2023核安全3级高密度聚乙烯管道设计规范

核安全3级高密度聚乙烯管道设计规范PAGE\*ROMANPAGE\*ROMANIII目  次目  次 I前  言 IV范围 5规范性引用文件 5术语和定义、符号、缩略语 6术语和定义 6符号 7缩略语 10总体要求 11设计寿命 11管材、管件和接头承压设计 11直管段壁厚设计 11管件承压设计 12接头承压设计 13瞬态压力 13水力设计 13沿程水头损失 13局部水头损失 13火灾危害评价与防护 14布置设计 14连接要求 14法兰连接构造 15法兰螺栓及法兰盘要求 15布置要求 15管道支撑 16力学分析 16设计载荷 16弹性模量 18许用应力 18长期许用应力限值 18短期许用应力限值 18二次应力许用限值 18纵向应力设计 19附录A（资料性）材料 26总体要求 26混配料 26混配料性能指标 26混配料鉴定分析报告要求 27混配料复验要求 27HDPE管材质量检验要求 28HDPE管材和管件修复规定 28管件无损检测要求 29附录B（资料性）焊接 30焊接总体要求 30推荐的焊接形式 30附录C（资料性）无损检测 32无损检测通用要求 32体积检测方法 32无损检测验收准则 32目视检测的接受准则 32体积检测的接受准则 32附录D（资料性）包装、运输与储存 34包装 34运输 34仓储 34清洁 34附录E（资料性）法兰安装 35法兰螺栓扭矩 35HDPE与HDPE法兰连接 35HDPE与金属法兰连接 35附录F（资料性）水压试验 37通用要求 37试验步骤 37升压和保护 37稳压 38加压后的泄漏检查 38试验仪表 38附录G（资料性）劣化评价 39附录H（资料性）内外部灾害评价 40飞射物影响 40跌落物和起重设备 40内部水淹 40抗震 40外部水淹 40飞机撞击 40极端环境温度 41火灾防护 41高温蒸汽或水 41外部机械损伤 41附录I（规范性）HDPE管件的应力指数，弹性系数和应力集中系数 42附录J（规范性）抗震分析方法 48PAGEPAGE5核安全3级高密度聚乙烯管道设计规范范围本文件规定了输送水介质的核安全3级高密度聚乙烯（HDPE）管道的总体设计要求，以及寿命设计、水力设计、布置设计和力学设计方法。本文件适用于最高温度不超过60℃、最低温度不低于-45℃的核安全3级HDPE管道设计。规范性引用文件（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T1033.1第1033.2第GB/T1040.11GB/T1040.221040.33GB/T3682.1MFRMVR）1部分：标准方法GB/T61118806GB/T9341GB/T9345.11GB/T13021（）G/T13663.1（PE管道系统1/T13663.2（PE管道系统2/T13663.3（PE管道系统315560GB/T1825119278GB/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SH/T1770ISO4427.2塑料管道系统－给给水用聚乙烯（PE）管和管件－第2部分：管（PlasticspipingsystemPolyethylene(PE)pipesandfittingsforwatersupplyPart2:Pipe）ISO16241管材和管件用聚乙烯材料耐慢速裂纹增长性能测定的PENT缺口拉伸试验(Notchtensiletesttomeasuretheresistancetoslowcrackgrowthofpolyethylenematerialsforpipeandfittingproducts(PENT))PAGEPAGE10术语和定义、符号、缩略语3.1.1使用限制A servicelevelA所有A级使用载荷应满足由设计技术规格书明确那些限制的设定，部件和支承件在执行规定的功能时须承受这些载荷。A级使用限制通常适用于正常工况（A类工况）。3.1.2使用限制B servicelevelB所有B级使用载荷应满足由设计技术规格书明确那些限制的设定，部件和支承件须能承受这些载荷而不发生需作修理的损坏。B级使用限制通常适用于偏离电厂正常工况且发生概率较高的异常工况（B类工况）。3.1.3使用限制C servicelevelC所有CC（C类工况）。3.1.4使用限制D servicelevelD所有CD（D类工况（3.1.5混配料compound由一种或几种聚合物和必要添加剂经混合/塑化得到的、直接用于制品加工的均匀混合物。其任一组分均不能以机械方式分离出来【同GB/T19278第2.1.1条】。不得使用二次混配料。3.1.6回用料re-processablematerial；reworkmaterial19278第2.1.3条】。3.1.7HDPE管材highdensitypolyethylenepipe指采用挤出加工工艺制造的HDPE直管道。相关信息见GB/T13663.2 给水用聚乙烯（HDPE）管道第2部分：管材。3.1.8HDPE管件highdensitypolyethylenefittingG/T13663.3（HDPE管道第3.1.9HDPE管道highdensitypolyethylenepipingsystem指主要由HDPE管材和管件组成的管道系统。该管道系统通常包含部分钢制部件，如钢制法兰盘、钢制连接螺栓、钢制支架等。符号下列符合适用于本文件：A——管材断面面积，mm2Ap——管材净截面积，mm2As——Ab——法兰连接螺栓的面积，mm2a——过渡焊缝处两管材间的壁厚差，mmBd——管沟宽度，mB1——第一项应力指数B2——第二项应力指数——埋地系数b——过渡焊缝处放坡段长度，mmCh——Hazen-Williams系数，无量纲c——机械裕量、腐蚀裕量和其它裕量之和，mm——过渡焊缝放坡处的管径补偿长度，mmcp——管内水锤波速度，mm/sD——管材平均直径，mmDLF——计算水锤力时的动载荷系数，保守地取2DR——管材尺寸比=管材平均外径/最小预制壁厚=D/tfabminDi——管材内径，mmDo——管材外径，mmdn——管材公称外径，mmdo——支管外径，mmdi——支管内径，mmEpiHDPE——管材弹性模量，MPaEs——管材短期弹性模量，MPa——土壤反应模量（与厂址相关），MPa——管沟周围处土壤的反应模量（与厂址相关），MPaFa——设计、A、B、C、D运行工况下的轴向力，NFaC——热膨胀/收缩/自由端位移导致的轴向力，NFaD——锚固点非往复位移导致的轴向力，NFaE——地震波传递、土壤地震运动、建筑物地震锚固点运动导致的轴向力，NFAlt——由于热膨胀或收缩或/和自由端位移导致的最大等效轴力，NFb——法兰上每个螺栓的轴力，NFC——完全约束时热收缩导致的轴向力，NFE——完全约束时热膨胀导致的轴向力，NFf——安装系数——椭圆纠正系数g——重力加速度，m/s2H——覆土深度，mHgw——地下水高于管顶的高度，mHhub——止推环厚度，mmhy——管道沿程水头损失，mH2OI——转动惯量，mm4i——应力集中系数K——层理系数khi——各级使用限制对应的应力系数——设计和运行工况下的纵向应力系数L——挠度系数Leq——各种HDPE管件的等效管道长度，mM——设计、A、B、C、D工况许用机械载荷引起的弯曲合力矩，N•mmMA——重力或其他持续载荷导致的截面弯矩，N•mmMAM——动态载荷锚固运动引起的合力矩的平均值MB——（如果设计规格书要求计算由于重复和非重复载荷导致的弯矩）等。往复和非往复动载荷仅考虑1/2振幅范围，N•mm——热膨胀/收缩/自由端约束位移导致的合力矩，N•mm——非往复锚固点位移导致的合力矩，N•mm——地震波传递、土壤地震位移、建筑物抗震锚固点位移共同导致的合力矩，N•mmMj——直通部件、弯管或焊制弯头的合成力矩m——各运行工况下屈服系数——等效全幅温度循环次数NE——最大温差循环次数2…NP——内部设计压力（考虑瞬态事件导致的压力波动），MPaPR——管部件压力等级，MPa——设计、A、B、C、D工况压力，MPa——在设计温度下的管材选型设计压力，不考虑瞬态事件引起的压力波动，MPa——土壤载荷引起的垂直土压，MPa——地下水位高于管顶而引起的压力，MPa——外部静压，等于土壤与地下水压力之和再加上附加载荷，MPa——附加载荷引起的垂直土压，MPa——斜接弯管压力等级，MPaR——浮力简化系数123rˊ——倒锥过渡焊缝始端的弯曲半径,mmrˊ——倒锥过渡焊缝末端的弯曲半径,mmrˊ——止推环中心的弯曲半径,mm123S——许用应力，MPaSA——许用二次应力限值，MPaSb——法兰接头螺栓许用应力Sh——在某一温度下的HDPE管道设计薄膜应力，MPaSS——短期载荷下的许用应力，MPa——许用管壁压缩应力，MPaT——温度，℃——设计温度，℃——管道周围土壤温度，℃——tDesign——最小壁厚要求，mmtelbow——焊制弯头的最小壁厚要求，mmtfabmin——最小制造壁厚，mmtmin——压力下的最小壁厚，mm——止推环管部的壁厚，mmV——介质流速，m/sW——自重（包括管道、介质、保温层和其他持续载荷），kgWi——法兰接头螺栓设计载荷，NWP——单位长度空心管道质量，kg/mWW——单位长度下被管道取代的水的质量,kg/mw——止推环中心的宽度，mmZ——管道横截面的截面模量，mm3——管道热膨胀系数，1/℃——管道内部负压引起的压差，MPa，℃T————等效温升，℃TTT——℃——地震波计算机分析时的管道应变——地震波传递引起的最大土壤应变——泊松比——管径变形量与原管径之比，一般称为环向变形——最大允许管径变形量与原管径之比——流体密度，kg/m3——干土壤密度，kg/m3——饱和水土壤密度，kg/m3——热膨胀/收缩/自由端约束位移导致的拉应力，MPa——与法兰连接节点处螺栓拉应力，MPa——地震引起的管道拉应力，MPa——管壁承受的环向压应力，MPa——管道拉应力，MPa——完全约束时热收缩导致的拉应力，MPa——完全约束时热膨胀导致的拉应力，MPa——管材水力摩擦系数——热膨胀/收缩/自由端约束位移导致的止推环剪应力，MPa缩略语下列缩略语适用于本文件：FPS熔接工艺规程（fusingprocedurespecification）GSR几何形状比或几何强度比（Geometricshaperating）HDPE高密度聚乙烯（Highdensitypolyethylene）PAUT超声相控阵（Phasedarrayultrasonictest）SCG慢速裂纹增长（Slowcrackgrowthresistance）TOFD（超声）时差衍射法（Timeofflightdiffractionultrasonictest）总体要求HDPE管道设计应考虑以下内容：应选择鉴定合格的同一等级混配料制造管材和管件，并对混配料的生产厂家资格、资料性A.1A.2管材和管件制造时不应使用回用料。A资料性A.、A.3A.4A.5、A.6HDPEB（资料性）“焊接”。HDE资料性）“无损检测”。HDPED（资料性）“包装、运输与储存”。HDPEHDPEHDPEE（资料性）“法兰安装”。HDPEHDPEF（资料性）“水压试验”。资料性HDPEH（资料性）“内外部灾害评价”。设计寿命设计技术规格书中应明确管道的设计寿命，以及影响设计寿命的运行工况和载荷持续时间。管材、管件和接头承压设计直管段壁厚设计直管段最小要求壁厚根据下式确定：tdesign=tmin+c （1）其中，c为设计裕量，应包括安装期间预期损伤裕量。tmin= （2）产品最小制造壁厚tfabmin值应大于等于tdesign值，S值见表1。表1 HDPE管材的长期许用应力S（MPa）温度(℃)≤50年温度(℃)≤50年温度(℃)≤50年≤235.52364.73494.01245.45374.68503.96255.39384.62513.91265.33394.56523.85275.27404.50533.80285.21414.45543.75295.15424.39553.70305.09434.34563.65315.03444.28573.60324.97454.23583.55334.91464.17593.50344.85474.12603.45354.79484.07……管件承压设计管部件应保证其能承受大于等于所连管材设计压力PD。管部件的设计应确保其能够承受大于等于所连管材设计压力PD···································（3）式中，几何形状系数GSR见表2。表2管材和管件的压力折减系数系数管件类型GSR直管1.0注塑法兰连接件1.0机加工法兰连接件1.0加强本体的注塑管件1.0DR5.6~DR9斜接管件（1~5节）0.80DR9.5~DR13.5斜接管件（1~5节）（每段熔0.75接管节的角度变化小于等于22.5°）圆锥形同心大小头（机加工或注塑）1.0止推环（机加工或注塑）1.0接头承压设计接头应确保具有承受大于或等于所连接管材设计压力PD的能力。法兰接头应确保管道水压试验压力下的密封能力。瞬态压力B类工况最大瞬态压力应不大于1.2倍管道设计压力PD。C类和D类工况最大瞬态压力应不大于2倍管道设计压力PD。水力设计沿程水头损失HDPE管材的沿程水头损失(湍流情况下)宜按下式计算：L2Ly=

···································（4）1 2.51 =2

+ 3.72di

···································（5）Re=Vdi= 0.017751+0.+0.

···································（6）···································（7）式中：（m）；di：管材内径（m）；V：管材内水流的平均流速（m/s）；g（/s2，取9.81/s2；：管材当量粗糙度（m），可取0.010×10-3m~0.013×10-3m；Re：雷诺数；（2/s；T：介质水的温度（℃）。局部水头损失HDPE管件的局部水头损失可按照等效管材长度进行计算，管件的等效长度计算公式如下：Leq=Kdi

···································（8）式中，为管件的等效长度，单位m；各种管件的折算系数见表3。表3 典型管件的折算系数典型管件折算系数90°注塑弯头4045°注塑弯头2190°焊制弯头3260°焊制弯头2145°焊制弯头1630°焊制弯头11等径三通，分支部分80等径三通，直通部分27普通截止阀，全开340普通角阀，全开145蝶阀（≥dn200），全开40止回阀，常规旋启式135管道中所有管件的等效长度确定后，将其与直管长度相加再利用式（4）进行计算，即得到总水头损失。火灾危害评价与防护HDPEHDPE管道高温时强度会很快降低，需采取隔热措施防止火灾时高温影响其可用性。HDPE本文件规定，火灾情况下，HDPE管道外表面温度不应超过80℃。布置设计连接要求HDPE管材和管件应采用刚性连接方式。刚性连接方式宜采用熔接连接和法兰连接。HDPE管材和管件的熔接连接宜采用热熔对焊连接、电熔连接和电熔鞍形连接方式，不应采用螺纹连接或粘接。HDPE管材之间也可采用法兰连接。HDPE管材与金属管道或管件连接时，应采用法兰连接。埋地管道采用法兰连接时应设置检查井。HDPE管材、管件的连接在下列情况下宜采用电熔连接：焊接端部标准尺寸比（DR）不同；90mm6mm。法兰连接构造HDPE管道法兰与金属法兰连接构造图见图1。图1 HDPE管道法兰与金属法兰连接构造图HDPE管道法兰与HDPE管道法兰连接构造图见图2。图2 HDPE管道法兰与HDPE管道法兰连接构造图法兰螺栓及法兰盘要求HDPE管道法兰接头的螺栓及法兰盘应与钢制管道所使用的螺栓及法兰盘相匹配。垫片材料（如果使用）应与管道的运行要求一致并兼容。布置要求HDPE管道布置应满足安装、调试、运行、维修和在役检查的要求，为设备的引入、HDPEHDPE应在HDPEHDPE管道布置宜做到逐步升高或逐步降低，尽量减少上部积气或下部积液，否则应根据操作、检修要求设置排水和排气设施。HDPE管道不应布置在遇水能引起燃烧、爆炸或损坏的原料、产品和设备的上面，并应尽量避免在设备上方通过。HDPE管道布置不应影响周围其他管道、设备、构筑物的核安全功能的实现。应考虑事故状态下可能产生的管道破损、水淹等对周围物项核安全功能的影响。HDPE埋地管道应避免布置在可能受重物压坏处。埋地管道管顶最小覆土厚度：在人0.6m1m。HDPE管道不宜穿越不同的建筑物、构筑物基础。在特殊情况下，如必须穿越时，应HDPEHDPE管道敷设在建筑物、构筑物基础底面标高以下时，不应在受压扩散角范围内，45°。HDPE管道可在管槽、管井、管沟内暗设。为便于检修，管井宜每层设管道支撑管道应进行支撑、导向、锚固并且避免由此导致的磨蚀损伤。管道支撑应尽可能减少对管道产生局部剪切应力或点载荷。支撑面应满足以下要求：1/2~1倍的管径；U120°的圆弧面；支架与管道之间应有橡胶、塑料等柔性衬垫。3。图3HDPE止推环对可能导致管道过载的阀门和设备应单独设置支撑。力学分析设计载荷载荷来源HDPE管道部件分析时应考虑（但不限于）下面（a）到（j）的载荷：内部介质压力或真空引起的负压；由外部或内部条件引起的冲击力；冲击载荷，包括快速压力波动；其他部件、操作设备、绝热层、防腐衬里等对管道的附加载荷；当地规定的风载荷、雪载荷和地震载荷；支承凸耳、圈座、鞍座或其他类型支承的反作用力；温度效应；锚固点非重复位移带来的作用力；埋地管道周边土壤作用力及地下水的浮力。载荷类型HDPE管道载荷应在设计规格书中明确，应至少包括以下载荷类型：压力:管道系统内部介质和外部环境压力。压力应考虑压力波动、控制系统误差和系统布置的影响。荷代表地震响应的动态部分，地震锚固点运动载荷代表静态部分。由安全停堆地震（SSE）引起的管道载荷被认为是事故工况载荷。HDPE管道应力。（水锤浮力载荷：管道浸在流体内，受到流体竖直向上托起的载荷。弹性模量HDPE管材弹性模量见表4。表4 HDPE管材的弹性模量载荷时间（）≤23273238434954600.5h5665264634133623282832431h53851944139234431226923110h44941736832828726022419324h414385339302265240207178100h3793533112772432201901631,000h3172952602322031841591371yr27625722620117716013811710yr23421819217115013611710150yr20018616414612811610086许用应力HDPE管道在50年或以内的许用应力值S见表1。长期许用应力限值HDPE管道的设计工况使用限制和A级、B级、C级和D级使用限制的许用应力值定义为系数Khi乘以许用应力值S，具体如下：1.0S；AB1.1S；C1.33S；D1.33S。短期许用应力限值短期应力是指短期（<5min）偶然载荷作用产生的应力。对于存在短期载荷的工况，短期纵向应力许用限值SS见表5。5短期(<5min)纵向应力许用限值温度（℃）SS（MPa）≤218.3386.5495.3604.3二次应力许用限值HDPE管道的二次应力许用限值SA见表6。SA值应基于设计温度和A、B使用工况最高温度的较高者确定；SA值的选取基于以下两点：温度循环次数；等效全幅温度循环次数N。N100000；N根据如下公式计算：式中：

管道经历的最大温度变化，℃。

··················（9）最大温度变化 的出现次数。其它温度变化 的出现次数。管道经历的其它温度变化，℃。表6 HDPE管材的二次应力许用限值SA（MPa）等效全幅温度循环次数N设计、A级和B级使用工况温度最高值，℃≤使用2530354045505560N≤100027.326.325.324.323.322.221.220.119.01,000<N≤10,00018.017.416.816.215.514.914.213.512.810,000<N≤25,00015.314.814.313.813.212.712.111.611.025,000<N≤50,00013.513.112.612.211.711.210.810.39.850,000<N≤75,00012.712.311.911.510.910.510.09.69.1NE>75,00011.911.511.210.810.410.09.69.18.7注释：可对中间温度进行插值确定相应许用二次应力。纵向应力设计分析范围管道应力分析需评价分析对象是否满足设计、A级、B级、C级、D级使用限制的要求。各工况使用限制设计、A级、B级、C级和D级使用限制应符合如下要求。设计工况使用限制当使用设计工况使用限制时，设计工况下的压力、自重和其它持续载荷的应力应满足式（10）：·······················（10）式中：B1和B2为一次应力指数，见附录I（规范性）“HDPE管件的应力指数，弹性系数和应力集中系数”。MA为自重等持续载荷导致的弯矩。对于架空管道，不考虑的影响。AB级使用限制当使用A级和B级使用限制时，应考虑正常和扰动工况下的压力、自重、其他持续载荷和偶然载荷（包括往复和非往复的动态载荷）的影响，应满足如下a）、b）和c）的要求。对于架空管道，不考虑Fa的影响。正常和扰动工况下的一次加二次应力变化幅值应满足下式（11）的要求：···································（11）若动态载荷导致的锚固位移若计算在式（12）的内，则不用包含在式（11）内。正常和扰动工况下,由于热膨胀效应等产生的二次应力变化范围应满足式（12）：···································（12）非往复纵向二次载荷须考虑但不限于非往复锚固点位移、地基沉降等的影响，应在（13）的要求：···································（13）CD级使用限制当使用C级和D级使用限制按式（11）评定时，应采用对应工况下压力和力矩（），相应的许用限值为1.33S。此外，如果动态载荷引起的锚固位移效应未在A级和B级使用限制中没有考虑，则还需满足式（14）：···································（14）弯矩和截面模量的计算直通部件、弯管或焊制弯头的合力矩（10）（11）（12）（13）（14）··································（15）式中，按照载荷类型不同，Mj确定如下：——由于重量和其他持续载荷在横截面上产生的合成力矩；——由于非交变动态载荷加载在横截面上产生的合成力矩；分叉连接（分支连接或三通等）合力矩（分支连接或三通等规定分别计算各管段的作用力矩。对于整个接管座，应取交叉点弯矩。缩径出口管合力矩对于缩径出口管，根据公式（15）分别计算每根支管的合力矩。0.5部件、接头和分叉连接的界面模量对于部件、接头和分叉连接，用于计算弯曲应力的截面模量应取有效截面模量。对于支管：Z=π（r’m）2T’b对于主管：Z=π（r）2Trr—主管平均截面半径，mm。r’m—支管平均截面半径，mm。T’b—支管名义壁厚，mm。Tr—主管名义壁厚，mm。架空管道的特殊要求轴向压应力应满足如下公式要求：式中：

···································（16）A级使用限制和B取C级使用限制和D取1.67。埋地管道的特殊要求环向变形限制环向变形限制：作用在埋地HDPE管上的土壤和附加载荷导致的环向变形Ω不应超过表7中的Ωmax。式中：

······························（17）················（18）EpiHDPE应根据设计规格书中使用寿命选取，见表4；其中K=0.1，L=1.25~1.5，或者1.0（如果使用土棱柱压力），FS值见表8。表7 最大允许环向变形DR(%)13.56.0115.094.07.33.0表8 土壤支撑系数Fs1000Bd/D,mm/mm1.52.02.53.04.05.00.10.150.300.600.800.901.000.20.300.450.700.850.921.000.40.500.600.800.900.951.000.60.700.800.900.951.001.000.80.850.900.950.981.001.001.01.001.001.001.001.001.001.51.301.151.101.051.001.002.01.501.301.151.101.051.003.01.751.451.301.201.081.005.02.001.601.401.251.101.00管壁压应力由土壤和附加载荷导致的管壁环向应力 不应超过表9中的管壁许用压应力Scomp。································（19）表9 管壁许用压应力Scomp温度(℃)Scomp（MPa）≦48.14237.00603.59712.76822.24外部压力外压导致的变形应满足如下要求，以确保管道在外部压力和内部负压的作用下不失效。1.25m1倍管径时，由地下水的外部压力、土载载荷、附加载荷和（由内部负压引起HDPEPhydro应满足以下公式：···················（20）当覆土深度小于1.25m或1倍管径时，在不考虑周围土壤支撑作用情况下，管道应能承受由地下水、土壤载荷、附加载荷以及内部负压导致的组合压力。Phydro总压力应满足如下公式：式中：

··································（21）对于各种载荷， ，fo值见表10。在此情形下，无需满足公式（24）的要求。浮力简化系数R和埋地系数Bˊ分别如下如下：···································（22）···································（23）表10 椭圆度修正系数fo椭圆度（%）修正系数10.9120.8430.7650.6460.59内部负压限制1.25m管道内外压差应满足如下公式：·························（24）抗浮设计埋地HDPE管道应有足够的覆土深度或者加以锚固，以承受地下水的浮力作用。为实现该目的，应满足如下公式：······························（25）温度设计热胀冷缩设计埋地管道的热胀冷缩设计应符合如下要求：Twater＜Tground···································（26）Twater＞Tground时，假设此时埋地管道完全约束，管道应力由热膨胀产生。热膨胀应力根据下式计算：···································（27）热胀冷缩合应力热胀应力和冷缩应力的合应力满足：···································（28）式中：SA值见表6。锚固点非往复位移任何单个锚固点非往复位移产生的应力应满足如下公式：···································（29）S值见表1。抗震设计地震应力限值···································（30）地震载荷组合方法特殊部件设计止推环由一次应力导致的止推环剪应力应满足：···································（31）

···································（32）阀门阀门与HDPE管道通过法兰连接，法兰连接需满足附录E的要求。设计时还需校核地震下其加速度是否满足设计要求。附录A（资料性）材料总体要求本节主要规定了核级HDPE管材和管件，以及管材和管件的原材料（仅限于混配料），相对于非核级的特殊要求。应采用相同等级的混配料生产核级HDPE管材和管件。混配料混配料性能指标所使用的HDPE混配料应已通过定级，性能指标要求见表A.1。表A.1 HDPE混配料性能指标要求序号检验项目要求试验参数试验方法11密度，kg/m30.956~0.968（混配料密度）23℃浸渍法GB/T1033.1、密度梯度柱法GB/T1033.22熔体流动速率，g/10min4~2021.6kg，190℃GB/T3682方法A测定3氧化诱导温度，℃＞220℃—GB/T19466.64挥发分含量，mg/kg≤350—GB13663.1附录E5水分含量，mg/kg≤300—SH/T17706炭黑含量，%（质量分数）2.0～3.0—GB/T130217炭黑分散，级≤3—GB/T182518灰分含量，%（质量分数）≤0.02%—GB/T9345.19断裂伸长率，%≥40023℃GB/T1040.1/3使用5型试样10抗拉屈服强度，MPa≥24且＜2823℃GB/T1040.2使用5型试样11弯曲模量，MPa≥758且＜1103—GB/T934112耐慢速裂纹增长，h＞200080℃，2.4MPaISO16241混配料鉴定分析报告要求HDPEA.2A.2项目的检验结果。A.2混配料的最低质量检验要求序号检验项目要求试验参数试验方法11密度，kg/m30.956~0.968（混配料密度）23℃浸渍法GB/T1033.1、密度梯度柱法GB/T1033.22熔体流动速率，g/10min4~2021.6kg，190℃GB/T3682方法A测定3炭黑含量，%（质量分数）2.0～3.0—GB/T130214氧化诱导温度，℃＞220℃—GB/T19466.65挥发分含量，mg/kg≤350—GB13663.1附录E6断裂伸长率，%≥40023℃GB/T1040.1/3使用5型试样7抗拉屈服强度，MPa≥24且＜2823℃GB/T1040.2使用5型试样8耐慢速裂纹增长，h＞200080℃，2.4MPaISO16241注：不限于本表所规定的标准，但试验方法应相同。混配料复验要求HDPE管材和管件制造厂家应根据表A.3的要求对采购的每批次HDPE原料进行取样检验。取样检验结果与HDPE混配料生产厂家提供的鉴定分析报告不符合时，该批次混配料不应使用。表A.3 HDPE管材和管件制造厂家对混配料的最低质量检验要求序号检验项目要求检验标准1检验频率1熔融速率，g/10min4~20，21.6kgGB/T3682方法A测定管材厂接1次批次是2密度，kg/m30.956~0.968（混配料密度）浸渍法GB/T1033.1、GB/T1033.2管材厂接1次批次是3%（质量分数）2.0～3.0GB/T13021管材厂接收时1次/批次是4耐慢速裂纹增长2，hr＞2000，80℃、2.4MPaISO16241装运前1次/批次是5抗拉屈服强度，MPa≥24且＜2823℃，GB/T1040.2使用5型试样装运前1次/批次是6氧化诱导温度2，℃＞220GB/T19466.6装运前1次/批次是注1：不限于本表所规定的标准，但试验方法应相同。注2：根据表中相关标准得到的检验结果在任何情况下均不应低于表中所列最低要求。HDPE管材质量检验要求HDPE管材制造厂家应根据表A.4的要求进行检验，并向买方提供鉴定检验报告。表A.4 HDPE管材最低质量检验要求序号检验项目制造标准/接受准则检验方法检验频率提供报告检验结果1制造工艺参数核实设计批准的制造工艺NA每小时1次或每根1次，选频率低者是2外径ISO4427.2GB/T8806每小时1次或每根1次，选频率低者是3缩口1给出允许值GB/T8806生产过程中每次工艺改变测1次是4壁厚ISO4427.2GB/T8806每小时1次或每根1次，选频率低者是5静液压强度无破坏，无渗漏GB/T6111生产开始时1次，生产过程中每周1次是6短期压力强度无破坏，无渗漏GB/T15560生产开始时1次，生产过程中每周1次是7炭黑含量2.～3.0（质量分数）GB/T13021生产开始时1次，生产过程中每天1次是注1：缩口指管材端口的外径与未变形部分（距离管材末端1.5dn或端口300mm，取两者之中较小者。HDPE管材和管件修复规定不允许对直接生产或焊接的管材和管件进行修复。如果HDPE管材或管件上有擦伤、切痕或其它任何超过下列要求的表面缺陷，均应弃用。dn1105%tfabmintfabmin的缺陷应不可接受。dn1101mmtfabmin的缺陷应不可接受。管件无损检测要求管件应进行目视和体积无损检测。体积无损检测发现任何缺陷，该管件不应使用。无损检测相关规定见附录C（资料性附录）“无损检测要求”。附录B（资料性）焊接焊接总体要求焊接操作工应经过培训，考核合格，且在证书有效期内和规定的范围内开展HDPE管材管件的焊接工作。HDPE焊接操作工考核评定流程可参照金属管道。焊接操作工按照经评定合格的工艺规程实施焊接。HDPE工艺规程评定流程可参照金属管道。焊接操作工拥有唯一的识别代码，以方便质量控制。焊接施工过程使用的工器具及相关计量设备应经过校准，且在有效期内。应如实记录焊接过程参数。推荐的焊接形式推荐以下三种焊接形式。图B.1热熔对接焊接图B.2 电熔套筒焊接图B.3 电熔鞍形焊接附录C（资料性）无损检测无损检测通用要求HDPE管材和管件进行目视检查，以确定表面损伤或缺陷是否超过允许的深度，确HDPE无损检测工艺的评定流程可参照金属管道。重要变量发生变更时应重新评定检测工艺。HDPE管材和管件无损检测人员应接受相应培训，并取得合格证。HDPE管材和管件无损检测人员的资格评定流程可参照金属管道。体积检测方法HDPE管材及管件焊缝、管件的无损体积检测宜采用时差衍射法（TOFD）和相控阵（PAUT）超声波检测方法。无损检测验收准则目视检测的接受准则热熔焊缝应符合如下要求：热熔对接焊缝应有合理的熔接卷边型式。焊缝不应有可见裂缝或未焊透区。卷边之间的焊缝不应位于管道外表面以下。焊缝深度无法进行目视确认时，应对其深度进行测量确认，或者拒收该焊缝。进行对比确认该焊缝熔接过程中的熔接参数和程序符合FPS要求。电熔接头应满足以下要求：a）在接头外部和内表面，没有因过热、装配故障、未熔合导致的裂纹。b）最大安装间隙、错位及不圆度应在电熔程序限定范围内。c）在完成熔接接头测试时，审查接头与电熔程序符合情况，核实程序执行情况并进行记录。体积检测的接受准则管件和管材热熔焊缝在检查区域内发现任何缺陷时，拒收该焊缝。单个缺陷横截面长度小于熔接区域长度（图C.3中A-D）的10%。多个缺陷组合横截面长度取图C.4中正方形或矩形横截面长度的0.75对不能检测的区域按缺陷处理。1、线圈2、熔合区3、环形空间4、熔合区长度图C.3电熔接头体积检查图C.4 薄板缺陷附录D（资料性）包装管材的包装按供需双方商定要求进行，在外包装、标签或标志上应标明厂名、厂址。管件应包装以防止损坏和污染。可多个管件一同包装。电熔管件宜单独包装并进行密封。一般情况下，每个包装箱内应装相同品种和规格的管件，包装箱应有内衬袋。包装应至少带有一个标签，标明制造商的名称、零（部）件的类型、尺寸和数量，以及任何特殊贮存要求。管材和管件端部应采用封套等进行保护。封套上应开孔，以防止管材或管件内空气受热膨胀挤出封套。运输贮存管材应水平整齐堆放。清洁管材及管件应保证外表面清洁，无水渍、油渍、灰尘等。附录E（资料性）法兰安装法兰螺栓扭矩法兰螺栓的扭矩值应按以下方式确定：=法兰接头接触面积，mm2

································（E.1）=螺栓公称直径，mmK=受摩擦、材料、润滑剂和涂层影响的法兰螺栓的螺母系数=螺栓数量=接面应力，MPa。对于HDPE法兰与HDPE法兰，要求的接面应力为12.4（+1.4/-0）MPa。对于HDPE法兰与金属法兰，要求的接面应力为13.8（+1.4/-0）MPa。=螺栓扭矩，N.m应在设计报告中提供K值，并说明其确定的依据。螺栓扭矩公差应根据接面应力的允许变化值来确定。HDPE与HDPE法兰连接（E.1）24D.1的增量施加扭矩。对每一个力矩值，可按以下顺序拧紧螺栓。第一步：选择一个螺栓拧紧到预定力矩值，18090度方向的螺180HDPE与金属法兰连接螺栓的拧紧力矩值根据公式（E.1）242小时后再拧紧一次。E.2b条。E.2c条。E.1法兰连接的扭矩增量增量扭矩范围，%目标值120-30245-55370-804100-110附录F（资料性）水压试验通用要求执行水压试验的管道应在技术规格书中明确。应使用水作为试验介质。不应进行气压试验。管道组件开展的水压试验应能够模拟完整管道安装完毕并加压运行时的载荷情形。在试验期间应除去所有焊缝的保温材料、防火材料或土层，以方便检查。由于试验时承受额外压力载荷，如有需要，可对膨胀接头增加临时约束。稳压期间系统内介质可能发生热膨胀时，应采取预防措施避免超压。一次进行水压试验的HDPE管道长度不宜超过1000米。管道采用两种或两种以上管材时，宜按不同管材分别进行水压试验。当水压试验环境温度低于5℃时，应采取防冻措施，试验完毕应及时放水降压。在水压试验合格后，正式投运前，应冲洗管道，清除管道内的异物。水压试验前，应编制水压试验程序，经审查确认后实施。应如实记录试验过程参数。进行水压试验的管道组件或管道应在注水期间尽量进行排气以最大限度减少气腔的产生。试验时的环境温度应在系统设计温度限制范围之内，应在试验介质和管道温度基本相同后才能开始加压。系统的总水压试验时间，包括初始膨胀及稳压时间，不应超过8小时。如果在此时间内未完成水压试验，该管段应泄压并在8小时内不应再次加压试验。试验步骤升压和保护系统的试验压力不低于1.5倍设计压力+70KPa。试验管段中的压力应以35KPa/min~140KPa/min的速率缓慢升高，并维持在试验压力4小时，在此期间可对系统进行补水用于补偿系统膨胀。稳压470KPa，并不再补水，进行系统稳压试验。1小时。在此期间系统压降不大于稳压试验压力的5%。加压后的泄漏检查在稳压期间对系统泄漏情况进行检查。对每个熔接焊缝和所有暴露外表面进行泄漏检查。（包括在其下面的区域或表面）进行检查。除以下情形外，熔接焊缝或压力边界内不能发生任何泄漏。允许泄露的情况：格书中允许发生的泄漏或临时密封处的泄漏应从管道表面及时排除以防止遮蔽其它接头处的泄漏。试验仪表水压试验中所用的压力仪表应随时显示压力值并与管道直接连接。对于大体积系统，宜在压力显示仪表外另外增加记录仪表。1.54倍试验压力。1%。2周内开展的一组试验。试验仪表应在每个或每系列试验之后管道投运前运用标准测试仪或校验仪进行校验。附录G（资料性）劣化评价材料劣化评价的主要影响因素有：寿命、温度、压力、活性剂、PH值、辐照等。这些影响因素并不都是独立的。应综合评价压力、温度、活性剂（如游离氯离子）PHHDPE管道寿命的影响。HDPE管道寿命的影响。绿区的管道可免于评价。相关评价方法可参照核工业认可的标准规范。附录H（资料性）根据安装位置的不同，HDPE管道可能承受诸多内部和外部危害。对内外部灾害的评价可按照核工业认可的相关标准规范执行。飞射物影响本文件规定HDPE管道不应铺设在潜在飞射源附近，如储气罐附近。如果系统可能受到飞射物的撞击，则需通过设置限制器、障碍物，或者采用实体隔离的方法来实现保护。HDPE跌落物和起重设备跌落载荷造成的损坏可能导致水淹。一般采用以下措施减小跌落物的损伤风险：HDPE管道的情况下可进行维护。采用土建结构提供跌落载荷保护，例如在管道上方设置盖板。实施管理控制，例如避免地下管道处于交通通道下方，设置防撞伤警示牌等。内部水淹承压管道故障可能导致电站内部水淹