《连续纤维增强热塑性塑料粘结复合管》

ContinuousFiber-ReinforcedThermoplasticBonded上海市塑料工程技术学会发布I 2规范性引用文件 3术语、定义及缩略语 24结构和标记 45原材料 6一般要求 7技术要求 8试验方法 9检验规则 10标志、包装、运输和贮存 附录A（规范性附录）抗起泡性能 附录B（规范性附录）TCP管的规格尺寸、公称压力等级和存储最小弯曲半径 附录C（规范性附录）TCP管1000h静水压试验压力计算 21附录D（规范性附录）气体快速卸压试验程序 251连续纤维增强热塑性塑料粘结复合管本标准规定了连续纤维增强热塑性塑料粘结复合管（简称TCP管）及接头的结构、标记、原材料、一般要求、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存的要求。本文件适用于石油石化行业的陆地油气集输、注水、注醇、污水输送以及盐化工行业的卤水输送，温泉水输送，矿山浆体输送等用途的连续纤维增强热塑性塑料粘结复合管。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是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/T699优质碳素结构钢GB/T1038.1塑料制品薄膜和薄片气体透过性试验方法第1部分：差压法GB/T1040.5塑料拉伸性能的测定第5部分:单向纤维增强复合材料的试验条件GB/T1220不锈钢棒GB/T2577玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法GB/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境GB/T2965钛及钛合金棒材GB/T3624钛及钛合金无缝管GB/T3855碳纤维增强塑料树脂含量试验方法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/T6671-2001热塑性塑料管材纵向回缩率的测定GB/T8162结构用无缝钢管GB/T8806塑料管道系统塑料部件尺寸的测定GB/T14976流体输送用不锈钢无缝钢管GB/T15558.1燃气用埋地聚乙烯（PE）管道系统第1部分：总则GB/T15560流体输送用塑料管材液压瞬时爆破和耐压试验方法GB/T18369玻璃纤维无捻粗纱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/T28799.1-2020冷热水用耐热聚乙烯（PE-RT）管道系统第1部分：总则GB/T34903.1石油、石化与天然气工业与油气开采相关介质接触的非金属材料第1部分：热塑性塑料2GB/T38725.1-2022可盘绕式增强塑料管第1部分：总则GB/T42823对位芳纶长丝GB/T43308玻璃纤维增强热塑性单向预浸料SY/T6794-2018可盘绕式增强塑料管线管ISO16486-1气体燃料供应用塑料管道系统熔融连接和机械连接的未增塑聚酰胺（PA-U）管道系统第1部分：总则（Plasticspipingsystemsforthesupplyofgaseousfuels—Unplasticizedpolyamide(PA-U)pipingsystemswithfusionjointingandmechanicaljointing—Part1:General）3术语、定义及缩略语3.1术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1.1连续纤维增强热塑性塑料粘结复合管continuousfiberreinforcedthermoplasticbondedcompositepipe采用连续的非金属纤维/带以熔结/接工艺复合成与相邻各层间形成不可相对运动的柔性复合管材。3.1.2最小弯曲半径minimumbendingradius管道在搬运、盘卷、安装或使用中弯曲半径的最小允许值。[来源:GB/T19278-2018,2.3.18]3.1.3内衬层liner通过挤塑成型的与输送流体介质直接接触的单一热塑性材料层或多种材料的复合层。3.1.4增强层reinforcedlayer提供管材机械强度以符合安装和工作时载荷要求的承力结构层。[来源:GB/T38725.2-2020,3.6]3.1.5外保护层outerprotectivelayer管材耐受外界环境腐蚀、磨损和机械损伤的聚合物层。3.1.6公称尺寸nominalsizeDN/ID与内径相关的公称尺寸，也称为公称内径。3[来源:GB/T19278-2018,2.3.6]。3.1.7最高压力等级maximumpressurerating预计可持续作用于管道而不会使之发生失效的最大内部静液压力。[来源:GB/T19278-2018,2.5.4.10]3.1.8公称压力等级nominalpressurerating最高允许使用温度条件下管材可连续使用的最大压力。[来源：GB/T38725.1—2022，3.1.11，有修改]3.1.9受压开裂稳定性thestabilityofno-splittingforpressedpipes管材在规定的径向压缩变形条件下保持结构完整、不产生裂纹的性能。3.1.10爆破压力short-termburstpressure在规定的温度和升压速率条件下,管样破坏前的最大试验压力。[来源：GB/T19278-2018,2.5.1.13]3.1.11最高允许使用温度maximumpermissibleservicetemperature纤维复合管所能承受的最高使用温度。[来源：SY/T6662.2-2020,3.1.16，有修改]3.1.12拉伸载荷等级tensileloadratingTLR允许的最大连续拉伸载荷。3.1.13静水压试验hydrostatictest用以表明产品至少可以达到合格产品要求的恒定水压试验。[来源：SY/T6662.2-2020,3.1.17，有修改]3.1.14平均内径meaninsidediameter同一截面上相互垂直的两个或多个内径测量的算术平均值。3.1.15内衬层坍塌（失稳）linercollapse由于内部压力降低造成的内衬层与增强层分离的现象。[来源:GB/T38725.2-2020,3.12]3.1.164起泡blistering聚合物内衬吸收的气体在减压过程中因气体释放造成内衬层的一种气泡状失效。[来源：SY/T6794-2018,3.1.1]3.1.17置信下限(LCL)lowerconfidencelimit基于20年寿命的静水压压力或应力的名义长期回归线下限值的97.5%。[来源：GB/T29165.1-2022,3.2.71]3.1.18设计系数designcoefficient考虑制造、试验及使用过程中的影响因素而采用的一个不高于1的数值，这些因素包括材料、加工、尺寸、搬运和安装技术的正常变化、以及试验方法的精度和偏差、环境(流体)、循环载荷和温度等。[来源：SY/T6794-2018,3.1.6,有修改]3.2代号和缩略语下列代号和缩略语适用于本文件。TCP热塑性塑料复合管(thermoplasticcompositepipe)LCL置信下限(lowerconfidencelimit)MPR最高压力等级(maximumpressurerating)NPR公称压力等级(nominalpressurerating)Fd设计系数（designcoefficient）PA聚酰胺或尼龙（polyamide）PE聚乙烯（polyethylene）PE-RTⅡ耐热聚乙烯Ⅱ型（polyethyleneofraisedtemperatureresistancetypeⅡ)PE-Xb硅烷交联聚乙烯（silanecross-linkedpolyethylene）4结构和标记4.1结构4.1.1TCP管TCP管的管体结构主要由内衬层、增强层、外保护层等多层结构构成，典型的管体结构如图1所示。51——内衬层；2——增强层；3——外保护层。图1TCP管结构示意图4.1.2接头4.1.2.1TCP管连接宜采用金属扣压式接头和电热熔式套筒接头，也可采用其它符合介质输送管道连接性能的连接接头。4.1.2.2金属扣压接头由芯管、螺母和外套组成。芯管有外螺纹芯管、平头芯管等形式。其典型结构分别如图2、图3、图4、图5所示。图2外螺纹芯管典型结构示意图图3平头芯管典型结构示意图6图4螺母典型结构示意图图5接头外套典型结构示意图4.2标记4.2.1TCP管体标记TCP管体标记方式如图6所示。对于特殊需求，可经供需双方协商，使用其它用途代号对TCP管进行标记。TCP□-口-DN/ID口MPa7TCP管用途代号:图6TCP管体的标记4.2.2接头标记接头型号标记方法如图7所示EF-口DN/IDMPa图7接头的标记5原材料5.1内衬层5.1.1内衬层宜采用PE、PE-RTⅡ、PE-Xb、PA等材料，也可采用其他符合输送要求的材料，但不应使用再生料。5.1.2内衬层材料采用PE时其性能应符合GB/T15558.1的要求；采用PE-RTⅡ时其性能应符合GB/T28799.1-2020表2要求；采用PE-Xb时其性能应符合GB/T38725.1-2022中6.1.1.3的要求；采用PA时其定级及性能应符合ISO16486-1的要求；其他类型的内衬层材料应符合相应标准要求。5.1.3用于特殊工况介质输送时（内衬层材料与特殊工况所输送介质）内衬层材料与介质的相容性应符合GB/T34903.1的要求；用于气体或含气体的多相流体输送时，内衬层材料还应符合SY/T6794-2018附录A规定的抗起泡性能要求。用于含酸性气体（H2S、CO2等）介质输送时，还应按照GB/T1038.1对8材料进行气体渗透性能评估。5.2增强层5.2.1增强层通常采用玻璃纤维、芳纶纤维、碳纤维及相应的单向预浸带等材料，带材的基体树脂应具有与内衬层树脂和外护层树脂相容的特性，其性能应符合相应标准要求。5.2.2玻璃纤维应符合GB/T18369的要求；芳纶长丝应符合GB/T42823的要求。5.2.2预浸带表面应光滑平整，无纤维外漏，无褶皱、气泡、明显划伤、凹陷、杂质等缺陷。纤维应分散平直且均匀，保证被基体树脂完全浸润，不存在干纱现象。玻璃纤维及芳纶纤维、碳纤维等预浸带的基本性能应符合表1要求。表1纤维预浸带的基本性能要求12345.3外保护层外保护层采用PE时性能应符合GB/T15558.1的要求；采用PE-RT时性能应符合GB/T28799.1-2020表2要求；采用PE-Xb时性能应符合GB/T38725.1中6.1.1.3的要求；采用PA时其定级及性能应符合ISO16486-1的要求；采用其它类型的外保护层材料，其性能应符合相应标准要求；外保护层不应使用回用料。5.4接头金属扣压接头材料应符合表2的要求；其他材质的金属扣压接头由供需双方协商确定。表2金属扣压接头材料的性能要求96一般要求6.1最高允许使用温度最高允许使用温度应符合表3的规定。表3最高允许使用温度PE-X6.2公称压力等级按照SY/T6794-2018中6.3的规定，在最高允许使用温度下，采用长期静水压试验确定TCP管的最高压力等级(MPR)后，根据SY/T6794-2018中附录A的要求确定TCP管的NPR，NPR不应超过MPR。6.3最大工作压力6.3.1考虑工作温度、输送介质及其他因素的影响，最大工作压力（MOP）通过公式（1）进行确定。MOP——最大工作压力，单位为兆帕（MPa）；NPR——公称压力等级，单位为兆帕（MPa）；ff——介质对压力的折减系数，应符合表4的规定；fSn——其他因素对压力的折减系数。表4介质对压力的折减系数水ff16.3.2在特殊工况下应考虑其他因素对压力的折减系数，包含但不限于循环载荷、化学老化、安装系数、选择的可靠度等。6.4金属扣压接头6.4.1金属扣压接头的最小有效扣压长度及螺纹规格应符合表5的要求。表5金属扣压接头最小有效扣压长度7技术要求7.1外观7.3.1管材外保护层一般为黑色，若采用其它颜色则由供需双方协商确定。7.3.2管材内、外表面应光滑、平整，无明显气泡、裂纹、划伤、杂质、颜色不均等缺陷。7.3.3管材外表面及接头应有明晰的标记，且应符合4.2条规定。7.2长度管材长度宜不小于50m，也可由供需双方协商确定。长度不应有负偏差。7.3规格尺寸TCP管的典型规格尺寸应符合附录B规定，其它规格尺寸由双方协商确定。7.4纵向收缩率管材的纵向收缩率应不大于3%。7.5受压开裂稳定性管材的受压开裂稳定性应符合表6要求。表6受压开裂稳定性技术要求压缩至内径的50%7.6氧化诱导时间管材内外表面的氧化诱导时间应符合表7的要求。表7氧化诱导时间技术要求7.7整盘管静水压强度TCP管出厂前应进行整盘管静水压试验后，应无渗漏、无破裂。7.81000h静水压强度在最高允许使用温度和试验压力条件下，保压1000h，管材无破裂、无渗漏。7.9气密性输送气体或含气体介质时，TCP管应进行气密性试验，管样应无破裂、无渗漏。7.10爆破压力在最高使用温度下，水压爆破压力应不小于3.0倍公称压力等级。7.11循环压力经过不小于7000周次压力循环试验后，管材应无渗漏、无破裂。7.12弯曲性能管样反复弯曲至存储最小弯曲半径10个循环后应符合水压爆破压力性能要求。7.13拉伸性能最大拉伸失效载荷＞3.0倍拉伸载荷等级(TLR)。7.14快速卸压在输送气体或含气体介时应进行快速卸压试验，试验后管样不应产生内衬层坍塌、起泡、各层结构分离以及外保护层破裂现象。8试验方法8.1状态调节除另有规定外，应在管材生产至少24h后取样，按照GB/T2918要求，在温度（23±2）℃下状态调节至少24h后进行测试。8.2外观用目测方法进行观察。8.3长度用分度值不大于1mm的测量仪器测量。8.4规格尺寸按照GB/T8806规定的方法进行测量。8.5纵向收缩率按GB/T6671-2001中方法B的规定对TCP管材进行测定。8.6受压开裂稳定性取长度（100士10）mm的TCP管材，置于试验机压板间进行径向压缩，压板尺寸应大于110mm，以100mm/min速度压缩至TCP管内径的规定的位置时，目视检测管材内外壁表面是否有裂纹，截面是否有分层。8.7氧化诱导时间分别在管材内衬层内表面、外保护层外表面各取1个试样，在210℃下按GB/T19466.6的规定进行试验。试验结果取最小值。8.8整盘管静水压强度8.8.1取两端安装接头的整盘管材与压力试验机连接，在常温下，将整盘管内注满清水，并充分排出管内空气；8.8.2以一定的升压速率逐渐加压至1.3倍～1.43倍的公称压力等级之间，1h内压降小于5%视为压力稳定；8.8.3压力稳定后，将压力控制在1.3倍～1.43倍的公称压力等级之间，并保持至少1h，且试验压力应不低于1.3倍公称压力等级，观察管体、端部接头是否发生泄漏；8.8.4试验完成后，卸压至常压并排净管内的试验介质。8.91000h静水压试验8.9.1样品应采用非约束型端部接头，两接头间管样的有效长度应大于等于5倍外径，且不应小于300mm；8.9.2应至少使用两个管样进行1000h静水压试验，试验应在最高允许使用温度和依据附录C确定的相应压力等级下，按GB/T6111的要求进行试验，应至少有1根管样的一端接头与工程现场应用的接头一致。8.10气密性8.10.1取1根静水压合格的管样，有效长度应不小于5倍外径，且不小于300mm。采用非约束型端部接头，应至少有一端装配工程现场应用的管端配件；8.10.2将管样置入水槽中，水槽水面应高于管样5cm；8.10.3采用氮气或压缩空气向管样内缓慢充气。当压力升至1.25倍公称压力等级的30%和60%时分别停留30min，检查接口，如果无渗漏，再将压力升至1.25倍公称压力等级，保压3h后，检查接头是否有渗漏。8.11爆破压力8.11.1取3根有效长度不小于5倍外径，且不小于300mm的管样。采用非约束型端部接头，应至少有一端装配工程现场应用的管端配件。管样内部介质为水，外部介质为空气（水－空气类型）；8.11.2常温爆破应按GB/T15560的规定在常温下对管样进行爆破试验；8.11.3高温爆破应将管样内充满水并密封后，完全浸没在水箱中，在管样最高允许使用温度下状态调节4h后，按GB/T15560规定的方法在10min内完成爆破试验。8.12循环压力8.12.1取1根，有效长度应不小于5倍外径，且不小于300mm的管样，采用A型密封接头，应至少有一端使用工程现场用的接头。管样内部介质为水，外部介质为空气（水－空气类型）；8.12.2循环压力波动幅值为0.69MPa～1.5倍公称压力等级，在室温状态下，以25周次/min的循环频率循环7000周次。8.12.3完成7000周次循环后，检查管样是否渗漏或破裂。8.13弯曲性能8.13.1应至少使用2个管样进行弯曲性能试验，管样最小有效长度应大于3.14倍存储最小弯曲半径；8.13.2按照附录B中的要求，在保证管样不产生折痕的情况下，将管样反复弯曲至存储最小弯曲半径，弯曲10个循环后，按照8.11规定对管样进行爆破压力试验。8.14拉伸性能8.14.1制造商应提供复合管的拉伸载荷等级(TLR)。样品有效长度应大于或等于5倍外径，但不小于300mm。8.14.2在不施加内压的条件下将管样以10mm/min的速率进行轴向拉伸，记录曲线屈服点对应的最大拉伸失效载荷。8.15快速卸压管材快速卸压性能应按照附录D规定的方法进行测试。9检验规则9.1检验分类产品检验分出厂检验和型式检验。9.2组批和分组9.2.1组批同一原料、配方和工艺TCP生产的同类型、同规格TCP管为一批，每批数量不超过30000m，生产期15天尚不足30000m，以15天产量为一批，以分盘盘卷的方式进行包装。9.2.2分组应按表8对TCP管进行分组。表8TCP管的尺寸分组129.3出厂检验9.3.1检验项目产品需经质检部门检验合格后方能出厂，并附产品合格证。TCP管的出厂检验项目为：——外观（7.1,8.2）；——长度（7.2,8.3.——规格尺寸（7.3,8.4）；——纵向收缩率（7.4，8.5）；——受压开裂稳定性（7.5，8.6）；——氧化诱导时间（7.6，8.7）——整盘管静水压（7.7，8.8）；——爆破压力（7.10，8.11）。9.3.2外观、颜色、长度和规格尺寸检验按GB/T2828.1的规定，采用正常检验一次抽样方案，取一般检验水平Ⅱ,接收质量限（AQL）4.0，以盘为单位抽取样本，抽样方案见表11。表9抽样方案NnAR30112233456789.3.3在外观、颜色、长度和规格尺寸检验合格的产品中抽取足够试样，分别进行纵向收缩率、受压开裂稳定性、氧化诱导时间、整盘管静水压和爆破压力试验，试样数量均为1个。9.3.4整盘管静水压为100%检验。9.4型式检验9.4.1按9.2.2的尺寸分组，在每个尺寸分组内任选一个规格尺寸进行试验，选取该规格尺寸的最高公称压力等级进行型式试验。9.4.2型式检验的项目为本文件第7章中除7.2和7.7以外的所有试验项目。9.4.3按9.3.2规定对外观、颜色和规格尺寸进行检验。在检验合格的样品中抽取试样,进行9.4.2规定的其他型式检验项目试验。9.4.4型式检验一般每间隔3年进行一次；若有下列情况之一时，应进行型式检验：a)新产品鉴定或老产品转厂生产的试制定型鉴定；b)结构、材料、工艺有较大变动可能影响产品性能时；c)产品停产一年以上恢复生产时；d)出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时。9.4.5抽样与判定颜色、外观和规格尺寸按表13进行判定。其他要求有一项或多项不合格时,随机抽取两组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。10标志、包装、运输和贮存10.1标志10.1.1管材TCP管材上应有明显的永久性的标志，包括以下内容。如用户有特殊标志要求，其要求也应标记在TCP管上，标志间距应不大于1米。a）制造厂注册名称或商标；b）型号标记、标准代号；c）制造日期（年月）；d）批号。10.1.2接头接头上应在清晰、明显位置标有永久性的标志。应至少包括以下内容：a）制造厂注册名称或商标；b）型号标记；c）制造日期（年月）及批次。10.2包装10.2.1直管包装10.2.1.1TCP管以较短尺寸供货时可采用直管包装，包装材料和包装方法应根据具体情况而定。10.2.1.2在包装件上要备有抓持条带，其数目和位置的确定以保证在搬运时确保TCP管不被损伤。10.2.2盘卷包装10.2.2.1TCP管盘卷半径不应小于TCP管的存储最小弯曲半径。且管盘标牌应标记制造商名称、规格、米数。如室外存放，应外敷遮光包装物，并在两端增加堵头。10.2.2.2接头由复合包装袋包装，包装袋应密封防水，并标记制造商名称、规格及数量。10.2.2.3盘卷捆扎包装所用包装材料和捆扎方法由购方与制造商协议确定。10.3运输10.3.1TCP管应平放或盘卷平放，堆放高度不应超过3.0m。不应将TCP管卷盘悬挂在一个固定物上。10.3.2搬运时要将包装上的抓条带同时提起，保持TCP管基本平直。采用机械、吊环或钢丝绳束吊装TCP管时，要防止其对TCP管外包层的损伤。10.3.3搬运时，不应抛摔TCP管和使其受到剧烈撞击。10.3.4在运输过程中，应避免阳光照射、雨雪浸淋；防止与能损坏TCP管的一些物质接触，并距离热源至少2.0m。10.4贮存10.4.1产品在贮存过程中，应当平放；如果要进行堆叠时，堆叠的高度不应大于3.0m。10.4.2产品应贮存在通风干燥的库房内，应避免阳光长期照射，距热源不应小于2.0m。（规范性附录）抗起泡性能对于内衬层，在使用条件下从管道公称压力快速降压期间，材料应不起泡或遭受其他肉眼可见的破坏。至少以下条件应适用。A.1试样的制备A.1.1试样应取自挤出的聚合物内衬层。A.1.2试样为标称制造厚度或大于等于6毫米的内衬层厚度。A.2试验介质使用测试程序中给出的规定环境下的气体组分。A.3试验环境A.3.1试验压力应≥NPR×ffA.3.2试验温度为最高允许使用温度A.4试验A.4.1将试样置于试验设备中，在试验温度和压力状态下调节至试样中渗透的气体饱和度＞95%。（状态调节时间根据气体在内衬层材料中的扩散系数计算出在试验环境下达到饱和的时间）A.4.2然后以工作中预期的降压速度或≥7MPa/min降压速度降压至常压。对于低于起始压力等级10%的压力值，也可以采用较低的降压速度。A.4.3重复A.4.2的升压、降压过程至少20个循环。在最后一个降压循环后，应在20倍的放大镜下检查样品是否有起泡和开裂的现象。（规范性附录）TCP管的规格尺寸、公称压力等级和存储最小弯曲半径TCP管的规格尺寸、公称压力等级和存储最小弯曲半径见表B.1。表B.1玻璃纤维增强TCP管的规格尺寸、公称压力等级和存储最小弯曲半径（38725.2）3333表B.1TCP管的规格尺寸、公称压力等级和存储最小弯曲半径（续）33333表B.2芳纶纤维增强复合管的规格尺寸、公称压力等级和最小存储弯曲半径（6662.2）3435333表B.2芳纶纤维增强复合管的规格尺寸、公称压力等级和最小存储弯曲半径(续)6363633888表B.2芳纶纤维增强复合管的规格尺寸、公称压力等级和最小存储弯曲半径(续)84（规范性附录）TCP管1000h静水压试验压力计算C.1获取基础数据C.1.1