CSAZ24521译文.docx

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CSAZ24521译文

CSA标准

Z245.21-02钢管外壁聚乙烯覆盖层

加拿大标准协会制定，2002年11月发布。

目次

前言

1．范围

2．参考出版物

3．定义

4．一般要求

4．1产品订货要求

4．1．1标准要求

4．1．2非强制性要求

4．2数值圆整方法

4．3质量要求

4．4标准符合性

5．材料

5．1钢管

5．2生产商证明文件

5．3底漆

5．3．1液体底漆

5．3．2粉末底漆

5．4胶粘剂

5．5聚乙烯

5．6包装

6．覆盖层涂敷施工

6．1覆盖层质量鉴定

6．1．1一般要求

6．1．2试验要求

6．1．3对A1、A2和B1体系的聚乙烯评价

6．1．4对B2体系的聚乙烯评价

6．2涂敷生产施工和设备

6．2．1一般要求

6．2．2表面预处理

6．2．3涂敷

6．2．4管端预留段

7．生产、检测与试验

7．1检测注意事项

7．2车间的出入

7．3入厂原料的检验

7．4生产试验

7．4．1在线检测与测量

7．4．2针孔检测

7．4．3生产试验环（管段试件）

7．4．4重复试验

8．覆盖层管子的修补

8．1一般要求

8．2修补

8．3剥离去除后重涂

9．标记

9．1一般要求

9．2要求的标记

10．装运与储存

10．1装运

10．2储存

11．试验报告与合格证

12．试验方法

12．1粘度

12．1．1设备

12．1．2操作步骤

12．1．3报告

12．2流动试验

12．2．1设备

12．2．2操作步骤

12．2．3报告

12．3覆盖层的耐阴极剥离性能

12．3．1设备

12．3．2试件

12．3．3操作步骤

12．3．4报告

12．4覆盖层的剥离强度试验（恒速剥离法）

12．4．1设备

12．4．2试件

12．4．3试验参数

12．4．4操作步骤

12．4．5计算

12．4．6报告

12．5覆盖层的剥离强度试验（悬重法）

12．5．1设备

12．5．2试件

12．5．3试验参数

12．5．4操作步骤

12．5．5报告

12．6热老化

12．6．1设备

12．6．2试件

12．6．3操作步骤

12．6．4报告

表（10）

图（5）

前言

本标准是CSA标准Z245.21《钢管外壁聚乙烯覆盖层》的第三版。

它替代发布于1998和1992年的以前版本。

CSA标准Z245.21涉及钢管外壁聚乙烯覆盖层的技术要求。

与此前各个版本的主要区别如下：

●范围一章中修订增加了B2体系，即包括粉末环氧树脂底漆、粉末共聚物胶粘剂与粉末聚乙烯外护层的覆盖层体系。

●关于包装条款（5.6条）修订为包括大批量发运。

●修订了24h耐阴极剥离性能要求的指标。

●删除了48h耐阴极剥离试验。

●修订了B1体系的底漆与胶粘剂厚度要求。

●删除了48h粘结力试验的要求。

1．范围

1．1本标准规定了关于涂敷工厂内对钢管外壁在聚乙烯和裸管或环氧树脂底漆之间加有一层胶粘剂的覆盖层的质量鉴定、涂敷、检测、试验、装运和物料储存的要求。

涂敷有覆盖层的钢管主要用于埋地的或水下的油气管道设施。

1．2本标准涉及下列覆盖层体系

（a）A1体系：

包括一层胶粘剂和一层聚乙烯外壳的覆盖层；

（b）A2体系：

包括一层胶粘剂和一层有着比A1体系更强的剥离强度要求（见表1）的聚乙烯外壳的覆盖层；

（c）B1体系：

包括一层液体或粉末环氧树脂底漆、一层聚合物胶粘剂和一层聚乙烯外壳的覆盖层；

（d）体系B2：

包括一层粉末环氧树脂底漆、一层共聚物胶粘剂和粉末聚乙烯外壳的覆盖层。

1．3在各项CSA标准中，“应（shall）”一词表示一项要求，即使用者为了满足该标准必须达到的一项规定；“宜（should）”表示一项建议或指导性意见；“可（may）”则表示一种选择或在该标准限定内是许可的。

条款附注不包括要求或可选择的要求；条款附注的目的在于把解释或信息资料与正文分开。

表注和图注被认为是表或图的一部分，而且可以写成要求。

公式和图的代号被认为是要求。

2．参考出版物

本标准参考了下列出版物，除非使用者找到更适用的新版本或修订版本，则应参考下列版本。

CSA（加拿大标准协会）标准：

CAN/CSA-ISO9000-1-94（R2000）

质量管理和质量保证标准—第一部分：

选用导则

CAN/CSA-ISO9000-2-98

质量管理和质量保证标准—第二部分：

实施ISO9001、ISO9002和ISO9003的一般导则

CAN/CSA-ISO9000-1-94（R2000）

质量体系—设计、开发、生产、安装和服务中的质量保证模式

CAN/CSA-ISO9001-00

质量管理体系—要求

CAN/CSA-ISO9002-94（R2001）

质量体系—生产、安装和服务中的质量保证模式

CAN/CSA-ISO9003-94（R2001）

质量体系—最终检测和试验中的质量保证模式

Z245.20-02钢管外壁熔结环氧树脂（FBE）覆盖层

ASTM（美国试验与材料学会）标准：

D570-98塑料吸水性的标准试验方法

D618-00试验用塑料调整状态的标准做法

D638-01塑料拉伸性能的标准试验方法

D746-98e1用冲击测试塑料与橡胶脆化温度的标准试验方法

D792-00置换法测定塑料密度和比重（相对密度）的标准试验方法

D1238-01e1用挤出塑性计测定热塑性塑料熔融流动速率的标准试验方法

D1475-98液体涂料、油墨及相关产品密度的标准试验方法

D1505-98e1密度梯度法测定塑料密度的标准试验方法

D1652-97环氧树脂中环氧值的标准试验方法

D1693-01乙烯基塑料的环境应力开裂的标准试验方法

D2083-92（R1998）脂肪胺中一胺、二胺与三胺百分率计算的标准试验方法

D2196-99用旋转粘度计（布氏）测定非牛顿性物料流变性的标准试验方法

D2240-02橡胶性能—硬度计硬度的标准试验方法

D3895-98用差式扫描量热仪测定聚烯烃氧化诱导期的标准试验方法

D4703-00对热塑性物料压制试件的标准做法

E28-99环球法测定船用树脂软化点的标准试验方法

E29-93a（R1999）用大量试验数据确定与规格符合性的有效数字的标准做法

ISO（国际标准化组织）标准：

9000-1：

1994质量管理和质量保证标准—第一部分：

选用导则

9000-2：

1998质量管理和质量保证标准—第二部分：

实施ISO9001、ISO9002和ISO9003的一般导则

9001：

1994质量体系—设计、开发、生产、安装和服务中的质量保证模式

9001：

2000质量管理体系—要求

9002：

1994质量体系—生产、安装和服务中的质量保证模式

9003：

1994质量体系—最终检测和试验中的质量保证模式

SSPC（钢结构涂料协会）规格：

SP6-1989工业级喷（抛）射清理

SP10-2000近白级喷（抛）射清理

3．定义

下列定义适用于本标准。

胶粘剂adhesive—

（a）对A1和A2体系，指用于提供裸管与聚乙烯外层粘结的材料；

（b）对B1和B2体系，指用于提供环氧树脂底漆与聚乙烯外层粘结的材料。

胶粘剂批量adhesivelot—指在连续生产中可鉴别其同一性的用量，不超过20kg。

涂敷商applicator—指负责实施涂敷防腐覆盖层的厂商（公司）。

合格证certificateofcompliance

—指由产品生产商或涂敷商提供的文件，证明其产品的规格，无论是否使用，符合本标准规格条款的要求。

覆盖层coating—指在预先涂敷的胶粘剂上涂敷了复合聚乙烯的总覆盖层体系，它可以有也可以没有预涂的环氧树脂底漆。

复合聚乙烯compoudedpolyethylene—指加有紫外线稳定剂、着色剂或两者兼有的普通树脂。

连续生产continuousproduction—指物料的不间断的制造。

损伤defect—指足以导致根据本标准要求而拒收的大量缺陷。

针孔holiday—指施加规定电压时导电性表现出的不连续处。

缺陷imperfection

—指按照本标准要求可检测出的材料不均匀或不规则处。

管径长度pipediameter—指沿管子轴线方向等于管子规定外径的长度。

聚乙烯批量polyethylenelot—指24h之内连续生产的用量。

底漆批量primerlot—指8h之内连续生产的用量。

试验报告testreport—指提供按本标准要求进行试验的定量结果的文件。

试验环（管段试件）testring—指从成品覆盖层管子上取下的一段试验样品。

4．一般要求

4．1产品订货要求

4．1．1标准要求

在覆盖层管的订货单中应包括下列资料：

（a）CSA标准编号和发布年号（Z245.21-02）；

（b）管子数量、外径、壁厚与公称长度；

（c）管道系统设计的最高温度；

（d）覆盖层体系（A1、A2、B1或B2，见1.2条）；

（e）裸管标准或规格牌号（见5.1条）；

（f）管子两端预留段长度（见6.2.4条）；

（g）设计最高温度下耐阴极剥离半径（见表1）；

（h）弯曲试验的试验温度（－30℃、－18℃或0℃，见CSA标准Z245.20的12.11.3.1条）。

4．1．2非强制性要求

可能时，订货单还应包括下列资料：

（a）买方的工厂检测内容（见7.1条）；

（b）增加的试验环（管段试件）长度（见7.4.3.2条）；

（c）增加的试验频次（见7.4.3.3和7.4.3.5条）；

（d）附加标记（见9.1条）；

（e）装运规程（见10.1.1条）；

（f）储存规程（见10.2条）；

（g）对试验报告的放弃（见11.1条）；以及

（h）其它特殊要求。

4．2数值圆整方法

除了为确定同规定是否符合而本标准另有要求之外，观测或计算的数值应按照ASTM标准E29的方法圆整到小数点后一位，其后则四舍五入。

4．3质量要求

涂敷商应完全遵照CAN/CSA-ISO9000标准之一或ISO9000标准之一的要求。

4．4标准的符合性

涂敷商应严格按照本标准的相应条款执行，应允许买方进行任何必要的审查以确认涂敷商对标准的符合性，并拒收任何不符合的材料。

5．材料

5．1钢管

要涂敷的裸管应符合钢管标准或订货单规定的规格。

注：

符合这些标准或规格的钢管可以未必具有适合涂敷的表面状况。

5．2生产商证明文件

涂敷商应采用的材料的是：

（a）由生产商证明遵照5.3到5.5条包含的相应要求，且符合表1的要求（除非在表2和表3中允许，对每一批量材料均要求此项证明；试验频次应为每批量抽取一个样品，生产商证明文件应包括每批量的试验报告）。

（b）由下列资料鉴别其同一性：

（i）生产商名称；

（ii）产品描述；

（iii）批量号；

（iv）产地；

（v）制造日期。

以及

（c）在涂敷商的工厂内遵照生产商文件的装运与储存建议。

5．3底漆

5．3．1液体底漆

液体环氧树脂底漆的性能应如表4所列。

5．3．2粉末底漆

粉末环氧树脂底漆应具有符合CSA标准Z245.20之表1要求的性能。

5．4胶粘剂

胶粘剂的性能应如表2所列。

5．5聚乙烯

原料聚乙烯树脂的性能应如表3所列。

当要求试验片材时，应遵照ASTMD4703方法C的要求，并按照ASTMD618的要求进行过状态调整。

5．6包装

5．6．1除按5.6.2条允许之外，材料应以清晰标记有5.2条（b）项规定的各识别项目的容器接受。

5．6．2对于大批量货品，在容器上没有对产品做特定标识（例如火车车皮）之处，生产商应提供书面文件确保符合5.2条（b）项要求的可追踪性。

6．覆盖层涂敷施工

6．1覆盖资格鉴定

6．1．1一般要求

6．1．1一般要求

覆盖层体系应由涂敷商借助于取自工厂涂敷管子上试件的每项相应的试验，进行成品质量鉴定，并满足可接受的指标要求。

当下列一种或多种情况发生变化时，应由涂敷商对覆盖层进行重新鉴定：

（a）任一种覆盖层材料的生产商；

（b）任何一种覆盖层材料的剂型；

（c）覆盖层化学成分的变换，例如液体环氧树脂改为环氧树脂粉末。

6．1．2试验要求

要进行的试验项目、试验方法及可接受指标如表1所列。

每次试验的试件应从两根成品管上截取。

6．1．3对A1、A2和B1体系的聚乙烯评价

要评价的聚乙烯样品应没有任何底漆与胶粘剂，并应沿管子轴向切下。

要进行的试验项目、所用的试验方法及可接受的指标如表5所列。

6．1．4对B2体系的聚乙烯评价

聚乙烯样品应遵照ASTMD4703的方法C制备，并按ASTMD618的要求进行状态调整。

要进行的试验项目、所用的试验方法及可接受的指标如表5所列。

6．2涂敷生产施工和设备

6．2．1一般要求

生产期间涂敷的覆盖层体系，应按照6.1条要求事先已经进行质量鉴定。

6．2．2表面预处理

6．2．2．1管子外表面应在涂敷之前把油污及其它杂质清除。

6．2．2．2喷（抛）射处理前，管子应预热以清除湿气。

管子表面温度应保持高于露点温度至少3℃，但在喷（抛）射处理与检测期间应低于150℃。

6．2．2．3要涂敷的钢管外表面应喷（抛）射处理至少达到以下要求：

（a）A1和A2体系，为SSPC—SP6；

（b）B1和B2体系，为SSPC—SP10；

管子表面锚纹深度应在40~110μm范围内，且在可能时应按照粉末生产商的建议，

6．2．2．4残余的钢丸/砂粒与粉尘应从管子的内外表面上清除干净。

6．2．3涂敷

6．2．3．1涂敷底漆

涂敷商选择的底漆应按照底漆生产商的建议涂敷。

B1和B2体系底漆的最小厚度如表6所列。

6．2．3．2涂敷胶粘剂

涂敷商选择的胶粘剂应按照胶粘剂生产商的建议涂敷。

胶粘剂的最小厚度如表6所列。

6．2．3．3涂敷聚乙烯

6．2．3．3．1涂敷商选择的聚乙烯应在管子上涂完粘结剂后立即涂敷。

6．2．3．3．2聚乙烯涂层的最小厚度应如表6所列。

6．2．3．3．3覆盖层涂敷应是一个连续过程，以保证达到外表光滑、厚度均匀，无针孔、裂纹和可见的损伤。

6．2．4钢管两端聚乙烯的切除长度应按照订货单的规定执行。

钢管每端至少留出从管端量起50mm的无覆盖层的裸管。

注：

由于温度变化，聚乙烯层在被切除后可能伸长或收缩。

7．生产、检测和试验

7．1检测注意事项

当订货单中规定检测员代表买方进行覆盖层检测或试验监督时，涂敷商应提供生产进度表的可靠记录。

7．2车间出入

代表买方的检测员，在履行买方合同时，应有权随时进入涂敷商车间的与钢管及涂敷管的储存、涂敷、试验和装运有关的所有部位。

涂敷商应为检测员提供一切合理的方便条件，使其确信覆盖层涂敷是完全按照本标准要求实施的。

全部检测工作应在发货之前在涂敷施工现场进行，并且不应受到车间运行的不良干扰。

买方可以要求涂敷商把检测或试验（或两者）需要的管子在旁边另行放置。

7．3入厂原料的检验

7．3．1涂敷商应在工厂内采用合适的设备对底漆、粘结剂及聚乙烯进行样品制备、试验和评价。

7．3．2最少的试验频次应为每批量底漆、粘结剂和聚乙烯一次。

7．3．3底漆的性能应如表7所列。

7．3．4粘结剂的性能应如表8所列。

7．3．5聚乙烯的性能应如表9所列。

7．4生产试验

7．4．1在线检验与测量

7．4．1．1一般要求

7.4.1.2条到7.4.2.2条所要求的所有检验与测量，应由涂敷商完成。

7．4．1．2表面预处理

在生产中，每2h应至少检查一次钢管表面喷（抛）射清理情况，以确定清洁程度是否符合6.2.2.3条要求。

每生产4h应至少一次采用锚纹深度测试仪、锚纹拓印膜或买方认可的相应方法对两根管子测量外表面锚纹深度。

锚纹深度应符合6.2.2.3条的要求。

7．4．1．3涂敷温度

应监测覆盖层涂敷之前瞬间的管子表面温度，并把温度控制在材料生产商的推荐范围之内。

最少的记录次数应是从生产开始起每1h一次。

7．4．1．4A1、A2和B1体系的覆盖层厚度

覆盖层总厚度和每单层厚度应在管子圆周上的4个位置进行测量。

所用的涂层测厚仪应至少每工作班（最多隔12h）标定一次。

厚度测量值应予记录。

这些试验应按如下的涂敷运行长度进行：

（a）涂敷开工后第一根管子；

（b）涂敷继续运行到第4根之后取一根管子；

（c）涂敷继续运行到第10根之后取一根管子；

（d）涂敷继续运行到第35根之后取一根管子；

（e）涂敷继续运行到每50根之后取一根管子。

7．4．1．5B2体系的覆盖层厚度

覆盖层总厚度应在管子圆周上沿每根管子长度方向的4个随机位置进行测量。

所用的涂层测厚仪应至少每工作班（最多隔12h）标定一次。

各个单层厚度应采用适当的测量技术进行测量，最少的频次应是开工时和生产中至少每4h一次。

这些厚度测量值应予记录。

7．4．2针孔检测

7．4．2．1一般要求

7．4．2．1．1每根管长的全部覆盖层表面均应用针孔检测仪对进行检测。

7．4．2．1．2检测仪的检测电压应设定在每μm覆盖层总厚度10V以上，最大值为15000V。

检测仪至少每工作班（最多隔12h）校准一次。

7．4．2．2可接受指标

每根管有两个或更少的针孔，应按照8.2条的要求对针孔进行修补。

每根管具有多于两个针孔或针孔轴向的尺寸大于300mm，应按照8.3条的要求，剥离去除覆盖层后重涂。

7．4．3生产试验环（管段试件）

7．4．3．1在涂敷工厂内涂敷商应备有用于制备、试验和评价试验环的设施。

7．4．3．2除非在订货单上有另外的规定，试验环应长约400mm。

7．4．3．3除非订货单规定更高的试验频次，最小的试验频次应如下：

（a）对A1和A2体系，每种覆盖层体系每工作班（最多12个小时）取一个试验环；

（b）对B1体系的剥离强度与24h耐阴极剥离试验，每种直径及壁厚的钢管、每工作班（最多隔12h）取一个试验环；

（c）对B1体系的拉伸屈服应力与断裂延伸率试验，每种直径及壁厚的钢管、每周取一个试验环；

（d）对B2体系的24h耐阴极剥离、24h附着力与2.5°弯曲试验，每种直径及壁厚的钢管、每工作班（最多隔12h）取一个试验环；

注：

以上标明的频次并不受工作班次内完成的订货单数的影响。

7．4．3．4每种试验环所要进行的试验项目，所采用的试验方法和可接受指标应如表10所列。

7．4．3．5对于剥离后重涂的管子，至少应对剥离后重涂管子取一个试验环。

当订货单有规定时，应截取追加的试验环。

7．4．4重复试验

7．4．4．1按照要求某项试验失败时，按如下两种情况处理：

（a）应从受影响钢管的原试验端再取两个附加试样（见7.4.3.2条），重做失败的试验；或者

（b）将前次可接受试验之后与下次可接受试验之前的所有已涂敷管子的覆盖层剥离去除，并按8.3条要求重涂。

7．4．4．2当两个重复试验均满足规定要求时，这一批管子应予接受。

当一个或两个重复试验不满足规定要求时，按如下两种情况处理：

（a）应将前次可接受试验之后和下次可接受试验之前的所有已涂敷管子的覆盖层剥离去除，并按8.3条要求重涂。

或者

（b）在买方同意的情况下，应将这一批管子再进一步重复试验，根据对最先和最后两根管子试验结果满足规定要求的比例，来确定这一批管子中可以接受的份额。

对受影响管子中不可接受的部分应将覆盖层剥离去除，并按8.3条要求重涂。

8．覆盖层管子的修补

8．1一般要求

按第7章和第10章要求，带覆盖层管子的修补应按8.2条要求进行局部修补，或者按8.3条要求剥离去除覆盖层后进行重涂；视哪种情况适用而定。

8．2修补

8．2．1达不到7.4.2条要求的缺陷部分（如突起，覆盖层下的颗粒夹杂，切痕和压痕）应被切除。

8．2．2对底漆损伤或碰掉的，在损伤区应用与原覆盖层体系相一致的底漆修补，修补应使用配套的粘结剂、热收缩套或补伤片完成。

修补材料与未损伤覆盖层应至少搭接75mm。

8．2．3底漆、热收缩套或补伤片应根据生产商的建议进行涂敷施工。

8．2．4所有的修补区应按照7.4.2条规定进行针孔电检查。

8．3剥离去除与重涂

8．3．1除非已经按照8.3.2条到8.3.4条的要求对不符合表6之处进行了处置，管子表面应剥离去除见到裸露金属，并按6.2.3条和第7章要求涂敷新的覆盖层。

剥离去除操作期间的温度应不超过275℃。

涂敷商应记录每根剥离去除后重涂管子的鉴定情况。

8．3．2对于A1和A2体系，在满足表10要求的情况下，对打算按6.2.3、6.2.4条和第7章去除聚乙烯重新涂敷胶粘剂与聚乙烯的覆盖层管子，应容许未达到重涂（recoat）所要求的胶粘剂最小厚度。

在每12h工作班期间，应从重涂管子中至少取一个试验环。

试验环应按照7.4.3条进行表面预处理和试验。

8．3．3对于A1和A2体系，在满足表10要求的情况下，对打算按6.2.3、6.2.4条和第7章在已有覆盖层上复涂胶粘剂与聚乙烯的覆盖层管子，应容许未达到复涂（overcoat）所要求的聚乙烯最小厚度。

应采用适当的方法试验聚乙烯层间的剥离强度，并应达到如表10所列的可接受指标。

8．3．4对于B1和B2体系，在满足表10要求，而仅仅未满足如表6所列的胶粘剂和/或聚乙烯最小厚度的情况下，应容许复涂（overcoat）胶粘剂与聚乙烯。

这种在已有覆盖层上复涂胶粘剂和聚乙烯的涂敷施工应按照6.2.3、6.2.4条和第7章的要求进行。

在每12h工作班期间，应从复涂管子中至少取一个试验环。

试验环应按照7.4.3条进行表面预处理和试验。

应采用适当的方法试验聚乙烯层间的剥离强度，并应达到如表10所列的可接受指标。

9．标记

9．1一般要求

涂敷后的管子应按9.2条和订货单中规定的专门要求做标记。

涂敷商请求另加的任何标记应经过允许。

注：

这种附加标记可以包括条形码标记。

建议一维（one-dimensional）条形码标记可为code39或code128型，二维（two-dimensional）条形码标记可为PDF417型。

9．2要求的标记

下列标记应标在覆盖层上：

（a）涂敷商名称或商标；

（b）CSA标准号及发布年份（Z245.21-02）；

（c）所涂敷管子的规格或标准要求的标记；

（d）覆盖层涂敷日期；

（e）覆盖层体系（A1、A2、B1或B2）；

（f）弯曲试验温度—弯曲试验温度为－30℃者标为“FM30C”，－18℃者标为“FM18C”，0℃者标为“F0C”。

10．装运与储存

10．1装运

10．1．1已涂敷的管子在装运时应避免损伤管子及覆盖层。

当订货单有规定时，涂敷商应提交详细的装运作业规程。

当由涂敷商负责卸货时，规程中还应包括卸货的有关要求。

10．1．2在操作中管子被损坏，应按照可用管子的规格或标准要求进行修整。

10．1．3在针孔检测（见7.