玻璃钢夹砂管GB/T 21238-2007编制说明
1 .1 编制国标的目的
玻璃纤维增强塑料夹砂管(俗称玻璃钢夹砂管,Glass fiber reinforced plastics mortar pipes,简称FRPM管)在我国的应用已有10多年的历史。特别是在中国城镇建设行业标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》(CJ/T 3079-1998)、中国建材行业标准《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂砂压力管》(JC/T 838-1998)及《离心浇铸玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂夹砂管》(JC/T 695-1998)等三个行业标准发布后,玻璃纤维增强塑料夹砂管得到了更为广泛地应用。三个行业标准的发布实施为推动我国FRPM管的发展应用起了极大的作用,同时三个标准又各有特点,中国城镇建设行业标准把定长缠绕、连续缠绕和离心浇铸这三种目前国内外最为成熟的工艺生产的FRPM管纳入一个标准,这与国际和国外标准相类似。而JC/T 838-1998把FRPM管的工程结构设计方法作为附录编入标准,这为FRPM管的工程结构设计应用提供了依据,随着FRPM管越来越广泛的应用,有必要在这三个行业标准的基础上形成国家标准,这样为FRPM管产品标准的统一,为方便目前工程中广泛采用的招投标操作都具有十分重要的意义,为我国的FRPM管的发展创造更好的技术条件。通过本标准的制定,进一步使我国的玻璃纤维增强塑料夹砂管产品标准化、统一化,以推动和满足我国玻璃纤维增强塑料夹砂管的发展和应用的需要。
总之,国标的编制,可达到以下目的:
1 . 使不同工艺生产的FRPM管的性能保持在相同水平上;
2 . 方便用户使用,保证工程质量;
3 . 规范市场的需要,如进行产品许可证管理需要国标;
4 . 与国际标准等保持一致。
1.2 编制依据
2003 年8月,全国纤维增强塑料标准化技术委员会下发文件增塑标(2003)字第(12)号文件“关于转发2003年建材国家标准制修订计划的通知”,其中转发了国家标准化管理委员会以国标委计划〔2003〕37号文件下达了“2003年制修订国家标准项目计划的通知”,项目编号为20031688-T-609的是起草《玻璃纤维增强塑料夹砂管》,以此为依据,特起草本标准。主要起草单位为同济大学复合材料与结构研究所,北京玻璃钢研究院。
1 .3 编制过程
标准编制任务下达后,在全国纤维增强塑料标准化委员会的指导下,考虑到玻璃纤维增强塑料夹砂管已有三个行业标准,有关的科研测试单位在玻璃钢夹砂管生产应用的作用,同时目前有三种成熟工艺并有相应的具有一定规模的厂家,为搞好标准的组织起草工作,通过多次协调沟通,在2004年3月成立了标准工作组。
标准工作组由主要起草单位负责,包括了原行业标准的主要起草人、国内的主要科研、检测单位的有关同志参加,另外邀请国内主要的玻璃钢夹砂管生产企业参加标准的部分工作。
标准工作组首先收集了国内和国际、国外的相关标准,在标准的起草过程中,适逢国际标准《压力和非压力给水塑料管系统——玻璃纤维增强热固性塑料(不饱和聚酯树脂)管》(ISO 10639:2004,英文版,2004年第一版)正式发布,中国工程建设标准化协会管道专业委员会正在主持起草并通过了FRPM管的工程结构设计规程,工作组在仔细研究该国际标准和设计规程后商定,考虑到国内的设计规程中的设计方法服从于国家统一的给水排水管道结构设计体系,不同于国外的玻璃纤维增强塑料夹砂管的设计方法,为使新起草的国家标准与国内已开始执行的设计规程和施工验收规程相协调和适应,新起草的标准应非等效采用国际标准。与国际标准比较,起草的新标准在环向拉伸强度及在无试验结果的管道长期性能的取值方面都作了更为安全的要求,此外,把接口技术要求和管件技术放到标准中,作为资料性附录。
在编制本标准的过程中,适逢中国工程建设标准化协会管道专业委员会正在主持起草并通过了FRPM管的设计规程,该规程和我国给水排水工程管道结构设计规范在设计方法上保持一致,为了保持技术条件和指标的有效衔接,在本标准起草过程中起草人员与设计规程编写组有关成员进行了多次沟通,并在本标准中力求做到与设计规程进行合理衔接。
标准工作组在经过多次集体审稿后形成征求意见稿,并于2005年9月开始征求意见,根据反馈的意见进行了修改,形成了送审稿。2006年11月在上海进行审查。2007年4月提交报批稿。2007年10月21 日获批准。2008年4月1日开始实施。
本标准实施后将取代中华人民共和国城镇建设行业标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》(CJ/T 3079-1998)成为中国工程建设标准化协会标准《给水排水工程埋地玻璃纤维增强塑料夹砂管管道结构设计规程》(CECS190:2005)和《埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管道工程施工及验收规程》(CECS129:2001)所规定的管材产品的依据标准。
值得玻璃纤维增强塑料夹砂管生产企业、技术人员注意的《埋地给水排水玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管道工程施工及验收规程》(CECS129:2001)的封面如下:
中国工程建设标准化协会标准
给水排水工程 埋地玻璃纤维增强塑料夹砂管管道结构设计规程
Specification for structural design of buried glass fiber reinforced plastic mortar pipeline of water supply and sewerage engineering
CECS190 : 2005
主编单位:北京市市政工程设计研究总院
批准单位:中国工程建设标准化协会
实施日期: 2006 年 3 月 1 日
中国建筑工业出版社
2005 北京
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1.4 采标情况
本标准是以中华人民共和国城镇建设行业标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》(CJ/T 3079-1998)为基础,同时总结了中华人民共和国建材行业标准《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管》(JC/T 838-1998)和中华人民共和国建材行业标准《离心浇铸玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂夹砂管》(JC/T 695-1998)等行业标准的应用实践情况,参考了国际标准《压力和非压力给水塑料管系统—玻璃纤维增强热固性塑料(不饱和聚酯树脂)管》(ISO10639-2004)和美国ANSI/AWWA C950-2001《玻璃纤维增强塑料压力管》标准等编制而成的。本标准的整体结构及技术要求与国内现行的行业标准及国际和先进国外标准的比较列于表1。
考虑到我国玻璃纤维增强塑料夹砂管的生产现状,本标准适用于生产玻璃纤维增强塑料夹砂管的三种典型的工艺,即定长缠绕工艺、离心浇铸工艺和连续缠绕工艺。以上三类工艺及产品各有特点,但只要产品达到本标准的要求,再配合有合理的施工,均可使产品的使用安全可靠。
表1 本标准的采标情况汇总表
序号 | 项目 | 本标准 | CJ/T 3079 | JC/T 838 | JC/T 695 | ISO10639 | AWWA C950 | |
1 | 整体结构 | 分10章 范围、引用标准、术语和定义、分类和标记、原材料、技术要求、卫生性能、试验方法、检验规则、标志包装运输和贮存 | 分9章 范围、引用标准、定义、产品分类、规格尺寸、技术要求、试验方法、检验规则、标志运输和贮存 | 分9章 范围、引用标准、定义、分类、技术要求、试验方法、检验规则、连接方法、标志包装运输和贮存 | 分8章 范围、引用标准、定义、分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志包装运输和贮存 | 分6章 范围、引用标准、术语和定义、总体要求、直管、管件、连接性能 | 分6章 总则、引用标准、定义、技术要求、检验、交货 | |
2 | 原材料 | 玻璃纤维制品 | 无碱玻璃纤维,并达到相应标准要求 | 无碱或中碱玻璃纤维,并达到相应标准要求 | 无碱或中碱玻璃纤维,并达到相应标准要求 | 无碱或其他玻璃纤维,并达到相应标准要求 | E 或C玻璃纤维,并达到相应标准要求 | 无明确规定种类,但应达到相应标准要求 |
3 | 树脂 | 规定了力学性能和热变形温度指标,并达到相应标准要求 | 达到相应标准要求 | 达到相应标准要求 | 达到相应标准要求 | 规定了热变形温度指标,并达到相应标准要求 | 达到相应标准要求 | |
4 | 颗粒材料 | 对粒径、成分含量、含水量等作出规定 | 对成分含量、含水量等作出规定 | 无明确要求 | 无明确要求 | 对粒径作出规定 | 无明确要求 | |
5 | 技术要求 | 管道直径 | 100mm -4000mm 分内径和外径2个常用系列 | 200mm -2500mm 分内径和外径2个常用系列 | 100mm -3600mm 分内径和外径2个常用系列 | 200mm -2400mm 外径1个常用系列 | 50mm -4000mm 分内径和外径共8个系列 | 25mm -3600mm 分内径和外径共6个系列 |
6 | 压力等级 | 0.1MPa-2.5MPa | 0.1MPa-2.5MPa | 0.25MPa-2.0MPa | 0.1MPa-2.5MPa | 0.1MPa-3.2MPa | 0.345MPa -1.724MPa | |
7 | 刚度等级
| 1250N/m2 -10000N/m2 | 1250N/m2 -10000N/m2 | 1250N/m2 -10000N/m2 | 2500N/m2 -10000N/m2 | 500N/m2 -10000N/m2 | 1250N/m2 -10000N/m2 ( 相当于) |
表1 本标准的采标情况汇总表(续1)
序号 | 项目 | 本标准 | CJ/T 3079 | JC/T 838 | JC/T 695 | ISO10639 | AWWA C950 | |
8 | 标准有效长度 | 3m ,4m,5m,6m, 9m ,10m,12m | 无明确规定 | 4m ,6m,8m, 10m ,12m | 6m | 3m ,4m,5m,6m, 9m ,10m,12m,18m | 无明确规定 | |
9 | 管壁厚度 | 平均壁厚不小于设计值,最小壁厚不小于设计值的90%。 | 平均壁厚不小于设计值,最小壁厚不小于设计值的90%。 | 平均壁厚不小于设计值,最小壁厚不小于设计值的90%。 | 规定最小值。 | 最小不小于3mm,制造厂家给出最小厚度。 | 平均壁厚不小于设计值,最小壁厚不小于设计值的87.5%。 | |
10 | 端面垂直度 | 有规定 | 有规定 | 无明确规定 | 有规定 | 无规定 | 无规定 | |
11 | 外观质量 | 有明确要求 | 有明确要求 | 有明确要求 | 有明确要求 | 有明确要求 | ||
12 | 管壁结构 | 有明确要求,分内衬层、结构层和外表层 | 有明确要求,分内衬层、结构层和外保护层 | 有明确要求,分内衬层、结构层、夹砂层和表面层 | 有明确要求,分内衬层、结构层和外表层 | |||
13 | 巴氏硬度 | 外表层不小于40 | 外表层不小于40 | 管表面不小于40 | ||||
14 | 树脂不可溶分含量 | ≥90% | ≥90% | ≥90% | ||||
15 | 管壁组分含量 | 由设计确定 | ||||||
16 | 管刚度 | 不小于管刚度等级值 | 不小于管刚度等级值 | 不小于管刚度等级值 | 不小于管刚度等级值 | 不小于管刚度等级值 | 不小于管刚度等级值 | |
17 | 初始环向拉伸强力 | 有工程结构设计确定,最小值为压力等级内压产生的环向应力的4倍,无HDB值时,为6.3倍。 | 最小值为压力等级内压产生的环向应力的4倍,无HDB值时,为6.0倍。 | 最小值为压力等级内压产生的环向应力的4倍,无HDB值时,为6.0倍。 | 最小值约为压力等级内压产生的环向应力的4.3倍 | 最小值由HDB值确定。 | 最小值为压力等级内压产生的环向应力的4倍,由HDB值确定。 | |
18 | 初始轴向拉伸强力 | 由管径、压力等级等确定。同ISO。 | 由管径、压力等级等确定。 | 由管径、压力等级等确定。 | 由管径、压力等级等确定。 | 由管径、压力等级等确定。 | 由管径、压力等级等确定。 | |
19 | 水压渗漏试验 | 压力等级1.5倍,保压2min,无渗漏。 | 压力等级1.5倍,保压2min,无渗漏。 | 压力等级1.5倍,保压2min,无渗漏。 | 压力等级1.5倍,保压2min,无渗漏。 | 压力等级2倍,保压0.5min,无渗漏。 | ||
20 | 短时失效水压 | 缩比试验 | 直接试验 | 直接试验 | ||||
21 | 初始挠曲性 | 各标准相同 | 各标准相同 | 各标准相同 | 各标准相同 | 各标准相同 | 各标准相同 |
表1 本标准的采标情况汇总表(续2)
序号 | 项目 | 本标准 | CJ/T 3079 | JC/T 838 | JC/T 695 | ISO10639 | AWWA C950 | |
22 | 初始环弯曲强度 | 针对工程设计规范而增加 | ||||||
23 | 24h 静水压 | 有明确要求 | 有明确要求 | |||||
24 | 24h 挠曲性 | 有明确要求 | 有明确要求 | |||||
25 | HDB | 要求3年内提供 | 要求3年内提供 | 要求提供 | 要求提供 | |||
26 | Sb | 要求3年内提供 | 要求3年内提供 | 要求提供 | 要求提供 | |||
27 | 卫生要求 | 符合相应规范要求。 | 符合相应规范要求。 | 符合相应规范要求。 | 符合相应规范要求。 | 符合相应规范要求。 | 符合相应规范要求。 | |
28 | 连接 | 置入参考性附录。 | 有基本要求。 | 有基本要求。 | 另有产品标准。 | 有明确要求。 | 有基本要求。 | |
29 | 管件 | 置入参考性附录。 | 另有产品标准。 | 有明确要求。 |
相对于:中国城镇建设行业标准《玻璃纤维增强塑料夹砂管》(CJ/T 3079-1998)、
中国建材行业标准《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂砂压力管》(JC/T 838-1998)等的主要变化:
1. 压力等级很密
PN (MPa):0.1、0.25、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、2.0、2.5;
2. 对于原材料要求增加内容
要求使用无碱玻璃纤维
对于树脂,规定了拉伸性能要求,对结构层树脂,还有热变形温度的要求。
3. 增加了“直管段管壁组分含量“
4. 环向拉伸强度值的最小安全系数:6.3倍(无长期静水压设计基准植,HDB),还需计算离散系数的修正;
5. 轴向强度植有变化,统一按ISO10639要求;增加了管道承受内压产生轴向力时管的轴向强度最小值(Ftl≥C1•PN•DN/4),管轴向断裂应变的最小值;
6. 增加了“环向弯曲强度” 因为工程结构设计规范中有此项目
7. 管刚度测试:变形调整到3%,乘以修正系数;
8. 管刚度、挠曲性测试: 加载速度变化,保持弯曲应变率不变
9. 短时失效水压检验: 仅在型式检验中要求,且可采用缩比法制样进行
10. 因为有了CECS 190 (JC/T 838-1998)附录D 没有再编入
11. 增加了资料性附录:接头技术要求 管件技术要求