玻璃钢夹砂管国标.docx

1、玻璃钢夹砂管国标玻璃纤维增强塑料夹砂管1 范围本标准规定了玻璃纤维增强塑料夹砂管(以下简称FRPM管)的分类和标记、原材料、要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输和贮存等。本标准适用于公称直径为100 mm至4000 mm，压力等级为0.1MPa至2.5MPa，环刚度等级为1250 N/m2至10000 N/m2地下和地面用给排水、水利、农田灌溉等管道工程用FRPM管，介质最高温度不超过50。非夹砂玻璃纤维增强塑料管及公称直径、压力等级、环刚度等级不在本标准规定范围内的FRPM管也可参照使用。 2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随

2、后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GBT 1447 纤维增强塑料拉伸性能试验方法GBT 1449 纤维增强塑料弯曲性能试验方法GBT 1458 纤维缠绕增强塑料环形试样拉伸试验方法GBT 1634.22004 塑料 负荷变形温度的测定 第2部分：塑料、硬橡胶和长纤维增强复合材料GBT 2576 纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法GBT 2577 玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法GBT 3854 增强塑料巴柯尔硬度试验方法GBT 5349 纤维增强热固性塑料

3、管轴向拉伸性能试验方法GBT 5351 纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法GBT 5352 纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法GB 5749 生活饮用水卫生标准GBT 8237 纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂GB l3l15 食品容器及包装材料用不饱和聚酯树脂及其玻璃钢制品卫生标准GBT 18369 玻璃纤维无捻粗纱ISO 10928:1997 塑料管系统玻璃纤维增强热固性塑料管和管件回归分析方法及其应用3 术语和定义下列术语和定义适用于本标准。GB/T 21238-20073.1玻璃纤维增强塑料夹砂管 glass fiber reinforced plastics mor

4、tar pipes以玻璃纤维及其制品为增强材料，以不饱和聚酯树脂等为基体材料，以石英砂及碳酸钙等无机非金属颗粒材料为填料，采用定长缠绕工艺、离心浇铸工艺、连续缠绕工艺方法制成的管道。3.2 环刚度 ring stiffness指单位长度的管环在外压作用下，在一定径向变形下所承受的荷载大小。它表征管环抵抗外荷载能力。以下式计算：SEI/D3，通常以Nm2作单位。其中EI为沿管轴方向单位长度内管壁环向弯曲刚度，D为管道计算直径。3.3 定长缠绕工艺 filament winding process在长度一定的管模上，采用螺旋缠绕和/或环向缠绕工艺在管模长度内由内至外逐层制造管材的一种生产方法。3.

5、4 离心浇铸工艺 centrifugal casting process用喂料机把玻璃纤维、树脂、石英砂等按一定要求浇铸到旋转着的模具内，固化后形成管材的一种生产方法。3.5 连续缠绕工艺 continuous advancing mandrel method在连续输出的模具上，把树脂、连续纤维、短切纤维和石英砂按一定要求采用环向缠绕方法连续铺层，并经固化后切割成一定长度的管材产品的一种生产方法。3.6 长期静水压设计压力基准HDP long-term hydrostatic design pressure basis对一组规格相同的FRPM管试样分别施加不同的静水内压，测出每个试样的失效时间

6、，再由回归曲线外推至50年(4.38105h)后管能承受的静水内压值即为长期静水压设计压力基准。3.7 长期静水压设计应力基准HDB long-term hydrostatic design stress basis对一组规格相同的FRPM管试样分别施加不同的静水内压，测出每个试样的失效时间，再由回归曲线外推至50年(4.38105h)后管壁所能承受的应力值即为长期静水压设计应力基准。 3.8 长期弯曲应变Sb long-term ring-bending strain对一组规格相同的FRPM管试样，通过平行板施加不同的恒定外载荷，或通过平行板施加外载荷并保持不同的恒定直径变化值，测出每个试样

7、的破坏时间，换算出相应的弯曲应变，再由回归曲线外推至50年(4.38105h)后管弯曲应变即为长期弯曲应变。4 分类和标记GB/T 21238-20074.1 分类产品按工艺方法、公称直径、压力等级和环刚度等级进行分类。4.1.1 工艺方法I定长缠绕工艺 ；离心浇铸工艺 ；连续缠绕工艺。4.1.2 公称直径DN 公称直径见表2。4.1.3 压力等级PN压力等级（MPa）：0.1、0.25、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、2.0、2.5。4.1.4 环刚度等级SN环刚度等级（Nm2）：1250、2500、5000、10000。4.2 标记FRPM管的标记方法如下： FRP

8、M- GB/T 21238-2007 标准号 环刚度等级； 压力等级； 公称直径； 生产工艺； 产品代号。示例：采用定长缠绕工艺生产、公称直径为l200mm、压力等级为0.6MPa、环刚度等级为5000N/m2，按本标准生产的FRPM管标记为：FRPM-I-1200-0.6-5000 GB/T 21238-2007。5 原材料5.1 增强材料应采用无碱玻璃纤维及其制品制造FRPM管。所采用的无碱无捻玻璃纤维纱应符合GB/T 18369的规定。无碱玻璃纤维制品应符合相应的国家标准或行业标准的规定。注：在需要输送特定介质的场合，经供需双方商定后，可采用性能能满足要求的其他增强材料。5.2 树脂5.

9、2.1 所采用的不饱和聚酯树脂应符合GB/T 8237的规定。其他树脂应符合相应的国家标准或行业标准的规定。5.2.2 内衬层树脂应采用间苯型不饱和聚酯树脂或乙烯基酯树脂或双酚A型树脂。5.2.3 给水工程用FRPM管的内衬层树脂的卫生指标必须满足GB 13115的规定。5.2.4 树脂浇铸体的性能应达到下列要求：a）内衬层树脂 对于定长缠绕工艺和连续缠绕工艺：拉伸强度：60MPa；GB/T 21238-2007拉伸弹性模量：2.50GPa；断裂伸长率：3.5%。 对于离心浇铸工艺：拉伸强度：10 MPa；断裂伸长率：15 %。b）结构层树脂拉伸强度：60MPa；拉伸弹性模量：3.0GPa；断

10、裂伸长率：2.5%；热变形温度：70。注：热变形温度按GB/T 1634.22004中A法进行测试。5.3 颗粒材料颗粒材料的最大粒径不得大于2.5mm和五分之一管壁厚度之间的较小值。其中石英砂的SiO2含量应大于95，含水量应不大于0.2；碳酸钙的CaCO 3含量应大于98，含水量应不大于0.2。6 要求6.1 外观质量FRPM管的内表面应光滑平整，无对使用性能有影响的龟裂、分层、针孔、杂质、贫胶区、气泡和纤维浸润不良等现象；管端面应平齐；边棱应无毛刺；外表面无明显缺陷。6.2 尺寸6.2.1 直径外径系列的应符合表1的规定，内径系列的应符合表2的规定。为方便与其它材质管道的连接，经供需双方

11、协商确定，可套用其它材质管道的尺寸并满足相应要求。 表1 外径系列FRPM管的尺寸和偏差 单位为毫米 公称直径DN外直径偏差2002503003504004505006007008009001000208.0259.0310.0361.0412.0463.0514.0616.0718.0820.0924.01026.0+1.0,-1.0+1.0,-1.0+1.0,-1.0+1.0,-1.2+1.0,-1.4+1.0,-1.6+1.0,-1.8+1.0,-2.0+1.0,-2.2+1.0,-2.4+1.0,-2.6+2.0,-2.6GB/T 21238-2007 表1 （续） 单位为毫米 公称直

12、径DN外直径偏差1200140016001800200022002400260028003000320034003600380040001229.01434.01638.01842.02046.02250.02453.02658.02861.03066.03270.03474.03678.03882.04086.0+2.0,-2.6+2.0,-2.8+2.0,-2.8+2.0,-3.0+2.0,-3.0+2.0,-3.2+2.0,-3.4+2.0,-3.6+2.0,-3.8+2.0,-4.0+2.0,-4.2+2.0,-4.4+2.0,-4.6+2.0,-4.8+2.0,-5.0注1：可根据实

13、际情况采用其他外径系列尺寸，但其外径偏差应满足相应要求。注2：对于DN300的FRPM管，外直径也可采用323.8mm，对于DN400的FRPM管，外直径也可采用426.6mm，该两种规格的正偏差为1.5mm，负偏差为0.3mm。表2 内径系列FRPM管的尺寸和偏差 单位为毫米 公称直径DN内直径范围偏差最小最大100125150200250300350400450500600700800971221471962462963463964464965956597951031281532042553063574084595106127148161.51.51.51.51.51.82.12.42.7

14、3.03.64.24.2GB/T 21238-2007表2 （续） 单位为毫米 公称直径DN内直径范围偏差最小最大900100012001400160018002000220024002600280030003200340036003800400089599511951395159517951995219523952595279529953195339535953795399591810201220142016201820202022202420262028203020322034203620382040204.24.25.05.05.05.05.05.06.06.06.06.06.06.06

15、.07.07.0注：管两端内直径的设计值应在本表的内直径范围内，两端内直径的偏差应在本表规定的偏差范围之内。6.2.2 长度a） FRPM管的有效长度为3m，4m，5m，6m，9m，10m，12m。如果需要特殊长度的管，在订货时由供需双方商定。b） FRPM管的长度偏差：有效长度的0.5%。6.2.3 管壁厚度任一截面的管壁平均厚度应不小于规定的设计厚度，其中最小管壁厚度应不小于设计厚度的90。6.2.4 管壁结构管壁通常由内衬层、结构层和外表层组成。内衬层的厚度应不小于1.2mm。6.2.5 管端面垂直度管端面垂直度应符合表3的规定。表3 管端面垂直度要求 单位为毫米 公称直径DN管端面垂直

16、度偏差DN6004600DN10006DN100086.3 巴氏硬度 FRPM管外表面的巴氏硬度应不小于40。6.4 树脂不可溶分含量GB/T 21238-2007管壁中树脂的不可溶分含量应不小于90。6.5 直管段管壁组分含量 直管段管壁中玻璃纤维、树脂和颗粒材料的含量由管材设计确定，并应在相关技术文件中明确给出。6.6 初始力学性能6.6.1 初始环刚度S0初始环刚度S0应不小于相应的环刚度等级值SN。6.6.2 初始环向拉伸强力Ftha）初始环向拉伸强力Fth应根据工程设计来确定，但其最小值根据式(1)确定： Fth=C1PNDN/2 （1）式中：Fth管的初始环向拉伸强力，单位为千牛每

17、米（kNm）；C1系数，见表4；PN压力等级，单位为兆帕（MPa）；DN公称直径，单位为毫米（mm）。 表4 系数C1 压力等级PN（MPa）1.51.752.02.53.00.10.250.40.60.81.01.21.41.62.02.544444444444444444444444.24.24.1444444445.35.35.15.04.94.84.74.64.54.346.36.36.26.05.95.75.65.55.45.14.8注1： =P0/HDP；其中：P0为短时失效水压；HDP为长期静水压设计压力基准。注2： 当管的环向拉伸强力值的离散系数CV9.0%时，C1应取为表中值

18、乘以0.8236/(1-1.96CV)。b）当无长期静水压设计压力基准试验（HDP ）结果时取C16.3，取C16.3时初始环向拉伸强力的最小值见表5。 表5 无HDP时初始环向拉伸强力Fth的最小值 单位为千牛每米 公称直径DN(mm)压力等级 （MPa）0.10.250.40.60.81.01.21.41.62.02.510012515020025030032394763799579981181581972361261581892523153781892362843784735402523153785046307563153944736307889003784735677569451134

19、441551662882110313235046307561008126014406307889451260157518007889841181157519692250GB/T 21238-2007表5 （续） 单位为千牛每米 公称直径DN(mm)压力等级 （MPa）0.10.250.40.60.81.01.21.41.62.02.5350400450500600700800900100012001400160018002000220024002600280030003200340036003800400011012614215818922125228431537844150456763069

20、375681988294510081071113411971260276315354394473551630709788945110312601418157517331890204822052363252026782835299331504415045676307568821008113412601512176420162268252027723024327635283780403242844536478850406627568519451134132315121701189022682646302434023780415845364914529256706048642668047182756

21、088210081134126015121764201622682520302435284032453650405544604865527056756080648568907295761008011031260141815751890220525202835315037804410504056706300693075608190882094501008010710113401197012600132315121701189022682646302434023780453652926048680475608316907298281058411340120961285213608143641512

22、015441764198522052646308735283969441052926174705679388820970210584114661234813230141121499415876167581764017642160226825203024352840324536504060487056806490721008011088120961310414112151201612817136181441915220160220525202835315037804410504056706300756088201008011340126001386015120163801764018900201

23、6021420226802394025200275631503544393847255513630070887875945011025126001417515750173251890020475220502362525200267752835029925315006.6.3 初始轴向拉伸强力及拉伸断裂应变a）当管道不承受由管内压直接产生的轴向力或未受到特殊轴向力时，其管壁初始轴向拉伸强力FtL应不小于表6的规定值；管壁轴向拉伸断裂应变应不小于0.25%。b）当管道承受由管内压产生的轴向力时，其管壁初始轴向拉伸强力FtL应满足式（2）的要求。FtLC1PNDN/4 （2）式中：FtL管的初始轴向拉伸强力，单位为千牛每米（kNm）；C1系数，见表4，当无长期静水压设计压力基准试验结果时取C16.3；PN、DN同式（1）。GB/T 21238-2007注：承受由管内压产生轴向力的管主要有一端与阀门、盲堵等连接而又没有设置可靠的支墩的