玻璃纤维玻璃纤维增强热固树脂污水管标准规范.docx
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玻璃纤维玻璃纤维增强热固树脂污水管标准规范
“玻璃纤维”（玻璃纤维增强热固树脂）污水管标准规范
该标准以固定代号D3262发行,衔接在固定代号后面的数字指出了该标准最初采用的年份，或现今发行版本的修订年份，或者最后修订的年份。
插入符号后面的数字表示了最后审定批准的年份。
上角标（ϵ）指出了自最后修订或重新核定后的版本变化。
1.前言
1.1
该规范涉及的机器制造玻璃纤维管长度为8英寸（200mm）至144英寸（3700mm），计划施用于排放卫生污水，雨水，以及工业废料的重力流系统。
玻璃纤维增强热固树脂夹砂管和玻璃纤维增强聚合夹砂管均属于玻璃纤维管。
注解1—依据该规范的要求，聚合物不包括天然聚合物
1.2该规范适用于大部分埋地应用管道，也可适当地为其它安装工程，比如，顶管安装，现有管道隧道衬砌及管道修复等提供参考。
注解2—ISO标准具有唯一性
1.3该标准中将以英尺-英寸为基本单位，括号中给出的单位值可作为参考。
1.4下列安全隐患警告只适用于测试方法部分，即该规范第8部分。
本标准帮助使用者建立了安全与健全的操作规范机制，并于使用前确定了该监管机制的适用性。
2.参考文件
2.1美国材料试验协会标准：
3
C33混凝土骨料说明
D638塑料拉伸性能测试方法
D695刚性塑料拉伸性能测试方法
D790非增强与增强塑料电气绝缘材料弯曲性能测试方法
D883塑料相关专用术语
D1600塑料相关缩略词专用术语
D2412以平面负载判定塑料管道外部载荷特性的测试方法
D2584固话强化树脂少时量的检测方法
D2992基于“玻璃纤维”（玻璃纤维增强热固树脂）管材和管件的静水压获取方法
D3567测定“玻璃纤维”（玻璃纤维增强热固树脂）管材和管件尺寸的方法
D3681“玻璃纤维”（玻璃纤维增强热固树脂）管材在偏转条件下耐化学性的测定方法
D3892塑料包装实践方法
D4161关于“玻璃纤维”（玻璃纤维增强热固树脂）管道接头使用灵活弹性密封管件的说明
F412塑料管道系统相关专用术语
F477塑料管道弹性密封管件（垫片）说明
2.2美国自来水协会标准：
标准C-950，玻璃纤维增强热固树脂管道
3.专用术语
3.1定义：
3.1.1规定—除非另有说明，这些定义的内容均与专用术语D883或专用术语F412保持一致，且缩略语严格按照专用术语D1600的要求进行定义。
3.2标准术语的具体定义
3.2.1纤维玻璃管—由包含有热固性树脂固化物的玻璃纤维增强材料制成的管状产品。
该复合结构可以由聚合物，颗粒状或片状填充料，染料，或染剂构成。
也可能含有热固性塑料或热固性内衬，或涂料。
3.2.2柔性接头
既可以发生轴向平移，又可以偏转角的连接接头。
3.2.3内衬—树脂层，可以包含填充物或增强材料，形成管道内表面。
3.2.4质量检测—验证产品设计质量而进行的一个或多个测试。
不是常规的质量控制测试。
3.2.5增强聚合夹砂管（RPMP）—含有聚合物的玻璃纤维管。
3.2.6增强热固树脂管（RTRP）—不含有聚合物的玻璃纤维管。
3.2.7刚性接头—相连接的部件之间不可以发生轴向位移及偏转角的连接接头。
3.2.8表面层—树脂层，可以包含填充物或增强材料，涂敷于管壁结构的外表面。
4.分类
4.1规定—该规范涉及了玻璃纤维污水管道管壁结构（类型）材料组成，内衬层，级别，以及管道刚度的几个方面的内容。
表1对类型，内衬，级别，和刚度进行了说明。
注解3—任一组有关管道类型，内衬，级别，刚度情况的资料数据均不能在市面上购得，购买者需要自行决定或咨询生产商获取有关类管道型，内衬，级别，刚度等几个方面的数据，以确保生产出的管道适用于安装现场。
4.2名称要求—相关管道资料的名称代码应该包括该标准的名称，ASTMD3262。
其次是类型，内衬，级别，均已阿拉伯数字标示，管道刚度要以大写字母表示。
表1对有关管道名称要求进行了总结。
因此完整的材料代码应该包括ASTMD3262,3个阿拉伯数字，以及一个大写字母。
注解4—关于名称代码的示例如下：
（1）ASTMD3262-1-1-3-A表示产品类型为玻璃纤维增强聚合树脂夹砂管，含有一个增强热固内衬及一个非增强聚酯树脂夹砂层，并且具有最小管道刚度，即9psi（62千帕）
（2）ASTMD3262-4-4-6-C表示产品类型为玻璃纤维增强环氧树脂管，含有一个非增强热固内衬，不含表面层，且具有最小环刚度，即36psi（248千帕）。
注解5—ASTM标准手册的格式需要以罗马数字格式进行产品类型标记，但极少有公司具备该种格式的模板校对设备，因此，以阿拉伯数字格式标记产品类型也是可以被采纳的。
表1.玻璃钢污水管道总体设计要求
名称序号
特性
单元内容A
1
类型
1
玻璃纤维增强聚酯B树脂夹砂管（RPMP聚酯B）
2
玻璃纤维树脂增强热固聚酯B树脂（RTRP聚酯B）
3
玻璃纤维增强热固环氧树脂夹砂（RPMP环氧）
4
玻璃纤维增强热固环氧树脂（RTRP环氧）
2
内衬
1
增强热固内衬
2
非增强热固内衬
3
热固内衬
4
无内衬
3
等级
1
聚酯B表面层—增强型
2
聚酯B表面层—非增强型
3
聚酯B沙质表面层—非增强型
4
环氧树脂表面层—增强型
5
环氧树脂表面层—非增强型
6
无表面层
4
管道刚度psi（kPa）
A
9（62）
B
18（124）
C
36（248）
DA,B
72（496）
A该版式的表格提供了对管道材料进行鉴定和说明的方法，如果用户不熟悉非市售产品的属性类型，易造成产品误用。
因此，请及时咨询生产商。
B依据该规范的要求，聚酯应包括乙烯基脂。
5.材料和制造
5.1规定—以树脂，增强材料，着色剂，填充料，及其他原料构成复合结构，生产出的管道应满足该标准规定的性能要求。
5.2管壁组成—管壁结构的基本组成成分包括热固树脂，玻璃纤维增强材料，以及聚合填充物。
5.2.1树脂—含有或不含有填充物的增强聚酯树脂或环氧树脂。
5.2.2增强材料—玻璃纤维的工业等级与所使用的树脂涂料相关。
5.2.3聚合物—符合规范C33要求的硅质沙。
5.3内衬及表面层—内衬层和表面层整合构成管材时，其操作过程必须满足该规范的结构要求。
5.4接头—管道投入施工应用前，还应具备一个连接系统，确保管道的液体流动密封性。
特定类型的接头有固定性的，也有非固定性的，选择柔性接头还是刚性接头取决于管道的特定形态及设计环境。
5.4.1非固定性—管道接头可以承受内部压力，但不能承受纵向拉伸载荷。
5.4.1.1耦合接头或承插型接头，在承口和插口的凹槽中留有一个弹性垫圈，是独立于接合点之外的设置，该设置确保了管道的水密性。
典型接头连接图请参看图1。
5.4.1.2高弹性密封性的机械耦合接头。
5.4.1.3覆有夹层的对接接头。
5.4.1.4整体法兰接头和活套法兰接头。
5.4.2固定型—管道连接处可以承受内部压力和纵向拉伸载荷。
5.4.2.1接头连接情况和5.4.1.1中描述的情形类似。
5.4.2.2覆有夹层的对接接头。
5.4.2.3覆有夹层的承插接头。
5.4.2.4承插型，粘接接头：
该标准列入的三种类型的接头如下：
5.4.2.4.1锥形套筒接头，一种由锥形套筒加工而成的用来连接锥形插口的粘接型接头。
5.4.2.4.2直套筒接头，一种由非锥形套筒加工而成的用来连接非锥形插口的粘接型接头。
5.4.2.4.3锥形承口和直套筒型插口，一种由锥形套筒加工而成的用来连接非锥形插口的粘接型接头。
5.4.2.5法兰接头，整体法兰接头和活套法兰接头。
5.4.2.6机械耦合，一种具备限制因素的弹性密封耦合连接。
5.4.2.7螺纹接头。
注解6—市售其它类型接接头时，我们也会将其添加罗列进来。
注解7—典型的固定型接头和非固定型接头严相比，更大程度的扩充了其服务负载能力。
购买者需要谨慎考虑安装过程中会遇到的各种突发状况，并咨询生产商有关特定类型的接头在不同管道中的使用情况。
5.5垫片—用于管道中的垫片特性应满足F477中的条件要求，此外，弹性体中的合成物质在经过供求双方的商定后，应该可以特别暴露在油性及化学腐蚀性的环境中。
图1.典型接头
6.要求
6.1工艺—每根管道成品应无以下缺陷，包括缺口，分层，气泡，气孔，裂缝，坑洞，凸起，外来杂质，以及树脂薄层区，因为它们的特性，等级，程度会对管道的强度和适用性造成影响。
管道的颜色，不透明度，密度，以及其他的物理特性必须与工业等级要求相一致。
6.1.1管道内表面应无凸起，凹痕，脊状凸起，以及其他缺陷，且由其他细微缺陷造成的内径变化不超过1/8（3.2mm）。
玻璃纤维增强材料不能渗透到管壁内表面。
6.1.2密封接头表面不应出现凹痕，沟陷，及不平整缺陷，以免影响接头连接完整性。
6.2尺寸：
6.2.1管径—管道的公称口径由表2或表3给出。
偏差应符合表2或表3的要求。
测量时应按8.1.1的要求。
6.2.2长度—管道的公称长度给出值为10,20,30,40，和60ft（3.05,6.10,9.15,12.19，及18.29m）。
实际铺设长度为公称长度的+-2英寸（+-51mm），测量时按8.1.2进行。
至少90%的任一型号尺寸和刚度的管材，除非特殊定制长度的管材，都需要由购买方自行确定标称长度。
如果自行设置长度，要求长度不能超过公称长度的5英尺（1.53m），或25%，这是最低标准。
6.2.3管壁厚度—管壁的平均厚度不得低于生产商现今公布的购买手册中标明的公称管壁厚度，且按8.1.3进行测量时，任一点的最小管壁厚度不得低于公称尺寸管壁厚度的87.5%。
6.2.4管端面垂直度—对于平面垂直于纵向轴线的管道，按照8.1.4要求进行测量时，管端周围的所有点的落差值应为管道公称口径的+-1/4英尺（+-6.4mm），或+-0.5%，或更大一些。
6.3化学要求：
6.3.1长效性—管道样品按8.2.1进行检测时，允许出现检测性损伤，但管道性能不允许失效，表4给出了持续暴露在1.0N浓硫酸环境下的管道50年后的应变水平情况。
注解8—表4给出的污水管化学要求最小值来源于附录X1。
注解9—表4和附录X1中的计算结果是假设中性轴位于管壁重点，在管壁上构造一个可变的中性轴位置，计算并构建值t用来取代2y。
（y是管道表面距离中性轴距离的最大值）。
6.3.2控制要求—按照8.2.2的要求，定期对管道样品进行检测，可以遵循8.2.2.1的步骤，也可以遵循8.2.2.2的步骤。
6.3.2.1按8.2.2.1的步骤进行检测时，必须满足以下三个标准：
（a）每种应变水平下的平均失效时间必须在较低初始置信区间回归线的95%以上。
（b）样品失效次数不能高于较低初始预测回归线的95%，（c）初始回归线上可以体现1/3的样品失效次数。
注解10—规定较低置信区间的95%和较低初始预测的95%来源于附件A1。
6.3.2.2若按照8.2.2.2进行检测，样品不产生失效时间。
6.4刚度—每种类型的管道都应具备一定程度的承受力，如表5规定规定的最小管道刚度（F/Δy），可以按8.3的要求进行检测。
挠曲水平A按表6数据值加载，通过表面划痕检测，测试样品应无明显损伤。
挠曲水平B按表6数据值加载，通过层间分离检测，包括管壁内衬层分离或表面层分离（如果尚未组合），应无迹象显示样品出现结构性损伤，玻璃纤维增强材料拉伸失效，管壁破裂或顶起。
注解11—这是一组关于质量控制的真实性数据（通过观察取得），不能将其看做模拟检测得出的数据。
表6中的数值是基于长效挠曲偏转的5%取得，且该表给出了所有管道刚度的安全系数。
表5中的管道刚度值（F/Δy）是不同的，安装实施条件下，管道刚度的百分比偏转并不是固定不变的。
为了防止误用，应该仔细分析可能对管道刚度造成影响的所有因素。
6.4.1其他管道的刚度等级，挠曲水平A和挠曲水平B可由以下公式算出：
（1）
6.4.2由于产品可能有对加载超过5%的长效挠曲的使用限制，挠曲水平A和挠曲水平B可以进行适当调整，以维持在可以使用的安全系数范围内。
比如，加载至4%的长效挠曲偏转会导致A级挠曲和B级挠曲下降20%，而加载至6%的长效挠曲偏转会导致A级挠曲和B级挠曲提高20%。
但是，A级挠曲和B级挠曲的最小值应为各自应变水平的0.6和1.0%（可由附录X1中公式EqX1.4算出）。
6.5接头密封性
所有接头应满足标准D4161中的性能要求，非固定型接头需要在固定端封闭的条件下进行检测，而固定接头需要在自由端闭合的条件下进行检测，典型刚性接头包括覆有夹层的对接接头，承插型粘接接头，螺纹接头。
6.6轴向强度—管道应具有失效性为25%的最小轴向拉伸伸长率，且符合下列情形。
即按8.4的规定，管道尺寸应达到27英寸，并且可以承受表7中规定的轴向荷载。
对于管道尺寸大于27英寸或更小尺寸的管道，取纵向方向管壁试样进行拉伸和压缩试验，适当的轴向强度大小应和表7中的最小拉伸强度和压缩强度一致。
表2.公称内径及内径公差
A如果内径值大于表中给出的数值，需要购买商和生产商事先商定。
B表中数据取值国际标准组织文件。
弧形括号内的数值并非首选直径。
表3.公称外径及公差
表4.卫生污水管道化学要求ϵSCV最小值
表5.挠曲为5%的最小刚度
表6.无损坏或结构破坏的环向偏转
表7.轴向强度荷载
7.取样
7.1抽取—除非供求双方另有商定，一次采样抽取应包括各种类型尺寸的管道100根。
7.2产品检测—从每堆样品中随机抽取一根管道，并从管筒桶中取出一个样本，比照进行产品检测，确定使用材料是否符合6.1,6.2,6.4的工艺要求，尺寸要求，刚度要求。
7.3质量检测—如果供求双方没有事先商定，抽样质量检测是不需要进行的（参见7.5），如果购买者提出此要求，生产商应该提供检测证书和测试报告，包括以下几个方面：
7.3.1长效性化学检测。
7.3.2接头密封性检测。
7.3.3轴向强度检测。
7.4化学检测管控—按照化学检测的控制要求，采样检验至少应该每年进行一次，除非供求双方另有商定。
7.5对于个别订单，可以个别进行供求双方商定的其他性能检测。
8.检测方法
8.1尺寸
8.1.1口径
8.1.1.1内径—在距离管道边缘大约6英寸（152mm）的地方取测点，并用钢卷尺或精度为1/16英寸（1mm）的千分尺进行内径测量，选取测量点上相互垂直方向的内直径，取其平均值。
8.1.1.2外径—按D3567进行测量。
8.1.2长度—使用钢卷尺或精度为1/16英寸（1mm）的计量尺进行测量。
将尺子置于水平放置的管道的内表面或外表面进行测量。
8.1.3管壁厚度—按D3567进行测量。
8.1.4管端面垂直度—沿轴心或轴颈方向旋转管材，并用千分尺测量径向偏差，指示读数等于垂直平面到纵轴线距离的2倍。
或者使用支座固定管端面，且支座间距足够频繁，以确保复查和校验后的偏差维持在一定的限制范围。
8.2化学检测—按检测方法D3681进行。
8.2.1长效性—查看管道是否满足6.3.1中的要求，按照测试方法D3681规定，至少检测18个失效点。
8.2.1.1另一种鉴定程序—测试表4中四组样品在10h至10000h的最小拉伸强力，并测试表4中5组样品在100h至1000h的最小拉伸强力。
如果18个样点在表4中（分别为10h，100h，1000h及10000h）给出的规定时间内无失效情况，则认为产品合格。
8.2.2控制需求—按下列任意一项要求测试至少6组样本，并记录结果：
8.2.2.1测试至少3组样品每种情况下的应力水平，应与由8.2.1建立的产品回归线外推至10h和100h时的失效次数一致。
8.2.2.2使用8.2.1.1的任一方法验证产品是否合格时，至少应测试表4中的4组样品在10h和1000h下的最小拉伸强力。
8.2.2.3可以用8.2.2.2的控制检测步骤替代测试方法D3681中的确认步骤，以便于根据8.2.1.1对产品进行评估。
8.3刚度—每个样品的管道刚度（F/Δy）允许5%的偏差，可以使用方法D2412中的设备和步骤进行测定，但以下情况例外：
8.3.1测量管壁厚度，精确至0.01英寸（0.25mm）。
8.3.2对样品加载5%的挠曲，并记录载荷。
然后按表6要求对样品加载至挠曲水平A，并检测产品是否存在表面裂痕损伤。
再按表6的要求对样品加载至挠曲水平B，通过层间分离，包括内衬层和结构层分离及表面层和结构层分离（如果尚未组合），检测产品是否存在结构性损伤，玻璃纤维增强材料拉伸断裂，破裂或管壁翘曲变形。
8.3.3产品检测，只需检测一个样品的管道刚度。
8.3.4最大样品长度可达到12英寸（305mm），如果投入使用，长度还应包括加强肋的长度。
注解12—使用测试方法D2412的设备和步骤测定管道刚度，供应商可以建议购买商批准取进行基于方法D790的测试及评估，统计需要替换的弯曲测试样品的个数，且允许刚度测量偏差为5%。
8.4轴向强度—在管道每端放置20英尺（6.1m）的鞍座，实验过程中保持管端部位圆形，对管道口径施加表7要求大小的轴向负载（见图2）。
保持负载不少于10分钟，且所使用的测试设备的设计方式应使加载点上的集中应力最小。
8.4.1作为8.4的替代测试方法，可以通过使用方法D638测定纵向拉伸强度来反映轴向强度的大小，规定了最大管壁厚度的管道除外，按方法D695进行的管壁方向上的纵向压缩强度试验也同样可以作为轴向强度的替代测试。
图2.轴向强度—测试装置
9.包装，标注和运输
9.1标注每种长度的管道时，大多数应符合本规范的要求，至少字母格式为高度不低于1/2英寸（12mm）的粗体格式，且在安装过程中，字体类型和颜色人清晰可辨。
标注信息包括按4.2格式要求标记的公称管道尺寸，生产商或商标，标准代号D3262，类型，内衬，等级，及刚度。
9.2装备好管材并做好货运准备，确保运营商可以及时发货。
9.3实践方法D3892中所有关于填充物，包装及标注的规定都适用于此标准。
附件
（必要信息）
A1.有关较低置信区间和较低预测范围的计算
A1.1当附录A1和附录A3中的所有符号均按方法D2992进行定义时，有以下公式：
（公式f0除外）
注解A1.1—预期压力（应变）f0作用下的失效情况有97.5%的可能会在hLPL后产生。
压力（应变）f0作用下的平均失效时间要长于97.5%hLCL。
附录
（非必要信息）
X1.应变腐蚀性能要求
X1.1有莫林和莱因哈特给出弯曲应变的表达式：
（X1.1）
对于管道的普遍要求是，能够承受5%的长效挠曲，安装后的最大弯曲应变表达式为：
（X1.2）
使用AWWAC950下安全系数为1.5的长效曲因子，其最小应变腐蚀性能外推至50年后应为：
（X1.3）
X1.2形状因素，Df，取决于管道刚度以及安装施工情况（比如，填充料，填充密度，成型方法，加腋，地沟构造情况，原生土壤特性，及纵向荷载）。
现保守假设，通过不加腋压实实现的安装，限制了长效挠曲达到了5%，，Df的以下取值具有一定的真实性和代表性。
将这些取值带入方程ϵSCV，得到50年后最小应变腐蚀性能如表4和下表所示：
注解X1.1—如果加载超过5%的长效挠曲，产品有一定使用限制，因此该种情况下，可以对需求进行适当调整。
比如，加载至4%的长效挠曲偏转后，有80%的可能会出现表4中50年后的情况，而加载至6%的长效挠曲将有120%的可能和表4的推测结果完全一致。
X1.3另一种应变腐蚀测试要求：
X1.3.1基于表6中的挠曲水平B得出，0.1h（6分钟）的应变腐蚀性能:
（X1.4）或
（X1.5）
平面负载的Df系数为4.28，带入以上公式得出：
X1.3.2表4中给出的10h，100h，1000h，10000h下的最小应变值是由重对数函数上6分钟至50年之间的时间点相连而成的直线得出的。
X2.安装施工
X2.1该规范是一份提供材料性能分析及购买参考标准的说明性文件。
文件本身不包括有关管道设计，建筑基床，填充材料，及覆土荷载及管道强度的而需求建议。
然而经验证明，产品的性能能否达标，往往取决于建筑基床，填充物料，和管道的安装特性，以及现场施工情况。
在此，购买商需要详细谨慎的说明施工要求和管道需求之间的相关特性，并提出合理的现场施工验收检验计划。
X3.测定玻璃含量的相关方法的推荐
X3.1测定玻璃含量如下所示：
X3.1.1按测试方法D2584或ISO1172将进行烧失量分析。
X3.1.2采用进程控制，对机器施加于管道结构上的玻璃纤维增强材料进行计重。
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