排水排污用磷石膏增强硬质聚氯乙烯管材-产品标准编制说明

PAGEPAGE11PAGEPAGE10一、任务来源贵州作为中国磷矿的主要产区之一，矿石分布广泛，已查明的磷矿资源储量26.88亿吨，工业储量25.56亿吨，基础储量7.13亿吨。磷矿资源质优量大，平均品位达22.2%，位居全国第二，主要集中于瓮安、开阳、福泉与织金等县市。贵州磷化工产业以本省丰富的磷矿资源为依托，已形成全国乃至世界重要的磷化工生产基地。磷石膏主要是磷肥或磷肥工业以及部分合成洗涤剂产业排放的工业废物，目前贵州每年排放磷石膏在1500万吨左右。磷石膏的堆积，不仅占用大量土地，还对周围环境带来污染，给生产企业带来带来不小的负担，磷石膏的大宗利用已成为贵州磷化行业急需解决的关键共性问题。因此，加强对磷石膏的综合利用，对于缓解我国磷资源压力，推进“资源节约型、环境友好型”社会的建设，具有重要的现实意义。因此康命源（贵州）科技发展有限公司与国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心联合研发，结合磷石膏的综合利用及针对普通的双壁波纹管原料刚性、韧性不能兼顾的问题，通过磷石膏改性及抗老化改性性，获得刚韧平衡的排水排污用磷石膏增强硬质聚氯专用料，进而结合挤出加工设备的改造，突破规模化生产过程的高效制造技术。排水排污用磷石膏增强硬质聚氯性能部分超过GB/T20221—2006《无压埋地排污、排水用聚氯乙烯（PVC-U）管材》标准，实现技术成果产业化，将在全国区域内的河道治理、排污、排水、公路管涵等领域得到了广泛应用。二、制、修订的必要性随着人们生活水平、环保意识的提高以及对健康的关注，在给排水领域掀起了一场建材行业的绿色革命。大量水质监测数据表明：采用冷镀锌钢管后，一般使用寿命不到年就锈蚀，铁腥味严重。而塑料管材具有自重轻、耐腐蚀、耐压强度高、卫生安全、水流阻力小、节约能源、节省金属、改善生活环境、使用寿命长、安装方便等特点，受到了管道工程界的青睐并占据了相当重要的位置。目前，常用的新型环保塑料排水、排污管道是钢带增强管、HDPE双壁波纹管。钢带增强管和HDPE中空壁缠绕管都是结构壁排水管，前者通过钢带进行增强，提高其环刚度，后者通过塑料本身的结构变化提高环刚度，前者的环刚度可达16KN，而后者很难达到这么高。前者的综合性能好，后者如果用材料稍有不合适，很容易出现纵向开裂，影响使用。钢带增强波纹管，其环刚度主要靠U型镀锌板承受，而镀锌板的防腐能力差，随着腐蚀其环刚度逐渐降低，其管材也逐渐破坏。钢带增强波纹管由于PE的膨胀系数是钢的10倍，且胶粘剂大的拉伸强度比聚乙烯低，在热胀冷缩过程中板带熔接缝容易被拉开，若长时间不埋地，开裂的缝更多。排水排污用磷石膏增强硬质聚氯是在原排水排污用聚氯乙烯管材的基础上，结合市场一线客户、设计单位的使用需求，通过材料的研发创新，采用磷石膏增强，管材环刚度更高，管材韧性更加稳定。三、采用国际标准、国外先进标准以及其他标准的情况在所编制的企业标准中，采用了多项有关性能检测的国家技术标准，具体如下：GB/T528 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GB/T1634.1 塑料负荷变形温度的测定第1部分：通用试验方法GB/T1685硫化橡胶或热塑性橡胶在常温和高温下压缩应力松弛的测定GB/T1690 硫化橡胶或热塑性橡胶耐液体试验方法GB/T1843 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GB/T2918 塑料试样状态调节和试验的标准环境GB/T3512 硫化橡胶或塑性橡胶热空气加速老化和耐热试验GB/T5761 悬浮法通用型聚氯乙烯树脂GB/T6031 硫化橡胶或热塑性橡胶硬度的测定GB/T6111 流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法GB/T6671-2001 热塑性塑料管材纵向回缩率的测定GB/T7759.1 硫化橡胶或热塑性橡胶压缩永久变形的测定第1部分:在常温及高温条件GB/T7762 硫化橡胶或热塑性橡胶耐臭氧龟裂静态拉伸试验GB/T8802 热塑性塑料管材、管件、维卡软化温度的测定GB/T8804.2 2(PVC-U)(PVC-C)和高抗冲聚氯乙烯(PVC-HI)管材GB/T8806塑料管道系统塑料部件尺寸的测定GB/T9647热塑性塑料管材环刚度的测定）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/T13526硬聚氯乙烯(PVC-U)管材二氯甲烷浸渍试验方法PAGE6PAGEGB/T14152 热塑性塑料管材耐外冲击性能试验方法时针旋转GB/T19278 热塑性管材管件阀门通用定义及术语GB/T21873 橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规GB/T20221-2006 无压埋地排污、排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材GB/T32198-2015红外光谱定量分析技术通则QB/T2568 硬聚氯乙烯（PVC-U）塑料管道系统用溶剂型胶粘剂CJ/T493-2016 给水用高性能硬聚氯乙烯管材及连接件主要工作过程编制过程主要分为以下几步：1）排水排污用磷石膏增强硬质聚氯的研发该管材的研发是结合贵州拥有的丰富的磷石膏资源，从材料开发入手，不断进行配方改进，研发出生产稳定、流动性能好，刚性高，分散性好，韧性优异的磷石膏增强硬质聚氯乙烯配方。2）对研发的排水排污用磷石膏增强硬质聚氯进行性能定量化测试根据国标排水排污用硬聚氯乙烯管材的指标进行了对比测试。保证生产的管材能够满足市政排水排污管道使用的性能要求。3）进行标准化批量生产对我们制定的相关内容制定了企业标准，进行标准化生产，进行是否满足可操作性和实用性判定。建立了一套可行的稳定的、能够协调各方面性能的最佳工艺方法。生产过程中各性能可控，生产效率高，批量生产出的排水排污管道性能稳定。4）对按标准化生产的管材进行批量应用按照标准化生产的产品进行了批量实际应用，经过实际使用过程效果优良，在铺设和使用过程中均没有发现因性能问题而产生的质量问题。五、标准制定的主要成员、参加成员序号姓名单位主要工作1王华康命源（贵州）科技发展有限公司标准执行情况验证2郭建兵国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心标准编制、审核与修订3周成立康命源（贵州）科技发展有限公司标准审核与修订4冯永渝贵州省产品质量监督检验院标准修订5林明华康命源（贵州）科技发展有限公司标准执行情况验证确定标准主要内容的依据1）国家标准标准状况（表1）表1国家标准序号标准编号标准名称国别（地区）发布日期应用状态1GB/T20221-2006无压埋地排污、排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材中国2006.03.10现行2）相关产品标准技术要求对比表（表2）表2相关产品标准物理力学性能技术要求对比表本标准与相关本标准与相关产品标准项目项目GB/T20221-2006《无压埋地排污、排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》排水排污用磷石膏增强硬质聚氯拉伸强度（MPa）≥48.3/拉伸弹性模量（MPa）≥2758/悬臂梁缺口冲击强度（J·m）≥34.71/密度（g/cm3）1.35-1.55≤1.55环刚度分3个等级，分别为SN2、SN4、SN8、。分5个等级，分别为SN2、SN4、SN8、SN12.5、SN16。落锤冲击（TIR，%≤10≤10维卡软化温度，℃≥79≥79纵向回缩率，%≤5，管材表面应无气泡和裂纹≤5，管材表面应无气泡和裂纹二氯甲烷浸渍试验（15℃，30min）表面无变化表面无变化静液压试验20℃，1h，环应力16MPa，无破裂/压扁试验（压至外径的40%）无破裂/公称外径DN110-1600DN110-1000拉伸强度、拉伸弹性模量，悬臂梁冲击强度新增管材混配料的基本物性要求，对原材料的性能指标在标准中予以明确规定。PVC-U材料的抗拉强模量及冲击强度受填充量的影响较大。为控制产品质量，特对此几项指标做了规定。环刚度环刚度，指标参照GB/T20221-2006设置。结合市场及工程应用实际，设置环刚度为SN8、SN10、SN12.5、SN16，去掉了国标中低环刚度SN4、SN6.3，各厂家生产管材无底线的降低管材环刚度要求，也就是降低管材壁厚的要求，最主要的考虑还是降低成本，降低质量低价竞争，这本身就是一个恶性循环，加之实际的过程施工及应用环境对管材的刚性抗外压要求也越来越高，所以就提高了环刚度最低要求。落锤冲击、维卡软化温度、纵向回缩率、二氯甲烷浸渍指标均参照GB/T20221-2006设置。新增了压扁试验，增加了对管材在极限变形情况下的韧性考察。七、技术经济论证、预期的经济效果产品与市面上普通聚乙烯排水管相比具有明显的性能优势，应用市场广阔、附加值较高，其生产为基本无污染加工业，又可以充分利用现有的贵州丰富的磷石膏资源，并可回收重复利用，符合国家产业政策。另一方面，由于市面上很多套管的性能低劣，设计单位大多会从成本方面考虑增加过量回收料，很容易出现渗漏、破裂、爆管等现象，将直接影响公共安全。通过本项目的工作加快了排水排污用磷石膏增强硬质聚氯的标准化进程。目前我们生产的磷石膏双波峰增强排水管已经在安顺市城市地下管网改造等项目上批量使用，取得了很好的应用结果，正进一步提高其市场占有率和应用范围。八、国内、外同类标准（产品主要指标）水平的对比及采用国际标准的程度该管材为市政工程排水排污用磷石膏增强硬质聚氯，国家标准GB/T20221-2006《无压埋地排污、排水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管材》，国标中外径最大只有