CJT 445-2014 给水用抗冲抗压双轴取向聚氯乙烯(PVC-0)管件及连接件

中华人民共和国城镇建设行业标准给水用抗冲抗压双轴取向聚氯乙烯(PVC-O)管材及连接件中华人民共和国住房和城乡建设部发布前言 I 2规范性引用文件 3术语和定义 24符号和缩略语 45原材料 46材料对水质的影响 57材料等级 58管材的等级及选择 69管材的一般要求 10管材的几何尺寸 811管材的力学性能 912物理性能-拉伸强度 13系统适用性试验 14弹性密封圈 15标志 附录A(规范性附录)MRS值的确定 附录B(资料性附录)承口的最小承插深度 附录C(规范性附录)温度折减系数 附录D(资料性附录)硬聚氯乙烯(PVC-U)和氯化聚氯乙烯(PVC-C)压力管用弹性密封圈单承口管件——最小承插深度 附录E(资料性附录)管材的环刚度 附录F(资料性附录)密封性长期压力试验计算压力的说明 221本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准使用翻译法等同采用ISO16422:2006《给水用承压双轴取向硬质聚氯——规范性引用文件中的国际标准替换为相应的国家标准。——为方便查阅，根据原文表述加入表3对相关条款进行具体性解释。本标准由住房和城乡建设部标准定额研究所提出。本标准由住房和城乡建设部建筑给水排水标准化技术委员会归口。1给水用抗冲抗压双轴取向聚氯乙烯(PVC-O)管材及连接件本标准规定了PVC-O管材和连接件的应用范围是在无阳光直接暴晒的埋地和地面承压输水系统根据本标准，管道系统主要是指用于输送温度不高于45℃的承压冷水，包括饮用水和普通要求的下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文GB/T321-2005优先数和优先数系(ISO3:1997,IDT)GB/T3401用毛细管黏度计测定聚氯乙烯树脂稀溶液的黏度(GB/T3401—2007,ISO1648-2:GB/T4217流体输送用热塑性塑料管材公称外径和公称压力(GB/T4217—2008,ISO161-1:GB/T6111流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法(GB/T6111—2003,ISO1167:1996,GB/T8804.2-2003热塑性塑料管材拉伸性能测定第2部分：硬聚氯乙烯(PVC-U)、氯化聚GB/T8806塑料管道系统塑料部件GB/T9647热塑性塑料管材环刚度的测定(GB/T9647—2003,ISO9969:1994,IDT)GB/T10002.2—2003给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管件(ISO4422-3:1996,MOD;ISO4422-5:GB/T14152热塑性塑料管材耐外冲击性能试验方法时针旋转法(GB/T14152—2001,GB/T17219生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性能评价标准GB/T18252—2008塑料管道系统用外推法确定热塑性塑料以管材形式的长期静液压强度GB/T19471.1塑料管道系统硬聚氯乙烯(PVC-U)管材弹性密封圈式承口接头偏角密封试2GB/T19471.2塑料管道系统硬聚氟乙烯(PVC-U)管材弹性密封圈式承口接头负压密封试GB/T21300塑料管材和管件不透光性的测定(GB/T21300—2007GB/T21873橡胶密封件给、排水管及污水管道用接口密封圈材料规范(GB/T21873~ISO11922-1流体输送用热塑性塑料管材-尺寸和公差第1部分：公制系列(Thermoplasticspipesfortheconveyanceoffluids-DimensionsISO13783塑料管道系统硬聚氯乙烯(PVC-U)端部承载的双承口连接件密封和承受弯曲及bearingdouble-socketjoints-TestmethodforleaktighISO13846塑料管道系统热塑承压管用端部承载和无端部承载组件和连接件测定水内压长andjointsforthermoplasticspressurepiping—Testmethodforlong-termleaktightnessunderinternale管材壁厚的规定值，等同于最小允许壁厚，,单位为毫米(mm)。pG320℃,50年长期强度long-termhydrostatiestrengthfor50yearsat20℃将20℃,50年置信下限σci的值按R10或R20系列向下圆整到最接近的一个优先数得到的CSS=(d.-e.)/2e, (2) (3) (4)4式中：d。——管材公称外径，单位为毫米(mm);e……—公称壁厚，单位为毫米(mm);4符号和缩略语下列符号适用于本文件。d.任一点外径d,任一点内径d.公称外径e,任一点壁厚e,公称壁厚f.降级(或升级)使用因子f.折减系数o环向应力o,设计应力下列缩略语适用于本文件。MRS最小要求强度PFA允许工作压力PVC-U硬聚氯乙烯S管系列5原材料5.1概述生产管材的原料应是以PVC树脂为主，其中可加入为达到本标准要求的管材和管件所必需的添加5C22222·可以选择R20或者更高等级的MRS,只要符合GB/T321—2005规定的范设计应力应按照GB.T18252测定的预测静液压强度置信下限oun.值而定。din.值应根据GB/T18475换算成MRS值，MRS值除以总体使用(设计)系数C,得到设计应力为σ,,可用式(7) 68.1.1管材一般按照其公称压力PN来分级。 (8)GB/T10798规定了公称壁厚e,和公称外径d,之间的关系。公称压力PN一定的情况下，管材的 (9)S。-—从式(2)计算得到的管系列S的计算值。数值应该圆整到GB/T10798规定的只有一位表2给出了公称外径，公称壁厚和相关的公称压力和材料等级。7表2(续)管系列S计算值(GB/T321—2005)和标准尺寸比S[PFA]=f,×[PN]88.4与系统应用相关的折减系数实际应用中还需要另加折减系数，例如，在设计阶段应该使用比包括总体使用(设计)系数更为安全的折减系数fa,长期连续使用的允许工作压力可通过式(11)计算：[PFA]=f₁×fa×[PN] (11)9管材的一般要求管材的内外表面应光滑、平整，无裂口、凹陷和其他影响管材性能的表面缺陷。管材不应含有可见9.2不透光性用于明装的管材不应透光。管材的透光率根据GB/T21300检测，并不超过0.2%,10管材的几何尺寸管材尺寸的测量根据GB/T8806进行。10.2.1管材的公称外径应符合GB/T4217的规定，壁厚应根据表2中的尺寸、公称压力和管材材料等级选取。10.2.2平均外径及偏差和不圆度应符合表3的规定。表3平均外径d。和偏差公称外径d,允许偏差允许偏差000000000000009表3(续)公称外径d.0 0。0 000000注：在PN25的情况下，也可以采用GB/T13295规定的公称直径.分析测试数据而导出的环向应力加以验证。应把20℃、10h时和20℃,1000h时的99.5%的LPL数值应视为最小应力水平。11.1.1.2根据GB/T18252分析60℃所测数据而确定的99.5%的LPL值可作为60℃,1000h的最按GB/T6111检测时，弹性密封圈式承口在11.1.1中给出的时间内不应破坏。管材部分长度应符d)承口试验：当根据11.1.2对承口或套管进行试验时，管材插人承口的插口可以由不同材料制按GB/T14152,在0℃条件下进行试验。落锤冲击试验的冲击锤头半径为12.5mm,落锤质量见表4,落锤高度为2m。采用表4中的落锤质量，真实冲击率(TIR)不应超过10%。45588管材的环刚度按照GB/T9647进行测试。当环刚度小于4kN/m²时，管材不应用于真空或外压有可能增加的场合。当根据GB/T8804.2测定时，管材的拉伸强度不应低于48MPa。试样应按GB/T8804.2—2003中5.2.1的要求采用机械加工的方法制备。安装下述型号的端部非承载组合件时，应符合13.2～13.5和表5、表6、表7的规定：a)采用弹性密封圈连接的带承口PVC-O管材和连接件按照本标准执行。b)采用弹性密封圈连接的金属管件和PVC-O管材，应符合13.2～13.5的规定。c)采用弹性密封圈连接的金属阀和PVC-O管材，应符合13.2～13.5的规定。d)采用机械方式连接的PVC-O管材，应符合13.2～13.5的规定。按照GB/T19471.1的要求，对一个或多个承口密封性能采用内压和角偏差进行密封性短期压力试验，试验条件见表5,试验结果也需符合表5的要求。表5内压密封性短期试验的试验条件和要求试验温度/℃试验时间T为17℃~23℃之间的到的压力图2的一个循环周期的任意点不应出现渗漏注：从一个压力到下一个压力变化应在所示时期内进行，但不必严格呈试验压力p通过将公称压力PN乘以图2中所示的折减系数f而得，计算见式(12);p=f×PN按照GB/T19471.2的要求，对一个或多个承口密封性能采用负压和角偏差进行密封性短期负压试验时，试验条件见表6,试验结果也需符合表6的规定。试验温度/℃试验时间的任意温度图3的一个循环周期在图3所示的每15min的应大于0.005MPa具有一个或多个接头的组件(此接头为用于管道系统中PVC-O管件的弹性密封圈式承口或其他端部承载和端部非承载接头的一种)按照ISO13846进行密封性长期压力试验时，采用表7中20℃和60℃下给定的试验条件进行试验时，应符合表7的规定。试验温度/℃·此计算式采用的PN等级是管件的PN等级，若测试的是具有接头的管材，那就采用管材的PN等级。详见附压的施加而产生的纵向作用力)的端部承载接头，在环境温度条件为(T±2)℃(T为17本标准要求的管材原料的MRS值应按GB/T18252和GB/T18475进行检测，具按GB/T18252—2008的要求，如果不存在拐点，只需在温度20℃下进行单观察时间跨度应为以10为对数的三个数量级，连续两次观察的时间间隔不低于GB/T18252—2008中第5章的要求(即在20℃下外推50年所要求的最小时间)”。未破坏的数据点可以使用，前提下10h和1000h的环向应力的计算方法为：行分析。10h和1000h所对应的纵坐标的应力水平(小于5%”)即是所求的环向应力。10h对应的纵坐标破坏时间：3<t₁<301000h对应的纵坐标破坏时间：300<t₂最少4个点(资料性附录)承口的最小承插深度B.1概述弹性密封圈式接口的承口最小承插深度根据附录F确定。需注意的是，附录F所要求的承插深度(见图B.1)小于本标准对承插深度的要求，尤其在管材的长度大于6m的情况下，可能会在特定条件下导致脱出和泄漏问题。这主要是因为，与附录D规定的PVC-U管材相比，PVC-O管材的工作应力更高，进而导致了更大应变的产生。由PVC或其他材料制造的短承口管件与PVC-O管材连接时也存在脱出的可能性。图B.1承插深度B.2承插深度的计算B.2.1承插深度m的计算见式(B.I):B.2.2泊松收缩——管材受压时的长度…………(B,2)式中：L——管材的长度，单位为米(m);p——泊松比(0.45);o——环应力，单位为兆帕(MPa);E——圆周方向的弹性模量(2.0GPa)。o通常认为是管材在工作压力下的长期工作应力或设计应力o,,而E。是长期蝠变模量。对于埋地管线，长期承受土壤的收缩力，实现全泊松收缩是很难的。但地面管线很可能实现全泊松收缩。当施加在管材样品的压力差超过25%时，如果没有反向压力的话，进行现场测试时就会出现最m₁=L×a×△T×10式中：m₄=(d.×π×θ)/180…………(d.——任一点外径，单位为毫米(mm)。m=m,+m₁+m.+m:+m,=114(规范性附录)C.1在企业没有提供折减系数时，图C.1中的温度折减系数可以作为指导。图C.1折减系数ʃ;随温度变化的曲线(资料性附录)硬聚氯乙烯(PVC-U)和氯化聚氯乙烯(PVC-C)压力管用弹性密封圈单承口管件——最小承插深度本文件规定了硬聚氯乙烯(PVC-U)和氯化聚氯乙烯(PVC-C)压力管用弹性密封圈单承口管件的最小承插深度。D.2应用领域本文件规定的最小承插深度适用于长度为12m的流体输送用压力管的弹性密封圈单承口管件。此压力管既可用于埋地管道系统，也可用于地面管道系统。D.3规范性引用文件ISO161-1流体输送用热塑性塑料管材的公称外径和公称压力第1部分：公制系列D.4计算方法最小承插深度m可通过式(D.1)和式(D.2)进行计算：a)管材公称外径d,≤280mm,m≥50mm+0.22d。…………(D.