聚乙烯雙壁波紋管材新舊國標(biāo)GB/T19472.1對比分析

胡薇月

（陜西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，陜西 西安 710048）

聚乙烯（PE）雙壁波紋管是以高密度聚乙烯為主要原料，經(jīng)過管材成型、切斷和擴(kuò)口三種工藝生產(chǎn)出的一種內(nèi)壁光滑，外壁成環(huán)形波紋結(jié)構(gòu)的新型管材。這種管材在歐美發(fā)達(dá)國家已經(jīng)被全面推廣和應(yīng)用。我國聚乙烯（PE）雙壁波紋管國家標(biāo)準(zhǔn)——GB/T19472.1-2004（以下簡稱04版）實(shí)行已有十幾年時(shí)間，與目前新版國際標(biāo)準(zhǔn)存在差異?，F(xiàn)如今，PE雙壁波紋管的生產(chǎn)和使用正處于上升趨勢，對制造工藝和產(chǎn)品要求都有較大變化。為了適應(yīng)我國國情，我國于2020年3月1日實(shí)施GB19472.1-2019（以下簡稱19版）新標(biāo)準(zhǔn)。本文從管材、檢驗(yàn)內(nèi)容等方面對新舊標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，從監(jiān)督檢驗(yàn)單位的角度，對管材制造商提出相關(guān)建議，同時(shí)也指出新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后監(jiān)督檢驗(yàn)的重點(diǎn)，以供檢驗(yàn)單位和相關(guān)產(chǎn)品制造商參考。

1 新舊標(biāo)準(zhǔn)對比說明

19版在內(nèi)容和結(jié)構(gòu)上對04版進(jìn)行修改和補(bǔ)充。在內(nèi)容上，19版增加了尺寸、密度和氧化誘導(dǎo)時(shí)間的要求，修改了環(huán)柔性、烘箱試驗(yàn)的試驗(yàn)要求和檢驗(yàn)方法，增加了標(biāo)準(zhǔn)的完整性和國際性。在結(jié)構(gòu)上，19版標(biāo)準(zhǔn)更加具有邏輯性，并對試驗(yàn)方法進(jìn)行了具體說明，增加了標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)用性和便捷性。

1.1 范圍

這一章說明了標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍，是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的開端和統(tǒng)領(lǐng)。19版相較于04版對埋地工業(yè)排水排污管材的適用范圍進(jìn)行了具體規(guī)定，即：對材料的耐化學(xué)和耐熱性進(jìn)行評定后適用。

1.2 原材料

此部分說明了生產(chǎn)所用的主要原料——聚乙烯（PE）樹脂的性能測定，19版標(biāo)準(zhǔn)對材料的性能指標(biāo)上有較大改變。

1）原材料的氧化誘導(dǎo)時(shí)間：19版變更了聚乙烯樹脂氧化誘導(dǎo)時(shí)間的試驗(yàn)方法，從04版熱穩(wěn)定性試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 17391-1998變更為GB/T19466.6-2009，溫度均為200℃，變更方法為差示掃描量熱法，試驗(yàn)內(nèi)容和判定標(biāo)準(zhǔn)更為詳細(xì)和具體，19版標(biāo)準(zhǔn)在此處的變化是采用了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 11357-6：2008英文版，并對結(jié)合國內(nèi)情況對標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)充修改，此變化更好的與國際市場接軌，考慮到了國內(nèi)市場的現(xiàn)狀和需求。2）聚乙烯原材料的彈性模量和抗拉強(qiáng)度：19版增加了聚乙烯原材料的彈性模量和抗拉強(qiáng)度性能要求。彎曲模量按照GB/T9341-2008進(jìn)行試驗(yàn)，參考值為：≥800MPa；拉伸屈服應(yīng)力按照GB/T1040.2-2006進(jìn)行試驗(yàn)，推薦值為：≥20.7MPa。19版對于雙壁波紋管的聚乙烯原材料的性能做了更為詳細(xì)和具體的規(guī)定。塑料的彈性模量是考察材料韌性的重要指標(biāo)，也是表征材料性能的重要參數(shù)，是衡量材料抵抗彎曲變形的能力，精確地測定才能為加工工藝設(shè)計(jì)和原材料改良提供依據(jù)。抗拉強(qiáng)度是塑料制品的一項(xiàng)重要指標(biāo)，也可作為不同原料質(zhì)量對比和產(chǎn)品驗(yàn)收依據(jù)，對于產(chǎn)品研發(fā)和質(zhì)量優(yōu)化有指導(dǎo)性作用。19版的變更有利于管材制造商的自檢，適應(yīng)當(dāng)前產(chǎn)業(yè)實(shí)際需求和科學(xué)技術(shù)發(fā)展要求。3）彈性密封圈：04版彈性密封圈采用的標(biāo)準(zhǔn)已于2010年廢止，19版變更了標(biāo)準(zhǔn)要求，即：GB/T21873-2008。該標(biāo)準(zhǔn)參考了國際標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行起草，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行了刪減和修改，適應(yīng)國內(nèi)市場現(xiàn)狀。

1.3 管材的類型與連接方式

隨著聚乙烯雙壁波紋管材質(zhì)量及生產(chǎn)工藝的提高，19版在04版的基礎(chǔ)上對管材的類型和連接方式做出了更改。1）管材環(huán)剛度。環(huán)剛度在塑料埋地管的性能指標(biāo)中具有非常重要的意義，聚乙烯雙壁波紋管幾乎沒有內(nèi)壓，承受的載荷主要是外壓，環(huán)剛度的大小直接影響管材使用中是否發(fā)生變形和失穩(wěn)破壞，環(huán)剛度也是保證產(chǎn)品安全使用的關(guān)鍵。根據(jù)市場的發(fā)展和制造工藝的提升，19版刪除了SN2環(huán)剛度等級，增加了SN10環(huán)剛度等級。2）管材連接方式。19版刪除了哈夫外固連接試驗(yàn)意圖。只保留了承插式連接和管件連接兩種。符合制造廠商工藝變化的要求。

1.4 管材技術(shù)要求

1）幾何尺寸：a.最小外層壁厚。19版增加了外徑系列管材和內(nèi)徑系列管材的最小外層壁厚的要求，較04版尺寸測量更為精確和完善。b.承口壁厚的要求。04版標(biāo)準(zhǔn)中，管材和管件的承口最小壁厚標(biāo)準(zhǔn)要求相同，即：當(dāng)管材外徑de≤500mm時(shí)，e2，min為（de/33） ×0.75；當(dāng)管材外徑de＞500mm時(shí)，e2，min為11.4mm。19版標(biāo)準(zhǔn)中，修改了管材的最小承口壁厚，要求為：管材的最小承口壁厚e2，min應(yīng)小于管材最小層壓壁厚emin的1.5倍；對于管件的要求與04版相同。2）物理力學(xué)性能：a.密度。19版增加了管材密度要求，即：≤1180kg/m3。密度是塑料管材重要的指標(biāo)，可用來衡量管材配料的優(yōu)劣程度，是評價(jià)聚乙烯產(chǎn)品性能、指導(dǎo)生產(chǎn)及加工工藝的重要參數(shù)之一。聚乙烯密度的測定對控制工業(yè)生產(chǎn)工藝和區(qū)分產(chǎn)品特性十分關(guān)鍵。b.環(huán)柔性。19版修改了環(huán)柔性的要求。04版環(huán)柔性的參照標(biāo)準(zhǔn)為ISO13968：1997，試驗(yàn)要求有為：試樣圓滑，無反向彎曲，無破裂，兩壁無脫開。19版環(huán)柔性指標(biāo)的參照標(biāo)準(zhǔn)變更為ISO13968：2008，試驗(yàn)要求有為：管材無破裂，兩壁無脫開，內(nèi)壁無反向彎曲。19版對于管材整體形狀變形和外壁變形彎曲不做要求，更符合管材實(shí)際試驗(yàn)變化，對管材的變化要求更加細(xì)化。另外，19版對于試樣的截取要求做了更為詳細(xì)的規(guī)定，考慮到波峰和波谷對裁樣的影響，更改了試樣要求，即：從一根管子上?。?00±20±B/2）mm長度試樣三段（其中B=B1+B2，B1為波峰寬度，B2為波谷寬度），兩端應(yīng)與軸線垂直切平，取樣時(shí)切割點(diǎn)應(yīng)在波谷的中間。19版對試樣的裁取做了更為詳細(xì)與完整的規(guī)定。c.烘箱試驗(yàn)。04版的烘箱試驗(yàn)要求為：無氣泡，無分層，無開裂。19版修改了烘箱試驗(yàn)的要求，即為：無分層，無開裂。d.氧化誘導(dǎo)時(shí)間。19版增加了管材的氧化誘導(dǎo)時(shí)間要求，依據(jù)國標(biāo)GB/T 19466.6-2009進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)溫度為200℃，要求為≥20min。樹脂的耐氧化分解穩(wěn)定性關(guān)系到制作成成品的使用壽命和抗氧化能力，一般用氧化誘導(dǎo)時(shí)間來表征。

2 對管材制造商的建議

19版標(biāo)準(zhǔn)對管材的尺寸、物理力學(xué)性能等一系列指標(biāo)和參數(shù)進(jìn)行了增加和修訂，目的在于提高聚乙烯雙壁波紋管材的安全性，管材制造商應(yīng)該根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)，對管材制造配方和工藝等方面進(jìn)行改良和優(yōu)化，對管材進(jìn)行有效的質(zhì)量控制。

2.1 原料的檢測和控制

管材制造商在原材料的選購上應(yīng)該仔細(xì)查看原料的質(zhì)量證明文件，查看以顆粒狀原料檢測的合格報(bào)告，并核對質(zhì)量文件是否包含GB19472.1-2019第4章的全部內(nèi)容。管材制造商還應(yīng)對原材料進(jìn)行檢驗(yàn)，試驗(yàn)方法依據(jù)19版規(guī)定進(jìn)行。

2.2 管材幾何尺寸的控制

19版增加了管材最小外層壁厚的要求，有一些制造商對管材外層壁厚厚度控制不夠，往往是由于工藝缺陷造成的，會(huì)出現(xiàn)管材在使用過程中出現(xiàn)應(yīng)力集中導(dǎo)致外層波紋管破裂的現(xiàn)象，故管材制造商在自檢過程中應(yīng)注意管材外層壁厚的控制，不可輕視。

2.3 環(huán)剛度級數(shù)增加

19版標(biāo)準(zhǔn)中增加了管材SN10的環(huán)剛度等級，管材制造商在生產(chǎn)時(shí)應(yīng)注意環(huán)剛度等級的變更，從生產(chǎn)工藝和管材配方研究等方面進(jìn)行改良提高產(chǎn)品質(zhì)量，以適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)中對管材環(huán)剛度的要求。

2.4 管材連接方式的變更

19版刪除了哈夫外固連接試驗(yàn)意圖。只保留了承插式連接和管件連接兩種。管材制造商應(yīng)根據(jù)變更標(biāo)準(zhǔn)對管材連接方式進(jìn)行刪除和變更，以適應(yīng)新標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求。

2.5 管材性能控制及檢驗(yàn)

19版標(biāo)準(zhǔn)增加了管材的密度和氧化誘導(dǎo)時(shí)間的要求，管材制造商應(yīng)自行增加此項(xiàng)的試驗(yàn)，并將此作為控制管材質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。19版標(biāo)準(zhǔn)中修改了環(huán)柔性和烘箱試驗(yàn)的試驗(yàn)要求，管材制造商要通過試驗(yàn)來控制各項(xiàng)指標(biāo)，通過完備試驗(yàn)設(shè)備和加強(qiáng)人員檢驗(yàn)檢測能力實(shí)現(xiàn)管材質(zhì)量的可控性。19版較04版在物理性能檢測方面做了較大改變，故管材制造商應(yīng)對設(shè)備和管材配方做以調(diào)整，及時(shí)委托有關(guān)部門重新進(jìn)行型式檢驗(yàn)。

2.6 質(zhì)量體系

由于19版標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，管材制造中許多要求均發(fā)生了變化，因此管材制造商應(yīng)重新修訂質(zhì)量體系，對于管材配方、工藝以及品控等進(jìn)行修改。管材制造商在生產(chǎn)過程中應(yīng)及時(shí)檢測，對制造生產(chǎn)線作出調(diào)整，更快速無誤的生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品。

3 新標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行對監(jiān)督檢驗(yàn)工作的影響

制造監(jiān)督過程中需要嚴(yán)格參照GB19472.1-2019標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。19版標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，作為質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)單位，應(yīng)該根據(jù)變更標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目及時(shí)作出調(diào)整。

3.1 管材原材料

19版對管材原材料增加了性能要求，在監(jiān)督檢測過程中，要注意檢查受檢單位的作業(yè)指導(dǎo)書和記錄表是否按新標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行更改，檢查原料入廠檢驗(yàn)報(bào)告是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求。監(jiān)督檢驗(yàn)單位需要根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)具備新的檢測設(shè)備和檢測能力。

3.2 管材幾何尺寸

19版增加了管材最小外層壁厚的要求，在制造監(jiān)督檢測過程中，應(yīng)根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，將管材沿圓周進(jìn)行不少于四等分的分割，測量其外層壁厚，注意其最小外層壁厚不低于公稱內(nèi)徑（外徑）對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。

3.3 檢驗(yàn)項(xiàng)目

19版標(biāo)準(zhǔn)在檢驗(yàn)項(xiàng)目上有較大改動(dòng)，監(jiān)督檢驗(yàn)過程中應(yīng)該注意修改檢驗(yàn)報(bào)告記錄，查閱檢驗(yàn)項(xiàng)目是否覆蓋標(biāo)準(zhǔn)范圍。對于新增的檢驗(yàn)項(xiàng)目，應(yīng)具備檢驗(yàn)資格，配備檢測設(shè)備及熟練操作人員，能在標(biāo)準(zhǔn)變更中及時(shí)作出調(diào)整。

4 結(jié)語

本文對《埋地用聚乙烯（PE）結(jié)構(gòu)壁管道系統(tǒng) 第1部分：聚乙烯雙壁波紋管材》2004版和2019版的主要修訂內(nèi)容進(jìn)行了對比，包括管材原材料性能、管材技術(shù)要求和檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。19版對于管材原材料和管材性能指標(biāo)進(jìn)行了更為全面和詳細(xì)的規(guī)定，并參考國內(nèi)外市場實(shí)際情況和國際標(biāo)準(zhǔn)，對部分內(nèi)容進(jìn)行修訂和增添。

結(jié)合監(jiān)督檢驗(yàn)工作實(shí)際，針對性的對管材原料生產(chǎn)、成品加工和檢驗(yàn)檢測提出可行性建議。聚乙烯雙壁波紋管從聚乙烯原料到管材成品的生產(chǎn)制造，需要原料生產(chǎn)商、管材制造商和監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的層層把關(guān)，做到嚴(yán)格的質(zhì)量控制，才能保證管材使用的安全性。19版標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施后，會(huì)對生產(chǎn)、監(jiān)督、檢驗(yàn)工作產(chǎn)生一定程度的影響。管材制造商和檢驗(yàn)單位應(yīng)該做好新舊標(biāo)準(zhǔn)的承接工作，共同推進(jìn)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步和發(fā)展。