给水用抗冲抗压双轴取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件编制说明

《给水用抗冲抗压双轴取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件》（征求意见稿）编制说明《给水用抗冲抗压双轴取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件》编制组2013年6月目录一、 任务来源 任务来源2012年1月，住房和城乡建设部发布了《关于印发2012年住房和城乡建设部归口工业产品行业标准制订修订计划的通知》（建标[2012]4号），围绕资源能源节约与综合利用、工程质量安全等，以完善工程建设标准体系为目标，鼓励申报现行工程建设标准体系中尚未制订的基础标准、通用标准等项目。内蒙古亿利塑业有限公司向住房和城乡建设部标准定额司提出申请并获得批准承担行业标准《给水用抗冲抗压双轴取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件》,标准编制单位还有浙江中财管道科技股份有限公司、北京亿德盛源新材料有限公司、金德管业集团有限公司。标准制定必要性近年来，国际形势的变化和发展为我国PVC管道系统的发展提供了一个空前的历史机遇。石油价格暴涨使得在很多应用领域和PVC管道系统竞争的聚烃烯管道系统受到了严重的影响，而以煤为原料的PVC因维持在较低价格而增强了竞争力。PVC管道系统已经有近70年的发展历史，因其具有高模量、高强度和较低价格等优点，所以一直是全世界应用量最大的塑料管道系统，在现代社会的很多领域中得到了广泛的应用。我国塑料管道行业发展迅速，已经成为世界塑料管道生产和应用大国之一。目前，我国PVC管材生产能力在200万t/a以上，仅占塑料管总量的50%左右，而在发达国家，PVC管消费量一般占塑料管市场的70%-80%。在未来世界管材市场中占主导地位的还是PVC管材，其根本原因在于技术创新、技术进步。PVC树脂和PVC管道创新技术的应用，特别是PVC管材加工技术和工艺的创新，明显地改善了PVC管材的经济性，并开拓了新的应用领域。所以，必须在提高管材性能的同时节约材料，以提高PVC管材的竞争力。双轴取向聚氯乙烯（PVC-O）管材是通过特殊的取向加工工艺制造的管材，这一加工工艺是把经挤出方法生产的PVC-U管材进行轴向拉伸和径向拉伸，使管材中的PVC长链分子在双轴向规整排列，获得高强度、高韧性、高抗冲、高抗疲劳的新型PVC管材，性能远优于普通PVC-U管材。研究开发PVC-O管材，可以大大节约原材料资源，降低成本，提高产品性能，具有明显的经济效益和社会效益。PVC-O最早是英国YorkshirelmperialPlastics（现在的Uponor）在1970年领先研发的，后来澳大利亚Vinidex（1986）、美国Upomor-ETI（1990）、荷兰Polva和法国Seperef也相续生产。目前生产采用“离线”（off-line）加工工艺（两步加工法），把挤出成型和已经冷却的PVC-U管胚（厚料胚）在模具内通过加热和加压膨胀到要求尺寸来实现取向。另外一种是在出在挤出加工过程中“在线”（in-line）进行取向，连续生产PVC-O管材，其生产工艺为一步加工法，就是在管材挤出生产线上，把已经挤出成型的PVC-U管材（厚料胚）通过径向的扩张和轴向的拉伸实现双轴取向，然后冷却定型成为PVC-O管材。“在线”双轴取向生产工艺大大提高了生产效率，减少了制造成本，增强了PVC-O和其他管材的竞争力。试验研究和实际应用证明PVC-O具有非凡的性能。目前，PVC-O管材已经在英国、法国、荷兰、葡萄牙、美国、澳大利亚、南非和日本等国家应用多年。美国、澳大利亚等国已经发布了PVC-O的产品标准，国际标准组织也发表了PVC-O标准-ISO/DIS16422-2006。近年来，国内已经有很多大企业集团在探索开发，并有一部分企业的产品已经进入商品化生产，并投放市场。纵观我国PVC-O市场，在法律法规、标准制定方面极其匮乏。目前并无相关标准、法规。PVC-O管材方面的标准处于空白状态，因此，制定《给水用抗冲抗压双轴取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件》标准显得尤为紧迫和必要。因此，根据国家有关法律、法规的规定，结合全国产品销售的具体情况，编制相关标准，指导有关产品的销售、规范市场，具有重要的现实意义。另外在我国加入WTO后，也有必要规范该产品的质量和国际市场销售。编制原则和编制过程编制原则本标准在编制过程中遵循以下原则：符合国家的政策和发展方向，符合国家技术管理文件编制的要求，并与国外和国家相关规章、标准、规范相协调；在广泛吸收相关的研究成果和国内外的调研中，为确保行业标准的可靠性、先进性、实用性和代表性，作为主编单位，我们提出等同采用国际标准ISO16422:2006。这样做符合我国国情，经济技术可行，可严格保障技术的可靠性，有利提高行业标准的实用性，待应用一定时间后再修订为新的标准。编制过程根据2012年住房和城乡建设部标准定额司《关于印发2012年住房和城乡建设部归口工业产品行业标准制订修订计划的通知》（建标[2012]4号），内蒙古亿利塑业有限公司向住房和城乡建设部标准定额司提出申请并获得批准承担行业标准《给水用抗冲抗压双轴取向聚氯乙烯（PVC-O）管材及管件》的编制工作。同时还有浙江中财管道科技股份有限公司、北京亿德盛源新材料有限公司、金德管业集团有限公司共同完成编制工作。2012年5月，开始标准的编制工作。编制工作从国内外相关标准和文献资料调研开始，重点结合国内PVC管材的相关标准，对PVC-O管材进行调研。2012年5月，召开了第一次标准工作会议，成立了标准编制工作小组；2013年4月，完成了国内外相关标准的审定及编制单位的内部意见汇总，2013年5月召开了标准编制小组工作会议，完成了初稿和编制说明。在征求了专家的意见后，对意见反馈和修改成现在的征求意见稿和编制说明。国内PVC-O管材标准方面的情况目前，我国PVC-O管材的开发如火如荼，生产技术与配套管件基本趋于成熟，然而，国内目前普遍缺乏针对PVC-O管材的技术标准。部分企业在生产研发过程中不得不参照PVC-U管材和PVC-M管材的相关标准。相反，在国外发达国家，不仅研发出PVC-O管材，更是制定了相应的标准，建立了一整套较为完善的法律法规体系、技术标准体系。其中ISO16422:2006《给水用承压双轴取向硬质聚氯乙烯(PVC-O)管材及连接件》从技术层面规定了PVC-O管材及管件的使用和各项性能方面的要求。与执行现行法律、法规、政策的关系在标准体系中，各类标准、各级标准、各种标准之间都是相互依存，相互补充的，每个企业的技术标准、管理标准、工作标准都是相互协调的。在每一类标准中，各个标准的联系密不可分，如产品标准与包装标准、标识标准中的要求必须一致。强制性标准与推荐性标准也是相互衔接的，只有积极贯彻推荐性标准，才能确保强制性标准的贯彻。标准的条文说明标准的适用范围规定本标准所指以PVC-U为原料通过双轴取向生产的PVC-O管材及其与之配套的管件的各种规格。由于目前我国尚缺乏此相关标准，为了更好的规范相关领域的制造和使用，故编制本标准。规范性引用文件本条文主要列出标准中主要参考和引用的相关标准。GB/T321-2005优先数-优先数系（ISO3:1997,IDT）GB/T3401-2007用毛细管黏度计测定聚氯乙烯树脂稀溶液的黏度(ISO1648-2:1998,MOD)GB/T4217-2008流体输送用热塑性塑料管材公称外径和公称压力第1部分:公制系列（ISO161-1:1996，IDT）GB/T6111-2003流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法（ISO1167：1996，IDT）GB/T8802-2001热塑性塑料管材、管件维卡软化温度的测定（eqvISO2507:1995）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)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)和高抗冲聚氯乙烯(PVC-HI)管材（ISO6259-2:1997,IDT）GB/T8806-2008塑料管道系统塑料部件尺寸的测定（ISO3126:2005,IDT）GB/T9647-2003热塑性塑料管材环刚度的测定（ISO9969:1994,IDT）GB/T10002.1-2006给水用硬聚氯乙烯(PVC-U)管材（neqISO4422:1996）GB/T10002.2-2003给水用硬聚氯乙烯（PVC-U）管件（ISO4422-3:1996,MODISO4422-5:1996,IDT）GB/T10798-2001热塑性塑料管材通用壁厚表（ISO4065:1996,IDT）GB/T13295-2008输水和输气用球墨铸铁管、配件、附件及其接头（ISO2531:1998,MOD）GB/T14152-2001热塑性塑料管材耐外冲击性能试验方法时针旋转法（eqvISO3127:1994）GB/T18252-2000塑料管道系统用外推法对热塑性塑料管材长期静液压强度的测定（ISO9080:2003,IDT）GB/T18475-2001热塑性塑料压力管材和管件用材料分级和命名总体使用（设计）系数（eqvISO12162:1995）GB/T19471.1-2004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验方法（ISO13845:2000,IDT）GB/T19471.2-2004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负压密封试验方法（ISO13844:2000,IDT）GB/T21300-2007塑料管材和管件不透光性的测定（ISO7686:2005,IDT）HG/T3091-2000橡胶密封件给排水管及污水管道用接口密封圈材料规范（ISO4633:1996,IDT）ISO11922-1:1997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ISO2045弹性密封圈连接未增塑聚氯乙烯（PVC-U）和氯化聚氯乙烯（PVC-C）压力管的单承口管件-最小接合深度ISO13846塑料管道系统热塑承压管用端部荷载轴承和无端部荷载轴承组件和连接件测定水内压长期密封性的试验方法分级本条文规定了PVC-O管材原料和制品的分级规则。材料分级规则由于PVC管材受其配方型号以及原料选择的影响。在挤出成型管材后，按其设计应力σs，遵照GB/T18252-2000《塑料管道系统用外推法对热塑性塑料管材长期静液压强度的测定》测定其置信下限σLPL换算MRS值进行分等级。见表1。3.1.1MRS的值对于特定PVC-U混配料生产的，在径向和轴向均具有一定取向度的双轴取向管材，应该根据标准中附录A中规定的程序进行试验评估。最终确定MRS最小强度要求，值应按3.1.3条款和表1进行等级分类。MRS=σs•Cσs是设计压力，C是总体使用（设计）系数3.1.2总体使用（设计）系数C双轴取向的PVC-U管材总体使用（设计）系数最小值应为1.6。此外，在管材轴向收缩（由于受到更大的设计应力）不会导致接头分开的情况下，MRS450和MRS500等级的总体使用（设计）系数可以是1.4。在这种情况下，应该根据标准中附录B进行。3.1.3材料对水质的影响在本文规定小于45℃以下的给水或输送过程中，其管材与水的接触中不含有有毒物质，不产生微生物等。3.1.4设计应力设计应力应按照GB/T18252-2000《塑料管道系统用外推法对热塑性塑料管材长期静液压强度的测定》，测定的抗内压长期静液压强度的置信下限σLPL值而定。σLPL值应根据GB/T18475-2001《热塑性塑料压力管材和管件用材料分级和命名总体使用（设计）系数》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σs，可以用下面的等式表示：σs=MRS/C表1原材料等级管材原材料等级代码315355400450500MRS(Mpa)a31.535.5404550C1.621.621.621.41.621.41.62σs(Mpa)201622182520322823363225管材的等级（分类）与选择说明管材一般按照其公称压力PN来分类。公称压力PN、管材系列S和设计应力σs的关系如下式所示：PN≌10σs/SS=(SDR-1)/2SDR=dn/enσs=MRS/C式中：en：mm；PN:Mpa；MRS:Mpa；C:无量纲。要求4.1外观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等缺陷。管材不应含有可见杂质，管材端面应切割平整，并与轴线垂直。如果在地面使用时，管材应为不透光，管材不应该透过照射在它上面的可见光的0.2%以上。4.2管材尺寸管材尺寸的测量根据国标进行。要求提供的管子长度最好是以下长度的一倍或多倍：6m、10m、12m，其中此长度不包括承口的深度。外径和壁厚依据国内相关国标进行，其中带承口的管材承口要求国内无相关国标，借鉴ISO2045的要求。和弹性密封圈式接头配合使用的平口管材应有一个与图1一样的斜度为12°＜α<15°的斜面。图1弹性密封圈式管材的插口4.3.管材的力学性能PVC-O管材在应用方法上与传统PVC管材基本相同，因此需考虑的项目包括环刚度、0℃以下抗外部冲击、耐静液压能力。4.4物理性能-拉伸强度管材的拉伸强度应不低于48MPa。测试试样应按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)、氯化聚氯乙烯(PVC-C)和高抗冲聚氯乙烯(PVC-HI)管材》要求采用机械加工的方法制备。4.5.1本标准设计的非末端负载管件包括采用弹性密封圈连接的带承口PVC-O管材和管件按照本标准执行。采用弹性密封圈连接的金属管件和PVC-O管件。采用弹性密封圈连接的金属阀和PVC-O管件。采用机械方式连接的PVC-O管件。相关要求及测试依据在标准中有详细描述。标志、管材应在不超过一米的间隔内印上永久的标记。标记应该包括以下内容：企业的名称或商标；管材材料和材料等级，如：PVC-O400；公称外径dn和公称壁厚en，例如：160×3.1；测试标准；公称压力PN；C系数，例如:C=1.4,C=1.6或C=2.0；产地；生产日期或代号。由于管道与流体输送相关，考虑产品的安全性，标志必需出现在产品的外表面。试验方法根据制品的要求，规定相应的检测方法，包括管材的外观检验、管材尺寸、耐静液压能力、0℃以下抗外部冲击、环刚度、拉伸强度；管件的短期压力、渗漏性的短期负压测试、渗漏性的长期负压测试等分别参照相应的国家标准测定。检验规则本标准检验规则中规定的抽样中规格及外观检验的抽样表是根据GB/T2828.1-2012《计数抽样检验程序第1部分：按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划》编制的。七、关于验证试验由于本标准是采用完全的等同于ISO16422:2006标准，故不需进行正规的必需的验证试验，但起草小组也选取了行业中具有代表性的PVC-O管材产品，进行各种检验类似验证。取样只进行了200管材产品。根据本标准制定的技术要求，采用本标准指定的检测方法进行相应检测。从验证的结果可以看出，受检产品能够符合本标准制定的要求。八、实施本标准的管理措施、技术措施、实施建议宣