有不合格项，则判定为不合格批。11.1标志11.1.1PSP标志应打印在PSP上，间隔不应超过2m。每根PSP应包含1个及以上的完整标志。标志不应造成PSP出现裂痕或其他形式的损伤。PSP至少应有下列标志：a)生产企业名称或简称、商标；b)产品名称；c)生产日期或生产批号；f)本文件编号。11.1.2PSP包装至少应有下列标志：b)产品名称；c)商标。同一个包装袋内的PSP规格相同且宜采用内膜袋单独包装，PSP端面宜采用端封形式保护。其他包装方式也可由供需双方协商确定。PSP应贮存在干燥通风的库房内。应远离热源，避免阳光直射、油污和化学品污染。PSP应水平(规范性)PSP剥离强度试验方法A.1原理将PSP管环制成剥离样条，采用对样条连续均匀剥离的方法，绘制PSP管环试样的内层、外层和嵌入金属层间的分离力曲线并计算其最小平均剥离力，以检查试样塑料层和金属层的黏结力。A.2装置A.2.1拉伸试验装置具有适宜的负荷范围，夹头能以恒定的速率分离并施加拉伸力的装置，该装置应配备有力的测量系统和指示记录系统。力的示值误差不应超过2%。整个装置的响应时间宜足够短，以不影响测量的准确性为宜，即当胶接试样被破坏时，所施加的力能被测量到。试样的破坏负荷应处于满标负荷的10%～80%之间。A.2.2剥离样条夹具一个可固定在试验机上的下夹头，能牢固地夹住钢带层或塑料层，另一个可施加拉力的上夹头
