【国家标准(GB)】 玻璃纤维增强塑料夹砂管

ICS83.120
中华人民共和国国家标准
GB/T21238—2007
玻璃纤维增强塑料夹砂管
Glass fiber reinforced plastics mortar pipes(ISO10639:2004(E),Plastics piping systems forpressure andnon-pressure water supply-Glass-reinforced thermosetting plastics(GRP)systems based on unsaturated polyester(UP)resin,NEQ)2007-10-21发布
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局中国国家标准化管理委员会
2008-04-01实施
GB/T21238—2007
规范性引用文件
术语和定义
分类和标记
原材料
卫生性能·
试验方法
检验规则
10标志、包装、运输和贮存
附录A（规范性附录）
附录B（规范性附录）
附录C（规范性附录）
附录D(资料性附录）
附录E（资料性附录）
初始环向拉伸强力试样
长期静水压性能试验及确定方法长期弯曲应变S，试验及确定方法接头技术要求
管件技术要求
本标准对应于ISO10639：2004《压力和非压力给水塑料管系统一饱和聚酯树脂）管》（英文版）,与ISO10639的一致性程度为非等效。GB/T21238—2007
一玻璃纤维增强热固性塑料（不本标准自实施之日起，CJ/T3079—1998《玻璃纤维增强塑料夹砂管》、JC/T838—1998《玻璃纤维缠绕增强热固性树脂夹砂压力管》、JC/T695--1998《离心浇铸玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂夹砂管》废止。
本标准的附录A、附录B和附录C为规范性附录，附录D和附录E为资料性附录。本标准由中国建筑材料工业协会提出。本标准由全国纤维增强塑料标准化技术委员会归口。本标准负责起草单位：同济大学、北京玻璃钢研究设计院。本标准参加起草单位：武汉理工大学、哈尔滨玻璃钢研究院、中国玻璃钢工业协会、上海耀华玻璃钢有限公司、中复连众复合材料集团有限公司、辽宁水业玻璃钢管道有限公司、昊华中意玻璃钢有限公司、浙江东方豪博管业有限公司、惠州天联实业有限公司、新疆永昌积水复合材料股份有限公司。本标准主要起草人：周仕刚、薛元德、胡中永、李卓球、刘在阳、沈碧霞、吕琴。本标准为首次发布。
1范围
玻璃纤维增强塑料夹砂管
GB/T21238-—2007
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100mm～4000mm，压力等级为0.1MPa～2.5MPa，环刚度等级为1250N/m2~10000N/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。GB/T1447纤维增强塑料拉伸性能试验方法GB/T1449纤维增强塑料弯曲性能试验方法GB/T1458纤维缠绕增强塑料环形试样拉伸试验方法GB/T1634.2--2004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
GB/T2576纤维增强塑料树脂不可溶分含量试验方法玻璃纤维增强塑料树脂含量试验方法GB/T2577
GB/T3854
增强塑料巴柯尔硬度试验方法
GB/T5349
纤维增强热固性塑料管轴向拉伸性能试验方法纤维增强热固性塑料管短时水压失效压力试验方法GB/T5351
GB/T5352纤维增强热固性塑料管平行板外载性能试验方法GB5749生活饮用水卫生标准
GB/T8237纤维增强塑料用液体不饱和聚酯树脂GB13115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GB/T18369玻璃纤维无捻粗纱
ISO8483:2003
玻璃纤维增强热固性塑料管和管件证实法兰螺栓连接设计的试验方法ISO8533:2003
玻璃纤维增强热固性塑料管和管件证实粘接或包缠连接设计的试验方法ISO8639:2000玻璃纤维增强热固性塑料管和管件柔性接头密封性试验方法ISO10928：1997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/T21238—2007
玻璃纤维增强塑料夹砂管glassfiberreinforcedplasticsmortarpipes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ringstiffness
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裁天小。它表征管环抵抗外荷载能力。以下式计算：S=EI/D\，通常以N/m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。
定长缠绕工艺filamentwindingprocess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。
离心浇铸工艺centrifugal castingprocess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。
连续缠绕工艺continuousadvancingmandrelmethod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HDPlong-lermhydrostatiedesignpressurebasis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（4，38×105h）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HDBlong-termhydrostaticdesignstressbasis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（4.38×10°h）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S，long-termring一bendingstrain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（4.38×105h）后管弯曲应变即为长期弯曲应变。4分类和标记
4.1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；Ⅱ——离心浇铸工艺；Ⅲ——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（N/m*）：1250、2500、5000、10000。4.2标记
FRPM管的标记方法如下：
FRPM--O-O-O
GB/T21238—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
GB/T21238—2007
示例采用定长缠绕工艺生产、公称直径为1200mm、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-1200-0.6-5000GB/T21238—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/T18369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：在需要输送待定介质的场合，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
5.2.1所采用的不饱和聚酯树脂应符合GB/T8237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GB13115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；
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：≥10MPa；
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；
断裂伸长率：2.5%；
热变形温度：≥70℃。
GB/T21238—2007
热变形温度按GB/T1634.2—2004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SiOz含量应大于95%，含水量应不大于0.2%；碳酸钙的CaCO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。为方便与其他材质管道的连接，经供需双方协商确定，可套用其他材质管道的尺寸并满足相应要求。表1外径系列FRPM管的尺寸和偏差公称直径DN
外直径
单位为旁米
+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,-2.2
+1.0,-2.4
+1.0,—2.6
+2.0,-2.6
+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,-3.8
+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。4
公称直径DN
表2内径系列FRPM管的尺寸和偏差内直径范围
GB/T21238—2007
单位为毫米
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。
FRPM管的长度偏差：有效长度的士0.5%。5
GB/T21238—2007
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
公称直径DN
DN<600
600≤DN<1000
DN≥1000
6.3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
管壁中树脂的不可溶分含量应不小于90%。管端面垂直度偏差
单位为毫米
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S。
初始环刚度S。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Fa
a）初始环向拉伸强力Fa应根据工程设计来确定，但其最小值根据式(1)确定：Fh-C·PN·DN/2
式中：
管的初始环向拉伸强力，单位为千牛每米（kN/m）；系数，见表4；
一压力等级，单位为兆帕（MPa）；一公称直径，单位为毫米（mm）。表4系数C
压力等级PN/MPa
注1：α=P./HDP；其中：P。为短时失效水压；HDP为长期静水压设计压力基准。2.5
注2：当管的环向拉伸强力值的离散系数Cv>9.0%时，C应取为表中值乘以0.8236/(1-1.96C）6
GB/T21238—2007
b）当无长期静水压设计压力基准试验(HDP)结果时取C,=6.3，取Ci=6.3时初始环向拉伸强力的最小值见表5。
5无HDP时初始环向拉伸强力F的最小值公称直径
6.6.3初始轴向拉伸强力及拉伸断裂应变压力等级/MPa
单位为千牛每米
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F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%。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F.应满足式（2）的要求。b)
GB/T212382007
式中：
F≥C.PN.DN/4......
FL一一管的初始轴向拉伸强力，单位为千牛每米(kN/m)；C-—系数，见表4，当无长期静水压设计压力基准试验结果时取C=6.3；PN、DN同式(1)。
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管。5初始轴向拉伸强力最小值F
公称直径
6.6.4水压渗漏
级/MPa
........ (2)
单位为干牛每米
对整管或带有接头连接好的整管施加该管压力等级1.5倍的静水内压，保持2min，管体及连接部位应不渗漏。
6.6.5短时失效水压Www.bzxZ.net
短时失效水压应不小于管的压力等级C倍（C按表4取值），当无长期静水压设计基准试验结果时，取C=6.3。
6.6.6初始挠曲性
每个试样初始挠曲水平A和挠曲水平B应满足表7要求GB/T21238—2007
注：表7的规定是建立在安装后长期使用的现场最大挠度为5%的基础上。如果样品管在满足其中的一项或两项要求（即水平A和水平B)下失效，样品管代表的同批管材的长期许用挑曲值必须将规定值按比例降低。表7初始挠曲性的径向变形率及要求挑曲水平
环刚度等级/（N/m2）
10:000
管内壁无裂纹
管壁结构无分层、无纤维断裂及屈曲注：对于其他环刚度管的初始挠曲性的径向变形率按下述要求执行a）对于环刚度S。在标准等级之间的管，挠曲水平A和B对应的径向变形率分别按线性插值的方法确定；b）对于环刚度S≤1250N/m或≥10000N/m2的管，挑曲水平A和B按下式计算确定：挠曲水平A对应的径向变形率=18×（1250/S）1/3曲水平B对应的径向变形率=30×（1250/S。）V/3。6.6.7初始环向弯曲强度
管壁的初始环向弯曲强度F应根据工程设计确定，但其最小值根据式（3)确定。E,t
(D+4/2)2
式中：
管壁环向初始弯曲强度，单位为兆帕（MPa）；管壁实际测试厚度，单位为毫米（mm）；管的计算直径，单位为毫米（mm），D=D.十t；管的内直径，单位为毫米（mm）；管材初始挠曲性检验达到挠曲水平B时的径向压缩变形量，单位为毫米（mm）)；管壁环向弯曲弹性模量，单位为兆帕（MPa)；由式（4)确定。E=12×10-°S.D\/t3
其中，S。实测的环刚度，单位为牛每平方米（N/m)；一同式（3）。
（3）
注1：对于离心浇铸工艺生产的FRPM管，在计算E，时，其中S。采用挑曲性检验时变形量达到挠曲水平A时对应的荷载值计算得到的环刚度值。注2：当通过试验得到了长期弯曲应变S，后，同规格产品检验时可不进行初始环向弯曲强度的检验。6.7长期性能
6.7.1长期静水压设计压力基准HDP长期静水压设计压力基准HDP应满足下列要求：HDP≥C.·PN
式中：
长期静水压设计压力基准，单位为兆帕(MPa)；PN——同式(1)；
C——系数，见表8。
（5）
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