埋地钢质管道硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层技术标准

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中华人民共和国国家标准


SY/T 4015-1996


埋地钢质管道硬质聚氨酯泡沫塑料防腐保温层技术标准










1  总则

1.1  为保证埋地钢质管道硬质聚氨酯泡沫塑料（以下简称泡沫塑料）防腐保温层的质量，制定本标准。
1.2  本标准适用于输送介质温度不超过100℃的埋地钢质管道泡沫塑料防腐保温层的设计、施工与验收。
1.3  埋地钢质管道采用泡沫塑料防腐保温层时，除执行本标准外，尚应符合国家现中的有关标准（规范）的规定。   
1.4  引用标准  
    GB/T 1040-92  塑料拉伸性能试验方法
    GB 1408-89  固体绝缘材料工频电气强度的试验方法
    GB 1410-89  固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法
    GB 1633-79  热塑性塑料软化点（维卡）试验方法
    GB/T 1720-79    漆膜附着力测定法
    GB/T 1731-93  漆膜柔韧性测定法
    GB/T 1732-93  漆膜耐冲击测定法
    GB/T 1763-79  漆膜耐化学试剂性测定法
    GB/T 1842-80  聚乙烯环境应力开裂试验方法
    GB 2792-81  压敏胶带180°剥离强度测定方法
    GB 3682-83  热塑性塑料熔体流动速率试验方法
    GB 4472-84  化工产品密度、相对密度测定通则
    GB 5470-85  塑料冲击脆化温度试验方法
    GB/T 6112-85    热塑性塑料管材和管件耐冲击性能的测定方法（落锤法）
    GB/T 6343-95  泡沫塑料和橡胶    表观（体积）密度的测定
    GB/T 8813-88  硬质泡沫塑料压缩试验方法
    GB/T 8923-88  涂塑前钢材表面锈蚀等除锈等级和除锈等级
    GB/T 12008.1-89  聚醚多元醇命名
    GB/T 12008.2-89  聚醚多元醇规格
    GB/T 12008.3-89  聚醚多元醇中羟值测定方法
    GB/T 12008.4-89  聚醚多元醇中纳和钾测定方法
    GB/T 12008.5-89  聚醚多元醇中酸值测定方法
    GB/T 12008.6-89  聚醚多元醇中水分含量测定方法
    GB/T 12009.1-89  异氰酸酯中总氯含量测定方法
    GB/T 12009.2-89  异氰酸酯中水解氯含量测定方法
    GB/T 12009.3-89  多亚甲基多苯基异氰酸酯粘度测定方法
    GB/T 12009.4-89  多亚甲基多苯基异氰酸酯中异氰酸根含量测定方法
    SB/T 4013-95  埋地钢质管道聚乙烯防腐层技术标准

  
2  防腐保温层结构

2.1  埋地钢质管道泡沫塑料防腐保温层（以下简称防腐保温层）是由防腐层——保温层——防护层组成的复合结构。
    防腐层——指防腐涂料或具有防腐性能的热熔胶层；
    保温层——指泡沫塑料层；
防护层——指聚乙烯塑料层；
2.2  防腐层材料及厚度由设计确定，但厚度不应小于80μm。
2.3  保温层厚度应采用经济厚度计算法确定（计算公式见本标准附录A），但不应小于25mm。
2.4  防护层厚度应根据管径及施工工艺确定，但不应小于1.2mm。
2.5  防腐保温层端面必须用防水帽密封防水。      
3  材料

3.1  防腐涂料
3.1.1  防腐涂料性能应符合表1的规定。
  
表1  防腐涂料性能指标   





序号   


项目   


指标   


测试方法   



1   


附着力（级）   


1"2   


GB/T 1720   



2   


柔韧性，mm   


1   


GB/T 1731   



3   


耐冲击强度，J   


≥4.9   


GB/T 1732   



4   


耐10%HCI溶液（80℃）   


300h无变化   


GB/T 1763   



5   


耐10%NaOH溶液（80℃）   


300h无变化   


GB/T 1763   



6   


耐3%NaCI溶液（80℃）   


300h无变化   


GB/T 1763   

3.2  泡沫塑料
3.2.1  泡沫塑料的原材料同多异氰酸酯、聚醚多元醇和助剂组成。
3.2.2  多异氰酸酯质量应符合表2的规定。

  
表2 多异氰酸酯质量指标
  





-NCO
%   


酸值
%   


水解氯
%   


粘度
Pa·s·25℃   


测试方法   



29"32   


≦0.3   


≦0.5   


0.25   


GB/T 12009.1"12009.4   

3.2.3  聚醚多元醇的质量应符合表3的规定。

  
表3   聚醚多元醇的质量指标
  





羟值
mgKOH/g   


酸值
mgKOH/g   


水分
%   


测试方法   



470"510   


≦0.1   


≦0.1   


GB/T 12008.1"12008.6   
3.2.4  泡沫塑料层的性能指标应符合表4的规定
  
表4  泡沫塑料层的性能指标  





项目   


指标   


测试方法   


表观密度，kg/m3  


40"60   


GB/T  6343   


抗压强度，MPa  


≥0.2   


GB/T ８８１３   


吸水率，g/cm3  


≦0.03   


附录B   


导热系数，W/m·℃  


≦0.03   


附录C   



耐热性   

尺寸变化率，%  


≦3   


附录D   


重量变化率，%  


≦2   


附录D   


强度增长率，%  


≥10   


附录D   
注：1  耐热性试验条件为100℃，96h。
    2  泡沫塑料性能试验试件制作见本标准附录E。  
3.3 聚乙稀塑料
3.3.1 聚乙稀原料及压制片材的性能应符合表5的规定。
  
表5 聚乙稀原料及压制片材的性能指标  





序号   


项目   


指标   


测试方法   



1   

密度,g/cm3  


0.935"0.950   


GB/T 4472   



2   

熔体指数（负荷5kg），g/10min  


1.000"1.600   


GB/T 3682   



3   

拉伸强度，MPa  


≥20   


GB/T 1040   



4   

断裂伸长率，%  


≥600   


GB/T 1040   



5   

落球冲击强度，J  


≥12.74   


GB/T 6112   



6   

维卡软化点，℃  


≥90   


GB/T 1633   



7   

脆化温度，℃  


≦-65   


GB/T 5470   



8   

耐环境应力开裂时间（F50），h  


≥1000   


GB/T 1842   



9   

耐击穿电压强度，MV/m  


≥25   


GB/T 1408   



10   

体积电阻率，Ω·m  


≥1×1014   


GB/T 1410   



11①   

耐化学介质腐蚀（浸泡7d），%
10%HCI
10%NaOH
3%NaCI   


≥85①
≥85①
≥85①   


SY/T 4013-95的附录C   



12③   

耐热老化（100℃，2400h），%  


≦23②   


GB/T 3682   



13③   

耐紫外光老化（336h），%  


≥80①   


SY/T 4013-95的附录D   
注： ①耐化学介质腐蚀及耐紫外光老化指标为试验后的拉伸强度和断裂伸长率的保持率。
    ②耐热老化指标为试验前与试验后的溶融流动速率偏差。
    ③聚乙稀原料不作本表11、12、13项性能要求。
3.3.2  防护层的性能应符合表6的规定。  
表6  防护层的性能指标  





序号   


项目   


性能指标   


测试方法   



1   

拉伸强度  

轴向，MPa  


≥20   


GB/T 1040   


环向，MPa  


≥20   


GB/T 1040   


偏差①，%  


＜15   


-   



2   

断裂伸长率，%  


≥600   


GB/T 1040   



3   

耐环境应力开裂（F50），h  


≥1000   


GB/T 1842   



4   

压痕硬度，mm
23℃±2℃
50℃±2℃   

≦0.2
≦0.3  


SY/T 4013-附录E   
注：①偏差为轴向和环向拉伸强度的差值与两者中较低者之比。  
3.4  辐射交联热缩材料
3.4.1  热缩防水帽（以下简称防水帽）、热缩包管带（以下简称补口带）和热缩补口套（以下简称补口套）统称为辐射交联热缩材料。
3.4.2  辐射交联热缩材料由基材和底胶两部分组成。基材为经过辐射交联并具有收缩性的聚乙烯材料；底胶为橡胶型热熔胶粘剂。
3.4.3  辐射交联热缩材料的使用温度不宜大于70℃，当使用温度不于70℃ 时，可采用其他材料。
3.4.4  辐射交联热缩材料的的热缩比（收缩后：收缩前）应小于0.45。
3.4.5  防水帽、补口带和补口套应按管径选用配套的规格，其性能应符合表7的规定。
  
表7  防水帽、补口带、补口套的性能指标  





序号   

项目  


指标   


测试方法   



1   

拉伸强度，MPa  


≥17   


GB/T 1040   



2   

数裂伸长率，%  


≥400   


GB/T 1040   



3   

维卡办化点，℃  


≥90   


GB/T 1633   



4   

脆化温度，℃  


≦-65   


GB/T 5470   



5   

耐环境应力开裂时间（F50）,h  


≥1000   


GB/T 1842   



6   

耐击穿电压强度，MV/m  


≥25   


GB/T 1408   



7   

体积电阻率，Ω·m  


≥1×1013   


GB/T 1410   



8   

耐化学介质腐蚀（浸泡7d），%
10%HCI
10%NaOH
3%NaCI   


≥85
≥85
≥85   


SY/T 4013-95 附录C   



9   

耐热老化（150℃ 168h）
拉伸强度，MPa
断裂伸长率，%   


≥14
≥300   


GB/T 1040
GB/T 1040   



10   

剥离强度，N/cm
对有底漆的钢管
对聚乙烯层   


≥35
≥35   


GB/T 2792   
    注：耐化学介质腐蚀指标为试验后的拉伸强度和断裂伸长率的保持率。
4.6  补口带、补口套和防水帽的厚度应符合表8的要求。  
表8 补口带、补口套和防水帽的厚度要求   





序号   


项目   


厚度   


允许偏差   



1   


基材，mm   


1.0   

0.1
0  



2   


底胶，mm   


0.6   


0.2
0      
3.5  材料验收
3.5.1  进厂时聚乙稀、多异氰酸酯、聚醚多元醇、防腐涂料及补口材料等主要原材料应的生产厂家、生产日期、质量证明书及合格证，否则不得验收。
3.5.2  桶装泡沫塑料原材料应按表9的规定进行抽查。多异氰酸酯、聚醚多元醇的测试项目及测试指标应符合表2、表3的规定。  
表9  桶装原材料抽查比例  





总桶数   


1   


2"10   


11"30   


31"60   


61"130   



抽查桶数   


1   


2   


3   


4   


5   



总桶数   


131"220   


221"350   


351"520   


521"730   


731"1000   



抽查桶数   


6   


7   


8   


9   


10   
3.5.3  组合聚醚进厂时每釜应至少抽查1桶，测试发泡时间、固化时间、表观密度、抗压强度、吸水率及导热系数六项指标。发泡时间、固化时间两项指标必须满足工艺要求。表观密度、抗压强度、吸水率及导热系数四项指标应符合表4的规定。
3.5.4  防腐涂料抽查率应按表9的规定进行。柔韧性、附着力、耐冲击强度三项指标应符合表1的规定。
3.5.5  聚乙稀原料每25t为一批抽取一组试样，测试密度、拉伸强度、断裂伸长率、维卡软化点、剥离强度四项指标，测试指标应符合表7的规定。  
4  防腐保温管预制
4.1  准备工作
4.1.1  钢管弯曲度应小于或等于钢管长度的0.2%，但最大不得超过20mm，椭圆度应小于或等于钢管外径的0.2%，长度不宜小于6.5m。
4.1.2  钢管表面预处理：
4.1.2.1  在喷（抛）射除锈前，应先清除钢管表面的油脂和污垢等附着物。
4.1.2.2  应用喷（抛）射除锈，质量应达到《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中规定的Sa2级的要求。钢管表面的焊渣、毛刺等应清除干净。
4.1.2.3  彻底清除钢管表面的灰尘。
4.1.2.4  钢管表面预处理后，应在8h内少上防腐涂料。如果涂防腐涂料前钢管表面已返锈，则必须重新进行表面预处理。
4.1.3  涂防腐涂料：
4.1.3.1  涂防腐涂料时，钢管表面必须干燥、洁净。
4.1.3.2  防腐涂料可采用刷涂、喷涂或其他适当方法施工。
4.1.3.3  防腐层应均匀连续，不得漏涂，不得小于设计厚度。
4.1.4  组合聚醚进厂超过三个月应重复3.5.3检查，不合格不得使用。
4.1.5  应根据管径大小和不同的在成型工艺，选用相应发泡时间、固化时间以及表观密度的组合聚醚和作业线机具工艺参数。
4.1.6  泡沫塑料涂敷时钢管表面温度宜为（35±5）℃，组合聚醚和异氰酸酯温度宜为（25±5）℃        。
4.1.7 露天作业时，钢管表面温度应高于露点温度3℃以上，施工环境的相对温度应低于80%，雨、雪、雾、风沙等气候条件下应停止施工。
4.2 “一次成型”工艺
4.2.1  聚乙稀原料受潮后必须烘干后方可使用。
4.2.2  聚乙稀原料中应按规定比便加紫外线吸收剂、光屏蔽剂、抗氧剂、润滑剂等助剂。各组分应称量准确，混合均匀。
4.2.3  挤出机各段加热温度及挤出温度应根据聚乙稀溶体指数确定，挤出温度宜为（205±10）℃。
4.2.4  根据钢管直径调整作业线，应使钢管中心、挤出机机头中心及纠编环中心保持在一条水平线上。
4.2.5  测定比例泵输送的多异氰酸酯和组合聚醚的配比。多异氰酸酯与组合聚醚配合比宜为（1.0"1.1）：1.0。
4.2.6  泡沫塑料原料宜用喷枪连续混合，喷枪空气压力不得低于0.5MP .
4.2.7  根据聚乙稀层厚度确定钢管的送进速度及泡沫塑料原料供料量。发泡液面距定径套跑离宜为0.5"1.0m，且保持相对稳定。纠偏环应处在泡沫开始固化的位置，宜位于泡沫液面后50"100mm。
4.2.8  接头切割点与复合机头之间距离应大于7m。
4.3  “管中管”成型工艺
4.3.1  按设计要求，防护层管长度宜比钢管短300mm。
4.3.2  防护层管用专用设备套在做好防腐层的钢管上。
4.3.3  固定好钢管和防护层管，使钢管两端均露出150mm。扣上防护层管外定心卡子及一端钢管定500mm处。
4.3.4  启动发泡小车，使喷枪进入钢管与防护层管的环形空间至钢管另一端，喷枪头距定心500mm处。
4.3.5  托管发泡架宜有15°左右的斜度，便于环形空间内的空气逸出，同时也可防止泡沫液料倒流，堵塞喷枪。
4.3.6  泡沫塑料原料用喷枪连续混合，喷枪空气压力不得低于0.2MPa。
4.3.7  用比例泵制组合聚醚和多异氰酸酯的配合比。
4.3.8  在发泡位置安装特制照明灯，用来观察发泡情况，便于及时调整小车倒退速度和泡沫喷涂量。
4.3.9  喷完一根管应迅速抽出喷枪，并将钢管定心堵板扣上。停放1min后方可打开定心卡子，将防腐保温管运走。
4.4  防腐保温管端头处理
4.4.1  带有防腐保温层的钢管两端应预留一段光管管头，长度宜为150mm。对于焊接时需要预热的高强钢管，长度宜为200mm。端面应垂直平整。
4.4.2  防腐保温管端头结构见图1，防水帽性能指标及其要求见3.4。
4.4.3  防水帽应在防腐保温管堆入前安放。防水帽的规格应与管径相配套。防水帽及与防水帽搭接粘接部分必须清洁干燥。与防水帽搭接的防护层应打磨至表面粗糙，然后用火焰加热器对防水帽加热，按防水帽产品说明书的要求控制加热温度。
  
5  质量检验
  
5.1  生产过程质量检验
5.1.1  生产过程质量检验应有检验记录，本道工序不合格的管道禁止进入生产方式下道工序施工。
5.1.2  对钢管表面预处理质量逐根进行检查，钢管表面应无油污、灰尘，除锈质量用《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》中的照片或标准板进行目视比较，应不低于Sa2级。
5.1.3  对钢管防腐层质量逐根检查，防腐层外观应均匀连续，无漏涂，防腐层厚度应用磁性测厚仪进行质量检查，厚度不得小于设计厚度。
5.1.4  防腐保温管外观质量应符合5.2.2的要求。保温层应无收缩、发缩、泡孔不均、烧芯等缺陷，空洞不应超过5.2.2.2的规定。防护层和保温层的厚度及偏差应符合表10的规定。
  
表10  防护层及保温层的厚度及偏差  





成型工艺   


钢管直径
mm   


防护层厚度及偏差
mm   


泡沫厚度偏差
mm   



一次成型   


〈φ159   


1.4±0.2   


±3   



≥φ159   


1.6±0.2   


±5   



管中管   


《φ159   


2.0±0.2   


±3   



φ219"φ273   


3.0±0.2   


±4   



φ325"φ377   


4.0±0.2   



≥φ426   


4.5±0.2   


±5   



检测工具   


游标卡尺   


钢直尺   
5.1.5  对钢管防腐保温层质量逐根检查，作好自检记录。并在成品管上作出标记，如编号、班次、生产日期、检验员代号等，此标记应至少在12个月内清晰可辨。当产品不符合标准时，除做好自检记录及标记外，应及时反馈到有关工序加以调整。
5.1.6  逐个检查防水帽的施工质量，防水帽外观应无烤焦、鼓包、皱纹、翘边，两端搭接处四周应有少量胶均匀溢出。
5.2 产品出厂质   
                                    
                  
              
            
            
              
            
            
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