GBT13663给水用聚乙烯PE管材.docx
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GBT13663给水用聚乙烯PE管材
内蒙古正瑞管业有限责任公司发布
给水用聚乙烯（PE）管材
1前言
本标准非等效采用国际标准ISO4427：
1996《供水用聚乙烯管材规范》。
本标准与ISO4427：
1996的主要差异为：
1.本标准仅包含PE63、PE80、PE100材料制造的管材，不包括由PE32、PE40材料制造的管材；
2.本标准增加了定义一章；
3.对管材的性能要求，增加了“断裂伸长率”项目；
4.增加了“检验规则”一章；
本标准与GB/T13663-1992《给水用高密度聚乙烯（PE）管材》未采用国际标准制定。
自本标准实施之日起，同时代替GB/T13663-1992。
本标准的附录A为提示的附录。
本标准由国家轻工业局提出。
本标准由全国塑料制品标准化技术委员会归口。
本标准起草单位：
山东胜利股份有限公司塑胶事业部；参加起草单位：
齐鲁石油化工股份有限公司树脂研究所、北京雪花电器集团公司北京市塑料制品厂、北京市市政工程设计研究总院
本标准主要起草人：
孙逊谢建玲冯新书李养利刘雨生
Q/NZG001-2012
给水用聚乙烯（PE）管材
11 范围
本标准规定了用聚乙烯树脂为主要原料的材料，经挤出成型的给水用聚乙烯管材（以下简称“管材”）的产品规格、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输、贮存。
本标准还规定了原料的基本性能要求，包括分类体系。
本标准适用于用PE100材料（见4.1）制造的给水用管材。
管材的公称压力为0.32MPa～1.6MPa,公称外径为16mm～1000mm。
本标准规定的管材适用于温度不超过40℃,一般用途的压力输水，以及饮用水的输送。
12 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，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可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。
GB/T2918-1998塑料试样状态调节和试验的标准环境（idtISO291:
1997）
GB/T3681-1983塑料自然气候暴露试验方法
GB/T3682-1983热塑性塑料熔体流动速率试验方法
GB/T6111-1985长期恒定内压下热塑性塑料管材耐破坏时间的测定方法（eqvISO/DP1167:
1978）
GB/T6671.2-1986聚乙烯（PE）管材纵向回缩率的测定（idtISO2506:
1981）
GB/T8804.2-1988热塑性塑料管材拉伸性能试验方法聚烯烃管材（eqvISO/DIS3504-2）
GB/T8806-1988塑料管材尺寸测量方法（eqvISO3126:
1974）
GB/T13021-1991聚乙烯管材和管件炭黑含量的测定（热失重法）（neqISO6964：
1986）
GB/T17219-1998生活饮用水输配水设备及防护材料的安全性评价标准
GB/T17391-1998聚乙烯管材与管件热稳定性试验方法（eqvISO/TR10837:
1991）
GB/T18251-2000聚烯烃管材、管件和混配料中颜料及炭黑分散的测定方法（neqISO/DIS18553:
1999）
GB/T18252-2000塑料管道系统用外推法对热塑性塑料管材长期静液压强度的测定
13 定义、符号和缩略语
本标准采用下列定义、符号和缩略语。
13.1 定义
13.1.1 几何定义
3.1.1.1公称外径dn:
规定的外径，单位为毫米。
3.1.1.2平均外径dem:
管材外圆周长的测量值除以3.142（圆周率）所得的值，精确到0.1mm，小数点后第二位非零数字进位。
3.1.1.3最小平均外径dem，min：
本标准规定的平均外径的最小值，它等于公称外径dn，单位为毫米。
3.1.1.4最大平均外径dem，max：
本部分规定的平均外径的最大值，单位为mm。
3.1.1.5任一点外径dey：
通过管材任一点横截面测量的外径，精确到0.1mm，小数点后第二位非零数字进位。
3.1.1.6不圆度：
在管材同一横截面处测量的最大外径和最小外径的差值。
3.1.1.7公称壁厚en：
管材壁厚的规定值，相当于任一点的最小壁厚ey,min。
3.1.1.8任一点的壁厚ey：
任一点上管材壁厚的测量值，精确到0.1mm，小数点后第二位非零数字进位。
3.1.1.9最小壁厚ey,min：
本标准规定的管材圆周上任一点壁厚的最小值。
3.1.1.10最大壁厚ey,max：
根据最小壁厚（ey，min）的公差确定的管材圆周上任一点壁厚的最大值。
3.1.1.11标准尺寸比（SDR）：
管材的公称外径dn与公称壁厚en的比值。
SDR＝dn/en
13.1.2 与材料有关的定义
3.1.2.1混配料：
以聚乙烯基础树脂加入必要的抗氧剂、紫外线稳定剂和颜料制造而成的粒料。
3.1.2.2σLPL1）:
与20℃、50年、概率预测97.5％相应的静液压强度，单位为兆帕。
3.1.2.3最小要求强度（MRS）：
σLPL圆整到优先数R10或R20系列中下一个较小的值。
3.1.2.4设计应力σs：
规定条件下的允许应力，MRS除以系数C，圆整到优先数R20系列中下一个较小的值，即：
σs＝[MRS]/C…………………………………………
（1）
3.1.2.5总使用（设计）系数C:
一个数值大于1的总系数，它考虑了未在预测下限中体现出的使用条件和管道系统中配件等组成部分的性质。
13.1.3 与使用条件有关的定义
3.1.3.1公称压力（PN）：
本标准中公称压力PN相当于管材在20℃时的最大工作压力，单位为兆帕。
3.1.3.2最大工作压力（MOP）：
管道系统中允许连接使用的流体的最大有效压力，单位为兆帕。
13.2 符号
C:
总使用（设计）系数；
dem:
平均外径；
dem，max：
最大平均外径；
dem，min：
最小平均外径；
dn：
公称外径；
ey：
任一点的壁厚；
ey,min：
最小壁厚；
ey,max：
最大壁厚；
ft:
温度对压力的折减系数；
ty：
管材任一点的壁厚公差；
σLPL:
与20℃、50年、概率预测97.5％相应的静液压强度；
σs：
设计应力。
13.3 缩略语
MFR:
熔体流动速率；
MOP：
最大工作压力；
MRS：
最小要求强度；
1）有时称为与20℃、50年的置信下限σLCL。
PE：
聚乙烯；
PN：
公称压力；
SDR：
标准尺寸比。
14 材料
14.1 命名
本标准中的聚乙烯管材料按如下步骤进行命名：
14.1.1 按照GB/T18252-2000确定材料的与20℃、50年、预测概率97.5%相应的静液压强度σLPL。
14.1.2 按照表1，依据σLPL换算出最小要求强度（MRS），将MRS乘以10得到材料的分级数。
14.1.3 按照表1，根据材料类型（PE）和分级数对材料进行命名。
表1 材料的命名
σLPL，MPa
MRS，MPa
材料分级数
命名
10.00～11.19
10.0
100
PE100
14.2 使用混配料生产聚乙烯管材，混配料为蓝色或黑色，基本性能应符合表2的要求。
蓝色管用材料应能保证该材料制造的管材的耐候性符合表12的要求。
对于PE63级的材料，也可采用管材级基础数值加母料的方法生产聚乙烯管材，对材料的性能的要求自管材上取样进行测试。
表2 材料的基本性能要求
序号
项目
要求
1
炭黑含量1）（质量）％
2.0±2.5
2
炭黑分散1）
≤等级3
3
颜料分散2）
≤等级3
4
氧化诱导时间（200℃），min
≥20
5
熔体质量流动速率（190℃，5Kg）,g/10min
与产品标称值的偏差不应超过±25%
注
1仅适用于黑色混配料；
2仅适用于蓝色混配料；
3仅适用于混配料。
15 产品规格
15.1 本标准的管材按照期望使用寿命50年设计。
15.2 输送20℃的水，C最小可采用Cmin=1.25。
由式
（1）得到的不同等级材料的设计应力的最大允许值见表3。
表3 不同等级材料设计应力的最大允许值
命名
设计应力的最大允许值σs，MPa
PE100
8
15.3 管材的公称压力（PN）与设计应力σs、标准尺寸比（MRS）之间的关系为：
PN=2σs/（SDR-1）……………………………………
（2）
式中：
PN与σs的单位均为兆帕。
15.4 使用PE100等级材料制造的管材，按照选定的公称压力，采用表3中的设计应力而确定的公称外径和壁厚应分别符合表4、表5的规定。
管道系统的设计和使用方可以采用较大的总使用（设计）系数C,此时可选用较高公称压力等级的管材。
表4 PE63级聚乙烯管材公称压力和规格尺寸
公称外径
dn,mm
公称壁厚en,mm
标准尺寸比
SDR33
SDR26
SDR17.6
SDR13.6
SDR11
公称压力MPa
0.32
0.4
0.6
0.8
1.0
表5 PE80级聚乙烯管材公称压力和规格尺寸
公称外径
dn,mm
公称壁厚en,mm
标准尺寸比
SDR33
SDR21
SDR17
SDR13.6
SDR11
公称压力MPa
0.4
0.6
0.8
1.0
1.25
表4PE100级聚乙烯管材公称压力和规格尺寸
公称外径
dn,mm
公称壁厚en,mm
标准尺寸比
SDR26
SDR21
SDR17
SDR13.6
SDR11
公称压力MPa
0.6
0.8
1.0
1.25
1.6
15.5 聚乙烯管道系统对温度的压力折减
当聚乙烯管道系统在20℃以上温度连续使用时，最大工作压力（MOP）应按式（3）计算：
MOP=PN×f1…………………………………………（3）
式中：
f1——折减系数，在表5中查取。
对某一材料，只要依据GB/T18252的分析，认为较小的折减是可行的，则可以使用比表7中数值高的折减系数。
表550年寿命要求，40℃以下温度的压力折减系数
温度，℃
20
30
40
压力折减系数f1
1.0
0.87
0.74
16 技术要求
16.1 颜色
市政饮用水管材的颜色为蓝色或黑色，黑色管上应有共挤出蓝色色条。
色条沿管材纵向至少有三条。
其它用途水管可以为蓝色或黑色。
暴露在阳光下的敷设管道（如地上管道）必须是黑色。
16.2 外观
管材的内外表面应清洁、光滑，不允许有气泡、明显的划伤、凹陷、杂质、颜色不均等缺陷。
管端头应切割平整，并与管轴线垂直。
16.3 管材尺寸
16.3.1 管材长度
6.3.1.1直管长度一般为6mm、9mm、12mm，也可由供需双方商定。
长度的极限偏差为长度的＋0.4％，－0.2％。
6.3.1.2盘管盘架直径应不小于管材外径的18倍。
盘管展开长度由供需双方商定。
16.3.2 平均外径
管材的平均外径，应符合表6规定。
对于精公差的管材采用等级B，标准公差管材采用等级A。
采用等级B或等级A由供需双方商定。
无明确要求时，应视为采用等级A。
表6 平均外径
mm
公称外径
dn,mm
最小平均外径
dem，min
最大平均外径dem，max
等级A
等级B
16
20
25
32
40
50
63
16.0
20.0
25.0
32.0
40.0
50.0
63.0
16.3
20.3
25.3
32.3
40.4
50.5
63.6
16.3
20.3
25.3
32.3
40.3
50.3
63.4
75.5
16.3.3 壁厚及偏差
管材的最小壁厚ey,min等于公称壁厚en。
管材任一点的壁厚公差应符合表7的规定。
表7 任一点的壁厚公差
最小壁厚
ey,min
公差
ty
最小壁厚
ey,min
公差
ty
最小壁厚
ey,min
公差
ty
＞
≤
＞
≤
＞
≤
2.0
3.0
4.0
4.6
5.3
6.0
6.6
7.3
8.0
8.6
9.3
10.0
10.6
11.3
12.0
12.6
13.3
14.0
14.6
15.3
16.0
16.5
17.0
17.5
18.0
18.5
19.0
19.5
20.0
20.5
21.0
21.5
22.0
22.5
23.0
23.5
24.0
24.5
3.0
4.0
4.6
5.3
6.0
6.6
7.3
8.0
8.6
9.3
10.0
10.6
11.3
12.0
12.6
13.3
14.0
14.6
15.3
16.0
16.5
17.0
17.5
18.0
18.5
19.0
19.5
20.0
20.5
21.0
21.5
22.0
22.5
32.0
23.5
24.0
24.5
25.0
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
2.2
2.3
2.4
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7
3.8
3.9
4.0
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
25.0
25.5
26.0
26.5
27.0
27.5
28.0
28.5
29.0
29.5
30.0
30.5
31.0
31.5
32.0
32.5
33.0
33.5
34.0
34.5
35.0
35.5
36.0
36.5
37.0
37.5
38.0
38.5
39.0
39.5
40.0
40.5
41.0
41.5
42.0
42.5
43.0
43.5
44.0
44.5
25.5
26.0
26.5
27.0
27.5
28.0
28.5
29.0
29.5
30.0
30.5
31.0
31.5
32.0
32.5
33.0
33.5
34.0
34.5
35.0
35.5
36.0
36.5
37.0
37.5
38.0
38.5
39.0
39.5
40.0
40.5
41.0
41.5
42.0
42.5
43.0
43.5
44.0
44.5
45.0
5.0
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
6.0
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
7.0
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
8.0
8.1
8.2
8.3
8.4
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
45.0
45.5
46.0
46.5
47.0
47.5
48.0
48.5
49.0
49.5
50.0
50.5
51.0
51.5
52.0
52.5
53.0
53.5
54.0
54.5
55.0
55.5
56.0
56.5
57.0
57.5
58.0
58.5
59.0
59.5
60.0
60.5
61.0
45.5
46.0
46.5
47.0
47.5
48.0
48.5
49.0
49.5
50.0
50.5
51.0
51.5
52.0
52.5
53.0
53.5
54.0
54.5
55.0
55.5
56.0
56.5
57.0
57.5
58.0
58.5
59.0
59.5
60.0
60.5
61.0
61.5
9.0
9.1
9.2
9.3
9.4
9.5
9.6
9.7
9.8
9.9
10.0
10.1
10.2
10.3
10.4
10.5
10.6
10.7
10.8
10.9
11.0
11.1
11.2
11.3
11.4
11.5
11.6
11.7
11.8
11.9
12.0
12.1
12.2
16.4 静液压强度
管材的静液压强度应符合表的要求。
表8 管材的静液压强度
序号
项目
环向应力，MPa
要求
PE63
PE80
PE100
1
20℃静液压强度（100h）
8.0
9.0
12.4
不破裂，不渗漏
2
80℃静液压强度（165h）
3.5
4.6
5.5
不破裂，不渗漏
3
80℃静液压强度（1000h）
3.2
4.0
5.0
不破裂，不渗漏
80℃静液压强度（165h）试验只考虑脆性破坏。
如果在要求的时间（165h）内发生韧性破坏，则按表9选择较低的破坏应力和相应的最小破坏时间重新试验。
表9 静液压强度的再试验要求
PE63
PE80
PE100
应力
MPa
最小破坏时间
h
应力
MPa
最小破坏时间
h
应力
MPa
最小破坏时间
h
3.4
3.3
3.2
285
538
1000
4.6
4.5
4.4
4.3
4.2
4.1
4.0
165
219
293
394
533
727
1000
5.5
5.4
5.3
5.2
5.1
5.0
-
165
233
332
476
688
1000
-
16.5 物理性能
管材的物理性能应符合表10的要求。
当在混配料中加入回用料挤管时，对管材测定的熔体质量流动速率与对混配料测定值之差，不应超过25％。
表10 管材物理性能要求
序号
项目
要求
1
断裂伸长率，％
≥350
2
纵向回缩率（110℃），％
≤3
3
氧化诱导时间（200℃），min
≥20
4
耐候性1）
（管材累计接受≥3.5GJ/m2老化能量后）
80℃静液压强度（165h），试验条件同表10
不破裂，不渗漏
断裂伸长率，％
≥350
氧化诱导时间（200℃），min
≥20
1）仅适用于蓝色管材。
16.6 卫生性能
用于饮用水输配的管材卫生性能应符合GB/T17219的规定。
17 试验方法
17.1 试样的状态调节和试验的标准环境
按GB/T2918规定，温度为（23±2）℃，状态调节时间为24h。
试验方法标准中由规定的按照试验方法标准。
17.2 颜色及外观
用肉眼观察。
17.3 尺寸测量
17.3.1 长度
用精度为1mm的钢卷尺测量直管。
17.3.2 平均外径
按GB/T8806规定测量平均外径。
17.3.3 壁厚及偏差
按GB/T8806规定测量管材的壁厚及偏差。
17.4 炭黑含量
按GB/T1302规定进行。
17.5 颜料及炭黑分散
按GB/T18251规定进行。
17.6 氧化诱导期
按GB/T17391规定进行。
试样应取自管材的内表面。
老化后试样应取自被曝晒管材试样的老化表面刮削0.4mm后的表面。
17.7 熔体流动速率
按GB/T3682规定进行。
17.8 静液压强度
按GB/T6111规定进行。
管内外介质均为水，可采用a类型接头或b类型接头，仲裁时，采用a类型接头。
17.9 断裂伸长率
按GB/T8804.2规定进行。
断裂伸长率试验适用于管材壁厚不大于12mm时。
老化后试样应取自管材被曝晒的一侧。
17.10 纵向回缩率
按GB/T6671.2规定进行。
外径大于200mm的管材，可以使用纵向切取的管材样条试验。
试验温度为（110±2）℃。
17.11 耐候性
应采用公称外径32mm,SDR11的管材。
当生产厂的管材规格大于公称外径32m时，应采用所生产的公称外径最小，SDR最大的管材。
按GB/T3681规定进行曝晒。
然后按7.8进行静液压强度试验，按7.9进行断裂伸长率测定，按7.6进行氧化诱导时间测定。
17.12 卫生性能
应采用生产厂公称外径最小的管材。
按GB/T17219规定进行。
18 检验规则
检验分为出场检验和型式检验。
18.1 出厂检验
出厂检验项目为6.1，6.2，6.3，以及6.4中的80℃静液压强度（165h）试验，6.5中的断裂伸长率、氧化诱导期时间检验。
18.1.1 组批
同一混配料、配方和工艺连续生产的同一规格管件作为一批，每批数量不超过100t。
生产期7天尚不足100t，则以7天产量为一批。
18.1.2 抽样
6.1，6.2，6.3检验按表13规定，采用正常检验一次抽样方案，取一般检验水平I，合格质量水平（AQL）6.5检验。
表11 抽样方案
基本单位：
根
批量范围
N
样本大小
n
合格判定数
Ac
不合格判定数
Re
≤150
151～280
281～500
501～1200
1201～3200
3201～10000
8
13
20
32
50
80
1
2
3
5
7
10
2
3
4
6
8
11
在计数抽样合格的产品中，进行6.4中的80℃静液压强度（165h）试验，6.5中的断裂伸长率、氧化诱导时间。
静液压强度和氧化诱导时间试验数均为一个。
18.2 型式检验
型式检验的项目为本标准中除80℃静液压强度（165h）外的全部技术要求。
18.2.1 分组及抽样
根据管材公称外径，按照表12，对管材进行尺寸分组。
表12 管材的尺寸分组
尺寸组
1
2
3
4
公称外径dn,mm
dn≤63
63＜dn≤225
225＜dn≤630
630＜dn≤1000
根据本标准的技术要求，选取每一组中生产厂所生产的SDR最小的最大直径管材和最小直径管材，并按8.1.2规定对6.1、6.2、6.3进行试验，在检验合格的样品中抽取样品，进行6.4中20℃静液压强度（100h）、80℃静液压强度（165h）试验，6.5及6.6性能的检验。
18.2.2 若有以下以下情况之一，应进行型式试验：
a）新产品或老产品转厂生产的试制定型鉴定；
b）结构、材料、工艺有较大变动可能影响产品性能时；
c）产品长期停产后恢复生产时；
d）出厂检验结果
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