GB∕ T 29165.1-2022 石油天然气工业 玻璃纤维增强塑料管 第1部分：词汇、符号、应用及材料（正式版）

代替GB/T29165.1—2012Petroleumandnaturalgasindustries—Glass-reinforce国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会 I Ⅱ 1 2 23.1一般术语 2 33.3符号和缩略语 4压力等级 4.2分项系数 5分类 5.1接头 5.2树脂基体 6材料 237尺寸 23 附录B(资料性)关于范围限制的指南 附录C(规范性)信息表 附录D(规范性)壁厚定义 附录E(资料性)招投标过程分项系数(f3.c)的选择 参考文献 I本文件是GB/T29165《石油天然气工业玻璃纤维增强塑料管》的第1部分。GB/T29165已经(见第1章)的定义(见第3章，2012年版的第3章);e)增加了部分符号和缩略语(见第3章);f)删除了部分符号和缩略语(见2012年版的第3章);(见第7章);1)增加了壁厚定义(见附录D)。Ⅱ Ⅲ否否是是D,mm,m,SIFs(ISO缩放规则(ISO产品评定(ISO弹性性能(ISO1应用范围、压力评定方法和分级。本文件还规定了术语、定义和符号，为GB/T29165其他部分提供适用于海上固定和浮动平台，也能用于陆上其他类似应用，如采出水、消防水由于浮动平台允许使用与船舶和/或压载系统相关联的GRP管路的替代规范和标准，对浮动平台GRP管路在油气行业中的典型应用如表1所示。海水(盐水)燃油天然气石油冷凝物(水和气体)(含酸)石油及伴生气柴油乳剂(油气水混合物)自来水消防用水(环形主水管及湿式或干式雨淋系统)下水(灰色污水及红色污水)航空燃油天然气(甲烷等)乙二醇2表1GRP管路在油气行业中的典型应用(续)碳氢化合物(有或无伴生气) 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文ISO14692-2:2017石油天然气工业玻璃纤维增强塑料管第2部分：评定与制造[Petroleumandnaturalgasindustries—Glass-reinforcedplastics(GRP)pipISO14692-3:2017石油天然气工业玻璃纤维增强塑料管第3部分：系统设计[Petroleumandnaturalgasindustries—Glass-reinforcedplastics(GRP)piping—Part3:SISO14692-4:2017石油天然气工业玻璃纤维增强塑料管第4部分：装配、安装和运行[Petro-leumandnaturalgasindustries—Glass-reinforcedplastics(3执行所有或部分复合材料管的安装及其项目安装工作的建设和试运行的一安装监理installationsupervisor生产或提供复合平端管和管路组件以履行合同规定的消防职责的一方。启动项目并最终为项目的设计和施工付款的粘接接头adhesivejoint;adhesivebond;gluedjoint;socketjoint4耐酸玻璃纤维AR(acidresistant聚合反应polymerization5因分项系数f₂和分项系数A₀、A₂和A₃而降低的长期包络线。Pde购方指定的管路系统设计在指定设计温度(Tdc)和指定设计寿命(L差示扫描量热法differentialscanningcalori动态机械热分析法dynamicmechanicalthermalanalysis;DMTA测量聚合物或GRP(3.2.44)组件玻璃化转变温度的方法。弹性承插密封扣接头elastomericbell-and-spigotseallockjoint橡胶密封扣接头rubberseallockjoint橡胶密封锁扣接头rubbersealedkeylockjoint由插口、0形圈或唇状密封圈型承端以及一些能够抵抗来自内部压力的全部推力的轴向约束装置电导率electricallyconductive传导率conductive6环氧树脂epoxy用预先经过基体材料预浸的预浸带或在缠绕过程中预浸的连续增强材料制造复合材料构件的根据耐火性和火焰反应性能给出的管路组件耐火性耐火性fireendurance阻燃性fireresistance接头连接工jointer7铺层前在模具和胶体表面涂覆或在层压板外部作为外部部分抗腐蚀层玻璃纤维增强环氧树脂glass-fibre-reinforcedepoxy;GRE玻璃纤维增强塑料glass-fibrereinforced玻璃钢fiberglass增强热固性塑料reinforcedthermosettingresinplastic8硬化剂hardener热量流动速率的密度densityofheatflowrate9喷射火焰jetfire对口卷绕式连接butt-and-wrapjoint对焊连接butt-weldedjoint由平口管和管件组成的连接与增强纤维和树脂/硬化剂混合物一起定义应力水平的包络线，该应力水平刚好低于在规定温度下连续或偶然加载条件下可能导致的不基于20年寿命的静水压压力或应力的名义长期回归线下限值的97.5%。基于20年寿命的长期静水压压力或应力，单个部件失效的下限值的97.5%。MPRxx基体matrix名义的或预期的标准内压力差，即管道或管路系统所承受的内压与外压之差，它不宜超过设计压力。f₂催化热固性树脂系统保持足够低的黏度以进行加工，并保持足够的反应性评定qualificationR比率R-ratio根据ISO14692-2和ISO14692-3,确定的压力等级条件下的最大设计粗纱roving护套sheath未加固的外部内衬或涂层。鞍座saddle与管子外径粘接在一起的GRP材料的弧面。短管spoolpiece采用层合或粘接接头在工厂或站场制作的管子和管件的GB/T29165.1—2022/I标准实验室温度standardlaboratorytemperature;SLT由具有标准公差的公认标准定义的温度。外载荷下组件/管件的实际/有效纵向应力与其名义应力之比，此名义应力由与组件/管件具有相同MPRxx的直管段确定。由具有代表性的一系列管子、管件、接头、配件、支撑构件、穿越件和服役中具有隔热和防火作用的相关涂层组成的管道装配部分。热固性塑料thermoset采用加热和/或化学反应的方法进行固化时，变为基本不熔和不溶性材料的塑料。固化后变成固体的聚合物基液体。阈值包络线thresholdenvelope定义短期应力水平，以避免对管道复合材料层合板造成额外的损坏的包络线。粗纱tow无捻纤维束。粗纱线密度towtex单位长度的纤维束质量。一种绝缘材料在另一种绝缘材料上进行摩擦产生静电电荷的过程。类型type具有相同功能的组件。紫外线辐射ultravioletradiation;UVradiation频段略高于可见光谱的电磁辐射。C₁——MOP与OP比率E——弹性模量Gx——xx℃时回归线斜率G₆s——65℃时回归线斜率Pr₁000x——xx℃时进行的1000h试验压力rd₁000——1000h与20年缩放比0a,sum——轴向应力总和σh,thr,Rtesttr,actVahNDE无损检测(Non-destNDT无损检验(Non-destructiveTesting)4.1MPR布的最大值。对于GRE(MPR₆5),MPRXx应定义为65℃,对于GRUP和GRVE(设计/试验减压系静水压试验不大于1.5×PaMPR设计压力(Pm)卸压卸压时允许爆破范围运行压力(OP)最小运行压力大气压力 (1) MPRxx与长期包络线和Pds的关系如图3所示。P.h与Pbd、fa的关系如图4所示。MPRPs,m标引序号说明：1——长期包络线。图3MPR、与长期包络线和P。的关系1PPa标引序号说明：1——阀值包络线。对于GRE,MPR宜不小于Pd。对于GRUP和GRVE,MPR₂₁宜不小于Pd。注：对于GRE,由于将MPR默认为MPR₆s,在水压试验加载下(由于水压试验加载是在室温下进行，但在65℃时，水压试验加载的设计包络线是基于长期包络线),会增加一些安全系数的设计。但是对于GRUP和GRVE,4.2分项系数4.2.1载荷分项系数(f₂)f₂应用于将长期包络线缩放至各种不同载荷情况下的设计包络线(ISO14.2.2适用于GRP管路的有限轴向载荷能力的载荷分项系数(f₃)向力(见附录E)。4.2.3设计寿命分项系数(A₀)A。应用于在20年以外的设计寿命内，将长期包络线缩放至设计包络线(见ISO14692-3:2017的A₂应用于将长期包络线缩放至设计包络线，以考虑化学降解的影响(见ISO14692-2:2017的A₃应用于将长期包络线缩放至设计包络线，以考虑循环载荷的影响(见ISO14692-3:2017的6.1.3和附录B)。5分类GB/T29165(所有部分)仅适用于承受轴向载荷的接头的管路系统，即约束接头或双轴向载荷接这种分类对以下类型有影响(见表2):a)基于计算斜率或默认斜率选择b)试验的测试压力(见ISO14692-4:2017附录C);c)工厂静水压试验(见ISO14692-2:2017的7.2.2)。表2接头分类2.0×MPR₂(GRUP和GRVE)管端无约束以外的约束接头2.5×MPR₂(GRUP和GRVE)管端可无约束或约束由于平端管的回归曲线斜率并不能代表螺纹接头的回归曲线斜率，采用螺纹接头(如满足API15HR要求的机械连接)的管路系统，应根据行业经验，采用计算的回归曲线斜率或默认的回归曲线斜率进行回归设计。无论计算的回归曲线斜率如何，最小斜率应为0.030。其他规定螺纹接头以外的约束接头长期静压试验的回归分析(如ASTMD2992)提供了管子的性能指标，但不精确，也不一定可重复。对采用非螺纹接头以外的其他约束接头的管路系统，应根据行业经验，选择默认的回归曲线斜率进行回归设计。尽管在选择过程中使用了默认斜率，但应要求制造商根据第1章提供单一回归曲线数据表。制造商提供的斜率应与默认斜率进行比较(见ISO14692-2:2017附录A)。5.2树脂基体产品的树脂基体应分为：d)其他树脂系统。这种分类对以下类别有影响(见表3):1)默认温度(GRE为65℃,GRUP和GRVE为21℃);2)默认斜率(见ISO14692-2:2017附录A)。表3树脂系统管子类型默认温度℃6材料GB/T29165(所有部分)应限于由纤维增强热固性树脂生产的刚性组件的制造。典型的树脂为环或芳族聚酰胺纤维，可用于在接头和管件内提供局部增强。应允许在非结构上使用低电阻率纤维(如GB/T29165(所有部分)不适用于以热塑性塑料或橡胶为内衬的管路系统。这是由于这些材料可GB/T29165(所有部分)不适用于包含填料的管路系统，除非填料用作管路内部的内衬以增强性外部涂层可用于提供隔热、阻燃性、防紫外线和/或导电性。应考虑确定此类涂层如何影响(如果有)水压试验期间通过构件壁检测可能泄漏路径的能力，或者外部涂层的附加质量对整体应力分析的图5给出了GB/T29165(所有部分)包含的流体设施(例如水/碳氢化合物设施)中管路的典型最大图5中的曲线可以用公式(4)近似表示：对于在GB/T29165(所有部分)给出的结构计算中使用的厚度直径比没有限制。压力/MPa压力/MPa5 选择(PBMS)”。PBMS反映了真正的功能需求，排除了任意要求，并且没有失效时间对大部分管道和管件而言(即使不是全部),树脂基体失效占主导的失效应力就是管道和管件的极脂基体失效为主导的回归曲线，这是合理的，但这取决于螺纹几何形状和剪切与交叉铺层应力值的受单向载荷作用的复合材料可能也将有可能表现为玻璃纤维断裂失效(长期和短期试验)。事实在R=0～R≈3之间的树脂基体为主导的失效并不准确。其他模型准确地预测了R=0～R≈3之间的GB/T29165.1—2022/ISO1469预期寿命/h 图A.2符合规定接头的构件说明A.3.2计算斜率ASTMD2992允许接头和部件的长期性能与管体分开计算。API15HR规定了标准的API圆形螺纹接头(规定的接头),并允许基于部件和接头的实际情况，采用比管体平滑的斜率进行评定试验。为了进行评定，斜率平滑的部件(接头和管件),在最高温度和预期寿命下，接头和部件的压力设计准则(PDB)宜比管体的PDB要大，如图A.3所示。如果制造商选择执行ISO14692-2:2017要求的附加试验，尽管这种评定方法比默认斜率存活试验更繁重，但是也是可以被接受。GB/T29165.1—2022/IS图A.3将规定的接头/构件与管壁分开的评定A.4规定螺纹接头的评定通过将管道与接头分开，可捕捉所有相关的临界应力集中点，对管体可用默认斜率进行试验，对规定螺纹接头可用计算斜率进行试验。包括使用规定螺纹接头的管接头在内的部件，在短期压力试验期间宜进行失效试验，并符合ISO14692-2:2017附录F中规定的规该方法为每种规定的接头类型开发了一个基本回归分析，如认为API圆形螺纹接头是单一类型。每种类型的单个接头尺寸按照API15HR进行回归计算，回归分析的主要结果是确定规定的接头斜率。然后，通过使用计算斜率进行2×1000h存活试验，可以评定相同类型的具有不同直径的接头。GB/T29165.1—2022/ISO14(资料性)图B.1给出了GB/T29165(所否是是否内衬(如果有)使用否是是否否是(规范性)信息表公司电话电子邮件委托方的参考资料(若有)需要的管道规格和部件(如：管子、弯头、三通)项目是否符合GB/T29165的范围(参考附录B)特殊条件(若有)间、pH值范围)预估值f₃,正常操作内压/MPa流体最高温度/℃流体最低温度/℃环境最低温度/℃环境最高温度/℃安装温度/℃车载交通载荷(埋地系统)土壤模量(M,)(埋地系统)环境载荷(如：风、冰雪或紫外线)动、运输及暴风活动)阻燃性能要求(耐火性、火焰表面蔓延、散热、烟气模糊性和毒性)(明确规定权威机构的权力)荷因素)导电性要求毒流体(即是否有任何渗透因素，如饮用水污染或土壤污染)附加项用的当地健康管理机构关于树脂/固化剂的限制(如果有)是否需要内衬管道?(见表1)附加项(规范性)壁厚定义图D.1给出了壁厚的定义，并进行了图解。图D.1壁厚定义图D.1提出的壁厚定义应通过公式(D.1)～公式(D.11)进行计算：t,=1-t₁—t,……ID,=ID+2×t₁OD,.min=ID,+2×tr,min…………(D.4)Dr,mn=ID,+tr,min(资料性)图E.1给出了选择f3,est的两种方法。是选择方法2。列出每种载荷工况和每种载荷否选择方法1,由表E.1确定人，图E.1f₃.at的选择过程E.1.1确定f₃.的方法一由于项目在招投标阶段不能提供应力分析，因此对这些轴向应力进行预估。表E.1给出了在招投工艺管路也可被称为工业管路——相对于管线的总长度，这些管线中应用1.5×Pd的水压试验海风和/或船舶移动产生偶发载荷要求低的f₃。特殊的设计条件，如波浪载荷，需要更低的f.地上、工业的工艺管道，最大1.5×由于热载荷可能会产生轴向和弯曲应力，因此较大的温差(如40℃以上)要求较低的f3,ea。一些地震较低的f3.st地上、油田的工艺管道，最大1.5×与地上、工业的工艺管道相同地上、油田的工艺管道，最大1.25×的大。对工艺管道而言，水压压力占主导；对管道而言，则设计因子占主导地下、工业的工艺管道，最大1.25×包含多个管件或方向变化的高压[压力为(1MPa～3MPa)10bar～30bar]埋地管线，由内压产生的轴向推力而引起的轴向弯曲载荷是很大的，这些系统要保证fs.介于0.65~0.8之间地下、油田的工艺管道，最大1.25×注1:在埋地管线中，其中的弯头和三通可能承载很大的轴向和弯曲载荷，因此在管件的两侧，要求采用壁厚加厚的两根管道，除此之外，考虑较大的弯曲应力和方向变化的轴向SIF注2:在本表中，对包含多种混合应用的大型项目，能把每种应用单独分开，每一部分选择单独致单一项目使用多个不同壁厚的管子。如果委托方希望选用管子，则宜选取最低的fs.et注3:本表fa.的选取主要适用于55°玻璃纤维缠绕管。对于由某种具有更高轴向承载力的其他部件，能够保证更高的fs,a.。在轴向和环向都进行相同数量增强体能够保证1.0的fs,e值较高时，宜提供相关证据。宜对管道的安装预估管道系统的典型轴向应力值。第一步就是确认合适的GRP产品类型和该产示例1(持续性)(持续性十自限性)(随机性)(水压试验)轴向应力示例1(持续性)(持续性十自限性)(随机性)(水压试验)注1注1注1注11注1:通常在最大自由跨距时，由自重引起的弯注3:0,由于来自悬垂的应力不是持续性的载注4:来自悬垂的弯曲应力。注6:持续性载荷以及其他外力，如止推座的作用、管支架处的摩注8:水压试验将产生比示例2和示例3更高的压力。注9:0,由温度变化引起的应力不是持续性载注10:包含由温度变化引起的环向膨胀和止推座的作用引起的弯注11:通常为0,由于水压试验是在环境温度下进行。GB/T29165.1—2022/ISO轴向应力示例1(持续性)(持续性十自限性)(随机性)(水压试验)表E.5标准设计方案的概要示例示例1(持续性)(持续性十自限性)(随机性)(水压试验)且如果期望fa.是0.5或者更高，则需要取0.8,因此，沿着R=R~R=2的曲线斜率，需进行调整。E.2背景对于各向同性材料，由于在设计包络线中，仅适用o只使用轴向许用应力的1/2,因此无须考虑小于1.0的f3.可用于环向强度大于轴向强度的各向异性的玻璃钢部件，也可用于可产生附加的轴向应力而不是由内压产生的轴向应力载荷。应用于地上管道系统的55°角缠绕的玻璃钢管线是这一图E.2对于各向同性材料的标准设计包络线图E.3在f₃.st之前和之后的为GRP设计的标准简化包络线GB/T29165.1—2022/ISO14692-1:2017(资料性)示例步骤1A:招标过程类别公司某某公司电话邮箱某项目委托方的编号(如果有)安装地点所需的管子规格和所需部件(如管道、弯头、三通)管子规格在DN50～DN400之间维作为主要的增强体；连接方法为约束接头，MPR×DN小于3000。MPR也不大于2.75MPa(27.5bar),DN不大于特殊要求(如果有)未确定液体成分(化学品名称、浓度、暴露时间、pH值范围)未确定由制造商确定内压/MPa0.1(全真空)5安装温度车辆通行量(仅限地下系统)复合土壤模量(M,)(仅限地下系统)环境载荷(例如：风、雪、冰)间的运动)暗度和毒性)(并明确规定权威机构的权力)后试验的泄漏在15m的周期内应不大于昏暗度或毒性的要求高压爆炸(指定是否包括动态载荷系数)不指定导电率要求附加项目否如果上面的“是”,请指定适用的卫生部门对树脂/固化剂的限制(如有)是否需要一个富含树脂的内衬?(详见表1)否——MPR×DN=1.6×400=640,这里的数值不大于3000,MPR为1.6MPa且不大于27.5。据表E.1中的注3,制造商需要提供数据来支持这些组件的f3,est最大值为0.95。为了符合管件和接头与管体具有同样的强度或强度更高的要求，管件设计寿命为20年，根据ISO14692-2:2017中4.5.1的要求，所以A₀=1.0,A₂=1.0。因为没有循步骤1B:预审和从库存中取出3已在投标阶段之前完成。已经生产并有库存的产品如果满足步骤4的要求，则能够在本项目中使用。尚未生产的产品需要符合步骤4的要求。为清楚起见，本附录提供了有关步骤2、步骤3和步骤4的详细信息。步骤2:制造商数据制造商选择使用乙烯酯树脂(GRVE)。制造商会有50℃时的相关回归数据。由于树脂基体为对于斜率，制造商按照ISO14692-2:2017附步骤2:树脂基体为GRVE。步骤3:制造商在50℃下进行评定试验，符合ISO14692-2:2017表A.1中GRVE的要求(-35℃步骤4:N/A。步骤5:计算斜率为0.078。这高于65℃时GRVE的值0.065。步骤6:计算斜率采用ISO14692-2:2017表A.1中的50℃时的GRVE值，即为0.065的120%。为了在默认温度21℃下完成长期包络线的必要试验，制造商在21℃的管道上进行R=R1000h存活试验。Oh.lT,Rom,21=22.0MPa和oa.LT,Ren.21=28.5MPa.Ret=0.77介于0.5～1.0之000000000033333333330000000000表F.2根据项目要求进行调整的制造商的尺寸特性(续)制造商能够重新计算MPRcal.,以显示所有尺寸都满足要求的MPR₂₁为3.0。额定的MPR₂₁保持表F.3根据项目要求进行调整的制造商的机械数据如果制造商希望在不小于2000h进行步骤3的存活试验，能使用ISO14692-2:2017公式(B.2)和表F.4制造商的数据，GRVE产品%LT.01.s/MPa额外公布的数据包括弯头的挠度系数，弯头和三通的SIFs。一般的生产过程和连接说明也要记录步骤3:资格评定流程长期回归试验中所用的成分为DN100、3.5MPa管。制造商还拥有DN100、3.5MPa的存活试验和MPR,见图F.1。DN对比——#1数据点：根据ISO14692-2:2017的公式(E.4),MPR₂的最大值为1.6×3.5=5.6MPa。根据ISO14692-2:2017公式(E.1),最小管尺寸为——#2数据点：根据ISO14692-2:2017的公式(E.4),MPR₂的最小值为0.5×3.5=1.75MPa。#2数据点的DN₂与#1数据点DN相同。——#3数据点：根据ISO14692-2:2017的公式(E.1),DN₂的最大值为1.6×100或160mm。#3数据点的MPR₂与#2数据点MPR相同。 #4数据点：根据ISO14692-2:2017的公式(E.4),MPR₂的最大值为1.6×3.5=5.6MPa。然而在ISO14692-2:2017公式(E.5)中，DN₂=160mm,MPR₂应不大于100×3.5/160=#4数据点的DN₂和#3数据点DN相同。 一#5数据点：#5数据点的MPR₂与#1数据点DN相同，为5.6MPa。DN₂通过ISO14692-2:2017公式(E.5)确定。当MPR₂=5.6MPa,DN₂的最大值为100×#4数据点和#5数据点之间的曲线根据ISO14692-2:2017公式(E.5)确定。GB/T29165.1—2022/ISO14692-1:20DN300、2.0MPa的尺寸和MPR符合图F.2。MPRMPRI3.5工MPRMPR--------------------------------------_________________________图F.3DN600管MPR与DN对比由于测试中DN100、3.5MPa本身足够大，所以对于所有DN300、2.0MPa构件要足够大，以确保所2017附录F中的缩放规则，以确保所有的尺寸都能够按DN300的尺寸进行比例缩放。只有在满足ISO14692-2:2017的F.1中的要求时，上述图表中的缩放才有效。Pr₁00,50=1.47×3.0/0.67×(10.5×315.7)/(9.9×316.3)=6.97MPa=69.7barPT100,65=1.47×2.67/0.67×(10.5×315.7)/(9.9×316.3)=6.20MPa=62.0barPT₁000,65=1.47×2.67/0.67×(14.0×427.2)/(13.4×427.8)=6.11MPa=61.1bar压力取较大的数值，即50℃的存活试验压力将为6.87MPa(68.7bar),65℃的存活试验压力将为如果设计温度低于21℃,制造商将使用21℃和50℃下的数据进行推断。在这种情况下，-35℃处的E。为10+(9.7-10)/(50-21)×(-35-21)=10.6M弯管×50=381.0弯管X100=3.5×250=6.7×300=8.6×100=3.5×150=7.4合ISO14692-2:2017中5.5.4和H.1.1的要求。由于询价单中已明确规定了耐火性要求，这些要求宜步骤4:质量措施检查测试和关键部件尺寸测试。还宜提供正在进行的存活步骤5:生成包络P₂=1.6MPa并规定了下列负荷情况，如表F.8所示。包络范围W+P₂(W=自重，管子和流体)+T₁(见图F.4)长期在21℃W+P₂+T₂(见图F.5)长期在50℃W+P₂+T₃(见图F.6)长期在65℃WW+Phya(WW=自重，管子和水)长期在21℃W+P₂+T₂+WIN₁(向北吹)(见图F.7)长期在50℃W+P₂+T₂+WIN₂(向东吹)(见图F.7)长期在50℃W+P₂+T₂-WIN₁(向南吹)(见图F.7)长期在50℃W+P₂+T₂-WIN₂(向西吹)(见图F.7)长期在50℃设计方能够使用ISO14692-3:2017中的公式(2)～公式(7)生成设计包络线，如图F.4～图F.7所示。W+P₁+T₁(Ao=A₂=A₃=1.0,f₂=轻向应力/MPa轻向应力/MPa图F.4载荷箱W+P₁+T