1、标准规范 201 5年第33卷第7期 高密度聚乙烯外护管聚氨酯发泡预制 直埋保温复合塑料管行业标准介绍 黄家文，朱 锐，李 鑫，徐超，柳心泉 (国家化学建筑材料测试中心建工测试部，北京100013) 【摘要】介绍了高密度聚乙烯外护管聚氯酯发泡预制直埋保温复合塑料管行业标准制定的背景，对标；隹的技术基础、 内容和特点作了介绍和分析，重点分析了检测项目中轴向剪切强度与柔韧性的技术要求与试验方法。 【关键词】预制直埋保温复合塑料管；聚氨酯；行业标准 【中图分类号】TU711 【文献标志码】A 【文章编号】1671-3702(2015)07一o01104 Industry Standard Inter
2、pretation for Prefabricated Directly Buried Composite Insulating Pipes with Polyurethane(PUR)Foamedplastics and High Density Polyethylene(PE)Casing Pipes HUANGJiawen，ZHURui，L1Xin，Xu Chao，LIUXinquan (National Centerfor Test ofChemical Building Materials，Beijing 100013，China) Abstract：This paper intro
3、duced the background of industry standard of“Prefabricated Directly Buried Composite Insulating Pipes with Polyurethane(PUR)Foamedplastics and High Density Polyethylene(PE)Casing Pipes”，also its technology foundations，contents and the innovation，mainly analyzed technical requirements and test method
4、s of the axial shear strength and flexibility in testing project Keywords：prefabricated directly buried composite insulating pipes；polyurethane(PUR)foamedplastics；industry standard 0引 言 近些年，我国的集中供热建设及其技术发展迅速， 并取得了显著的成绩。目前，工作管为镀锌钢管的聚氨 酯泡沫预制直埋保温管在我国集中供热管网中已经广 泛应用川，但是工作管柔韧性较差、易锈蚀，容易加速保 温层和外护管的老化和损坏。预制直
5、埋保温塑料管充分 发挥了塑料管道防腐、导热系数低、易安装等特性，在城 镇二次供热管网中显现出良好的应用前景。为了确保预 制直埋保温复合塑料管的质量，规范其生产，提高各个 层次的检测能力和水平，制定相应的标准是基础【2】。作为 “十一五”科技支撑计划城市市政新型管网系统关键 作者简介：黄家文，男，高级工程师，研究方向为化学建材的质量检 测研究工作。 技术研究与开发(2006BAJ16B0502)的科技成果表达 内容之一，制定关于预制直埋保温塑料管的国家行业标准 高密度聚乙烯外护管聚氨酯发泡预制直埋保温复合塑 料管，有助于规范工作管为塑料管的预制直埋保温复合 塑料管的生产。 1预制直埋保温复合塑料
6、管行业标准制定的 技术基础 预制直埋保温复合塑料管在国外有着非常广泛的 应用，尤其在北欧，对于具有柔性的预制直埋保温复合 塑料管的推广应用非常广泛，因此，国外关于该产品的 相关标准和技术规范较国内成熟很多，例如地区供热 管材一一预隔热柔性管道系统(EN 155632)对具有柔 性的塑料保温复合管的技术要求和测试方法做了详细 标准规范 石 工程质量 的规定，包括4部分：分类、黏合的塑料芯管、不黏合的 塑料芯管、黏合的金属芯管。荷兰Kiwa评价导则建筑 外热水输配用预保温柔性塑料管道系统(BRL5609) 对具有柔性的保温复合塑料管的技术要求、检测方法、 质量体系等指标做了详细的规定，如PEx和P
7、B工作管 的规格尺寸、物理及力学性能。国外预制直埋保温复合 塑料管的快速发展及广泛应用推动了相关标准的制定 和颁布，而国内尚未推广保温复合塑料管，因此该产品 的标准还比较少。目前，关于保温管的标；隹主要有高 密度聚乙烯外护管聚氨酯泡沫塑料预制直埋保温管 (CJT 1 14)以及高密度聚乙烯外护管硬质聚氨酯泡 沫塑料预制直埋保温管及管件55(GBT 29047-2012)、 城镇供热预制直埋保温管道技术指标检测方法 (GBT 29046-2012)等，而这些标；隹均是针对工作管 为钢管的保温管道，而工作管为塑料管的保温管的标准 目前还没有制定，因此，预制直埋保温复合塑料管的市 场空间和技术基础是
8、制定该管道标准的重要前提。 2预制直埋保温复合塑料管行业标准的主要 内容 高密度聚乙烯外护管聚氨酯发泡预制直埋保温 复合塑料管主要包括范围，规范性引用文件，术语和定 义，缩略语，结构，分类与标记，材料，要求，试验方法， 检验规则，标识，运输和贮存几部分内容。 1)本标；隹明确规定了适用范围，保温复合塑料管 主要用于供热、供暖和生活热水的输送。 第33卷 2)本标准的性能指标和试验方法的选择需规范引 用文件，预制直埋保温复合塑料管在国内属于新产品，在 复合管的性能指标和试验方法上多选用国外的标准。 3)根据预制直埋保温复合塑料管的特点，同时也 参考了有关标准后确定了术语和定义、缩略语。 4)预制
9、直埋保温复合塑料管由外护管、保温层与 工作管组成，外护管为高密度聚乙烯管材，保温层为 聚氨酯泡沫，工作管包括聚丙烯PPR、氯化聚氯乙烯 PVCC、耐热聚乙烯PERT II型、聚丁烯PB，因此根 据工作管的不同对其进行分类和标记。 5)除了加工工艺外，管材树脂与聚氯酯泡沫塑 料的性能直接影响管道的质量，因此对材料性能做 出相关要求。 6)预制直埋保温复合塑料管的外护管与保温层的 性能要求主要依照相应产品标准的技术要求。工作管均 为成熟的管道产品，有相应的产品标准，因此技术要求也 依据相应的产品标准。保温复合塑料管国内属于新产品， 无相应的技术标准，因此其检测要求主要依据工作管为 钢管的标；隹要求
10、和国外标准，其技术要求如表1所示。 7)外护管、保温层、工作管的检测项目比较成熟， 因此检测方法依据相应的产品标准进行。预制直埋复合 塑料管的检测与工作管为钢管的保温管相比有其自身的 特点，因此除了依据(GBT29O462012)外，还参照了相 应的国外标准，尤其是轴向剪切强度和柔韧性体现的塑 料管道本身的特点，这两项性能在下文有详细的介绍。 8)检验规则分出厂检验和型式检验。出产检验中 表1 保温复合塑料管技术要求 性能 要求 外观 保温复合塑料管外观应清洁，可视面不应有影响其性能的沟槽、裂纹、凹陷、杂质、颜色不均等缺陷 管端垂直度 保温复合塑料管管端的外护管宜与聚氨酯泡沫塑料保温层齐平，且
11、应与 作管的轴线垂直，角度误差应小于25。 保温层受挤压变形时，径向变形量不应大于设计保温层厚度的15。外护管划痕深度不应大于外护管最小壁厚的1O，且 挤压变形及划痕 不应大于lmm 管端预留段长度 两端预留长度公差应为20ram 外护管外径增大率 不应大于2 最大轴线偏心距 当外护管外径D 160mm时，45mm 轴向剪切强度 在23条件下，保温复合塑料管的轴向剪切强度不应小于009MPa 环刚度 保温复合塑料管的环刚度不应小于4 kNm 抗冲击性 在一20C条件下，用30kg的落锤从2m高处落下对外护管进行冲击，外护管不应有可见裂纹 适用于外护管公称外径不大于50mm的PUPE、PUPB保
12、温复合塑料管。最小弯曲半径不应大于外护管公称外径的3O倍，且保 柔韧性 温层与外护管不应破裂，外护管的不圆度不应大于30，与外护管连接部位的保温层裂纹宽度=1 应大于5ram 蠕变性能 100|l_下的蠕变量不应大于25mm，30年的蠕变量不应大于20mm 1 2 第7期 黄家文等：高密度聚乙烯外护管聚氨酯发泡预制直埋保温复合塑料管行业标准介绍 当外护管直径小于或等于125 tomB,-)，每批数量按不大 于10 000 m计：当外护管直径大于125 mmB,-j，每批数量 按不大于5 000 m计。型式检验每2年或累计产量达到 300 kmB,-至少一次。 9)标志、运输和贮存重点要求保温复
13、合塑料管的 两端应有管端防护端帽，且不应受雨水浸泡。 3预制直埋保温复合塑料管行业标准的特点 预制直埋保温复合塑料管(简称“塑套塑”)与工作 管为钢管的保温管(简称“塑套钢”)相比具有较好的 保温效果、柔韧性等优点，因此预制直埋保温复合塑料 管的检测项目除了参照工作管为钢管的保温管外，添加 管端垂直度、挤压变形及划痕、工作管端头留出尺寸、管 端泡沫脱层、外护管表面温度、外护管外径增大率、最 大轴线偏心距、轴向剪切强度、环刚度、抗冲击性、柔韧 性、蠕变性能以及水汽渗透性等指标，其中轴向剪切强 度和柔韧性的测试最能体现工作管为塑料管的优势。 1)轴向剪切强度技术要求及试验条件。 目前，传统的“塑套
14、钢”保温直埋管道的应用时间 较长，其标准规范相对完善，主要的产品标准为：高密 度聚乙烯外护管聚氨酯硬质泡沫塑料预制直埋保温管 (CJT 1 14-2000)，该标准与高密度聚乙烯外护套聚 氨酯硬质泡沫塑料预制直埋管件(CJT 155-2001)一 起进行国家标准升级工作，在新标准中考虑到保温材料 与钢制工作内管的结合效果直接影响复合管道的保温 效果，一旦工作管与保温层分脱，保温体系即告失效， 热能可以通过工作管表面与空气的交换大量流失，因此 对于“塑套钢”管道系统而言，复合后的管道剪切强度 值至关重要。国标GBT29047-2012中在5562条关于 “剪切强度”规定如表2所示。 表2老化前和
15、老化后保温管的剪切强度要求 试验温度 最小轴向剪切强度MPa 232 O12 1402 O08 其中140C为“塑套钢”管道运行的极限温度，因 此编制组委托天津军星、天津鸿泰2家企业分别使用 PPR、PVCC管道进行剪切强度的测试，同时考虑到工 作管道的极限温度，选用23及80C作为测试温度，其 中80低于塑料管道90C的故障温度，高于最高工作温 度70C，其实验结果如表3所示。 表3部分塑料工作管的轴向剪切强度 工作管种类及规格 试验温度c 最小轴向剪切强度MPa 232 0055 CPVC D 1i0 8O2 0036 232 0026 PPR D 75 8O2 0017 PB D 160
16、 232 0030 由表3可以看到，塑料管道由于无法像金属管道一 样在外表面进行电火花处理，以及与聚氯酯同极性的原 因使得轴向剪切强度比金属工作管低了一个数量级，但 是由于塑料复合保温管的三层结构均为塑料，其线膨胀 系数接近，模量相近，管材承受温度应力应变以及承受 压力发生蠕变的能力接近，因此在聚乙烯外护套聚氨 酯保温材料塑料工作管之间的复合状态较为稳定。该 结论在军星2008年铺设的小区管网至今仍正常使用且 保温效果良好得到了验证。 与金属管材不同，塑料管材在80附近时(接近一 般塑料热变形温度)，模量损失较多，管材受外力作用变 形明显，因此需在高温下进行轴向剪切试验。对于塑料 复合管材而言
17、，由于管道变形导致对实验数据有较明显 的干扰，因此征求意见稿中删除了极限工作温度下的轴 向剪切强度，仅保留23下的试验要求。这种做法与荷 兰Kiwa认证机构编写的荷兰国家评价导则建筑外热 水配送用预制保温柔性塑料管道系统(BRL 5609)中 相一致，其在462节处要求“464轴向剪切强度(只适 用于一体式管道系统)按照92进行试验，对于一体式管 道系统，给水管材和保温层之间的线形剪切强度至少为 009 MPa(聚合物管材)和012 MPa(多层管)”。Kiwa 的技术指标针对的对象主要有聚丁烯(PB)及交联聚乙 烯(PE-X)管材，涵盖了极性与非极性材料，因此，本行 业标；隹中常温下轴向剪切
18、强度不小于009MPa。 2)柔韧性的技术要求及试验方法。 由于柔韧性是“塑套塑”保温管与“塑套钢”保温 管相比的优点，国内无此项检测的技术要求与方法，为 此，依据荷兰国家技术指南BRL 5609建筑外热水输配 用预保温柔性塑料管道系统和集中供热管道预制柔 性保温管系统一第1部分：预制柔性管系统分类、要求和 试验方法(NF EN 156321：2010)，柔韧性的具体检 1 3一 标准规范 而 工程质量 测指标为：柔韧性的检测适用于外护管公称外径不大于 50 mm的工作管为聚丙烯PP、耐热聚乙烯PERT ll型保 温复合塑料管。最小弯曲半径不应超过外护管公称外径 的30倍，保温层与外护管不应破
19、裂，且外护管的不圆度 不应大于30，与外护管连接部位的保温层开裂宽度不 应大于5mm。 预制直埋保温塑料管的柔韧性的检测方法为：将 试样在室温下状态调节24h后，根据图1，尽快将试样在 10min内固定在弯曲装置上，保持30min后，在图1中所 示位置4进行不圆度的测试。试验完成后，外护管应沿 轴向剖开，肉眼观察整个弯曲部分保温材料的表观质 量，应注意剖开过程不应产生新的裂纹和划痕。 通过上述试验方法进行预制直埋保温复合塑料管 柔韧性的检测，确定管材的柔韧性是否符合相关的技术 要求，说明预制直埋保温塑料管在管道敷设方面具有更 好的适应性，可以弯曲敷设，减少接头的使用，更加有利 于保温管的保温效
20、果。 4结语 保温复合塑料管符合国家节能、减排的国策，通过 第33卷 4 图1 柔韧性试验示意图 该行业标准的制定和颁布，对该产品的生产和施工进行 相应的质量控制，有助于保温复合塑料管性能的进一步 提高，更加广泛地在工程中得到应用。 参考文献 1宋宝平浅谈高密度聚乙烯直埋预制保温管加工制作【J】甘肃科技， 2009，25(18)：5355 2张玉川标准和检测是塑料管道业健康发展的基础J塑料， 2008，37(5)3436 建筑安全生产形势不乐观住房城乡建设部约谈部分地区 易军出席会议并讲话 2015：16月16日，住房城乡建设部召开部分地区建 筑安全生产工作汇报会，通报了今年以来全国房屋市政
21、工程生产安全事故情况以及今年6月发生的3起较大事 故情况。住房城乡建设部副部长易军在会上强调，各级 住房城乡建设主管部门一定要切实增强责任感和紧迫 感，以对人民高度负责的精神，真正做到带着感情、带 着责任抓安全生产工作，坚决遏制事故频发势头，保障 人民群众生命财产安全。 易军指出，今年以来全国房屋市政工程生产安全较 大事故起数及死亡人数比去年同期均有所增加，建筑安 全生产形势很不乐观。对于下一步建筑安全生产监管工 作，易军提出3点要求：一是要加大建筑安全监督检查力 度。对检查中发现的违法违规行为要依法严处并及时向 社会公布。二是要严格执行建筑安全事故调查处理制 1 4 度。要指定专人负责事故信
22、息报送工作，较大及以上事 故一定要在第一时间通过电话或短信及时报送初步信 息；要做好对较大事故的通报和督办工作；要强化对事 故责任企业和人员的责任追究，坚决做到事故原因没有 查清不放过、事故责任没有严肃处理不放过、职工没有受 到教育不放过、防范措施没有落实不放过。三是要强化 建筑安全生产长效机制建设。继续推进建筑施工安全生 产标准化工作，每个施工企业都应建立制度到位、组织 到位、责任到位、措施到位的标准化安全手册，把安 全生产标准化落实到每个工地、每个环节、每个岗位。同 时，要推进建筑施工安全监管规范化和信息化。 易军强调，汛期已经来临，各地要切实强化极端天 气防范应对措施，督促企业加强施工现场安全防护，认 真开展隐患排查，严防灾害性事故的发生。
