1、聚氨酯泡沫预制直埋保温管标准1 范围本标准规定了由高密度聚乙烯外护管、聚氨基甲酸酯（以下简称聚氨酯）硬质泡沫塑料保温层及钢管组成的预制直埋保温管（以下简称保温管）的结构、技术要求、试验方法和检验规则等。本标准适用于输送介质温度（连续工作温度）不高于 120，偶然峰值温度不高于 140，工作压力不大于 2.5MPa 保温管的制造与验收。工作在不同温度下氨酯硬质泡沫塑料最短预期寿命的计算见附录 B（提示的附录）。2 引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用构成为本标准的条文，本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB/T 1
2、0331986 塑料密度和相对密度试验方法GB/T 28281987 逐批检查计数抽样程序及抽样有（适用于连续批的检查）GB/T 36821983 热塑性塑料熔体流动速率试验方法GB/T 42171984 热塑性塑料管材的公称外径和公称压力（公制系列）GB/T 63421996 泡沫塑料与橡胶 线性尺寸的测定GB/T 63431995 泡沫塑料和橡胶 表观（体积）密度的测定GB/T 6671.21986 聚乙烯（PE）管材纵向回缩率的测定GB/T 81631987 输送流体用无缝钢管GB/T 8804.21988 热塑性塑料管提伸性能试验方法 聚乙烯管材GB/T 88061988 塑料管材尺寸
3、测量方法GB/T 88131988 硬质泡沫塑料压缩试验方法GB/T 89231988 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB/T 9711.11997 石油天然气工 输送钢管交货技术条件 第 1 部分：A 级钢管GB/T 102971988 非金属固体材料导热系数的测定 热线法GB/T 107991989 硬质泡沫塑料开孔与闭孔体积百分率试验方法GB/T 128111991 硬质泡沫塑料平均泡孔尺寸试验方法GB/T 130181991 聚乙烯（PE）管材 外径和壁厚极限偏差GB/T 130211991 聚乙烯管材和管件碳黑含量的测定 热失重法GB/T 141521993 热塑性塑料管材耐外冲击
4、性能试验方法 真实冲击率法CJ/T 30221993 城市供热用螺旋缝埋弧焊钢管3 产品结构3.1 保温管的结构见图 1（略）。3.2 保温和审由钢管、聚氨酯硬质泡沫保温层和高密度聚乙烯外护管紧密结合的预制管。保温层内可有报警线和支架。4 技术要求4.1 钢管4.1.1 钢管的材料、尺寸公差及性能应符合 CJ/T 322 或 GB/T 9711.1 或 GB/T 8163 标准规定。4.1.2 钢管的外径尺寸和最小壁最应符合表 1（略）的规定。4.1.3 发泡前钢管表面应加以清理，去除铁锈、轧钢鳞片、油脂、灰尘、漆、水分或其他沾染物。钢管表面锈蚀等级应符合 GB/T 89231988 中 A、
5、B、C 规定，除锈等级应符合 GB/T 89231988 中 Sa2规定。4.2 外护管4.2.1 外护管使用温度条件应控制在-50+50。4.2.2 外护管原材料性能 4.2.2.1 密度和成分外护管使用高密度聚乙烯塑料制造。聚乙烯树脂的密度应为 935kg/m3950kg/m 3。应使用有助于外护管生产及提高外护管性能的添加剂，如抗氧剂、紫外线稳定剂、碳黑（或由碳黑预制的色母料）等。所添加的碳黑应满足下列要求：密度：1500kg/m 32000kg/m 3；甲苯萃取量：0.1%（质量百分比）；平均颗粒尺寸：0.01m0.25m。4.2.2.2 回用料可以使用不超过 15%（质量百分比）的洁
6、净的回用料，但回用料必须是制造商自己的产品产生的。4.2.3 外护管性能4.2.3.1 外护管密度不应小于 940kg/m3。碳黑含量的应为 2.5%0.5%（质量百分比值，碳黑应均匀分布于母材中。当按 5.2.2 规定进行试验时，应满足下列要求：碳黑结块、气泡、空洞或杂质尺寸不应大于 100m。外护管不允许出现色差条纹。4.2.3.2 熔体流动速率外护管供应方就注明外护管的熔体流动速率值，以便于外护管焊接时参考。当两个外护管焊接时，其熔体流动速率的差值不应大于 0.5g/10min。4.2.3.3 外护管外观外护管应为黑色，其内外表面目测不应有损失其性能的沟槽。不允许有气泡、裂纹、凹陷、杂质
7、、颜色不均等缺陷。管两端应切割平整，并与管的轴线垂直，角度误差应小于 2.5。4.2.3.4 拉伸屈服强度及断裂伸长率外护管任意位置的拉伸屈服强度不应小于 19MPa、断裂伸长率不应小于 350%。4.2.3.5 纵向顺缩率外护管任意管段的纵向回缩率不应大于 3%。纵向回缩率试验结束时管材表面不应出现裂纹、空洞、气泡等缺陷。4.2.3.6 外护管的长期机械性能外护管的长期机械性能应满足表 2（略）的要求。4.2.4 外护管规格4.2.4.1 预制保温用外护管的公称外径和最小壁厚应符合表 3（略）规定。4.2.4.2 外护管外径和壁厚允许的极限偏差应符合 GB/T 13018 规定。4.3 保温
8、层保温层材料采用聚氨酯硬质泡沫塑料。4.3.1 泡沫结构泡沫体应无污斑、无收缩分层开裂现象。泡孔应均匀细密。按 5.3.1 的要求试验时，沿径向测量的泡孔平均尺寸不应大于 0.5mm。按 5.3.2 的要求试验时泡沫的闭孔率不应小于 88%。泡沫应均匀地充满工作钢管与外护管间的环形空间。按 5.3.3 的要求试验时，任一保温层截面上空洞和气泡的面积总和占整个截面面积的百分比不应大于 5%；单个空洞的任意方向尺寸应不超过同一位置保温层厚度的 1/3。4.3.2 泡沫密度按 5.3.4 的要求试验时，保温层任意位置的泡沫密度不应小于 60kg/m3。4.3.3 压缩强度按 5.3.5 的要求试验时
9、，保温层泡沫径向压缩强度或径向相对形变为 10%时的压缩应力不应小于 0.3MPa。4.3.4 吸水率在常压沸水中浸泡 90min 后，泡沫的吸水率不应大于 10%。4.3.5 导热系统未进行老化的泡沫保温层 50状态下导热系数 50不应大于 0.033W/（m/K）。4.4 保温管4.4.1 保温管保温层厚度应保证外护管在-50+50温度范围内正常使用。钢管两端头应留出 150mm250mm 裸露的非保温区以备焊接。4.4.2 外护管外径增大率保温管发泡前后，外护管任一位置同一截面的外径增大率不应大于 2%。4.4.3 轴线偏心距保温管任一位置外护管轴线与钢管轴线间的距离应符合表 4（略）规
10、定。4.4.4 预期寿命与剪切强度4.4.4.1 正常使用的保温管寿命，在 120下连续工作至少 30 年。4.4.4.2 保温管轴向剪切强度及试验方法应符合表 5（略）规定。4.4.5 抗冲击性按 5.4.3 测试时，外护管不应有可见裂纹。4.4.6 报警线与报警线、报警线与钢管之间的电阻值为 20M。5 试验方法5.1 通则若本产品标准中的测试要求与其他标准提供的参考不一致，则本标准规定优先使用。全部试样应是产品中有代表性的。5.1.1 试样5.1.1.1 外护管性能试样应从室温（232）下存放 16h 后的外护管上提取；保温层和保温管试样应分别在室温（232）下存放 72h 后的外护管上
11、提取。5.1.1.2 为检测保温层性能和保温管总体性能，试样应在同一根保温管的两端头提取，取样点距保温层端面应大于 500mm。5.1.1.3 从保温管保温层取样用以检测泡沫结构（4.3.1）、泡沫密度（4.3.2）、压强强度（4.3.3）、吸水率（4.3.4）和导热系数（4.3.5）时，应去除紧贴钢管和外护的泡沫皮具，清除层厚度应分别为 5mm 和 3mm。每个测试项目所需试样至少三个，试样应均匀分布在环形保温层的同一截面上。试样的外形尺寸按 GB/T 6342 测定。测量精度 0.02mm。5.3 外护管5.2.1 密度密度测试应按 GB/T 1033 执行。5.2.2 碳黑弥散度碳黑弥散
12、度应通过在显微镜下观察塑料切片来确定。切片厚度约 25m，面积约 15mm2。每次试验制备 6 个切片，在外护管的同一截在由均匀取样。显微镜的放大倍数应选用 100倍。5.2.3 碳黑含量碳黑含量测试应按 GB/T 13021 执行。5.2.4 熔体流动速率熔体流动速率测试应按 GB/T 36821983 中试验条件 4 执行。5.2.5 外观外护管内外表面无放大目测（见 4.2.3.3）。5.2.6 拉伸屈服强度及断裂伸长率拉伸屈服强度及断裂伸长率测试应按 GB/T 8804.2 执行。5.2.7 纵向回缩率纵向回缩率测试应按 GB/T 6671.2 执行。5.2.8 外护管的长期机械性能试
13、样按图 2（略）和表 6（略）机制面成。在恒温 801、恒定拉力 1.0MPa0.04MPa下浸入含 2.0%表面活性剂的水溶液中测试。表面活性剂壬酚聚乙二醇醚或仲辛基聚氯乙烯醚TX-10；应对溶液不断进行搅拌，以确保溶液均一，防止表面活性剂沉淀 ；应切取 6 个试样进行测试，试样沿我护管轴一方向切取，取样位置应在同一截面均匀分布；记录破坏时间，计时精确到12h；计算出 6 个试样的几何平均值，偏差超过二倍标准偏差的测试数据应删除。如果试验进行 1500h 后试样没有破坏，则试验可以停止，并判定试样满足要求。5.2.9 外护管尺寸外护管尺寸检测应按 GB/T 8806 执行。5.3 硬质泡沫塑
14、料试验方法5.3.1 泡孔尺寸泡孔尺寸检测应按 GB/T 12811 执行。在保温层中心沿径向取样，试样长度至少 20mm。5.3.2 泡沫闭孔率泡沫闭孔率检测应按 GB/T 10799 执行。可以与 GB/T 10799 中规定的试样尺寸存在并异。若按 5.1.1.3 无法从保温层上切取满足尺寸要求的试样，则尺寸可以是 2525t（mm），其中 t 为保温层径向最大允许厚度。 5.3.3 保温层截面上空洞、气泡百分率的测定可距外护管端头 1.5m，切 5 刀形成 4 个环状切块（环状切块民括外护管和泡沫保温层），每个环状切块长 100mm。要求切面平整完好，并且切面垂直于保温管轴线。次序肃剥
15、开 4 个 100mm 长的环状切块，露出保温层环形切面，测量环形切面上空洞和气泡尺寸。对大于 6mm 的空洞和气泡（平面上任意方向测量），应在两个相互垂直方向上测量其尺寸，这两个尺寸的乘积定义为空洞或气泡的面积。小于 6mm 的空洞或气泡的面积。所有被测空洞和气泡面积之和占保温层切表面面积的百分率作为测定结果。5.3.4 泡沫密度泡沫密度测试应按 GB/T 6343 执行。按 5.1.1.3 从泡沫中心取 3 个试样（含空洞、气泡的试样舍弃），每个试磁尺寸为：3030t（mm），t 为保温层径向最大允许厚度，但不应大于 30mm。同样试样也可以取成30mm 长的圆柱体（按轴线方向），直径为
16、d，d 为保温层径向最大允许尺寸，但不应大于30mm。 5.3.5 压缩强度压缩强度测试应按 GB/T 8813 执行。试样为 3030t（mm）的立方体或直径 30mm、高度为 t 的圆柱体，t 为保温层径向最大允许尺寸，但不应小于 20mm。5.3.6 吸水率5.3.6.1 仪器天平，感量 0.01g；干燥箱；干燥器；浸泡桶，敞口容器或水池。5.3.6.2 试样试样尺寸：25mm25mm25mm 的立方体或直径 30mm、高度为 25mm 的圆柱体。试样表面用细砂磨光。每组试样数为 3 个。5.3.6.3 试样处理a) 把试试样放入 503的干燥箱中干燥 24h；b)取出试样放入干燥器中冷
17、却到室温，称重，精确到 0.01g；c)把试样重新放入干燥箱中 4h，取出放入干燥器中自然冷却到室温（232），称重，精确到 0.01g；d)将上述两次称重的结果相对比，两次称重值之差小于 0.02g 时，则可认为试样达到恒重，取后者的称重值作为试样质量（m 0）。两次称重值之差大地 0.02g 时，应按 c)重复进行，直到达到恒重要求。5.6.3.4 测试步骤测量试样线性尺寸，精确到 0.02mm。计算出试样体积（V 0），精确到 0.01cm3。把试样放入浸泡桶内用网压住试样。把新鲜蒸馏水倒进浸泡桶仙，水位应高出试样上表面 50mm（必须使样与水充分接触，两试样之间应保持一不定期距离，不得
18、互相接触）。用短毛刷除去试样上的气泡。加热蒸馏水使试样浸在 1atm 沸水中 90min，然一立即浸入 232水中 1h，取出试样，用滤纸轻轻吸去表面水，立即称重（m 1），精确到 0.01g。按式（1）计算吸水率，数值修约到三位有效位数。 0=100%式中： 0试样吸水率；m 0试样吸水前质量，g；m 1试样吸水后质量，g；V 0试样原体积，cm 3；P蒸馏水的密度，g/cm 3。5.3.7 导热系数导热系数测定应按 GB/T 10297 执行。5.4 保温管试验方法5.4.1 外护管外径增大率通过测量外护管同一位置在发泡前后的周长，计算出直径增大量占原直径的百分比。外径增长率= 100%式
19、中：D 1发泡后的外径；D 0发泡前的外径；5.4.2 预期寿命5.4.2.1 预期寿命试验可按保温管老化试验进行，计算寿命见附录 A（提示的附录）。5.4.2.2 保温管老化试验对于输送介质温度连续工作温度）高于 110的保温管系统，在测量保温管轴向剪切强度前，应对保温管试样进行如下老化处理：钢管公称直径 DN500 时，保温管老化试样长度应为 3m；钢管公称直径 DN500 时，保温管老化试样长度应为 2m；老化过程：外护管应暴露在室温 232 状态中，钢管应保持在高温状态下。老化条件见表7（略）。钢管升温速度：当温度小于 100 时，为 25 /h；当温度大于 100 时，为 50 /h
20、；钢管温度在老化过程中应连续记录，温度偏差 0.5；老化后，试样自然降温至室温 232 状态。5.4.3 老化后的保温管剪切强度5.4.3.1 试验方法取样：在符合 5.4.2.2 规定的保温和寂截取试样。试样应在距离管端至少 1000mm 处取得，其长度为保温层厚度的 2.5 倍，但不得小于 200mm。所取试样端面应垂直于保温管轴线。试验过程：在试验机上进行试验，试样按图 3（略）放置向钢管端施加轴向力，试验机速度取 5mm/min，直至试样破坏。记录最大轴向力并计算出轴向剪切强度。试验可以在试样轴线置于水平方向或坚直方向两种情况下进行。当试橛轴线置于竖直方向时，钢管的质量应以考虑。三个试
21、样测试结果的平均值作为测试结果。剪切强度计算公式： ax=Fax/Ld（3）式中： ax轴向剪切强度，MPa；d钢管外径，mm；F ax轴赂力，N（竖放时包括钢管质量）；L试样长度，mm。5.4.3.2 室温条件眄的轴向剪切强度按 5.4.3.1 测试。试样全部保持在室温（ 232 ）状态下。5.4.3.3 高温条件下的轴向剪切强度按 232 状态 5.4.3.1 进行测试。测试过程中，外扩管应暴露在室温（ 232 ）状态中，钢管温度应控制在 1402 。钢管升温速度：当温度小于 100时，为 25 /h；当温度大于 100 时，为 50 /h。恒温 30min 后施加轴向力进行试验。5.4.
22、4 抗冲击性试样在保温管上截取，试样长度应为外护管外径的 5 倍，但不应大于 1.5m。试验应按 GBT 14152 执行。试验温度取 20，落锤质量取 3.0kg，落高 2000mm。在保温管试样上划等距离标缄，按 GB/T 141521993 中表 1（略）确定等距离标线个数。试验前将试样置于-20 1环境中 3h，从保温设施中取出试样 10s 以内开始试验，试验应尽可能快速完成。6 检验规则依据 GB/T 2828 制定本规则。6.1 组批同一原料，同一配方，同一工艺条件生产的同一规格保温管作为一批，每批数量不超过 50根。6.2 抽样检验方案6.2.1 方案一：合格质量水平 AQL=6
23、.5，一般检查水平。批量数、抽取样本单位数有格判定数见表 8（略）。6.2.2 方案二：合格质量水平 AQL=4.0，特殊检查水平 S-3。批量数、抽取样本单位数及合格判定数见表 9（略）。6.2.3 检验项目，抽样方案也可由供需双方商定。6.3 出厂检验6.3.1 保温管外护管的密度、拉伸屈服强度、断裂伸长率，保温管外径增大率按4.2.2.1、4.2.3.4、4.4.2 有关规定进行检验。批合格判定数见表 8（略）。6.3.2 保温管保温层密度、保温管的尺寸偏差、轴向偏心距、绝缘电阻值按4.3.2、4.4.1、4.4.3、4.4.6 有关要求进行检验。批合格判定数见表 9（略）。6.4 型式
24、检验6.4.1 若有下列情况之一，应进行型式检验。机关报产品的试制定型鉴定或老产品转厂生产时；正式生产后，如结构、材料、工艺等有较大改变，可能影响产品性能时；产品停产一年后，恢复生产时；出厂检验结果与上次型式检验有较大差异时；国家质量监督机构提出进行型式检验的要求时；正常生产时，每两年或累计产量达 300km（按延长米计），应进行周期性型式检验。6.4.2 型式检验按第 4 章规定全项目检验。6.5 判定规则6.5.1 样本中被检验出的不合格样本单位数不超过表 8（略）、表 9（略）中规定的批质量合格判定数时，则判定交付批合格；超过批质量合格判定数时，则判定交付批不合格。进行批质量的判定。复验
25、结果作为最终判定依据。6.5.2 不合格批未经剔除不合格品时，不得再次提交检验。复验应按表（略）、表 9（略）进行抽取样本单位数和进行批质量的判定。复验结果作为最终判定依据。7 标志、运输、贮存7.1 器标志保温管可用任何不损伤外护管性能的方法标志，标志应经受住运输、贮存和使用环境。7.1.1 外护管外护管生产者应在外护管上标志如下：外护管原材料商品名称及代号；熔体流动速率（MER）值；外护管外径尺寸和壁厚；生产日期；厂商标志。7.1.2 保温管保温管生产者应在外护管上标志如下：钢管外径和壁厚；钢材规格及等级；生产者标志；产品标准代号；发泡日期或生产批号。7.2 运输保温管必须采用吊带或其他不
26、伤及保温管的方法吊装，严禁用钢丝绳直接吊装；在装卸过程中，严禁碰撞、抛摔在地面拖拉滚动。长途运输过程中，保温管必须固定牢靠。不应损伤外护管及保温和层。7.3 贮存7.3.1 保温管堆放场地应符合下列规定：地面应平整、无礁石等坚硬杂物；地面应有足够的承载能力，保证堆放后不发生塌陷和倾倒事故；堆放场地应挖排水沟，场地内不允许积水；堆放场地应设置管托，管托应确保保温管外护管下表面高于地面 150mm。保温管必须采用吊带蔌其他不伤及保温和宾方法吊装，严禁用钢丝绳直接吊装；在装卸过程中，严禁碰撞、抛摔和在地面拖拉滚动。长途运输过程中，保温管必须固定牢靠。不应损伤外护管及保温层。 7.3.2 保温管堆放高度不应大于 2.0m。 7.3.3 保温管不得受烈日照射、雨淋和浸泡，露天存放时宜用蓬布遮盖。堆放处应远离热源和火源。
