PE管道產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試技術(shù)

1、.第二章 PE管道產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及測(cè)試技術(shù)一、聚乙烯管道的產(chǎn)品的分類(lèi)1、管材聚乙烯管可分實(shí)壁管和結(jié)構(gòu)壁管兩類(lèi)，在這里主要是討論實(shí)壁管。實(shí)壁管既可用作壓力管，也可作非壓力管，按照聚乙烯材料的特性對(duì)聚乙烯實(shí)壁管進(jìn)行分類(lèi)。（1）根據(jù)樹(shù)脂密度分：按照聚乙烯樹(shù)脂的密度將聚乙烯管分為低密度聚乙烯管及線(xiàn)型低密度聚乙烯（LDPE及LLDPE）管，中密度聚乙烯管（MDPE）和高密度聚乙烯管 (HDPE)其密度見(jiàn)表1類(lèi)別LDPE.LLDPEMDPEHDPE密度g/cm30.91-0.9250.925-0.9410.941-0.965(2) 根據(jù)材料的長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度等級(jí)分:根據(jù)聚乙烯材料最小長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度要求，對(duì)管材及其

2、原料進(jìn)行了分類(lèi)和命名,分為PE32、PE40、PE63、PE80和PE100五個(gè)等級(jí)。目前輸送燃?xì)獠捎肞E80和PE100等級(jí)的中或高密度聚乙烯，給水管道采用PE63、PE80和PE100等級(jí)的中或高密度聚乙烯管，PE32和PE40等級(jí)的低密度聚乙烯管道或線(xiàn)型低密度聚乙烯管道常用于灌溉。2、管件（1）根據(jù)管件的生產(chǎn)方式不同，可將管件分為注塑管件及焊制管件兩大類(lèi)；（2）根據(jù)連接方式可分為三類(lèi)：熔接連接管件、機(jī)械連接管件、法蘭連接管件，其中，熔接連接管件又分為三類(lèi)：電熔連接管件、插口管件、熱熔承插連接管件。電熔連接管件又分為電熔承口管件、電熔鞍型管件。除熱熔承插管件專(zhuān)用于給水系統(tǒng)外，其它管件均適用

3、燃?xì)馀c給水系統(tǒng)。二、聚乙烯管道的特點(diǎn)：1、熔接接頭不泄漏：聚乙烯管道主要采用熔接連接，保證了接口材質(zhì)、結(jié)構(gòu)與管件本身的同一性，實(shí)現(xiàn)了接頭與管材的一體化。2、具有良好的耐化學(xué)腐蝕性：作為一種典型的惰性材料，不會(huì)受大多數(shù)的化學(xué)物質(zhì)腐蝕，在施工程中可節(jié)約管道的防腐工序。3、具有良好的抗刮痕能力：在管道施工中，管道表面的刮痕是難以避免的，而PE材料具有良好的抗刮痕能力，可以有效的防止刮痕痕造成材料的應(yīng)力集中，引起管道的破裂。4、具有良好快速裂紋傳遞抵抗能力。管道的快速開(kāi)裂是指管道發(fā)生開(kāi)裂時(shí)，裂紋以很快的速度增長(zhǎng)，瞬間就可能使管道破壞。實(shí)踐表明，在常用的塑料管道中，PE管抗裂紋快速傳遞的能力名列前茅。如

4、UPVC的動(dòng)態(tài)斷裂韌性KD為1.8MNm-3/2，PP-R的KD為1.8MNm-3/2 ，而PE80的KD為2.9MNm-3/2，PE100的KD則高達(dá)3.8 MNm-3/2。三、原材料的性能要求原材料性能是制品性能的首要保證。原材料的長(zhǎng)期強(qiáng)度高，可以保證管道在足夠長(zhǎng)的使用壽命期間承受足夠高的壓力。一般根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于使用壽命長(zhǎng)，性能要求高的壓力管應(yīng)用領(lǐng)域如燃?xì)夤堋⑹姓o水管等。要求采用明確等級(jí)證明的混配料（已含有必要助劑和顏料的聚乙烯粒料）因此，燃?xì)夤堋⒔o水管標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)聚乙烯都做出嚴(yán)格的性能指標(biāo)要求（具體見(jiàn)下表1、表2、表3、表4）以保證管道正常使用情況下的使用壽命為50年以上。表1 GB 155

5、58.1-1995燃?xì)夤懿摹⒐芗牧系幕拘阅芤箜?xiàng) 目性 能 要 求密度， kg/m3930水分含量， mg/kg300揮發(fā)分含量， mg/kg350炭黑含量， %202.5熱穩(wěn)定性(200), min20耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂, h(100,100%， 濃度)FO1000耐氣體組分,h (80,2.0MPa)30長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度,Mpa(20,50年，95)8.0 表2 GB/T13663-2000 聚乙烯給水管材料的基本性能要求序號(hào)項(xiàng) 目要 求1炭黑含量，（質(zhì)量）2.5±0.52炭黑分散1）等級(jí)33顏色分散2）等級(jí)34氧化誘導(dǎo)時(shí)間（200），min205熔體流動(dòng)速度3）（5/g，190）

6、g/10min與產(chǎn)品標(biāo)稱(chēng)的偏差不應(yīng)超過(guò)±25注：1僅適用于黑色管材料 2僅適用于藍(lán)色管材料 3僅適用于混配料表3 聚乙烯給水用管件混配料的基本性能要求序號(hào)性能要求1）試驗(yàn)參數(shù)以顆粒形式測(cè)定1密度930/m3（基礎(chǔ)樹(shù)脂）試驗(yàn)溫度232熔體流動(dòng)速率MFR（0.21.4）g/min，且最大偏差不應(yīng)超過(guò)混配料標(biāo)稱(chēng)值的±20%試驗(yàn)溫度載荷19053氧化誘導(dǎo)時(shí)間20 min試驗(yàn)溫度2004揮發(fā)份含量350mg/5水分含量2）300 mg/6炭黑含量（黑色混配料）（2. 02.5）%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）7炭黑分散（黑色混配料）3級(jí)顏料含量（黑色混配料）3級(jí)以管材形式測(cè)定8熱熔對(duì)接拉伸強(qiáng)度dn:

7、110SDR11試驗(yàn)到破壞為止：韌性：通過(guò)脆性：未通過(guò)試驗(yàn)溫度239耐慢速裂紋增長(zhǎng)dn:110或125SDR11在試驗(yàn)過(guò)程中不破壞試驗(yàn)溫度試驗(yàn)壓力:PE63PE80PE100試驗(yàn)周期試驗(yàn)類(lèi)型800.64Mpa0.80Mpa0.92 Mpa165h水-水10耐候性（僅用于藍(lán)色混配料）管材累計(jì)接受3.5GJ/老化能量后；氧化誘導(dǎo)時(shí)間符合本表要求斷裂伸長(zhǎng)率350%80（165h）靜液壓強(qiáng)度符合表9要求11耐快速裂紋擴(kuò)展（RCP）（S4試驗(yàn)）3）dn:110SDR11裂紋終止試驗(yàn)溫度試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力：PE100PE800空氣1.0Mpa0.8 Mpa或者耐快速裂紋擴(kuò)展（RCP）（全尺寸試驗(yàn)）3）dn2

8、50SDR11裂紋終止試驗(yàn)溫度試驗(yàn)介質(zhì)試驗(yàn)壓力：PE100PE800空氣2.4Mpa2.0Mpa對(duì)水質(zhì)的影響應(yīng)符合GB/T17219或現(xiàn)行相應(yīng)的衛(wèi)生規(guī)范性能要求1） 混配料生產(chǎn)商應(yīng)證明與這些要求的符合性。2） 當(dāng)測(cè)量的揮發(fā)分含量不符合要求時(shí)才測(cè)量水分含量。仲裁時(shí)，就以水分含量的測(cè)量結(jié)果作為判定依據(jù)。3） 如果測(cè)試的PE料不滿(mǎn)足要求，可根據(jù)ISO13478：1997確定臨界壓力PC，并由此確定此材料相應(yīng)于直徑的MOP。（允許工作壓力3.6×PC，S42.6，此處PC，S4根據(jù)GB/TXXXX-2000X（ISO13477：1997）測(cè)定），可使用溫度不大于3的空氣或氣水混合體（空氣含量

9、5%）。表4 聚乙烯燃?xì)庥霉懿墓芗炫淞系幕拘阅芤笮蛱?hào)性能要求1）試驗(yàn)參數(shù)以顆粒形式測(cè)定1密度930/m3（基礎(chǔ)樹(shù)脂）試驗(yàn)溫度232熔體流動(dòng)速率MFR（0.21.4）g/min，且最大偏差不應(yīng)超過(guò)混配料標(biāo)稱(chēng)值的±20%試驗(yàn)溫度載荷19053氧化誘導(dǎo)時(shí)間20 min試驗(yàn)溫度2004揮發(fā)份含量350mg/5水分含量2）300 mg/6炭黑含量（黑色混配料）（2. 02.5）%（質(zhì)量百分?jǐn)?shù)）7炭黑分散3)（黑色混配料）3級(jí)顏料分散4)（黑色混配料）3級(jí)8耐氣體組分 H2080,2.0Mpa (環(huán)應(yīng)力)9耐快速裂紋擴(kuò)張(RCP)全尺寸(FS)試驗(yàn): Mpa dn250mm或S4試驗(yàn): M

10、pa管材試樣壁厚15mm全尺寸試驗(yàn)的臨界壓力P1.5×MOPS4 試驗(yàn)的臨界壓力PMOP/2.4-0.072010耐慢速裂紋增長(zhǎng) H(e>5mm)16580,0.8 Mpa(試驗(yàn)壓力) 6)80,0.92 Mpa(試驗(yàn)壓力) 7)1) 非黑色混配料應(yīng)符合表中耐候性的要求2) 當(dāng)測(cè)量的揮發(fā)分含量不符合要求時(shí)才測(cè)量水分含量.仲裁時(shí),應(yīng)以水分含量的測(cè)量結(jié)果作為判定依據(jù).3) 僅適用于黑色混配料4) 僅適用于非黑色混配料5) 如果S4試驗(yàn)結(jié)果不符合要求,可以按照全尺寸試驗(yàn)重新進(jìn)行測(cè)試,以全尺寸試驗(yàn)的結(jié)果作為最終依據(jù).6) PE80,SDR11 試驗(yàn)參數(shù)7) PE100,SDR11 試驗(yàn)

11、參數(shù)下面針對(duì)聚乙烯壓力管材專(zhuān)用料的主要性能加以簡(jiǎn)單說(shuō)明1、密度：密度是聚乙烯的重要性能指標(biāo)，密度很大程度上決定了材料的基本性能。對(duì)于由聚乙烯制成的燃?xì)廨斔凸芎徒o水管，提高密度意味著彈性模量的提高，亦即減少了蠕變趨勢(shì)，提高了耐短期靜液壓強(qiáng)度。但單純提高密度有時(shí)會(huì)降低管材韌性。使管材的耐長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度和耐慢速裂紋擴(kuò)展（SCG）的能力降低，缺口敏感性和沖擊強(qiáng)度也隨之降低。因此標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了聚乙烯材料要求大于930/m3，此時(shí)的密度具有一定的韌性及較高的強(qiáng)度，綜合性能較好。 2、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率熔體質(zhì)量流動(dòng)速率是表征材料在熔融狀態(tài)的粘度大小的物理量，它是材料在一定時(shí)間內(nèi)，一定強(qiáng)度和一定剪切應(yīng)力下流過(guò)規(guī)定

12、直徑口模的質(zhì)量，是材料加工流動(dòng)性的量度。因此通過(guò)對(duì)原材料的MFR的檢測(cè)，可以了解原材料的配方、生產(chǎn)工藝和平均分子量及其分布是否發(fā)生重大變化，一般原料生產(chǎn)聚合過(guò)程中正常的工藝波動(dòng)和微小調(diào)整，MFR的波動(dòng)均不會(huì)超過(guò)材料額定值的±20的范圍，如超過(guò)該范圍，說(shuō)明原料在加工過(guò)程中發(fā)生了明顯的降解或工藝發(fā)生改變。另一方面低MFR數(shù)值，能提高管材的抗韌性破壞能力，但如低于標(biāo)準(zhǔn)范圍會(huì)使加工變得異常困難。3、氧化誘導(dǎo)期（熱穩(wěn)定性）氧化誘導(dǎo)期是將具有規(guī)定質(zhì)量和表面積的塑料試樣放入規(guī)定溫度的高純氧中，從開(kāi)始通氧至其被氧化所經(jīng)歷的時(shí)間，它是材料耐熱、抗氧化能力的反映。主要針對(duì)的是需要重復(fù)熱加工的管道，因熱歷

13、程延長(zhǎng)方法的高溫?zé)嵫踅到?。由于聚乙烯?shù)脂在溫度高達(dá)300的惰性氣體中仍能保持穩(wěn)定，但在氧氣存在的條件下，只要將其加熱到50時(shí)聚乙烯分子結(jié)構(gòu)即發(fā)生變化，而聚乙烯管材件的加工溫度一般在190到260之間，為了保證管材件在加工和施工過(guò)程中不被氧化，而設(shè)立該項(xiàng)目。4、炭黑含量、分散度和原料分散性鑒于施工、運(yùn)輸和貯存的需要，原材料和管材產(chǎn)品難免露天存放，從而不同程度地吸收紫外線(xiàn)輻射能。在紫外線(xiàn)輻射下，聚乙烯就會(huì)因被氧化而逐漸發(fā)脆，抗氧化性能下降，相關(guān)性能就會(huì)降低。但若在原料中加入適量的紫外線(xiàn)吸收劑碳黑，就可以提高聚乙烯抗紫外線(xiàn)輻射的能力，增強(qiáng)其耐候性。事實(shí)證明管道專(zhuān)用料中炭黑如達(dá)到2，則抗老化性能就趨于

14、穩(wěn)定， 若在原料中加入的碳黑量過(guò)多時(shí)，（因炭黑不易擴(kuò)散，易結(jié)塊，容易吸水，從而使管材件易出現(xiàn)氣泡，造成凹陷）其抗老化性能反而略有下降，炭黑顆粒應(yīng)較小，分散性要良好，否則造成吸水面影響管材加工性能和最終的物理機(jī)械性能和使用壽命。但若添加的量大少（低于2.0%），則會(huì)因?yàn)楣懿牡哪秃蛐圆粔驘o(wú)法使管材正常發(fā)揮其功能 。對(duì)于藍(lán)色管材的水管和黃色燃?xì)夤懿膩?lái)說(shuō)，顏料分散不均也會(huì)形成局部應(yīng)力集中影響管材的加工性能及機(jī)械性能和使用壽命。5、揮發(fā)含量和水含量揮發(fā)含量和水含量，如過(guò)高，會(huì)使擠出的管道出現(xiàn)氣孔，影響管道的冷卻結(jié)晶和焊接性能，并最終降低管道的物理機(jī)械性能。6、耐慢速裂紋擴(kuò)展根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，所有實(shí)際存在的材

15、料表面不可能不存在裂縫和缺陷。裂縫的尖端處的硬力集中達(dá)到和超過(guò)某一臨界條件時(shí)，裂縫失卻穩(wěn)定性而發(fā)生擴(kuò)展。若裂縫的增長(zhǎng)速度非常慢，如數(shù)年或數(shù)十年則稱(chēng)為慢速裂紋增長(zhǎng)（SCG）。材料抗SCG能力的強(qiáng)弱，實(shí)際上是材料分子結(jié)構(gòu)抗裂紋生長(zhǎng)能力的大小和帶分子鏈的解纏和帶分子鏈的密度密切相關(guān)。聚乙烯高分子量端的支鏈分布越多，平均分子量越高，帶分子鏈越高，帶分子鏈的密度越大，解纏速度越慢，抗SCG能力越強(qiáng)。通常實(shí)際管材抗慢速裂紋增長(zhǎng)的時(shí)間遠(yuǎn)超過(guò)一般試驗(yàn)所能允許的范圍。為此，發(fā)展了一些加速試驗(yàn)的方法，對(duì)試樣預(yù)制缺口、制造裂紋。目前聚乙烯（SCG）的試驗(yàn)方法有切口管試驗(yàn)、全缺口蠕變、缺口拉伸試驗(yàn)、錐體試驗(yàn)、耐環(huán)境應(yīng)

16、力開(kāi)裂試驗(yàn)。7、快速開(kāi)裂紋擴(kuò)展快速開(kāi)裂是指PE管道受到?jīng)_擊再加上管材內(nèi)壓的聚積的同時(shí)作用而導(dǎo)致管壁沿軸向以很快速度裂開(kāi)的偶然性破裂方式。如建筑機(jī)械挖掘時(shí)對(duì)管材的損壞都會(huì)引起管材的快速開(kāi)裂，過(guò)去快速開(kāi)裂通常在鋼管中觀察到，有報(bào)道說(shuō)鋼管中最長(zhǎng)的快速開(kāi)裂達(dá)到了11公里，聚乙烯管道特別是大口徑管道在低溫使用時(shí)（世界各國(guó)的實(shí)踐和測(cè)試證明）存在快速開(kāi)裂的危險(xiǎn)。如匈牙利有報(bào)道說(shuō)，聚乙烯燃?xì)夤艿赖目焖匍_(kāi)裂實(shí)驗(yàn)長(zhǎng)度達(dá)到了700米，正因?yàn)榫垡蚁┤細(xì)夤艿酪坏┌l(fā)生快速開(kāi)裂，會(huì)帶來(lái)不可估量的經(jīng)濟(jì)損失和社會(huì)影響。所以在工程設(shè)計(jì)和管材生產(chǎn)廠(chǎng)家和原料廠(chǎng)家都非常重視塑料管材抵抗快速裂紋增長(zhǎng)的能力。聚乙烯材料或管子裂紋快速擴(kuò)展性

17、能的試驗(yàn)方法，但目前得到公認(rèn)主要是采用管子做試樣的全尺寸試驗(yàn)（FS）和小尺寸穩(wěn)態(tài)(S4)試驗(yàn)。（1）小尺寸穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)小尺寸穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)是由英國(guó)帝國(guó)理工大學(xué)開(kāi)發(fā)，此試驗(yàn)方法可以測(cè)定在規(guī)定的溫度和內(nèi)壓下，PE管材的開(kāi)裂抑止和開(kāi)裂擴(kuò)展。而用于評(píng)估氣體或存有空氣的液體、輸送用熱塑性塑料管材性能。目前國(guó)內(nèi)可以做。（2）全尺寸試驗(yàn)（FS） 全尺寸試驗(yàn)是模擬實(shí)際使用時(shí)的PE管材的快速開(kāi)裂狀況，它只適于評(píng)價(jià)直徑250mm的管材，目前只有少數(shù)國(guó)外大型管材生產(chǎn)商和原料公司對(duì)個(gè)別口徑的管材進(jìn)行全比例試驗(yàn)評(píng)價(jià)。四、聚乙烯管道標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)（一）產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)（1）燃?xì)夤懿摹⒐芗凑誈B15558.1-1995燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕懿?、G

18、B15558.2-1995燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕芗?biāo)準(zhǔn)要求生產(chǎn)，另新的燃?xì)夤懿?、管件?biāo)準(zhǔn)在修訂，管材根據(jù)ISO4437修訂現(xiàn)已定稿，將于2004年6月1日起實(shí)施。管件標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)ISO8085標(biāo)準(zhǔn)修訂，現(xiàn)已定稿，正在待審批。表1 聚乙烯燃?xì)夤懿牡臉?biāo)準(zhǔn)對(duì)照表現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)（GB 15558.1-1995）報(bào)批稿（GB 15558.1-2003）適用范圍適用于工作溫度在-20-40，最大工作壓力不大于0.4MPa，燃?xì)廨斔陀寐竦鼐垡蚁┕懿?；材料為PE80（混配料）適用于PE80、PE100（混配料）材料制造的燃?xì)庥寐竦鼐垡蚁┕懿?。顏色黃色或黑色，黑色管上應(yīng)有黃色色條黃色或黑色，黑色管上應(yīng)有黃色色條管材SDR系列

19、與公稱(chēng)壓力（或最大工作壓力）SDR17.60.2 MPaSDR110.4 MPa安全系數(shù)C=4PE80 PE100SDR17.60.4 MPa SDR17.60.6 MPaSDR110.8 MPa SDR111.0MPa安全系數(shù)C=2公稱(chēng)外徑D20-250D16-630物理力學(xué)性能項(xiàng)目要求項(xiàng)目要求20靜液壓強(qiáng)度100h；PE80環(huán)應(yīng)力9.00 MPa不破裂,不滲漏靜液壓強(qiáng)度HS20靜液壓強(qiáng)度100h；PE80環(huán)應(yīng)力9.00 MPaPE100環(huán)應(yīng)力12.4 MPa不破裂,不滲漏80靜液壓強(qiáng)度165h；PE80環(huán)應(yīng)力4.60 MPaPE100環(huán)應(yīng)力5.5MPa80靜液壓強(qiáng)度165h；PE80環(huán)應(yīng)力

20、4.60 MPa80靜液壓強(qiáng)度1000h；PE80環(huán)應(yīng)力4.00 MPaPE100環(huán)應(yīng)力5.0MPa80靜液壓強(qiáng)度1000h；PE80環(huán)應(yīng)力4.00 MPa耐快速裂紋擴(kuò)展(RCP)( 0)全尺寸試驗(yàn)(FST)dn250或S4試驗(yàn)適用于所有直徑。裂紋中止耐候性（管材 接受3.5KMJ/老化能量后）。仍能應(yīng)滿(mǎn)足本表,靜液壓強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、斷裂伸長(zhǎng)率性能要求，并保持良好的焊接性能.耐候性(管材累計(jì)接受 3.5GJ/老化能量 后)(代用于非黑色管材)仍能滿(mǎn)足本表熱穩(wěn)定性，80靜液壓強(qiáng)度（165 h）、斷裂伸長(zhǎng)率性能要求。熱穩(wěn)定性20020min熱穩(wěn)定性20020min耐應(yīng)力開(kāi)裂（en5），（80，4.

21、0 MPa）1000 h耐慢速裂紋增長(zhǎng)（80）（en5），SDR11的試驗(yàn)壓力為PE80（0.8 MPa），PE100（0.92 MPa）165 h170 h壓縮復(fù)原80,4.0 MPa170 h熔體流動(dòng)速率(MFR)加工前后MFR變化20%縱向回縮率,%（110）3縱向回縮率, %（110）3斷裂伸長(zhǎng)率,%350斷裂伸長(zhǎng)率,%350表2聚乙烯燃?xì)夤芗臉?biāo)準(zhǔn)對(duì)照表現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)(GB 15558.2-1995)征求意見(jiàn)稿(GB 15558.2-200 X)適用范圍適用于工作溫度在-20-40，最大工作壓力不大于0.4MPa，埋地輸送燃?xì)獠牧蠟镻E80（混配料）適用于PE80、PE100（混配料）的燃

22、氣用埋地聚乙烯管件顏色顏色為黃色或黑色顏色為黃色或黑色公稱(chēng)外徑電熔管件：D20-250熱熔對(duì)接：D20-250熱熔鞍型管件：D50-250熱熔承口管件：D20-125熱熔管件：D16-630電熔鞍型管件：D16-630熱熔承口管件：D16-630物理力學(xué)性能項(xiàng) 目要求項(xiàng) 目要求短期靜液壓強(qiáng)度20韌性破壞時(shí)間100 h，環(huán)應(yīng)力9.0MPa管件無(wú)破壞焊口無(wú)滲漏靜液壓強(qiáng)度20靜液壓強(qiáng)度100hPE80環(huán)應(yīng)力10MPaPE100環(huán)應(yīng)力12.4 MPa無(wú)破壞無(wú)滲漏80環(huán)應(yīng)力4.6 MPa,脆性破壞時(shí)間165 h,環(huán)應(yīng)力4.0 MPa,破壞時(shí)間1000 h80靜液壓強(qiáng)度165hPE80環(huán)應(yīng)力4.5MPaP

23、E100環(huán)應(yīng)力5.4MPa80靜液壓強(qiáng)度1000hPE80環(huán)應(yīng)力4.00 MPaPE100環(huán)應(yīng)力5.0MPa熱穩(wěn)定性(200)20 min氧化誘導(dǎo)時(shí)間20min熔體質(zhì)量流動(dòng)速率(MFR)管件的MFR變化不應(yīng)超過(guò)管件制造所使用的混配的MFR的±20%對(duì)接熔接拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)到破壞為止韌性：通過(guò); 脆性：不通過(guò)加熱伸縮管件外徑及長(zhǎng)度變化不超過(guò)±5%,管件外徑不允許有明顯變化電熔管件的焊接強(qiáng)度（適用于電熔承口管件）剝離脆性破壞百分比33.3%沖擊性能（適用于鞍形旁通）不破壞,無(wú)泄漏壓力降（適用于鞍形旁通）在制造商標(biāo)準(zhǔn)的流量下dn63：P0.05×10-3 MPadn63：P

24、0.01×10-3 MPa（2）給水用聚乙烯（PE）管材、管件給水管材按照GB/T13663-2000給水用聚乙烯（PE）管材標(biāo)準(zhǔn)、要求生產(chǎn)，管件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)暫無(wú)但報(bào)批稿已出臺(tái)，在審批之中。管材具體的技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3，管件技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表4。表3 聚乙烯（PE）給水管性能主要指標(biāo)適用范圍適用于溫度不超過(guò)40，公稱(chēng)壓力為0.32 MPa 1.6 MPa的一般用途的壓力輸水、以及飲用水的輸送 。顏色飲用水管材顏色為藍(lán)色或黑色，黑色管上應(yīng)有藍(lán)色色條，色條沿管材繪向至少有三條原材料PE80、PE100（混配料）；PE63可采用管材及基礎(chǔ)樹(shù)脂加母料公稱(chēng)外徑16-1000靜液壓強(qiáng)度項(xiàng) 目要 求20靜液壓強(qiáng)

25、度100h；環(huán)應(yīng)力PE63 8.0MPaPE80 9.0MPaPE100 12.4MPa不破裂、不滲漏80靜液壓強(qiáng)度165h；環(huán)應(yīng)力PE63 3.5 MPaPE80 4.60 MPaPE100 5.5MPa80靜液壓強(qiáng)度1000h；環(huán)應(yīng)力PE63 3.2 MPaPE80 4.00 MPaPE100 5.0MPa物理性能耐候性(管材累計(jì)接受3.5GJ/老化能量后)80靜液壓強(qiáng)度165h不破裂,不滲漏斷裂伸長(zhǎng)率%350氧化誘導(dǎo)時(shí)間200/ min10斷裂伸長(zhǎng)率%350縱向回縮率(110)%3氧化誘導(dǎo)時(shí)間(200) min20表4 給水用聚乙烯管件(GB/T13663-2003)適用范圍適用于溫度不

26、超過(guò)40,一般用途的壓力輸水以及飲用水的輸送顏色顏色為黑色或藍(lán)色原材料PE63、PE80、PE100的混配料公稱(chēng)外徑電熔鞍型管件：電熔管件：D20-630； 機(jī)械連接管件：D20-63；插口管件：D20-630； 聚乙烯法蘭接頭：D20-1000熱熔承插連接管件：D16-125項(xiàng)目要求力學(xué)性能20靜液壓強(qiáng)度100h；環(huán)應(yīng)力PE63 8.0MPaPE80 10.0MPa PE100 12.4MPa不破裂，無(wú)滲漏80靜液壓強(qiáng)度165h；環(huán)應(yīng)力PE63 3.5 MPaPE80 4.50 MPaPE100 5.4MPa80靜液壓強(qiáng)度1000h；環(huán)應(yīng)力PE63 3.2 MPaPE80 4.00 MPaP

27、E100 5.0MPa物理性能熔體質(zhì)量流動(dòng)速率（MFR）對(duì)PE63、PE80、PE100加工后MFR的變化小于±20%熱穩(wěn)定性（氧化誘導(dǎo)時(shí)間）20 min對(duì)接熔接管件-插口管件拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)到破壞為止：韌性：通過(guò)脆性：未通過(guò)鞍型旁通的沖擊強(qiáng)度無(wú)破壞，無(wú)滲漏電熔管件的熔接強(qiáng)度脆性破壞所占百分比33.3%機(jī)械接頭力學(xué)性能(公稱(chēng)外徑大于63)內(nèi)壓密封性試驗(yàn)無(wú)滲漏耐彎曲密封性試驗(yàn)外壓密封性試驗(yàn)?zāi)屠卧囼?yàn)管材不從管件上拔脫或分離五、聚乙烯管道的檢驗(yàn)項(xiàng)目：1、聚乙烯燃?xì)庥寐竦毓懿膱?zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB15558.1-1995GB15558.1-2003檢驗(yàn)項(xiàng)目出廠(chǎng)檢驗(yàn)顏色、外觀、規(guī)格尺寸、短期靜液壓、熱穩(wěn)定

28、性、耐應(yīng)力開(kāi)裂、壓縮復(fù)原、縱向回縮率、斷裂伸長(zhǎng)率外觀、幾何尺寸、靜液壓強(qiáng)度（80 165 h），斷裂伸長(zhǎng)率，熱穩(wěn)定性、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率型式檢驗(yàn)顏色、外觀、規(guī)格尺寸、長(zhǎng)期靜液壓強(qiáng)度、短期靜液壓強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、耐應(yīng)力開(kāi)裂、壓縮復(fù)原、縱向回縮率、斷裂伸長(zhǎng)率、耐候性外觀、幾何尺寸、靜液壓強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、熱穩(wěn)定性、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率、縱向回縮率定型檢驗(yàn)：在型式檢驗(yàn)基礎(chǔ)上再加耐快速裂紋擴(kuò)展和耐候性試驗(yàn)2、聚乙烯燃?xì)庥寐竦毓芗?zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB15558.1-1995GB 15558.2-200X檢驗(yàn)項(xiàng)目出廠(chǎng)檢驗(yàn)顏色、外觀、規(guī)格尺寸及偏差、熱穩(wěn)定性、短期靜液壓強(qiáng)度（不包括80時(shí)破壞時(shí)間大于1000 h）、加熱伸縮

29、顏色、外觀、多方式連接管件、電熔管件的電阻、幾何尺寸、靜液壓強(qiáng)度（80 165 h），熱穩(wěn)定性（氧化誘導(dǎo)時(shí)間）型式檢驗(yàn)顏色、外觀、規(guī)格尺寸及偏差、短期靜液壓強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、加熱伸縮顏色、外觀、多方式連接管件、電熔管件的電阻、幾何尺寸、靜液壓強(qiáng)度，熱熔對(duì)接拉伸強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、壓力降、氧化誘導(dǎo)時(shí)間、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率3、聚乙烯給水用管材執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T13663-2000檢驗(yàn)項(xiàng)目出廠(chǎng)檢驗(yàn)型式檢驗(yàn)顏色、外觀、規(guī)格尺寸偏差、靜液壓強(qiáng)度（80 165 h）、斷裂伸長(zhǎng)率、氧化誘導(dǎo)時(shí)間顏色、外觀、規(guī)格尺寸及偏差、靜液壓強(qiáng)度除（80 165 h）、斷裂伸長(zhǎng)率、縱向回縮率、氧化誘導(dǎo)時(shí)間、耐候性試驗(yàn)、衛(wèi)生

30、性能4、聚乙烯給水用管件（報(bào)批稿）執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T13663-2003檢驗(yàn)項(xiàng)目出廠(chǎng)檢驗(yàn)型式檢驗(yàn)顏色、外觀、電熔管件的電阻、規(guī)格尺寸、氧化誘導(dǎo)時(shí)間、靜液壓強(qiáng)度（80 165 h）顏色、外觀、電熔管件電阻、規(guī)格尺寸、靜液壓強(qiáng)度（80 165 h），熔體質(zhì)量流動(dòng)速率、氧化誘導(dǎo)時(shí)間、電熔管件的熔接強(qiáng)度、對(duì)接熔接管件拉伸強(qiáng)度、鞍型旁通沖擊強(qiáng)度、內(nèi)壓密封試驗(yàn)、外壓密封試驗(yàn)、耐彎曲密封性試驗(yàn)、耐拉拔試驗(yàn)、衛(wèi)生性能六、檢測(cè)技術(shù)要求項(xiàng)目的簡(jiǎn)述1、靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)是表征塑料管材、件承載能力的一項(xiàng)主要指標(biāo)，它是指管材、件在不定期一定溫度下，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)承受規(guī)定的環(huán)應(yīng)力是否發(fā)生破壞的性能。因?yàn)樗芰瞎懿摹⒓哪陀眯阅芘c

31、所用原材料的性能、所承受的應(yīng)力條件、溫度以及被輸送的介質(zhì)和周?chē)h(huán)境的性質(zhì)等因素有關(guān)。這些因素相互作用的共同結(jié)果就產(chǎn)生出一種復(fù)雜的物理、化學(xué)機(jī)械性能的變化，表現(xiàn)在管材、件的靜疲勞性上。塑料管材、件的耐用性能隨承載時(shí)間的延長(zhǎng)會(huì)有降低；同時(shí)，升高溫度更會(huì)加速塑料管材、件的破壞過(guò)程。因此，在短時(shí)間內(nèi)（一般小于10分鐘）測(cè)得的強(qiáng)度性能（例如爆破強(qiáng)度）不能用以預(yù)測(cè)管材、件的長(zhǎng)期強(qiáng)度，而應(yīng)在更長(zhǎng)的試驗(yàn)期間測(cè)得。靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)是在考慮上述因素并模擬實(shí)際使用的條件下，經(jīng)過(guò)對(duì)承載情況的幾種極限狀態(tài)的深入分析和經(jīng)過(guò)對(duì)使用壽命的科學(xué)推理而提出的，是通過(guò)對(duì)管材、件施加恒定的內(nèi)部靜液壓來(lái)鑒定管材、件的蠕變和持久強(qiáng)度的試驗(yàn)

32、。為確保管材、件在公稱(chēng)壓力和最高使用溫度下，在整個(gè)使用壽命期間能保證其強(qiáng)度和穩(wěn)定性，標(biāo)準(zhǔn)中分別設(shè)立了在不同溫度條件下、依據(jù)管材、件材料等級(jí)和規(guī)格所確定的不同試驗(yàn)壓力下的靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)。試驗(yàn)均為根據(jù)時(shí)溫等效原理而設(shè)立，但其側(cè)重點(diǎn)有所不同；20/100h 條件下的試驗(yàn)是側(cè)重于模擬產(chǎn)品正常運(yùn)行的工作條件下的強(qiáng)度試驗(yàn)；而80、95/165h以及80、95/1000h是側(cè)重于為鑒定高溫下產(chǎn)品的強(qiáng)度，同時(shí)考核了管材、件的耐熱性能。在靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)中，如果管材、件內(nèi)部存在缺陷，在應(yīng)力作用下降會(huì)引起管材、件內(nèi)的溫度變化，造成分子間化學(xué)鍵的斷裂，進(jìn)而引發(fā)大量的化學(xué)鍵在應(yīng)力作用下先后斷裂，最終由細(xì)小的裂紋匯合成肉

33、眼可見(jiàn)的裂紋，即出現(xiàn)管材、件破裂現(xiàn)象。管材、件受力后因擴(kuò)張不均勻，在某一個(gè)最弱的部位突然隆起，最后在抗力最小的方向內(nèi)破壞即發(fā)生韌性破裂現(xiàn)象；而在應(yīng)力并不劇烈的區(qū)域內(nèi)，在管壁上有穿透性的縱向疲勞裂紋形成，則最終發(fā)生脆性破壞現(xiàn)象，且破壞時(shí)的變形量很小。進(jìn)行該項(xiàng)目的檢測(cè)，可以對(duì)產(chǎn)品所用的原材料是否合格，管材、件生產(chǎn)工藝是否得到保證，加工過(guò)程是否將原材料的優(yōu)良性能包括熱穩(wěn)定性和抗氧化穩(wěn)定性等完全轉(zhuǎn)移到管材、件上等予以評(píng)定，通過(guò)對(duì)這些環(huán)節(jié)的評(píng)定，做出及時(shí)調(diào)整，對(duì)于確保產(chǎn)品質(zhì)量是非常必要的。2、抗開(kāi)裂性能試驗(yàn)1）耐應(yīng)力開(kāi)裂試驗(yàn)：由于聚乙烯塑料較軟，磨擦性較差，在實(shí)際的施工過(guò)程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)管材受到沙、石等

34、外物的磨擦產(chǎn)生劃痕的現(xiàn)象，而出現(xiàn)劃痕后是否會(huì)影響管材的機(jī)械性能和使用壽命是大家所關(guān)心的。因此，刻意在管材上預(yù)制出一般磨擦劃痕較難達(dá)到的深度切口以引發(fā)應(yīng)力集中來(lái)考察劃痕對(duì)管材性能產(chǎn)生影響的程度。2）耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂試驗(yàn)：聚乙烯在醇、酯、表面活性劑等的作用下，在較小應(yīng)力（小于其短時(shí)強(qiáng)度作用下就會(huì)發(fā)生脆性龜裂，這種因環(huán)境條件加速應(yīng)力開(kāi)裂的現(xiàn)象叫環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂。耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性隨（MFR）和（或）密度的下降而改善，隨分子量分布變寬（分子量高低相差較大）而降低。鑒于通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)臉?shù)脂和成型條件、添加少量的聚異丁烯或丁基橡膠容易制得無(wú)環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂的聚乙烯制品。因此，對(duì)該性能的要求有所弱化。聚乙烯管材的抗開(kāi)裂性

35、能與其平均分子量大小及其分布有關(guān)。平均分子量低時(shí)，管材剛度不足，抗開(kāi)裂性能和抗劃痕能力差。隨著聚乙烯分子量的增大，耐應(yīng)力開(kāi)裂性能有所提高；平均分子量分布窄，管材的耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂性能增加，但耐慢速開(kāi)裂增長(zhǎng)和快速裂紋擴(kuò)展的性能差，易出現(xiàn)開(kāi)裂現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)品強(qiáng)度不夠，服務(wù)壽命縮短。因此，提高聚乙烯樹(shù)脂的分子量改善分子量的分布，如采用“雙峰”技術(shù)改善管材對(duì)劃痕的敏感度是提高聚乙烯材料長(zhǎng)期強(qiáng)度和抗開(kāi)裂性能的一個(gè)有效手段。標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂和在未來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)中將提出的耐慢速開(kāi)裂增長(zhǎng)和快速成裂紋擴(kuò)展等項(xiàng)目即是出于對(duì)產(chǎn)品在實(shí)際使用過(guò)程中對(duì)強(qiáng)度和使用壽命的保證而設(shè)立的。3）耐慢速裂紋增長(zhǎng)由于管材料內(nèi)的缺陷

36、，安裝過(guò)程中造成的缺口，與巖石的緊密接觸和彎曲載荷等難免造成各種應(yīng)力，慢速裂紋增長(zhǎng)的應(yīng)力可能是內(nèi)應(yīng)力或外力作用下產(chǎn)生的應(yīng)力，也可以是這些應(yīng)力的合力。對(duì)慢速裂紋增長(zhǎng)的抵抗能力決定了聚乙烯管的基本承載能力。隨著聚乙烯燃?xì)夤茉谑澜绶秶鷥?nèi)的廣泛應(yīng)用，極大地推動(dòng)了對(duì)慢速裂紋增長(zhǎng)試驗(yàn)的研究，發(fā)展了一些加速試驗(yàn)的方法，對(duì)試樣預(yù)制缺口、制造裂紋。目前聚乙烯（SCG）的試驗(yàn)方法有切口管試驗(yàn)、全缺口蠕變、缺口拉伸試驗(yàn)、錐體試驗(yàn)、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂試驗(yàn)。4）耐快速裂紋擴(kuò)展管道的快速開(kāi)裂是指在管道偶爾發(fā)生開(kāi)裂時(shí)，裂紋以幾百米/秒的速度迅速增長(zhǎng)，瞬間造成幾十米甚至上千米管道破壞的大事故。聚乙烯管的快速開(kāi)裂實(shí)驗(yàn)源于鋼管的快速

37、裂紋擴(kuò)展研究?？焖倭鸭y擴(kuò)展是一種理論上可初步預(yù)期的偶發(fā)事故，雖然在實(shí)際應(yīng)用中尚未出現(xiàn)過(guò)，但其后果是災(zāi)難性的。聚乙烯管裂紋快速擴(kuò)展性能的試驗(yàn)方法，但目前得到公認(rèn)主要是采用管子做試樣的全尺寸試驗(yàn)（FS）和小尺寸穩(wěn)態(tài)(S4)試驗(yàn)，這兩個(gè)方法現(xiàn)已成為ISO標(biāo)準(zhǔn)。（1）小尺寸穩(wěn)態(tài)試驗(yàn) 小尺寸穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)是由英國(guó)帝國(guó)理工大學(xué)開(kāi)發(fā)，此試驗(yàn)方法可以測(cè)定在規(guī)定的溫度和內(nèi)壓下，PE管材的開(kāi)裂抑止和開(kāi)裂擴(kuò)展。而用于評(píng)估氣體或存有空氣的液體、輸送用熱塑性塑料管材性能。目前國(guó)內(nèi)可以做。（2）全尺寸試驗(yàn)（FS） 全尺寸試驗(yàn)是模擬實(shí)際使用時(shí)的PE管材的快速開(kāi)裂狀況，它只適于評(píng)價(jià)直徑250mm的管材，目前只有少數(shù)國(guó)外大型管材生產(chǎn)商和原料公司對(duì)個(gè)別口徑的管材進(jìn)行全比例試驗(yàn)評(píng)價(jià)。3、壓縮復(fù)原試驗(yàn)由于燃?xì)庑孤?duì)人們的生命和財(cái)產(chǎn)造成的危害較大，在管材、件的實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)預(yù)期使用壽命結(jié)束或出現(xiàn)意外事故需要搶修時(shí)，往往希望利用塑料管材的易撓曲性