TCPCIF-《取排水工程用聚乙烯（PE）缠绕结构壁管材》

T/CPCIFXXXX—202X

取排水工程用聚乙烯缠绕结构壁管材

1范围

本文件规定了海洋江河湖泊取排水工程用聚乙烯缠绕结构壁管材的术语和定义、符号、缩略语、材

料、管材分类和标记、结构型式和连接方式、要求、试验方法、检验规则、标志、运输和贮存。

本文件适用于以聚乙烯（PE）树脂为主要原料，以聚丙烯单壁波纹管作为辅助支撑结构，采用缠绕

成型工艺制成的结构壁和缠绕实壁管材。

本文件规定的管材适用于长期工作温度不大于45℃，最大工作压力（MOP）不大于0.32MPa，一般

用途的海洋江河湖泊取排水工程。

注：参考工作温度为20℃。工作温度在0℃～45℃之间的压力折减系数，参见附录A。

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/T1040.2塑料拉伸性能的测定第2部分模塑和挤塑塑料的试验条件

GB/T1845.2塑料聚乙烯（PE）模塑和挤出材料第2部分：试样制备和性能测定

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/T4217输送流体用热塑性塑料管材公称外径和公称压力

GB/T6111流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法

GB/T6671热塑性塑料管材纵向回缩率的测定

GB/T8804.3热塑性塑料管材拉伸性能测定第3部分：聚烯烃管材

GB/T8806塑料管道系统塑料部件尺寸的测定

GB/T9345.1塑料灰分的测定第1部分：通用方法

GB/T9647热塑性塑料管材环刚度的测定

GB/T13021聚烯烃管材和管件炭黑含量的测定煅烧和热解法

GB/T13663.1-2017给水用聚乙烯(PE)管道系统第1部分：总则

GB/T13663.2-2018给水用聚乙烯(PE)管道系统第2部分：管材

GB/T13663.5-2018给水用聚乙烯(PE)管道系统第5部分：系统适用性

GB/T14152热塑性塑料管材耐外冲击性能试验方法时针旋转法

GB/T18042热塑性塑料管材蠕变比率的试验方法

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、管件及阀门通用术语及其定义

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/T19472.2-2017埋地用聚乙烯（PE）结构壁管道系统第2部分：聚乙烯缠绕结构壁管材

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/T39385塑料管道系统热塑性塑料管材环柔性的测定

3术语和定义、符号、缩略语

术语和定义

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GB/19278界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1.1

缠绕结构壁管材spirallyenwoundstructured-wallpipes

采用缠绕成型工艺，以聚烯烃材料作为辅助支撑结构，经加工制成的管材。

3.1.2

缠绕实壁管材spirallyenwoundsolid-wallpipes

采用缠绕成型工艺，管壁为实心的、带有略微凸出（或略微凹陷）螺旋线的管材。

注：缠绕实壁管材是缠绕结构壁管材的一种特殊形式。

3.1.3

公称尺寸DN/IDnominalsize

DN/ID

管材内径尺寸的名义数值。

3.1.4

实壁壁厚solidwallthickness

e

在缠绕实壁管材圆周上任一点测量的管壁厚度。

3.1.5

结构高度structureheight

ec

缠绕结构壁管材（不含承、插口）管壁内外表面之间的径向距离。

3.1.6

平口壁厚flatwallthickness

e3

在管材平口圆周上任一点测量的管壁厚度。

3.1.7

空腔部位下内层壁厚innerwallofthecavitypartthickness

e4

内层螺旋“〇”型肋对应的最下沿与管内壁之间的厚度。

3.1.8

有效长度effectivelength

L

管材总长度与其承口插入深度的差。

3.1.9

平口长度lengthofplainend

L2

缠绕结构壁管材末端平口实壁部分的长度。

符号

下列符号适用于本文件。

DN/ID：公称尺寸

de：外径

di：内径

dim：平均内径

dim,min：最小平均内径

e：实壁壁厚

ec：结构高度

emin：最小实壁壁厚

e1：插口壁厚

e1,min：最小插口壁厚

e2：承口壁厚

2

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e2,min：最小承口壁厚

e3：平口壁厚

e3,min：最小平口壁厚

e4：空腔部位下内层壁厚

e4,min：空腔部位下最小内层壁厚

L：管材有效长度

L1：电熔连接熔接长度

L1,min：电熔连接最小熔接长度

L2：平口长度

L2,min：平口最小长度

ρ：密度

缩略语

下列缩略语适用于本文件。

MFR：熔体质量流动速率（Meltmass-flowrate）

MOP：最大（允许）工作压力（Maximum（allowable）operatingpressure）

MRS：最小要求强度（Minimumrequiredstrength）

4材料

生产管材所用原料以聚乙烯（PE）树脂为主，其中仅加入必要的添加剂。原料性能应满足

表1的要求。原料的其它特性参见附录B。

表1管材原料性能

项目要求试验方法

80℃，5.4MPa（环应力），165h

内压试验a无破坏、无渗漏GB/T6111采用A型密封接头

80℃，5.0MPa（环应力），1000h

熔体质量流动速率MFR（190℃，5kg）/（g/10min）≤1.6GB/T3682.1

氧化诱导时间OIT（210℃）/min≥20GB/T19466.6

密度ρ/（kg/m3）≥930（基础树脂）GB/T1033.1

炭黑含量b/（%）2.0-2.5（质量分数）GB/T13021

拉伸标称应变（23℃）/（%）≥350GB/T1040.2

拉伸屈服应力（23℃）/（MPa）≥21GB/T1845.2

a用该原料挤出的实壁管材进行试验。

b炭黑含量仅适用于黑色材料。

不应使用任何形式的回用料、回收料。

5管材分类和标记

管材分类

5.1.1管材按公称环刚度等级分类

管材按公称环刚度分为若干等级，常见等级见表2。

表2常见公称环刚度等级

等级SN2SN4SN6.3

公称环刚度/（kN/m2）246.3

注：其它环刚度等级由供需双方根据工程设计要求确定。

5.1.2管材按结构型式分类

管材按结构型式分为A型缠绕结构壁管材和AS型缠绕实壁管材，见6.1。

管材标记

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缠绕结构壁管材

本文件编号

公称压力等级

公称环刚度等级

公称尺寸

结构型式

材料代号

示例：公称尺寸为2000mm，AS结构型式，公称环刚度等级为SN6.3，公称压力等级PN0.32的取排水工程用聚乙

烯缠绕实壁管材的标记为：缠绕实壁管材PEASDN/ID2000SN6.3PN0.32T/CIPCFXXXX-202X。

6结构型式与连接方式

管材的结构型式

6.1.1A型缠绕结构壁管

在预热的整体钢制滚筒模具上采用缠绕成型，经加工制成的内表面光滑平整，外表面平整，管壁中

埋螺旋缠绕“〇”型聚丙烯单壁波纹管，作为辅助支撑中空管的管材。管材承插口应一次缠绕成型，不应

二次焊接。典型示例如图1所示。

3c

e1eL2

4

e

i

d

说明：

di——内径；

ec——结构高度；

e3——平口壁厚；

e4——空腔部位下内层壁厚（肋管下部）；

L2——平口长度；

1——“〇”型辅助支撑中空管。

注：此类型结构壁管的中空管可为多层。

图1A型缠绕结构壁管的典型示例

6.1.2AS型缠绕实壁管

在预热的整体钢制滚筒模具上采用缠绕成型，经加工制成的内表面光滑平整，外表面平整，管壁为

4

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实壁的管材。AS型缠绕实壁管材承插口（如有）应一次缠绕成型，不应二次焊接。典型示例如图2所

示。

e

i

d

说明：

di——内径；

e——实壁壁厚。

图2AS型缠绕实壁管的典型示例

连接方式

管材一般采用热熔对接或加强型承插电熔连接，管道水下连接一般采用法兰连接方式。其它连接方

式参见附录C。

管道连接件应采用符合本标准要求的管材二次加工成型。管道连接件物理力学性能用其制作同批

次的管材替代进行检验。

典型连接方式

6.3.1热熔对接连接方式

连接方式示例如图3所示。

L

e

i

d

说明：

di——内径；

e——实壁壁厚；

L——管材有效长度。

图3热熔对接连接示意图

6.3.2加强型承插电熔连接方式

连接方式示例如图4所示。

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L

1c

e2e

e

L14

e

i

d

说明：

di——内径；

ec——结构高度；

e1——插口壁厚；

e2——承口壁厚；

e4——空腔部位下内层壁厚（肋管下部）；

L——管材有效长度；

L1——电熔连接熔接长度。

图4加强型承插电熔连接示例图

7要求

颜色

管材颜色一般为黑色，其他颜色由供需双方协商确定。

外观

管材内表面应光滑平整，外表面应平整。管材色泽应均匀。内外壁表面应无气泡和可见杂质，熔缝

无脱开。切割后的断面应平整，无毛刺。

规格尺寸

7.3.1长度

管材有效长度L一般为6m，不应有负偏差。其他长度由供需双方商定。

7.3.2内径和壁厚

管材的最小平均内径dim,min，A型管材空腔部位下最小内层壁厚e4,min（见图1）均应符合表3规定，

AS型缠绕实壁管材最小壁厚emin（见图2、图3）应符合表3中公称压力PN0.32系列规定。管材的平均

外径dem和结构高度ec由生产厂商确定。

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表3内径和壁厚尺寸

单位：毫米

公称压力PN0.32PN0.25PN0.2PN0.125PN0.08

公称尺寸最小平均内径a

最小内层壁厚e4,min/最小实壁壁厚emin

DN/IDdim,min

80078521.116.413.110.010.0

90088523.718.414.710.010.0

100098526.320.516.310.210.0

1100108528.922.517.911.210.0

1200118531.624.519.612.210.0

1300128535.226.621.213.210.0

1400138536.728.622.814.210.0

1500148539.530.724.315.210.0

1600158542.132.726.116.210.1

1700168544.734.727.717.210.7

1800178547.336.829.318.211.4

1900188550.038.830.919.212.0

2000198552.640.932.620.312.6

2200218557.844.935.822.313.9

2300228560.547.037.423.314.5

2400238563.149.039.124.315.1

2500248565.751.140.725.315.8

2600258568.453.142.326.316.4

2700268571.055.244.027.317.0

2800278573.657.245.628.317.7

3000298578.961.348.830.418.9

3400338589.469.455.334.421.4

3500348592.071.557.035.422.1

3600358594.673.558.536.422.7

40003985105.181.765.140.525.2

a管材的最小壁厚由以下数学关系得出：

퐼퐷

푒푚푖푛=푀푅푆×2···················(1)

−1

퐶×푃푁

式中：

emin——最小实壁壁厚，单位为mm；

ID——公称内径，单位为mm；

MRS——最小要求强度，单位为MPa；

C——安全系数，C=1.6；

PN——公称压力，单位为MPa。

注1：MRS取值基于材料特性，PE100材料的MRS值为10MPa。

注2：所列公称压力为示例，对于不同的工作压力，可根据上述公式计算。

注3：表中emin是基于C=1.6得出的。若取其它的C值（1.25或2.0），可通过上述公式计算得出最小壁厚。

7.3.3承口和插口壁厚

管材插口和承口一般为缠绕实壁结构。管材最小插口壁厚e1，min不应小于15.2mm,最小承口壁厚e2，

min不应小于13.7mm。管材承插连接后其接口强度及刚度应不小于管材本身。

7.3.4平口壁厚和长度

管材最小平口壁厚e3，min应不小于管材结构高度。管材平口最小长度L2，min应不小于150mm。

7.3.5熔接长度

管材承插电熔连接最小熔接长度L1，min应不小于80mm。

物理力学性能

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7.4.1物理性能

管材的物理性能应符合表4的规定。

表4管材的物理性能

项目试验参数要求

纵向回缩率/%试验温度：110℃±2℃≤3，管材聚乙烯部分应无分层、无开裂

灰分/%试验温度：850℃±50℃≤1.5

氧化诱导时间OIT/min试验温度：210℃≥20

密度ρ/（kg/m3）试验温度：23℃±0.5℃≥930

炭黑含量a/%—2.0～2.5

a炭黑含量仅适用于黑色管材。

7.4.2力学性能

管材的力学性能应符合表5的规定。

表5管材的力学性能

项目试验参数要求

SN2≥2

环刚度/

SN4—≥4

（kN/m2）

SN6.3≥6.3

试样圆滑，无反向弯曲，无破裂，试样

环柔性a—沿肋切割处开始的撕裂不应大于0.075

DN/ID或75mm（取最小值）。

蠕变比率—≤4

试验压力：1.5倍工作压力

内压试验b无破坏，无渗漏。

试验时间：24h

试样形状类型1

10mm≤e≤12mm

试验速度50mm/min

c试样形状类型1

断裂伸长率/%≥350

试验速度25mm/min

e＞12mm或

试样形状类型3

试验速度10mm/min

800≤DN/ID≤1600≥2500

1700≤DN/ID≤2400≥3000

熔接处的拉伸力/N

2500≤DN/ID≤3100≥4500

DN/ID≥3200≥5500

a仅适用于A型结构壁管材。

b不应用于无压管道系统。

c仅适用于AS型缠绕实壁管材。

系统适用性

系统适用性要求应符合表6规定。

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表6系统适用性要求

项目试验参数要求

焊接或熔接连接的拉伸力/N最小拉伸力应符合表5中熔接处的拉伸力要求连接不破坏

试验至破坏：

对接熔接拉伸强度试验温度：23℃±2℃韧性破坏-通过

脆性破坏-未通过

试验压力：1.5倍工作压力

内压密封性a无破坏，无渗漏

试验时间：24h

d不应用于无压管道系统。

8试验方法

试样的预处理

除另有规定外，试样应按GB/T2918的规定，在（23±2）℃条件下，对试样进行状态调节和试验，

状态调节时间应不少于48h。

颜色和外观

目测，内部可用光源照射观察。

尺寸

8.3.1长度

按GB/T8806进行测量。

8.3.2平均内径

在管材的同一处横截面，用精度不低于1mm的量具测量管材的内径。DN1600mm以下管材均匀测

量不应少于6次，DN1600mm及以上管材均匀测量不应少于8次，取测量结果的算术平均值，结果取整

数。

8.3.3壁厚

将管材沿圆周均匀测量不应少于6个点，用精度不低于0.02mm的量具测量壁厚，读取最小值，精

确到0.1mm。

8.3.4熔接长度

用精度不低于1mm的量具，按图4中标示的测量点测量L1或未熔接时电熔件的宽度，读取最小值，

结果取整数。

纵向回缩率

按GB/T6671方法B进行试验。从一根管材上不同部位切取三段试样，试样长度为200mm±20mm，

可沿轴向切成四块(或多块)大小相同的试块。

灰分

按GB/T9345.1规定进行试验。采用直接煅烧法。取样位置为管材内、外壁或承插口端任一处（不

包括辅助支撑聚烯烃中空管），计算结果保留1位小数。

氧化诱导时间

按GB/T19466.6规定进行试验。取样位置为管材内、外壁或承插口端任一处（不包括辅助支撑聚烯

烃中空管），将原始表面朝上进行试验。试样数量为3个，试验结果取最小值。

密度

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按GB/T1033.1规定进行试验。采用浸渍法。取样位置为管材内、外壁或承插口端任一处（不包括

辅助支撑结构）。

炭黑含量

按GB/T13021方法A或方法B的规定进行试验。取样位置为管材内、外壁或承插口端任一处（不包

括辅助支撑结构）。

环刚度

按GB/T9647规定进行试验。从管材上截取一个试样，每旋转120°试验一次，取3次试验的算术

平均值，结果保留1位小数。

环柔性

试样按GB/T39385规定进行试验。试验力应连续增加，当试样在垂直方向外径变形量为原外径的

30%时立即卸载。

蠕变比率

按GB/T18042规定进行试验，试验温度（23±2）℃。

内压试验

按GB/T6111规定进行DN1200mm及以下口径试样的试验，加压至1.5倍工作压力，保压24h，试

样应无破坏、无渗漏。DN1200mm以上口径内压试验可以在室温环境（5—40）℃下进行，实验类型水

-空气类型。

断裂伸长率

按GB/T8804.1制样，按GB/T8804.3规定进行试验。若破坏发生在标距外部，在测试值达到要求

情况下认为试验通过。当达到测试要求值时即可停止试验，无需试验至试样破坏。

熔接处的拉伸力

按GB/T19472.2-2017标准附录D中图D.1制备试样，按GB/T8804.3规定进行试验。拉伸速率15

mm/min，试验结果取整数值。

系统适用性

8.15.1熔接或焊接处的拉伸力

按GB/T19472.2-2017标准附录D中图D.2制备试样，按GB/T8804.3规定进行试验。试样应在熔

接处纵向切出，试样应该包括连接处，在试样两端有足够的长度可以保证在拉伸试验时能夹持住。拉伸

速率15mm/min，试验结果取整数值。

8.15.2对接熔接拉伸强度

按GB/T19810规定进行试验。试验温度（23±2）℃，拉伸速率（5±1）mm/min，拉伸至破坏，试

样韧性破坏为通过，试样脆性破坏为未通过。

8.15.3内压密封性

按GB/T6111规定进行DN1200mm及以下口径试样的试验，加压至1.5倍工作压力，保压24小时，

试样应无破坏、无渗漏。DN1200mm以上口径内压试验可以在室温环境（5—40℃）下进行，实验类型

水-空气。试样应包括至少一个接口。

9检验规则

组批

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同一原料、配方和工艺情况下生产的同一规格的管材为一批。每批数量不超过300t。如生产30d

仍不足300t，则以30d产量为一批。

尺寸分组

表7尺寸分组

公称尺寸

尺寸组号

DN/ID

1＜2000

2≥2000

出厂检验

9.3.1出厂检验项目为7.1～7.3、7.4.1中规定的项目，和7.4.2中规定的环刚度、环柔性、断裂伸

长率、熔接处的拉伸力项目。

9.3.27.1～7.3中规定的所有项目检验按GB/T2828.1正常检验一次抽样方案，一般检验水平I，接

收质量限（AQL）4.0。抽样方案见表8。

表8抽样方案

批量N样本量n接收数Ac拒收数Re

≤15201

16～25301

26～90301

91～150812

151～2801312

281～5002023

501～12003234

1201～32005056

3201～100008078

9.3.3在按9.3.2规定检验合格的管材中，随机抽取足够的样品，进行7.4.1条和7.4.2条中环刚

度、环柔性、断裂伸长率、熔接处的拉伸力试验。

型式检验

9.4.1型式检验项目为第7章技术要求全部的项目。

9.4.2按照9.2规定的尺寸分组中各选取任一规格管材，按照9.3.2规定对7.1～7.3项目进行检验，

在检验合格的管材中，随机抽取一根样品进行7.4～7.5中的各项试验。

9.4.3一般情况下每三年进行一次型式检验。若有以下情况之一，应进行型式检验：

a)结构、材料、工艺有较大改变，可能影响产品性能时；

b)停产一年，恢复生产时；

c)同规格情况下，出厂检验结果与上次型式检验结果有较大差异时。

判定规则

7.1～7.3中项目按表8进行判定。7.4～7.5中的项目，有一项达不到规定指标时，再按9.3.2检验

合格的样品中，随机抽取双倍样品进行该项目的复核，如仍不合格，则判定该批为不合格批次。

10标志、运输和贮存

标志

产品上至少应有下列永久性标志：

a)按5.2规定的标记；

b)生产厂名（或）商标；

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c)生产日期（或）批号。

运输

10.2.1管材在装卸运输过程中，不应受到剧烈撞击、摔碰和重压，应对管材接头部位电熔丝采取防腐

措施。

10.2.2采用机械装卸管材时，管材上两个吊点应在距离管两端约1/4管长处。

10.2.3车、船底部与管材接触处应尽量平坦，并应有防止滚动和互相碰撞的措施，不应接触尖锐锋利

物体，以免划伤管材。

贮存

管材存放场地应平整，远离热源。原则上管材不可叠放，特殊情况下必须叠放的，叠放层数不能大

于2层，并设置内支撑装置，且叠放时间不宜超过30日。

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A

A

附录A

（资料性）

工作温度下的压力折减系数

A.1当聚乙烯管道系统在20℃～45℃之间温度下连续工作室，PE100可以使用表A.1给出的压力

折减系数。

表A.1PE100的压力折减系数

工作温度a压力折减系数

℃fT

201.00

250.92

300.85

350.79

400.73

450.67

a在表中所列温度点之间工作室，允许使用线性内插值法。

注：最大工作压力由式（A.1）得出：

푀푂푃=푓푇×푓퐴×푃푁·······························································(A.1)

式中：

푓푇——表A.1中的系数；

푓퐴——与输送介质有关的压力折减系数（对于水的输送푓퐴=1）；

푃푁——公称压力。

A.2当温度小于20℃时，压力折减系数푓푇为1.00。

13

T/CPCIFXXXX—202X

B

B

附录B

（资料性）

PE管材原料的其他特性

B.1原料其他特性

PE原料其他性能的试验方法参见表B.1。

表B.1PE原料其他性能的试验方法

项目试验方法

弯曲弹性模量/MPaGB/T9341

B.2耐化学性能

符合本标准的管道系统应用于含化学物质的废水，如工业排水，应考虑其原料的耐化学性能和耐温

性。

ISO/TR10358给出了PE材料的耐化学性能资料。

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T/CPCIFXXXX—202X

C

C

附录C

（资料性）

管材连接方式示意图

管材除6.4.1热熔对接连接和6.4.2加强型承插电熔连接方式外，还可用下列连接方式或其它方

式：

C.1热熔对接加外包电熔套加强连接方式，见图C.1.

L1

L

3c

ee

i

d

图C.1热熔对接加外包电熔套加强连接示意图

C.2承插双电熔连接方式，见图C.2。

L

2c

ee

1

4

eL1

e

i

d

图C.2承插双电熔连接示意图

C.3法兰连接方式，见图C.3。

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T/CPCIFXXXX—202X

D

c

i

e

dH

图C.3法兰连接示例图

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T/CPCIFXXXX—202X

D

D

附录D

（资料性）

管道弯曲性能试验方法

D.1概述

本附录规定了基本试验方法，评定埋地用热塑性塑料管道系统中管材的弯曲性能，是否满足试样及

试样弯曲处应圆滑、无反向弯曲、破裂，并且管道接头位置的变形程度不应超过管身的要求。

D.2试验方法

本附录试验方法采用三点加荷试验法。

D.3原理

将管材和(或)管件组装起来的试样支撑成横梁，使其在跨度中心以恒定速度向上弯曲，直到试样变

形达到设定值，判断管材是否可以弯曲。

D.4设备

D.4.1两端固定装置

由适当的地锚和锁具将管材试样固定。该固定装置锁具轴向应有一定的活动量。

D.4.2起升装置

将试样升至所需高度的装置。

D.4.3起升高度测量器具

测量试样升起高度的器具。

D.5试样

试样由一段或几段管材组装成，至少含有一个接头。

D.6步骤

D.6.1下列步骤在室温下进行。

D.6.2将试样安装在试验设备上,见图D.1a。

b

11

DN3,272

543

6

a)试样固定