(高清版)GBT 40967-2021 核电厂用聚乙烯（PE）管材及管件

核电厂用聚乙烯(PE)管材及管件2021-11-26发布2022-06-01实施GB/T40967—2021 I引言 Ⅱ 2规范性引用文件 3术语和定义 24符号和缩略语 35材料 46管件分类 7 78系统适用性 9试验方法 10检验规则 附录A(资料性)不同工作温度下的HDS 附录B(资料性)两种分级方法的对比和应用 附录C(规范性)焊制管件压力核算 附录D(规范性)热熔对接接头的弯曲试验方法 参考文献 I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：沧州明珠塑料股份有限公司、上海纳川核能新材料技术有限公司、上海中塑管业有限公司、亚大塑料制品有限公司、上海核工程研究设计院有限公司、中国核电工程有限公司、中国石油化工股份有限公司北京化工研究院、江苏星河集团有限公司、浙江伟星新型建材股份有限公司、北京工商大学。Ⅱ目前国内塑料管道采用公制系列，但核电厂使用的冷却水管道大多采用IPS系列，为了与现有管道配套使用，本文件的管道尺寸同时给出了公制系列和IPS系列，供用户选择使用。1核电厂用聚乙烯(PE)管材及管件本文件规定了以聚乙烯(PE)混配料为原料，经挤出成型的聚乙烯管材(以下简称管材)、注塑成型或机加工成型或焊接成型的聚乙烯管件(以下简称管件)的材料、管件分类、要求、系统适用性、试验方本文件适用于水温不大于60℃、静液压设计应力(HDS)不大于6.90MPa的核电厂冷却水及一般用途的压力输水的聚乙烯管材及管件。注1:参考工作温度为23℃,附录A给出了工作温度在0℃~60℃之间的聚乙烯管道的静液压设计应力(HDS)。本文件适用于DN(IPS系列)1/2in(21.3mm)～54in(1371.1mm)和d。(公制系列)16mm~1600mm的聚乙烯管材及管件。注2:选购方有责任根据其特定应用需求，结合相关法规、标准或规范要求，恰当选用本文件规定的产品。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/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/T1033.2塑料非泡沫塑料密度的测定第2部分：密度梯度柱法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/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—2018流体输送用热塑性塑料管道系统耐内压性能的测定GB/T8806塑料管道系统塑料部件尺寸的测定GB/T13021聚乙烯管材和管件炭黑含量的测定(热失重法)GB/T13663.1—2017给水用聚乙烯(PE)管道系统第1部分：总则GB/T13663.3给水用聚乙烯(PE)管道系统第3部分：管件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/T18251聚烯烃管材、管件和混配料中颜料或炭黑分散度的测定GB/T18252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/T19278热塑性塑料管材、管件与阀门通用术语及其定义GB/T19280流体输送用热塑性塑料管材耐快速裂纹扩展(RCP)的测定小尺寸稳态试验(S4试验)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GB/T19806塑料管材和管件聚乙烯电熔组件的挤压剥离试验GB/T19807塑料管材和管件聚乙烯管材和电熔管件组合试件的制备2GB/T40967—2021GB/T19808塑料管材和管件公称外径大于或等于90mm的聚乙烯电熔组件的拉伸剥离试验GB/T19809塑料管材和管件聚乙烯(PE)管材/管材或管材/管件热熔对接组件的制备GB/T19810聚乙烯(PE)管材和管件热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定GB/T32434—2015塑料管材和管件燃气和给水输配系统用聚乙烯(PE)管材及管件的热熔对接程序SH/T1770塑料聚乙烯水分含量的测定ISO13478流体输送用热塑性塑料管材耐快速裂纹扩展的测定全尺寸试验(FST试验)[Thermoplasticspipesfortheconveyanceoffluids—Determinationofresistancetorapidcrackpropa-gation(RCP)—Full-scaletest(FST)]ISO21751塑料管材和管件聚乙烯电熔组件的剥离试验弯曲剥离试验(Plasticspipesandfittings—Decohesiontestofelectrofusionassemblies—Strip-bendtest)ASTMD638-14塑料抗拉强度的标准试验方法(StandardTestMethodforTensilePropertiesofPlastics)ASTMD790-17未增强和增强塑料及电绝缘材料弯曲性能的标准试验方法(StandardTestMethodsforFlexuralPropertiesofUnreinforcedandReinforcedPlasticsandElectricalInsulatingMa-terials)ASTMD2290用分裂圆盘法测定塑料或增强塑料管表观环向抗拉强度的标准试验方法(StandardTestMethodforApparentHoopTensileStrengthofPlasticorReinforcedPlasticPipebySplitDiskMethod)ASTMD2837获得热塑性管道材料的流体静力学设计基础或热塑性管道产品的压力设计基础的标准试验方法(StandardTestMethodforObtainingHydrostaticDesignBasisforThermoplasticPipeMaterialsorPressureDesignBasisforThermoplasticPipeProducts)ASTMF1473测量聚乙烯管和树脂抗缓慢裂纹增长的缺口拉伸试验的标准试验方法(StandardTestMethodforNotchTensileTesttoMeasuretheResistancetoSlowCrackGrowthofPolyethylenePipesandResins)ASTMF2634用拉伸冲击法对聚乙烯对接熔合接头进行实验室试验的标准试验方法[StandardTestMethodforLaboratoryTestingofPolyethylene(PE)ButtFusionJointsusingTensile-ImpactMethod]3术语和定义GB/T13663.1、GB/T13663.3、GB/T19278界定的以及下列术语和定义适用于本文件。DR平均外径与最小壁厚的无量纲比值。静液压设计基准hydrostaticdesignbasisHDB在一定温度下，按照ASTMD2837确定的长期静液压强度，并按照ASTMD2837进行分类。3静液压设计应力hydrostaticdesignstressHDS在一定的温度下，确保管道不会发生破坏条件下，预计管道能够持续承受的最大环应力。由静液压设计基准HDB乘以一个小于1的设计因子DF确定。在置信下限所包含因素之外考虑的安全裕度，其值小于1,取值时需综合考虑使用条件的影响和管道部件在系统中的特性。考虑设计因子后确定的管材的允许使用压力。可按式(1)或式(2)计算：MOP=2×HDB×DF/(DR-1) (1)MOP=2×HDB×DF/(SDR-1) (2)HDB——静液压设计基准；DR——径厚比；DF——设计因子；SDR——标准尺寸比。4符号和缩略语4.1符号下列符号适用于本文件。c:中心距D:直径D₁:热熔对接管件管状部分的平均外径D₂:管件通径，测量时不包括焊接形成的卷边(若有)D₃:电熔管件熔融区的平均内径D₄:聚乙烯法兰连接类管件头部的最小平均直径D₅:聚乙烯法兰连接类管件柄(颈)部的平均直径dm:平均外径d₀:公称外径E:管件主体壁厚E₁:热熔对接管件管状部分的壁厚e:壁厚emin.:最小壁厚4en:公称壁厚ey:任一点的壁厚ey.mx.:任一点的最大壁厚ey.min.:任一点的最小壁厚L:试样长度L₀:自由长度Ln:热熔对接管件的管状长度，即熔接段的初始长度Li₂:法兰连接头颈部长度L₂i:管材或插口管件的插入深度L₂:承口内部的熔接区长度，即熔接区的标称长度L₂s:管件口部与熔接区域开始处之间的距离，即管件承口口部非加热长度Pm:焊制弯头的设计压力R:半径R₁:弯头或弯管的公称弯曲半径r₂:管道平均半径T:聚乙烯法兰接头压紧面的厚度Tmin.:聚乙烯法兰接头压紧面的最小厚度Taow:焊制弯头的主体最小壁厚ty:壁厚公差w:试样宽度ourhs:长期静液压强度oiPL:置信下限0:切割角E:变化率4.2缩略语下列缩略语适用于本文件。DN:公称尺寸(nominalsize)DR:径厚比(dimensionratio)HDB:静液压设计基准(hydrostaticdesignbasis)HDS:静液压设计应力(hydrostaticdesignstress)IPS:钢管系列(IronPipeStandard)MFR:熔体质量流动速率(meltmass-flowrate)MOP:最大工作压力(maximumoperatingpressure)MRS:最小要求强度(minimumrequiredstrength)PE:聚乙烯(polyethylene)SDR:标准尺寸比(standarddimensionratio)5材料5.1生产管材、管件所用的材料应为经过定级的聚乙烯混配料。55.2按ASTMD2837进行定级时，23℃的HDB不小于11.03MPa,60℃的HDB不小于6.90MPa,并且：a)23℃回归曲线至少可以线性外推至50年，无拐点；a)80℃回归曲线在5000h前不出现拐点；b)由曲线方程外推23℃、100000h下的长期静液压强度σLrhs值不小于10.55MPa;c)由曲线方程外推60℃、100000h下的长期静液压强度σrHs值不小于6.62MPa;注：ASTMD2837与GB/T18252的对比和应用见附录B。5.4设计因子应不大于0.63。23℃时设计应力HDS的最大值为6.90MPa。对于核安全级管道，设计因子一般不大于0.5。5.5聚乙烯混配料的性能应符合表1的要求。表1聚乙烯混配料的性能序号性能要求试验参数试验方法1密度956kg/m³~968kg/m³试验温度2熔体质量流动速率'试验温度负荷质量0.15g/10min～1.0g/10min,且最大偏差应不超过混配料标试验温度负荷质量3炭黑含量2.0%～2.5%(质量分数)————4炭黑分散≤3级————5水分含量———6挥发分含量——2017附录E7氧化诱导温度升温速率8弯曲模量758MPa～1103MPa试验温度试验速度跨度试样尺寸弯曲应变3.2mm×12.7mm程序B9拉伸屈服应力试验温度试样形状拉伸速度类型IV拉伸断裂标称应变试验温度试样形状拉伸速度类型IV6表1聚乙烯混配料的性能(续)序号性能要求试验参数试验方法耐慢速裂纹增长(切口拉伸试验)破坏时间>2000h试验温度拉伸应力耐快速裂纹扩展裂纹终止试验温度内部试验压力仲裁时，试验方法应采用GB/T1033.2。本要求应用于混配料制造商制造阶段及使用者在加工阶段对混配料的要求(如果水分含量超过要求限值，生产前需要预先烘干)。为应用目的，仅当测量的挥发分含量不符合要求时才测量水分含量。仲裁时，应以水分含量的测量结果作为判定依据。d给定材料不满足该要求时，可测定不同直径的临界压力P.,作为确定该规格管材最大允许压力的依据(MOP≤P.,其中P.按ISO13478测定；或MOP≤3.6Pc.st+0.26,其中Pc.s按GB/T19280测定)。可以在不超过3℃的条件下使用空气或气-水混合物(含气量≥5%)进行试验。5.6聚乙烯混配料的熔接兼容性应符合以下要求。a)同一混配料应为可熔接的。混配料制造商应证实自己产品范围内同一混配料的熔接兼容性，将混配料加工成管材，在环境温度(23±2)℃下，按GB/T32434规定的参数，将两段管材制备成对接熔接接头，然后按ASTMF2634或GB/T19810测试，检测结果应满足表2中快速拉伸试验或对接熔接拉伸强度的要求。b)不同混配料彼此熔接需要验证。用户要求时，混配料制造商应证实自己产品范围内不同混配料的熔接兼容性。将不同混配料加工成管材，在环境温度(23±2)℃条件下，按GB/T32434规定的参数，将两段管材制备成对接熔接接头，然后按ASTMF2634或GB/T19810试验，试验结果应满足表2中快速拉伸试验或对接熔接拉伸强度的要求。表2混配料的熔接兼容性序号要求试验参数试验方法快速拉伸试验试验至破坏：韧性破坏——通过脆性破坏——未通过试验温度对接熔接拉伸强度试验至破坏：韧性破坏——通过脆性破坏——未通过试验温度快速拉伸试验和对接熔接拉伸强度均可接受，由供需双方协商确定。5.7聚乙烯混配料颗粒应均匀、无杂质，颜色为黑色。5.8管材、管件的生产不应使用回用料和回收料。5.9管件中非聚乙烯部件材料不应对聚乙烯材料的性能产生负面影响，并且应满足管道系统的总体要求。当管件中使用不同的金属材料且可能与水分接触时，应采取防止电化学腐蚀的措施。76管件分类管件类型包括以下三种：——熔接连接类管件(熔接连接类管件又分为热熔对接管件和电熔管件);——构造焊制类管件(本文件仅适用于焊制弯头);——法兰连接类管件。7要求7.1管材管材颜色应为黑色。割平整并与管材轴线垂直。7.1.3规格及尺寸7.1.3.1IPS系列管材的平均外径和不圆度应符合表3的规定。7.1.3.2公制系列管材的平均外径和不圆度应符合表4的规定。7.1.3.3允许管材端口处的平均外径小于表3或表4中的规定，但应不小于距管材末端1.5DN(dn)或300mm(取两者之中较小者)处测量值的98.5%。表3IPS系列管材的平均外径及最大不圆度公称尺寸平均外径公差直管最大不圆度mmmmmm士0.111土0.1士0.0062士0.23士0.445688表3IPS系列管材的平均外径及最大不圆度(续)公称尺寸DN平均外径公差直管最大不圆度mmmmmm273.10.215323.9士1.40.446355.60.490406.40.560457.20.63020.000508.0士0.090士2.30.70022.000558.80.77024.000609.60.84021.326.000660.40.91023.128.000711.230.000762.032.000812.834.000863.6土3.936.000914.4士4.142.00048.000士0.21654.000士0.243士6.2注2:对于盘管或公称尺寸大于或等于28in的直管，不圆度的最大值由供需双方商定。表4公制系列管材的平均外径及最大不圆度单位为毫米公称外径d平均外径直管最大不圆度9表4公制系列管材的平均外径及最大不圆度(续)单位为毫米公称外径平均外径直管最大不圆度dem.max.63.063.490.090.6200.0201.24.0225.0226.44.5250.0251.5280.0281.7315.0316.9355.0357.2400400.0402.4450450.0452.7500.0503.0560.0563.4630.0633.822.1710.0716.4800.0807.2900.0908.1—注：对于盘管或公称外径大于或等于710mm的直管，不圆度的最大值由供需双方商定。7.1.3.4IPS系列管材的最小壁厚应符合表5的规定。允许使用根据径厚比推算出的其他系列。7.1.3.5公制系列管材的最小壁厚应符合表6的规定。允许使用根据GB/T10798和GB/T4217中规定的管系列推算出的其他标准尺寸比。7.1.3.6管材的任一点壁厚公差应符合表7的规定。7.1.3.7管材长度一般为6m、9m或12m,也可由供需双方协商确定。管材长度不应有负偏差。表5IPS系列管材的最小壁厚公称尺寸mm1234568表6ISO公制系列管材的最小壁厚单位为毫米公称尺寸d4.44.54.621.924.620.127.422.425.220.527.922.725.443.128.648.540044.745061.540.968.345.462.586.197.064.589.381.790.8表7任一点壁厚公差单位为毫米公称壁厚壁厚公称壁厚壁厚公差e公称壁厚壁厚公差…e公称壁厚壁厚公差>≤>≤>≤>≤20.04.020.021.04.021.022.04.022.023.040.04.123.024.040.041.04.224.025.041.042.04.325.026.042.043.04.460.026.027.043.044.04.560.061.027.028.044.045.04.661.062.028.029.045.046.04.762.063.029.046.047.04.863.064.047.048.04.964.065.048.049.065.066.049.066.067.067.068.068.069.069.0管材的公称壁厚en等于管材的最小壁厚emin.。b任一点壁厚允许变化范围的壁厚公差表示形式为en+xmm。公称壁厚大于70mm的壁厚公差为公称壁厚的12%。7.1.4物理力学性能管材的物理力学性能应符合表8的规定。表8管材的物理力学性能序号性能要求试验参数试验方法1熔体质量流动速率(MFR)加工前后变化率不超过±20%或加工前后变化不超过±0.04g/10min试验温度负荷质量2炭黑含量2.0%～2.5%(质量分数)——3炭黑分散≤3级—表8管材的物理力学性能(续)序号性能要求试验参数试验方法4氧化诱导温度升温速率5静液压强度(80℃,200h)试验时间≥200h后无破坏，无泄漏环应力试验温度6静液压强度(80℃,1000h)试验时间≥1000h后无破坏，无泄漏环应力试验温度4.57MPa7短期耐压试验爆破试验°dn≤315mm)环应力≥20.00MPa试验温度升压时间不失效试验“试样在最小环应力22.07MPa下维持5s无破坏，无泄漏试验温度试验时间8环向拉伸屈服应力⁴(DN≥3in或dn≥90mm)试验温度试验速度9.2.10加工前后变化率不超过±20%或加工前后变化不超过±0.04g/10min,满足任意一项即为符合要求。在200h内发生脆性破坏应视为未通过试验。如果在200h前发生韧性破坏，则按表9选择较低的应力和相应的破坏时间重新试验。爆破试验和不失效试验可以相互替代，仲裁时采用不失效试验。可以替代短期耐压试验，仲裁时采用短期耐压试验。表9静液压强度(80℃)试验——环应力/最小破坏时间关系环应力MPa最小破坏时间h4004.874.724.577.2管件管件颜色应为黑色。其他影响产品性能的表面缺陷。7.2.3电熔管件的电阻偏差电熔管件电阻值范围应为：标称值×(1±10%)。管件的DN(dn)以及DR(SDR)是指与管件相连接管材的DN(dn)以及DR(SDR)。如果电熔管件中同时具有一个或多个热熔对接端，应符合热熔对接管件要求。7.2.4.2.1IPS系列热熔对接管件管状部分平均外径、管状长度应符合表10的规定。公制系列热熔对接管件管状部分平均外径、管状长度应符合表11的规定。同时，管状长度应满足焊机夹具的宽度以及可能出现的重新焊接所需要的额外长度。管件示意图见图1。系列热熔对接管件管状部分最小壁厚应符合表5的规定。公制系列热熔对接管件管状部分最小壁厚应符合表6的规定，公差应符合表7的规定。7.2.4.2.3热熔对接管件管状部分的不圆度应不超过0.015倍最小平均外径。7.2.4.2.4热熔对接管件的通径D₂应不小于管状部分最小平均外径与2eymx.的差值。计算D₂时，舍去计算值的小数部分，保留整数。表10IPS系列热熔对接管件管状部分尺寸公称尺寸"管状部分的平均外径，D₁公差管状长度，Lllmin.b11234士0.468土0.7士1.6士1.8士2.3表10IPS系列热熔对接管件管状部分尺寸(续)公称尺寸DN管状部分的平均外径，D₁公差管状长度，L1min.”mm24.000609.6士2.728.000711.2士3.232.000812.8DN≤2in的管件仅适用于电熔连接。6管状长度允许通过熔接一段壁厚等于E₁的管段来实现，内壁翻边应去除。表11公制系列热熔对接管件管状部分尺寸单位为毫米公称外径”管状部分的平均外径管状长度'Llmin.D₁.minD₁.max.表11公制系列热熔对接管件管状部分尺寸(续)单位为毫米公称外径“d管状部分的平均外径LuminD₁.min.D₁.max.d₁≤63mm的管件仅适用于电熔连接。”管状长度允许通过熔接一段壁厚等于E₁的管段来实现，内壁翻边应去除。图1热熔对接管件连接端示意图系列电熔管件的承口尺寸应符合表12的规定，公制系列电熔管件的承口尺寸应符合表13的规定，示意图见图2。制造商宜说明图2中D₃和L₂₁的最大及最小实际值以便确定是否影响装夹及连接装配。7.2.4.3.2管件熔接区域中间的平均内径D₃应不小于相应管材的最小平均外径。为表5或表6规定的相应管材的最小壁厚。7.2.4.3.4管件承口口部非加热长度，即管件口部端面与熔接区开始处之间的距离L2a应不小于5mm。7.2.4.3.5管件承口最大不圆度应不超过0.015倍最小平均外径。7.2.4.3.6如果管件具有不同公称尺寸的承口，每个承口均应符合相应的公称尺寸的要求。7.2.4.3.7电熔管件的主体壁厚，应大于相应规格系列管材的最小壁厚。为了避免应力集中，管件主体壁厚的变化应是渐变的。图2电熔管件承口示意图表12IPS系列电熔管件承口尺寸公称尺寸最大平均内径“D₃.max.插入深度熔区长度mmmm11234568————————— 注1:表中公称尺寸指与管件相连的管材的公称尺寸。注2:管件公称压力越大，熔接区长度越长，以满足本文件的性能要求。当管件DN>12in时，平均内径的最大值由制造商给出。表13公制系列电熔管件承口尺寸公称尺寸最大平均内径“D₃,max插入深度熔区长度L22.minL₂1.minL₂1.max——注1:表中公称尺寸dn指与管件相连的管材的公称外径。注2:管件公称压力越大，熔接区长度越长，以满足本文件的性能要求。当管件dn>315mm时，平均内径的最大值由制造商给出。7.2.4.4.1管件主体壁厚至少为与之相连接管材公称壁厚的1.25倍，管件内径与相连接管材内径相同。7.2.4.4.2管件连接端的平均外径和不圆度应符合表10或表11的要求、最小壁厚应符合表5或表6的要求，壁厚公差应符合表7的要求。7.2.4.4.3管件连接端管状长度应满足焊接/设计要求。管状长度应满足焊机夹具的宽度以及可能出现的重新焊接所需要的额外长度。7.2.4.4.5切割角θ≤11.25°,管段设计示意图见图C.1,例如90°弯头需至少采用5节焊接，示意图见图C.2,并符合设计要求。注：构造类焊制管件的无损检测参照ASMEBPVC.Ⅲ.AXXVI-5000的要求。7.2.4.4.6构造类焊制管件的压力核算应符合附录C的要求。7.2.4.4.7弯头预制过程需要经评定合格的人员按照评定后工艺规程开展预制工作。注：焊制管件的焊接要求参照ASMEBPVC.Ⅲ.AXXVI-2300,4000的要求。IPS系列法兰连接头头部的平均直径和压紧面的厚度应符合表14的规定，颈部长度应符合表15的规定，同时，颈部长度应满足焊机夹具的宽度以及可能出现的重新焊接所需要的额外长度。管状部分最小壁厚应符合表5的规定，壁厚公差应符合表7的规定，示意图见图3。公制系列法兰连接头头部的平均直径、颈部的平均直径、压紧面的厚度和管状长度应符合表16的规定，同时，管状长度应满足焊机夹具的宽度以及可能出现的重新焊接所需要的额外长度。管状部分最小壁厚应符合表6的规定，壁厚公差应符合表7的规定，示意图见图3。表14IPS系列聚乙烯法兰接头尺寸(1)公称尺寸法兰连接头头部的平均直径法兰连接头压紧面的最小厚度，Tmin1234568表14IPS系列聚乙烯法兰接头尺寸(1)(续)公称尺寸法兰连接头头部的平均直径法兰连接头压紧面的最小厚度，Tmin—————表15IPS系列聚乙烯法兰接头尺寸(2)公称尺寸法兰连接头颈部最小长度，L12.minmmmmmm1234568表15IPS系列聚乙烯法兰接头尺寸(2)(续)公称尺寸法兰连接头颈部最小长度，L12.mmmmmmmm—————表16公制系列聚乙烯法兰接头尺寸单位为毫米公称外径法兰接头头部的平均直径D₄.min.法兰接头颈部的平均直径Ds,min.法兰接头压紧面的最小厚度，Tmin管状长度L11.mim表16公制系列聚乙烯法兰接头尺寸(续)单位为毫米公称外径法兰接头头部的平均直径D₄.min.法兰接头颈部的平均直径D₅.min.法兰接头压紧面的最小厚度，Tmin管状长度L.min— 标引序号说明：1——聚乙烯法兰连接类管件；2——金属法兰盘。图3聚乙烯法兰连接头示意图7.2.5物理力学性能管件的物理力学性能应符合表17的要求。表17管件的物理力学性能序号性能要求试验参数试验方法1熔体质量流动速率"MFR加工前后变化率不超过±20%或加工前后变化不超过试验温度负荷质量2炭黑含量2.0%～2.5%(质量分数) 3炭黑分散——4氧化诱导温度升温速率5静液压强度”试验时间≥200h后无破坏，无泄漏环应力试验温度6静液压强度试验时间≥1000h后无破坏，无泄漏环应力试验温度7短期耐压试验爆破试验爆破环应力≥20.00MPa试验温度升压时间不失效试验试样达到环应力20.00MPa后无破坏，无泄漏试验温度升压时间8剖面试验无孔洞或孔洞为圆形/椭圆形且单个孔洞长度不超过熔接长度的10%或孔洞为圆形/椭圆形且多个孔洞的总长度不超过熔接长度试验温度9挤压剥离试验(DN<8in或dn<225mm)脆性破坏百分比不大于15%试验温度弯曲剥离试验脆性破坏百分比不大于15%试验温度拉伸剥离试验(DN≥3in或dn≥90mm)脆性破坏百分比不大于33%试验温度抗拉强度试验(DN<8in或dn<225mm)管材屈服且不小于25%的伸长率后管件及接头无破坏试验温度试验速度加工前后变化率不超过±20%或加工前后变化不超过±0.04g/10min满足任意一项即为符合要求。’仅考虑脆性破坏。如果在200h前发生韧性破坏，则按表9选择较低的应力和相应的破坏时间重新试验。仅适用于电熔管件。挤压剥离试验和弯曲剥离试验可以相互替代，仲裁时采用挤压剥离试验。抗拉强度试验和拉伸剥离试验可以相互替代，仲裁时采用抗拉强度试验。8系统适用性8.1总则8.1.1相同牌号混配料以及不同牌号混配料制造的部件应分别进行热熔对接的系统适用性试验。系统适用性试验报告应给出混配料牌号。8.1.2部件采用电熔连接时应进行电熔连接的系统适用性试验。8.1.3当系统的部件由不同制造商或供应商提供时，选购方应进行系统适用性验证，系统制造商或系统供应商应根据工程应用实际，提供与连接方式相对应的系统适用性证明文件。8.2热熔对接的系统适用性试验要求8.2.1在环境温度(23±2)℃下，按GB/T32434—2015附录E规定的参数，将两段管材制备成对接熔接接头。对接熔接接头制备的条件为：——熔接温度204℃,界面压力0.41MPa;切换时间为允许的最大值；——熔接温度204℃,界面压力0.62MPa;切换时间为允许的最大值；——熔接温度232℃,界面压力0.41MPa;切换时间在允许范围内尽可能短；——熔接温度232℃,界面压力0.62MPa;切换时间在允许范围内尽可能短。注：热熔对接接头按ISO11414制备时，由双方协商确定。8.2.2对接熔接接头的系统适用性应满足表18的要求。表18对接熔接接头的系统适用性序号要求试验参数试验方法1静液压强度无破坏，无泄漏环应力试验温度试验时间5.17MPa9.4.12快速拉伸试验”试验至破坏：韧性破坏——通过脆性破坏——未通过试验温度9.4.23对接熔接拉伸强度”试验至破坏：韧性破坏——通过脆性破坏——未通过试验温度9.4.34弯曲试验无开裂，无断裂 9.4.4仅考虑脆性破坏。如果在200h前发生韧性破坏，则按表9选择较低的应力和相应的破坏时间重新试验。’快速拉伸试验和对接熔接拉伸强度可相互替代，可由供需双方协商确定，仲裁时采用快速拉伸试验。8.3电熔连接的系统适用性试验要求按GB/T19807在环境温度(23±2)℃、极限条件下制备的电熔接头应满足表19性能要求。注1:电熔接头制备的最低温度为(一5±2)℃;最高温度为(40±2)℃。注2:电熔接头按ISO11413制备时，由双方协商确定。表19电熔连接接头的系统适用性序号要求试验参数试验方法1无破坏，无渗漏环应力试验温度试验时间2挤压剥离试验'(DN<8in或dn<225mm)脆性破坏百分比不大于15%试验温度3弯曲剥离试验”脆性破坏百分比不大于15%试验温度4拉伸剥离试验(DN≥3in或dn≥90mm)脆性破坏百分比不大于33%试验温度5抗拉强度试验(DN<8in或dn<225mm)管材屈服且不小于25%的伸长率后管件及接头无破坏试验温度试验速度仅考虑脆性破坏。如果200h前发生韧性破坏，则按表9选择较低的应力和相应的最小破坏时间重新做试验。”挤压剥离试验和弯曲剥离试验可以相互替代，仲裁时采用挤压剥离试验。DN≥8in或dn≥225mm时抗拉强度试验可用拉伸剥离试验替代。9试验方法9.1一般要求9.1.1在产品生产24h后取样。9.1.2除非另有规定，试样按GB/T2918规定，在温度为(23±2)℃条件下进行状态调节，时间不少于24h,并在此温度下进行试验。9.2.1外观和颜色目测。按GB/T8806的规定测量，测量时以毫米为计量单位。9.2.3熔体质量流动速率按GB/T3682.1试验。变化率的计算按式(3)进行：e=[(MFR₂-MFR₁)/MFR₁]×100……………(3)e——变化率，%;MFR₂——加工后管材的熔体质量流动速率，单位为克每十分(g/10min);MFR₁——加工前原料的熔体质量流动速率，单位为克每十分(g/10min)。9.2.4炭黑含量按GB/T13021试验。按GB/T18251试验。按GB/T19466.6进行试验。试样数量为3个，试验结果取最小值。试样分别包含管材内表面和外表面，试验时将内表面/外表面朝上。按GB/T6111—2018试验。试验条件按表8中规定进行，试样内外的介质均为水(水-水类型),采用GB/T6111—2018中的A型密封接头。当管材公称外径DN<6in(dn<160mm)时，自由长度不小于管材公称外径的5倍，且不应小于12in(或300mm)。当管材公称外径DN≥6in(dn≥160mm)时，自由长度不小于管材公称外径的3倍，且不应小于760mm。按GB/T15560—1995试验，试样数量为3个，试验温度为(23±2)℃,试验前至少状态调节1h。试样内外的介质均为水(水-水类型),采用GB/T15560—1995中图A1规定的封头。当管材公称外径DN<6in(dn<160mm)时，自由长度不小于管材公称外径的5倍，且不小于12in(或300mm)。当管材公称外径DN≥6in(dn≥160mm)时，自由长度不小于管材公称外径的3倍，且不小于760mm。按照试样的原始尺寸和规定的环应力计算所需要达到的压力。试验应均匀且连续地增加压力，在60s至70s之间升压到试样破坏，用秒表测量时间。按GB/T6111—2018试验，试样数量为3个，试验温度为(23±2)℃,试验前至少状态调节1h,试样内外的介质均为水(水-水类型),采用GB/T6111—2018中的A型密封接头。当管材公称外径DN<6in(dn<160mm)时，自由长度不小于管材公称外径的5倍，且不小于12in(或300mm)。当管材公称外径DN≥6in(dn≥160mm)时，自由长度不小于管材公称外径的3倍，且不小于760mm。按照试样的原始尺寸和规定的环应力计算所需要达到的压力。逐步提高到试验压力(环应力22.07MPa)并维持5s。9.2.10环向拉伸屈服应力按ASTMD2290试验。9.3管件9.3.1.1热熔对接管件样品的制备按GB/T19809制备试样，样品的热熔对接参数符合GB/T32434—2015的要求。按GB/T19807制备试样。管件的任何一侧的自由长度不小于公称外径的3倍，且不小于300mm。试样为单个管件或由管材和管件组合而成，焊接完成后，在(23±2)℃条件下放置至少24h,管材的自由长度L。及试样根据情况如下规定：——两根一定长度的管材通过对接熔接组合，密封接头之间的L。为d。的3倍，且最小为250mm;——在单个管件的情况下，密封接头到每个承(插)口的自由长度L。为d。的2倍；——几个管件通过一个组合件进行试验的情况下，管件之间管材的自由长度L。为dn的3倍。在所有的情况下，自由长度L。的最大值为1000mm。若试验中管材破裂则重新取样试验。使用电阻仪对管件电阻进行测量，电阻仪工作特性应满足表20的要求。表20电阻仪工作特性范围Ω分辨率精度1按GB/T8806的规定测量。测量时以毫米为计量单位，测量热熔管件的通径时，舍去测量值的小数部分，保留整数。测量平均外径、壁厚、不圆度等其他尺寸时，小数点后第二位非零数字进位，保留1位小数。9.3.5熔体质量流动速率按GB/T3682.1试验。变化率的计算按式(4)进行：e=[(MFR₃-MFR₁)/MFR₁]×100…………式中：e——变化率，%;MFR₃——加工后管件的熔体质量流动速率，单位为克每十分(g/10min);MFR₁——加工前原料的熔体质量流动速率，单位为克每十分(g/10min)。按GB/T13021试验。按GB/T18251试验。9.3.8氧化诱导温度按GB/T19466.6进行试验。试样数量为3个，试验结果取最小值。试样分别包含管件内表面和外表面，试验时将内表面/外表面朝上。按GB/T6111—2018试验。试样数量为3个，试样内外的介质均为水(水-水类型),采用GB/T6111—9.3.10短期耐压试验按GB/T15560—1995试验。试样数量为3个，试验温度为(23±2)℃,试验前至少状态调节1h,试样内外的介质均为水(水-水类型),采用GB/T15560—1995中图A1规定的密封接头。按照试样的原始尺寸和规定的环应力计算所需要达到的压力。试验应均匀且连续地增加压力，在60s至70s之间升压到试样破坏或达到规定的试验压力，用秒表测量时间。将熔接样品沿管道中心剖开，观察熔接界面处是否存在孔洞。如果存在孔洞，测量孔洞的长度，并对样品进行横向切割，确保测量孔洞的最大长度。9.3.12挤压剥离试验按GB/T19806试验。9.3.13弯曲剥离试验按ISO21751试验。9.3.14拉伸剥离试验按GB/T19808进行试验。9.3.15抗拉强度试验将熔接好的试样安装在拉伸试验机上。以(5±1)mm/min的速度拉伸试样直到管材屈服且横梁位移不小于25%试样长度为止。观察管件及接头有没有破坏现象。若由于试验机的限制不允许自由长度为3倍公称外径的管道试样有25%的延伸率，管材自由长度至少为300mm。9.4系统适用性试验按GB/T6111—2018试验。试样内外的介质均为水(水-水类型),采用A型密封接头。9.4.2快速拉伸试验按ASTMF2634试验。9.4.3对接熔接拉伸强度按附录D试验。按GB/T19806试验。按GB/T19808进行试验。将熔接好的试样安装在拉伸试验机上。以(5±1)mm/min的速度拉伸试样直到管材屈服且横梁位移不小于25%试样长度为止。观察管件及接头有没有破坏现象。若由于试验机的限制不允许自由长度为3倍公称外径的管道试样有25%的延伸率，管材自由长度至少为300mm。10检验规则10.1检验分类检验分为出厂检验和型式检验。10.2组批和尺寸分组同一原料牌号、同一原料批号、同一设备和工艺且连续生产的同一品种规格管材作为一批，并按表21的规定进行分批。表21管材的分批规则尺寸范围DN<12in或d₁<315mm315mm≤dn<710mmDN≥26in或dn≥710mm分批规则每批数量不超过200t,如果生产10天仍不足上述数量，则以10天产量为一批每批数量不超过300t,如果生产20天仍不足上述数量，则以20天产量为一批每批数量不超过400t,如果生产30天仍不足上述数量，则以30天产量为一批同一原料和工艺且连续生产的同一品种规格管件作为一批，并按表22的规定进行分批。表22管件的分批规则尺寸范围DN<12in或dn<315mm315mm≤dn<710mmDN≥26in或dn≥710mm分批规则每批数量不超过5000个，如果生产10天仍不足上述数量，则以10天产量为一批每批数量不超过3000个，如果生产20天仍不足上述数量，则以20天产量为一批每批数量不超过400个，如果生产30天仍不足上述数量，则以30天产量为一批同一类型管材(或管件)按表23进行尺寸分组。型式检验时，在每一尺寸组中任选一个品种规格的管材(或管件)进行检验。表23尺寸分组尺寸组123IPS系列尺寸范围/inDN<1212≤DN<26DN≥26公制系列尺寸范围/mmdn<315315≤dn<710dn≥710强度(80℃,200h)试验、短期耐压试验/环向拉伸屈服应力试验。10.3.1.2管材的颜色、外观、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24。表24抽样方案单位为根/个批量N样本量n接收数Ac拒收数2013015019150023501～120034单位为根/个批量N样本量n接收数Ac拒收数567810.3.1.3在10.3.1.2抽样合格的产品中，随机抽取足够数量的样品进行熔体质量流动速率、炭黑含量、氧化诱导温度和静液压强度(80℃,200h)试验、短期耐压试验/环向拉伸屈服应力试验。其中静液压强度(80℃,200h)、短期耐压试验/环向拉伸屈服应力的试样数量均为1个，氧化诱导温度的试样从内表面取样，试样数量为1个。静液压强度(80℃,200h)、短期耐压试验、剖面试验、挤压剥离试验和抗拉强度试验。10.3.2.3管件的颜色、外观、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24。10.3.2.4在10.3.2.3计数抽样合格的产品中，随机抽取足够数量的样品进行熔体质量流动速率、炭黑含量、氧化诱导温度、静液压强度(80℃,200h)、短期耐压试验、剖面试验和挤压剥离试验。其中静液压强度(80℃,200h)、短期耐压试验、挤压剥离试验的试样数量均为1个，氧化诱导温度的试样从内表面取样，试样数量为1个。10.4.1.1型式检验按10.2.2规定分组进行。每次型式检验的规格在每个尺寸组内轮换。10.4.1.2一般情况，每三年进行一次型式检验。若有下列情况之一，也应进行型式检验：b)因任何原因停产一年以上恢复生产时；c)出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时。10.4.2.1管材型式检验项目为7.1和8.2中的所有项目。10.4.2.2按10.3.1.2对颜色、外观、尺寸进行检验，在检验合格的样品中随机抽取规定数量的样品，进行其他项目的检验。10.4.3.1管件型式检验项目为7.2和8.3中的所有项目。10.4.3.2按10.3.2.3对颜色、外观、尺寸进行检验，在检验合格的样品中随机抽取规定数量的样品，进行其他项目的检验。颜色、外观、尺寸按表24进行判定。其他要求有一项或多项不合格时，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标志标志内容应打印或直接成型在管材上，标志不应引发管材破裂或其他形式的失效；并且在正常的贮存、气候老化、加工及允许的安装使用后，在管材的整个寿命周期内，标记字迹应保持清晰可辨。标志至少应包括下列内容：a)制造商名称或商标；b)聚乙烯混配料牌号；c)内部流体；d)公称压力；g)本文件号；h)生产日期；i)生产批号。管件应有永久、清晰的标志，标志不应诱发裂纹或其他形式的破坏。并且在正常的贮存、操作、搬运标志和标签内容在目视的情况下应清晰可辨。对于热熔对接管件，标志不应位于管件的管状部分长度范围内。注：除按制造商规定或由其认可之外，在安装和使用过程中对部件进行涂刷、刮擦，覆盖或使用清洁剂等造成的标管件上应有下列永久性标志：a)制造商名称缩写或商标；d)生产批号。管件包装或标签上应有下列标志：a)制造商名称及产品生产地址；b)聚乙烯混配料牌号；e)本文件号；f)生产日期；g)生产批号。与熔接条件相关的附加信息，例如熔接和冷却时间，可以在管件所附标签或单独的标签上给出。电熔管件应具备熔接参数可识别性，如数字识别、电流/电压识别、机电识别或自调节系统识别，在熔接过程中用于识别熔接参数。使用条形码识别时，条形码标签应粘贴在管件上并应被适当保护以免污损。注：条形码识别参见ISO13950,可追溯性参见GB/T206管件应包装，包装方式可由供需双方协商确定。以避免对管材、管件造成损伤。如果管材未包装，则应采用有效的防止表面划伤的措施。管材、管件应堆放在地面平整、通风良好的库房内，远离热源并避免阳光直射。管材如需室外堆放应采用有效的遮盖措施。(资料性)不同工作温度下的HDS聚乙烯管道在使用寿命为50年时不同工作温度下的HDS见表A.1。表A.1使用寿命为50年时不同工作温度下的HDS温度℃温度℃温度℃6—表A.1为DF等于0.5时不同工作温度下的HDS,DF为其他数值时不同工作温度下的HDS可将表A.1的数值除以0.5再乘以相应的DF即可。非核级管道，DF一般不大于0.63;核安全级管道，DF一般不大于0.5。(资料性)两种分级方法的对比和应用B.1两种分级方法的对比目前管材料长期静液压强度的分级方法和应用体系有两种：1.采用ISO9080方法(GB/T18252)得到材料的最小要求强度(MRS);2.采用ASTMD2837方法得到材料的静液压设计基准(HDB)。两种分级方法的原理相似，都是通过静液压试验得到管材料所受应力和破坏时间的一系列数据点，并对不同温度或单一温度下的试验数据进行回归分析，进而外推计算得到在特定温度和时间下的长期静液压强度(σLrns)和置信下限值(oLpt),并按照相应的标准体系进行分级。表B.1列出了ISO9080和ASTMD2837两种方法在数据要求、外推计算、拐点验证和结果等方面的区别。ISO9080方法选择多个(≥2)试验温度，其高温试验目的是尽可能在较短时间内收集足够的数据来反映材料应力破坏曲线的变化，即韧性破坏和脆性破坏的拐点。为建立与试验数据最吻合的拟合方程，对多个试验温度下应力破坏曲线进行统一的多元线性回归分析，采用4参数或3参数方程进行拟合计算。采用ASTMD2837方法的前提假设是材料在特定温度下的应力与破坏时间曲线呈双对数线性关系，且线性关系应可以连续外推到100000h以上，即材料在可预测时间范围内均为韧性破坏形式。因此采用单一温度下的长期静液压试验数据进行2参数方程的线性回归分析得到其在100000h的σtrhs值。同时考虑到材料不同的应力破坏行为，ASTMD2837方法提出了几种方法来验证HDB的可靠性。对于在测试时间范围内出现拐点或无法确定是否存在拐点的材料和试验条件，ASTMD2837也推荐采用ISO9080的多元线性回归分析方法。表B.1两种分级方法的区别分级方法标准数据要求静液压测试方法ISO1167(所有部分)测试温度选择最少两个温度单一温度(可选择23℃对比)每个温度的测试点个数最长测试时间外推计算拟合方程3参数或4参数方程2参数方程时间50年11年(100000h)置信水平97.5%置信下限50%置信区间平均值所需要的计算结果oLpL(20℃,50年)GLrhs(23℃,11年)验证韧性拐点的自动检验脆性3参数方程应用分级结果MRSB.2管材最大工作压力的计算在ISO9080和ASTMD2837两种标准体系中，MRS和HDB值均作为管材的最大工作压力、压GB/T40967—2021力等级和壁厚选择等设计计算的理论基础。在ISO体系中，管材的最大工作压力MOP可采用式(B.1)计算：MOP=2×MRS/[(SDR-1)×C]…………(B.1)式中：MOP——最大工作压力，单位为兆帕(MPa)。MRS——最小要求强度，单位为兆帕(MPa)。SDR——标准尺寸比。C——设计系数，在ISO体系中，给水领域C=1.25,燃气领域C=2。根据实际应用，也可采用其他设计系数。在ASTM体系中，管材的最大工作压力MOP可采用式(B.2)计算：MOP=2×HDB×DF/(DR-1)…………(B.2式中：MOP——最大工作压力，单位为兆帕(MPa)。HDB——静液压设计基准，单位为兆帕(MPa)。DF——设计因子，在ASTM体系中，给水领域DF=0.63或0.5,燃气领域DF=0.4或0.32。根据实际应用，也可采用其他设计因子。DR——径厚比。设计系数C和设计因子DF的物理意义相同，均是在设计方面考虑材料在实际生产、安装和使用过程中可能受到不同的应力作用(不只是静液压环应力)提供适当缓冲区间的强度折减系数。由于使用习惯，其在计算方面互为倒数关系，但不同标准体系中的折减系数取值也有所不同。对于给定规格的HDPE管材，按照不同领域下的设计因子或系数，可分别通过式(B.1)和式(B.2)计算得到管材在两种体系下的MOP值。以SDR11规格管材为例，表B.2和表B.3分别列出了HDPE在给水领域和燃气领域中MOP值的差异。表B.2HDPE给水管材(SDR11)的MOP值的计算材料PE4710HDB/MPaMRS/MPa———设计因子DF0.500.63设计系数C——MOP/MPa表B.3HDPE燃气管材(SDR11)的MOP