ISO 24131-42026 球墨铸铁管用聚合物衬里的内部保护 要求和试验方法 第4部分陶瓷环氧树脂衬里标准立项发展报告

球墨铸铁管用聚合物衬里的内部保护要求和试验方法第4部分：陶瓷环氧树脂衬里标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Internalprotectionbypolymericliningforductileironpipes—Requirementsandtestmethods—Part4:Ceramicepoxylining摘要随着城市化进程的持续推进与供水排水基础设施的大规模建设，球墨铸铁管因其高强度、良好的韧性和耐腐蚀性能，已成为市政供水、排水及工业输水管道系统的首选管材之一。然而，长期服役过程中管道内壁面临的化学腐蚀、磨蚀及生物淤积等问题严重影响管道使用寿命和输水水质安全，聚合物衬里技术因此成为提升管道内防护性能的关键手段。在多种聚合物衬里体系中，陶瓷环氧树脂衬里凭借其卓越的耐磨性、优异的附着力、突出的抗化学腐蚀性能及良好的抗冲击能力，近年来在国内外管道工程中得到越来越广泛的应用。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2026年正式发布ISO24131-4:2026《球墨铸铁管用聚合物衬里的内部保护要求和试验方法第4部分：陶瓷环氧树脂衬里》，填补了该领域国际标准的空白，为陶瓷环氧树脂衬里的材料要求、性能指标和试验方法提供了统一的技术依据。本报告系统阐述该标准的立项背景、编制原则、主要技术内容及预期实施效益，旨在为相关行业单位理解与应用该标准提供全面参考。关键词：球墨铸铁管；陶瓷环氧树脂衬里；聚合物衬里；内部保护；国际标准；试验方法Keywords:Ductileironpipes;Ceramicepoxylining;Polymericlining;Internalprotection;Internationalstandard;Testmethods一、引言1.1球墨铸铁管应用背景球墨铸铁管是以铁、碳、硅为主要成分，通过球化处理使石墨呈球状分布的优质管材，其兼具钢的高强度和铸铁的耐腐蚀性能，被广泛应用于城市供水、排水、燃气输送及工业介质输送等领域。据统计，全球球墨铸铁管年产量已超过千万吨级规模，中国已成为全球最大的球墨铸铁管生产国和消费市场。随着管道服役年限的增长和输水水质标准的不断提高，管道内壁的防护问题日益凸显。1.2聚合物衬里技术发展概述聚合物衬里技术通过在管道内壁形成一层连续致密的保护涂层，有效隔离输送介质与管体基材的直接接触，从而显著延长管道使用寿命。目前，应用于球墨铸铁管的聚合物衬里材料主要包括聚氨酯衬里、环氧树脂衬里、聚酰胺衬里及陶瓷环氧树脂衬里等类型。各类衬里材料在附着力、耐磨性、耐化学腐蚀性、柔韧性和施工工艺等方面各具特点，适用于不同的服役条件和输送介质。1.3陶瓷环氧树脂衬里的技术特点陶瓷环氧树脂衬里是一种将微细陶瓷颗粒填充于环氧树脂基体中形成的高性能复合材料涂层。相较于普通环氧树脂衬里，陶瓷环氧树脂衬里具有以下突出技术优势：-卓越的耐磨性能：陶瓷颗粒的引入显著提升了涂层的表面硬度和耐磨耗能力，特别适用于含砂量较高的原水输送管道和污水管道。-优异的附着力：环氧树脂基体与球墨铸铁管表面的极性基团形成牢固的化学键合和机械锚固作用，确保涂层在长期服役中不易脱落。-突出的抗化学腐蚀性：致密的涂层结构有效阻隔水分子和腐蚀性离子的渗透，对酸碱盐等化学介质具有优异的耐受能力。-良好的抗冲击性能：陶瓷颗粒与环氧树脂基体的协同效应赋予涂层良好的韧性和抗冲击性能，降低施工和运行过程中的损伤风险。-稳定的卫生性能：涂层表面光滑致密，不易滋生微生物，符合饮用水输送的卫生安全要求。1.4ISO24131标准体系概述ISO24131是国际标准化组织下属的相关技术委员会（负责铁管和钢管标准化的技术委员会）制定的关于球墨铸铁管用聚合物衬里内部保护的标准体系。该系列标准采用分部分制结构，各部分分别针对不同类型的聚合物衬里材料规定其技术要求与试验方法。其中，已发布和正在制定的部分涵盖聚氨酯衬里、环氧树脂衬里等常用类型，ISO24131-4:2026则专门针对陶瓷环氧树脂衬里。该标准体系与ISO2531（球墨铸铁管、管件、附件及其接头的水压试验）、ISO7186（排水用球墨铸铁管及管件）等基础产品标准协调配套，共同构成完整的球墨铸铁管标准体系。二、标准立项背景与必要性2.1行业发展的迫切需求随着全球范围内对供水安全和基础设施耐久性要求的不断提升，陶瓷环氧树脂衬里因其综合性能优异而受到管道工程界的广泛关注。然而，由于缺少统一的国际标准，不同制造商生产的陶瓷环氧树脂衬里产品在材料配方、涂覆工艺、性能指标和检验方法等方面存在显著差异，给工程设计选型、产品质量监督和国际商贸往来带来了诸多不便。制定统一的国际标准成为行业发展的迫切需求。2.2国际贸易的协调需求球墨铸铁管及其配件属于典型的国际化贸易产品，国际工程招投标中通常要求产品符合相应的ISO标准。此前，由于缺乏专门的陶瓷环氧树脂衬里国际标准，各国只能参照本国或本地区的相关标准执行，造成技术壁垒和贸易障碍。ISO24131-4:2026的发布为国际贸易各方提供了统一的技术语言和评价准则，有利于消除贸易壁垒、促进国际工程合作。2.3现行标准的局限性目前，世界各主要球墨铸铁管生产国和应用国虽然制定了部分环氧树脂衬里相关标准，但多数标准仅针对普通环氧树脂衬里，未充分考虑陶瓷改性后的性能特征。部分国家的行业标准或企业标准在试验方法、性能要求和检验规则等方面存在差异，试验结果的可比性不足，难以满足跨国贸易和工程应用的需求。因此，亟需制定一份系统、完整、科学的陶瓷环氧树脂衬里国际标准。三、标准编制原则与依据3.1编制基本原则ISO24131-4:2026的编制遵循以下基本原则：-协调一致性原则：与ISO24131系列标准其他部分的结构框架和技术要求保持协调一致，确保系列标准体系的完整性和统一性。-科学先进性原则：充分吸纳当前陶瓷环氧树脂衬里领域的最新技术成果和工程实践经验，确保标准技术内容的科学性和先进性。-适用可操作性原则：试验方法力求简便易行、结果可靠，既适用于实验室型式检验，也适用于工厂生产过程中的质量控制。-安全环保原则：对衬里材料的有害物质含量提出明确限制要求，保障饮用水输送安全和施工人员职业健康。3.2主要编制依据本标准的编制主要依据以下文件和参考材料：-ISO2531《输水用球墨铸铁管、管件、附件及接头》-ISO7186《排水用球墨铸铁管及管件》-ISO4179《有压和无压管道用球墨铸铁管的水泥砂浆内衬》-ISO16132《管道内防腐用环氧树脂涂层》-ISO4624《色漆和清漆附着力试验（拉拔法）》-ISO2409《色漆和清漆划格试验》-各主要生产国的相关国家标准和行业标准-国内外陶瓷环氧树脂衬里领域的最新科研成果和技术文献四、标准主要技术内容4.1标准适用范围ISO24131-4:2026规定了球墨铸铁管内部陶瓷环氧树脂衬里的材料要求、性能要求、试验方法、检验规则及标志包装等技术内容。该标准适用于输送饮用水、原水、生活污水及多种工业介质的球墨铸铁管道的陶瓷环氧树脂衬里，既适用于工厂内预制衬里，也适用于现场施工的衬里修复和补口。4.2术语和定义标准对以下关键术语进行了明确定义：-陶瓷环氧树脂衬里：以环氧树脂为基体材料，添加一定比例和粒度的陶瓷颗粒或陶瓷微粉作为增强填料，经混合、涂覆和固化形成的复合保护涂层。-干膜厚度：衬里涂层完全固化后，单位面积上涂层的平均厚度，以微米（μm）为单位。-针孔：涂层中贯穿至基材表面的微小孔洞或缺陷。-附着力：涂层与基材表面之间通过物理和化学作用形成的结合强度。-耐磨性：涂层表面抵抗机械磨损作用的能力。4.3材料要求标准对陶瓷环氧树脂衬里的原材料提出了明确要求。树脂基体应选用符合相应卫生标准的环氧树脂，陶瓷填料可采用氧化铝、碳化硅、二氧化锆等硬质陶瓷颗粒或以上几种陶瓷材料的复合物，颗粒粒径和级配应有明确规定。此外，标准还对固化剂、活性稀释剂、偶联剂及颜料填料等辅助材料提出了要求。4.4衬里性能要求标准对陶瓷环氧树脂衬里的关键使用性能指标规定了量化要求：|性能项目|技术指标要求|试验方法依据||---------|------------|------------||外观质量|表面平整、致密，无流挂、气泡、针孔等缺陷|目视检查||干膜厚度|平均值不低于设计值，最小值不低于设计值的90%|ISO2808||附着力（拉拔法）|≥8.0MPa|ISO4624||耐冲击性|≥2.5J，无开裂、无剥离|ISO6272||耐磨性（Taber法）|质量损失≤60mg/1000次|ISO7784||耐化学腐蚀性|特定介质中浸泡后无起泡、无软化、无剥离|标准附录规定||柔韧性/抗弯曲性|规定弯曲条件下无开裂、无剥离|标准附录规定||耐阴极剥离性|规定条件下的剥离半径≤8mm|ASTMG8||卫生性能|符合饮用水接触材料卫生标准要求|GB/T17219等|4.5试验方法标准对各项性能指标规定了具体试验方法。涂层厚度的测量可采用磁性测厚仪法或显微镜断面测量法；附着力的测试采用拉拔法，规定了试验器具、试样制备、试验步骤和结果评定等详细程序；耐磨性能的测试采用Taber磨耗仪法，标准对磨轮型号、载荷大小、磨耗转数和结果计算进行了规定；耐化学腐蚀性试验则规定了试验介质种类、浓度、温度、浸泡时间及评定的指标，试验介质根据需要涵盖了酸、碱、盐、油等多种类型。耐冲击性和柔韧性的测试分别在规定的冲击能量和弯曲条件下进行，评定有无开裂和剥离现象，并规定了相应的试验装置和评定方法。此外，标准还给出了针孔检测、电气强度测试以及饮用水卫生性能试验的具体方法。4.6检验规则标准将检验分为型式检验和出厂检验两类。型式检验在下列情况下进行：新产品定型鉴定时；正式生产后原材料、工艺发生较大改变可能影响产品性能时；正常生产周期满规定年限时；国家质量监督机构提出型式检验要求时。出厂检验则对每批产品的外观质量、厚度、针孔等项目进行逐批检验。标准明确了取样方案、判定规则和复验规则，规定了不合格品的处理方式。五、主要起草单位介绍5.1新兴铸管股份有限公司新兴铸管股份有限公司（以下简称“新兴铸管”）是全球领先的球墨铸铁管及管件制造商之一，总部位于中国河北省武安市，隶属于国务院国资委监管的新兴际华集团。公司始建于1971年，经过五十余年的发展，已形成涵盖铸管、管件、配件及涂覆材料研发生产的完整产业链。作为ISO24131-4:2026的重要起草单位之一，新兴铸管在球墨铸铁管的技术研发和标准化工作方面具有深厚积累。公司拥有国家级企业技术中心和博士后科研工作站，建有省级球墨铸铁管工程技术研究中心，先后主持或参与制修订国际标准、国家标准和行业标准数十项。在聚合物衬里技术领域，公司建有国内领先的衬里材料研发实验室和中试生产线，配备了先进的材料制备、涂层性能测试和老化试验设备，拥有一支专业涵盖高分子材料、腐蚀与防护、材料加工工程等多学科的技术团队。在陶瓷环氧树脂衬里的研发过程中，新兴铸管组织技术团队系统开展了树脂基体配方优化、陶瓷填料种类与级配筛选、涂覆工艺参数优化、涂层性能综合评价等系统性研究工作，积累了丰富的基础数据和工程应用经验。公司研发的陶瓷环氧树脂衬里产品已成功应用于国内外多个供水工程和排水工程中，应用效果良好，为标准的制定提供了重要的技术支撑和工程实践依据。5.2其他参与单位除新兴铸管外，本标准还汇聚了来自多个国家的知名管材制造企业、涂料生产企业、检验检测机构和科研院所共同参与编制。各参与方在标准编制过程中充分贡献了各自在材料研发、生产制造、工程应用和试验验证等方面的技术经验，通过多轮国际研讨和意见征集，最终形成了凝聚国际共识的标准文本。六、标准实施预期效益6.1技术引领效益ISO24131-4:2026的发布将有效引导陶瓷环氧树脂衬里领域的技术创新和质量提升。标准中规定的科学合理的性能指标体系为生产企业提供了明确的技术发展目标，有利于激励企业加大研发投入、优化产品配方、改进施工工艺，推动行业整体技术水平的提升。同时，标准也为科研机构开展相关基础研究和应用研究提供了参考框架。6.2质量保障效益标准的实施为产品质量监督和工程验收提供了统一的技术依据。管道建设单位可根据标准要求对衬里产品质量进行检验和评价，质量监督机构可据此开展市场抽查和监督执法，消费者和用户的合法权益得到有效保障。统一的试验方法还提高了不同实验室之间检测结果的可比性，有利于质量争议的解决。6.3国际贸易促进效益作为国际标准化组织发布的标准，ISO24131-4:2026将成为国际工程招投标和产品贸易中重要的技术依据。该标准的实施有助于消除各国因标准差异形成的技术性贸易壁垒，简化贸易流程，降低交易成本。对球墨铸铁管出口企业而言，符合该标准要求的产品将更具国际市场竞争力。七、结论与展望ISO24131-4:2026《球墨铸铁管用聚合物衬里的内部保护要求和试验方法第4部分：陶瓷环氧树脂衬里》的发布，是球墨铸铁管标准化工作的重要里程碑。该标准系统规定了陶瓷环氧树脂衬里的材料要求、性能指标、试验方法和检验规则，填补了该领域国际标准的空白，为全球范围内陶瓷环氧树脂衬里产品的生产制造、质量检验和工程应用提供了统一的技术依据。参考文献[1]ISO24131-4:2026,Internalprotectionbypolymericliningforductileironpipes—Requirementsandtestmethods—Part4:Ceramicepoxylining[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2026.[2]ISO2531,Ductileironpipes,fittings,accessoriesandt