給水用抗沖抗壓雙軸取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件編制說明

《給水用抗沖抗壓雙軸取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件》（征求意見稿）編制說明《給水用抗沖抗壓雙軸取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件》編制組2013年6月目錄一、 任務(wù)來源 任務(wù)來源2012年1月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)2012年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部歸口工業(yè)產(chǎn)品行業(yè)標準制訂修訂計劃的通知》（建標[2012]4號），圍繞資源能源節(jié)約與綜合利用、工程質(zhì)量安全等，以完善工程建設(shè)標準體系為目標，鼓勵申報現(xiàn)行工程建設(shè)標準體系中尚未制訂的基礎(chǔ)標準、通用標準等項目。內(nèi)蒙古億利塑業(yè)有限公司向住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標準定額司提出申請并獲得批準承擔行業(yè)標準《給水用抗沖抗壓雙軸取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件》,標準編制單位還有浙江中財管道科技股份有限公司、北京億德盛源新材料有限公司、金德管業(yè)集團有限公司。標準制定必要性近年來，國際形勢的變化和發(fā)展為我國PVC管道系統(tǒng)的發(fā)展提供了一個空前的歷史機遇。石油價格暴漲使得在很多應(yīng)用領(lǐng)域和PVC管道系統(tǒng)競爭的聚烴烯管道系統(tǒng)受到了嚴重的影響，而以煤為原料的PVC因維持在較低價格而增強了競爭力。PVC管道系統(tǒng)已經(jīng)有近70年的發(fā)展歷史，因其具有高模量、高強度和較低價格等優(yōu)點，所以一直是全世界應(yīng)用量最大的塑料管道系統(tǒng)，在現(xiàn)代社會的很多領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。我國塑料管道行業(yè)發(fā)展迅速，已經(jīng)成為世界塑料管道生產(chǎn)和應(yīng)用大國之一。目前，我國PVC管材生產(chǎn)能力在200萬t/a以上，僅占塑料管總量的50%左右，而在發(fā)達國家，PVC管消費量一般占塑料管市場的70%-80%。在未來世界管材市場中占主導(dǎo)地位的還是PVC管材，其根本原因在于技術(shù)創(chuàng)新、技術(shù)進步。PVC樹脂和PVC管道創(chuàng)新技術(shù)的應(yīng)用，特別是PVC管材加工技術(shù)和工藝的創(chuàng)新，明顯地改善了PVC管材的經(jīng)濟性，并開拓了新的應(yīng)用領(lǐng)域。所以，必須在提高管材性能的同時節(jié)約材料，以提高PVC管材的競爭力。雙軸取向聚氯乙烯（PVC-O）管材是通過特殊的取向加工工藝制造的管材，這一加工工藝是把經(jīng)擠出方法生產(chǎn)的PVC-U管材進行軸向拉伸和徑向拉伸，使管材中的PVC長鏈分子在雙軸向規(guī)整排列，獲得高強度、高韌性、高抗沖、高抗疲勞的新型PVC管材，性能遠優(yōu)于普通PVC-U管材。研究開發(fā)PVC-O管材，可以大大節(jié)約原材料資源，降低成本，提高產(chǎn)品性能，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。PVC-O最早是英國YorkshirelmperialPlastics（現(xiàn)在的Uponor）在1970年領(lǐng)先研發(fā)的，后來澳大利亞Vinidex（1986）、美國Upomor-ETI（1990）、荷蘭Polva和法國Seperef也相續(xù)生產(chǎn)。目前生產(chǎn)采用“離線”（off-line）加工工藝（兩步加工法），把擠出成型和已經(jīng)冷卻的PVC-U管胚（厚料胚）在模具內(nèi)通過加熱和加壓膨脹到要求尺寸來實現(xiàn)取向。另外一種是在出在擠出加工過程中“在線”（in-line）進行取向，連續(xù)生產(chǎn)PVC-O管材，其生產(chǎn)工藝為一步加工法，就是在管材擠出生產(chǎn)線上，把已經(jīng)擠出成型的PVC-U管材（厚料胚）通過徑向的擴張和軸向的拉伸實現(xiàn)雙軸取向，然后冷卻定型成為PVC-O管材?！霸诰€”雙軸取向生產(chǎn)工藝大大提高了生產(chǎn)效率，減少了制造成本，增強了PVC-O和其他管材的競爭力。試驗研究和實際應(yīng)用證明PVC-O具有非凡的性能。目前，PVC-O管材已經(jīng)在英國、法國、荷蘭、葡萄牙、美國、澳大利亞、南非和日本等國家應(yīng)用多年。美國、澳大利亞等國已經(jīng)發(fā)布了PVC-O的產(chǎn)品標準，國際標準組織也發(fā)表了PVC-O標準-ISO/DIS16422-2006。近年來，國內(nèi)已經(jīng)有很多大企業(yè)集團在探索開發(fā)，并有一部分企業(yè)的產(chǎn)品已經(jīng)進入商品化生產(chǎn)，并投放市場。縱觀我國PVC-O市場，在法律法規(guī)、標準制定方面極其匱乏。目前并無相關(guān)標準、法規(guī)。PVC-O管材方面的標準處于空白狀態(tài)，因此，制定《給水用抗沖抗壓雙軸取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件》標準顯得尤為緊迫和必要。因此，根據(jù)國家有關(guān)法律、法規(guī)的規(guī)定，結(jié)合全國產(chǎn)品銷售的具體情況，編制相關(guān)標準，指導(dǎo)有關(guān)產(chǎn)品的銷售、規(guī)范市場，具有重要的現(xiàn)實意義。另外在我國加入WTO后，也有必要規(guī)范該產(chǎn)品的質(zhì)量和國際市場銷售。編制原則和編制過程編制原則本標準在編制過程中遵循以下原則：符合國家的政策和發(fā)展方向，符合國家技術(shù)管理文件編制的要求，并與國外和國家相關(guān)規(guī)章、標準、規(guī)范相協(xié)調(diào)；在廣泛吸收相關(guān)的研究成果和國內(nèi)外的調(diào)研中，為確保行業(yè)標準的可靠性、先進性、實用性和代表性，作為主編單位，我們提出等同采用國際標準ISO16422:2006。這樣做符合我國國情，經(jīng)濟技術(shù)可行，可嚴格保障技術(shù)的可靠性，有利提高行業(yè)標準的實用性，待應(yīng)用一定時間后再修訂為新的標準。編制過程根據(jù)2012年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標準定額司《關(guān)于印發(fā)2012年住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部歸口工業(yè)產(chǎn)品行業(yè)標準制訂修訂計劃的通知》（建標[2012]4號），內(nèi)蒙古億利塑業(yè)有限公司向住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標準定額司提出申請并獲得批準承擔行業(yè)標準《給水用抗沖抗壓雙軸取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件》的編制工作。同時還有浙江中財管道科技股份有限公司、北京億德盛源新材料有限公司、金德管業(yè)集團有限公司共同完成編制工作。2012年5月，開始標準的編制工作。編制工作從國內(nèi)外相關(guān)標準和文獻資料調(diào)研開始，重點結(jié)合國內(nèi)PVC管材的相關(guān)標準，對PVC-O管材進行調(diào)研。2012年5月，召開了第一次標準工作會議，成立了標準編制工作小組；2013年4月，完成了國內(nèi)外相關(guān)標準的審定及編制單位的內(nèi)部意見匯總，2013年5月召開了標準編制小組工作會議，完成了初稿和編制說明。在征求了專家的意見后，對意見反饋和修改成現(xiàn)在的征求意見稿和編制說明。國內(nèi)PVC-O管材標準方面的情況目前，我國PVC-O管材的開發(fā)如火如荼，生產(chǎn)技術(shù)與配套管件基本趨于成熟，然而，國內(nèi)目前普遍缺乏針對PVC-O管材的技術(shù)標準。部分企業(yè)在生產(chǎn)研發(fā)過程中不得不參照PVC-U管材和PVC-M管材的相關(guān)標準。相反，在國外發(fā)達國家，不僅研發(fā)出PVC-O管材，更是制定了相應(yīng)的標準，建立了一整套較為完善的法律法規(guī)體系、技術(shù)標準體系。其中ISO16422:2006《給水用承壓雙軸取向硬質(zhì)聚氯乙烯(PVC-O)管材及連接件》從技術(shù)層面規(guī)定了PVC-O管材及管件的使用和各項性能方面的要求。與執(zhí)行現(xiàn)行法律、法規(guī)、政策的關(guān)系在標準體系中，各類標準、各級標準、各種標準之間都是相互依存，相互補充的，每個企業(yè)的技術(shù)標準、管理標準、工作標準都是相互協(xié)調(diào)的。在每一類標準中，各個標準的聯(lián)系密不可分，如產(chǎn)品標準與包裝標準、標識標準中的要求必須一致。強制性標準與推薦性標準也是相互銜接的，只有積極貫徹推薦性標準，才能確保強制性標準的貫徹。標準的條文說明標準的適用范圍規(guī)定本標準所指以PVC-U為原料通過雙軸取向生產(chǎn)的PVC-O管材及其與之配套的管件的各種規(guī)格。由于目前我國尚缺乏此相關(guān)標準，為了更好的規(guī)范相關(guān)領(lǐng)域的制造和使用，故編制本標準。規(guī)范性引用文件本條文主要列出標準中主要參考和引用的相關(guān)標準。GB/T321-2005優(yōu)先數(shù)-優(yōu)先數(shù)系（ISO3:1997,IDT）GB/T3401-2007用毛細管黏度計測定聚氯乙烯樹脂稀溶液的黏度(ISO1648-2:1998,MOD)GB/T4217-2008流體輸送用熱塑性塑料管材公稱外徑和公稱壓力第1部分:公制系列（ISO161-1:1996，IDT）GB/T6111-2003流體輸送用熱塑性塑料管材耐內(nèi)壓試驗方法（ISO1167：1996，IDT）GB/T8802-2001熱塑性塑料管材、管件維卡軟化溫度的測定（eqvISO2507:1995）GB/T8804.2-2003熱塑性塑料管材拉伸性能測定第2部分:硬聚氯乙烯(PVC-U)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)和高抗沖聚氯乙烯(PVC-HI)管材（ISO6259-2:1997,IDT）GB/T8806-2008塑料管道系統(tǒng)塑料部件尺寸的測定（ISO3126:2005,IDT）GB/T9647-2003熱塑性塑料管材環(huán)剛度的測定（ISO9969:1994,IDT）GB/T10002.1-2006給水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材（neqISO4422:1996）GB/T10002.2-2003給水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件（ISO4422-3:1996,MODISO4422-5:1996,IDT）GB/T10798-2001熱塑性塑料管材通用壁厚表（ISO4065:1996,IDT）GB/T13295-2008輸水和輸氣用球墨鑄鐵管、配件、附件及其接頭（ISO2531:1998,MOD）GB/T14152-2001熱塑性塑料管材耐外沖擊性能試驗方法時針旋轉(zhuǎn)法（eqvISO3127:1994）GB/T18252-2000塑料管道系統(tǒng)用外推法對熱塑性塑料管材長期靜液壓強度的測定（ISO9080:2003,IDT）GB/T18475-2001熱塑性塑料壓力管材和管件用材料分級和命名總體使用（設(shè)計）系數(shù)（eqvISO12162:1995）GB/T19471.1-2004塑料管道系統(tǒng)硬聚氯乙烯（PVC-U）管材彈性密封圈式承口接頭偏角密封試驗方法（ISO13845:2000,IDT）GB/T19471.2-2004塑料管道系統(tǒng)硬聚氯乙烯（PVC-U）管材彈性密封圈式承口接頭負壓密封試驗方法（ISO13844:2000,IDT）GB/T21300-2007塑料管材和管件不透光性的測定（ISO7686:2005,IDT）HG/T3091-2000橡膠密封件給排水管及污水管道用接口密封圈材料規(guī)范（ISO4633:1996,IDT）ISO11922-1:1997流體輸送用熱塑性塑料管材-尺寸和公差第1部分：公制系列ISO2045彈性密封圈連接未增塑聚氯乙烯（PVC-U）和氯化聚氯乙烯（PVC-C）壓力管的單承口管件-最小接合深度ISO13846塑料管道系統(tǒng)熱塑承壓管用端部荷載軸承和無端部荷載軸承組件和連接件測定水內(nèi)壓長期密封性的試驗方法分級本條文規(guī)定了PVC-O管材原料和制品的分級規(guī)則。材料分級規(guī)則由于PVC管材受其配方型號以及原料選擇的影響。在擠出成型管材后，按其設(shè)計應(yīng)力σs，遵照GB/T18252-2000《塑料管道系統(tǒng)用外推法對熱塑性塑料管材長期靜液壓強度的測定》測定其置信下限σLPL換算MRS值進行分等級。見表1。3.1.1MRS的值對于特定PVC-U混配料生產(chǎn)的，在徑向和軸向均具有一定取向度的雙軸取向管材，應(yīng)該根據(jù)標準中附錄A中規(guī)定的程序進行試驗評估。最終確定MRS最小強度要求，值應(yīng)按3.1.3條款和表1進行等級分類。MRS=σs?Cσs是設(shè)計壓力，C是總體使用（設(shè)計）系數(shù)3.1.2總體使用（設(shè)計）系數(shù)C雙軸取向的PVC-U管材總體使用（設(shè)計）系數(shù)最小值應(yīng)為1.6。此外，在管材軸向收縮（由于受到更大的設(shè)計應(yīng)力）不會導(dǎo)致接頭分開的情況下，MRS450和MRS500等級的總體使用（設(shè)計）系數(shù)可以是1.4。在這種情況下，應(yīng)該根據(jù)標準中附錄B進行。3.1.3材料對水質(zhì)的影響在本文規(guī)定小于45℃以下的給水或輸送過程中，其管材與水的接觸中不含有有毒物質(zhì)，不產(chǎn)生微生物等。3.1.4設(shè)計應(yīng)力設(shè)計應(yīng)力應(yīng)按照GB/T18252-2000《塑料管道系統(tǒng)用外推法對熱塑性塑料管材長期靜液壓強度的測定》，測定的抗內(nèi)壓長期靜液壓強度的置信下限σLPL值而定。σLPL值應(yīng)根據(jù)GB/T18475-2001《熱塑性塑料壓力管材和管件用材料分級和命名總體使用（設(shè)計）系數(shù)》換算成MRS值。MRS值除以總體使用（設(shè)計）系數(shù)C，得到設(shè)計應(yīng)力為σs，可以用下面的等式表示：σs=MRS/C表1原材料等級管材原材料等級代碼315355400450500MRS(Mpa)a31.535.5404550C1.621.621.621.41.621.41.62σs(Mpa)201622182520322823363225管材的等級（分類）與選擇說明管材一般按照其公稱壓力PN來分類。公稱壓力PN、管材系列S和設(shè)計應(yīng)力σs的關(guān)系如下式所示：PN≌10σs/SS=(SDR-1)/2SDR=dn/enσs=MRS/C式中：en：mm；PN:Mpa；MRS:Mpa；C:無量綱。要求4.1外觀要求管材的內(nèi)外表面應(yīng)光滑、平整，無裂口、凹陷和其他影響管材性能的表面等缺陷。管材不應(yīng)含有可見雜質(zhì)，管材端面應(yīng)切割平整，并與軸線垂直。如果在地面使用時，管材應(yīng)為不透光，管材不應(yīng)該透過照射在它上面的可見光的0.2%以上。4.2管材尺寸管材尺寸的測量根據(jù)國標進行。要求提供的管子長度最好是以下長度的一倍或多倍：6m、10m、12m，其中此長度不包括承口的深度。外徑和壁厚依據(jù)國內(nèi)相關(guān)國標進行，其中帶承口的管材承口要求國內(nèi)無相關(guān)國標，借鑒ISO2045的要求。和彈性密封圈式接頭配合使用的平口管材應(yīng)有一個與圖1一樣的斜度為12°＜α<15°的斜面。圖1彈性密封圈式管材的插口4.3.管材的力學(xué)性能PVC-O管材在應(yīng)用方法上與傳統(tǒng)PVC管材基本相同，因此需考慮的項目包括環(huán)剛度、0℃以下抗外部沖擊、耐靜液壓能力。4.4物理性能-拉伸強度管材的拉伸強度應(yīng)不低于48MPa。測試試樣應(yīng)按GB/T8804.2-2003《熱塑性塑料管材拉伸性能測定第2部分:硬聚氯乙烯(PVC-U)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)和高抗沖聚氯乙烯(PVC-HI)管材》要求采用機械加工的方法制備。4.5.1本標準設(shè)計的非末端負載管件包括采用彈性密封圈連接的帶承口PVC-O管材和管件按照本標準執(zhí)行。采用彈性密封圈連接的金屬管件和PVC-O管件。采用彈性密封圈連接的金屬閥和PVC-O管件。采用機械方式連接的PVC-O管件。相關(guān)要求及測試依據(jù)在標準中有詳細描述。標志、管材應(yīng)在不超過一米的間隔內(nèi)印上永久的標記。標記應(yīng)該包括以下內(nèi)容：企業(yè)的名稱或商標；管材材料和材料等級，如：PVC-O400；公稱外徑dn和公稱壁厚en，例如：160×3.1；測試標準；公稱壓力PN；C系數(shù)，例如:C=1.4,C=1.6或C=2.0；產(chǎn)地；生產(chǎn)日期或代號。由于管道與流體輸送相關(guān)，考慮產(chǎn)品的安全性，標志必需出現(xiàn)在產(chǎn)品的外表面。試驗方法根據(jù)制品的要求，規(guī)定相應(yīng)的檢測方法，包括管材的外觀檢驗、管材尺寸、耐靜液壓能力、0℃以下抗外部沖擊、環(huán)剛度、拉伸強度；管件的短期壓力、滲漏性的短期負壓測試、滲漏性的長期負壓測試等分別參照相應(yīng)的國家標準測定。檢驗規(guī)則本標準檢驗規(guī)則中規(guī)定的抽樣中規(guī)格及外觀檢驗的抽樣表是根據(jù)GB/T2828.1-2012《計數(shù)抽樣檢驗程序第1部分：按接收質(zhì)量限(AQL)檢索的逐批檢驗抽樣計劃》編制的。七、關(guān)于驗證試驗由于本標準是采用完全的等同于ISO16422:2006標準，故不需進行正規(guī)的必需的驗證試驗，但起草小組也選取了行業(yè)中具有代表性的PVC-O管材產(chǎn)品，進行各種檢驗類似驗證。取樣只進行了200管材產(chǎn)品。根據(jù)本標準制定的技術(shù)要求，采用本標準指定的檢測方法進行相應(yīng)檢測。從驗證的結(jié)果可以看出，受檢產(chǎn)品能夠符合本標準制定的要求。八、實施本標準的管理措施、技術(shù)措施、實施建議宣