摘要:介绍了工程用缠绕结构壁管和双壁波纹管四个塑料管材标准,结合笔者试验工作简单讨论标准中的定义、标记、技术要求及试验方法存在的异同以及对标准的几点看法。
关键词:塑料管材;标准;技术指标;试验方法
PE缠绕结构壁管是一种内外壁光滑,中空工字型结构壁管材。该管材具有抗外压能力强,较好的柔韧性,连接简单、安全可靠等优点,因此在排水管、排污管等城市管道建设领域应用具有显著优势。双壁波纹管(分PVC-U和PE型两种)内壁光滑平整、外壁呈梯形或弧形波纹状,内外壁间有夹壁中空层,环刚强度高,可适应土壤的不均匀沉降性,埋地使用寿命达50年以上。这两种不同结构的管是目前各地建设主管部门相继通过法规推广使用的塑料排水管材。
本文结合笔者多年对管材检验工作的总结,浅要分析了标准内容的异同,对标准的不合理之处提出了些建议。
1产品标准
我国涉及聚乙烯缠绕结构壁管的行业标准有建设部颁布标准“高密度聚乙烯缠绕结构壁管材(CJ/T165-2002)”。相应的国家标准为“埋地用聚乙烯(PE)结构壁
管道系统第二部分:聚乙烯缠绕结构壁管材(GB/T19472.2-2004)”,它相对应CJ/T165-2002。两个双壁波纹管标准则是国家标准“埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第一部分:聚乙烯双壁波纹管(GB/T19472.1-2004)”和“埋地排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)结构壁管道系统第一部分:双壁波纹管材(GB/T18477.1-2007)”。
2定义及标记方法
表1四个标准的在定义和标记方法上的差异
表示管材尺寸规格的数值 PVC-U双壁波纹管+公称尺寸+环刚度等级+本部分号
各标准在下定义和品种标记方法上有一定的差别,表1列出了四个标准的差异。为方便后面描述,将四个标准分别由①②③④代替。
从表中看出,①③是缠绕结构壁管材,这两个标准只将内径作为公称值;而另外两个标准没有做明确要求,即是说既可以以内径为公称值,又可以外径为公称值。标记方法上,由于缠绕结构壁管材有不同结构型式,因此在内容上多一项,其它无实质差别。对标准①,并没有与国家标准在定义用语上统一,用“公称直径”而未用“公称尺寸”,也无标记方法的内容,建议在做标准修订时参考其它国家标准,与国家标准一致。
3技术要求
3.1颜色、外观
标准③要求管材颜色必须为黑色,其它可有供需双方协商;外观除在文字描述上的简单差异外,无实质差异。
3.2尺寸
标准的起草单位是不同公司研究探讨制定的,对不同规格尺寸的技术要求可能有所不同。内径系列也不需要对外径作技术要求,但内径和壁厚需满足要求。
3.3物理力学性能
不同标准的物理力学性能检测项目有所不同,技术指标也略有不同。具体见表2和表3:
表2各标准部分物理力学性能及其技术指标
注 表中的A、B、C表示缠绕结构壁管材的结构型式
表2说明以下几个问题:第一,GB/T18477.1-2007在技术指标上不但对密度开始做了要求,而且对PVC-U材质的管材在蠕变比率的要求上更高(≤2.5),其它三个标准均为≤4,该标准是在2008-09-01实施的,可以看出,相关企业及标准化技术委员会对产品的性能要求有所提高。第二,缠绕结构壁管材由于结构的特殊性,增加了缝的拉伸强度和内外表面平整管材的纵向回缩率,而内表面光滑、外表面为中空螺旋形肋的管材做烘箱试验;第三,烘箱试验和纵向回缩率试验对技术指标的描述不同一,如果说是因为管材材质或结构不同以致编写专家对试验的技术指标作了不同要求,那笔者不认同,理由很简单,如果试验出现气泡,标准③④能合格吗?如果从材质看,标准①②③应该一致,如果从结构看①③、②④应该一致,但事实上没有。
表3各标准环柔性(扁平试验)的技术指标
表3说明缠绕结构壁管和双壁波纹管在技术指标上的差异。作为缠绕结构壁管,标准①与标准③相比,第d条给在了技术指标上,而标准③也在试验方法上给了说明,具体内容是“壁结构的任何部分无开裂,试样沿肋切割处开始的撕裂允许小于0.075dem或75mm(取较小值)”,事实上0.075dem=0.075(dim+2ec)。对于双壁波纹管,相比之下,标准④按不同规格尺寸做了不同要求,在标准修订之前,GB/T18477-2001要求所有管径都不得出现反向弯曲,说明技术要求下降。
综上所述,四个标准在技术要求上存在一定差异,但这些差异又完全可以统一,这或许是编写专家想区别于其它标准,但笔者认为将其统一可以减少检验员对检测合格与否判断的准确性。
4试验方法
标准中对尺寸测量所使用的设备精度要求不一样,厚度测量方法也有所不同。表4对尺寸的部分项目做了区别对比。
从表中看出,对测量设备的精度要求可归为两类:缠绕结构壁管类和双壁波纹管类。试验中对内外径测量方法区别明显,如内径,缠绕结构壁管需要测量四组数据取其平均,双壁波纹管只需测量两次数据取其平均。而外径,双壁波纹管也有差别,标准②绕外壁一周读书再除以3.142,标准④仍对同一断面测量两次数据取其平均。
其它试验项目中,标准①用扁平试验而不是环柔性,试验原理是当试样在垂直方向内径变形量为原内径的30%时立即卸荷,试验中力应无减少。其它三个标准试验原理是当试样在垂直方向外径变形量为原外径的30%时立即卸荷。一个是以内径为基准,另一个则以外径为基准,这就是标准对命名上的区别。
表4各标准部分尺寸项目对设备要求及试验方法
环刚度试验标准③有不同的取样规定,对于管材DN/ID>500mm时,从管材上截取一个试样,旋转120°试验一次,取三次试验的算数平均值,其它三个标准则是在外表面以一个基准点沿长度方向每隔120°划一条线为标记。
烘箱试验对于PVC-U材质的管材也是提高了要求的,其试验温度为150℃,PE管则为110℃。
5标准中出现的错误
本文所讨论的四个标准中笔者发现(个人观点)部分描述上的错误,举例如下:
6几点小结
(1)根据我国塑料管道行业的现状,“十一五”期间塑料管道加工业还将以PVC-U管道和PE管道为发展重点,并大力发展改性、复合以及其它新型塑料管道。塑料管材产品性能的提高,标准的技术含量也跟随提高,这要求我们检测人员的专业水平必须过关,相当一批检测部门的检测人员本身不具备高分子材料及工程应用知识,对标准的理解深度又不够,难以在检测操作中做到正确理解,准确执行。必须加强业务培训和标准学习,提高检测人员的专业水平。
(2)塑料管材的品种和类型频多,标准的起草单位也各不相同,就本文所探讨的四个标准而言,虽然试验项目大致相同,但部分名称用语、试验方法及设备精度要求不一,从技术要求来看,这完全可以统一一致。还有部分标准用词上的严重错误,像“最小刻度不低于”这样的低级错误,这说明标准起草单位对标准的重视程度不够,标准化技术委员会对上报标准的审核力度不够。同时,建议建设部给水排水产品标准化技术委员会和全国塑料制品标准化技术委员会在审核标准时可以统一。
参考文献:
[1]CJ/T165-2002高密度聚乙烯缠绕结构壁管材[S].
[2]GB/T19472.1-2004埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第一部分:聚乙烯双壁波纹管[S].
[3]GB/T19472.2-2004埋地用聚乙烯(PE)结构壁管道系统第二部分:聚乙烯缠绕结构壁管材[S].
[4]GB/T18477.1-2007埋地排水用硬聚氯乙烯(PVC-U)结构壁管道系统第一部分:双壁波纹管材[S].
[5]GB/T2918-1998塑料试样状态调节和试验的标准环境[S].
[6]GB/T8170-2008数值修约规则与极限数值的表示和判定[S].
[7]GB/T8806-1988塑料管材尺寸测量方法[S].
[8]GB/T9647-2003热塑性塑料管材环刚度的测定[S].
[9]ISO13968:1997塑料管道及输送系统热塑性塑料管材环柔性的测定[S].