可盘绕式增强塑料管的产品评定-「亿威仕」

可盘绕式增强塑料管的产品评定：

1、总则

1.1 产品评定包括：产品族代表 PFR 的完全评定、系统适应性评定、产品单体 PV 的部分评定。

1.2 产品族的尺寸范围可以 PFR 公称直径为基准，最小值向下减少 51mm，最大值向上扩大 102mm；产品族的压力等级范围可在 PFR 的压力等级的 1/2 倍至 2 倍之间。超出上述尺寸/压力范围时，应作为新的产品族。

1.3 每个产品族中至少选择一个规格的管道作为产品族代表 PFR 进行完全评定试验。除非相关产品标准另有规定，产品族代表 PFR 的公称直径应不小于 51mm。

1.4 金属增强复合管应从产品族中选择产品族代表进行爆破压力试验，得到该 PFR 的爆破压力置信下限。

1.5 非金属增强复合管应从产品族中选择产品族代表进行完全试验评定，得到该 PFR 的长期静液压压力 PLTns 和置信下限 PpL。

1.6 用 PFR 的置信下限乘以一个不大于 1 的设计系数，得到该 PFR 的最大压力等级 MPR。用 MPR 按照一定规则向下圆整为优先数或常用值，得到 PFR 的公称压力等级 NPR。按照同样方法，得到经过验证属于该产品族的产品单体 PV 的最大压力等级 MPR 和公称压力等级 NPR。各种系数与 NPR 相乘得到相应工况的最大工作压力 MOP。

1.7 通常，压力评定试验以水为试验介质。需要在其他温度下输送非水介质时，应根据试验数据、技术资料或工程经验，选择介质对压力的折减系数f：以及温度对压力的折减系数 f，与 NPR 相乘得到相应工况（介质/温度）的最大工作压力 MOP。

1.8 压力评定试验采用目标输送流体为试验介质时，f₁=1；考虑管道运行环境如存在循环载荷、安全等级或其他法规要求时，还应引入相应因素的折减系数，这些折减系数还应与 NPR 相乘得到相应的 MOP。

1.9 试样应经过预处理或者通过 5.2 中规定的试验。当对试样按照 5.2 的规定进行预处理时，应在 PFR 的评定试验前将试样反复弯曲至规定的允许搬运 MBR，反复弯曲次数为允许重复盘卷次数。

2、金属增强塑料管的压力等级评定

2.1 一般要求

金属增强复合管的 PFR 的最大公称压力等级应按照管体最小爆破压力 Pburst,min 的计算值确定。

金属增强复合管的 PFR 的最大公称压力等级及其所有产品单体的最大公称压力等级均应通过 GB/T 15560 中规定的爆破试验验证，评定试验宜采用现场实际使用接头。允许的失效模式是增强层材料在拉伸方向的失效，从而引起整体结构的失效。

如果试验中发生其他失效模式，制造商应找出原因并加以改进。复合管的设计应确保在内部压力条件下，增强层材料在拉伸方向的失效应先于其他模式发生。

2.2 产品族代表 MPR 的验证

按照 2.4 的要求计算得出的 PFR 的 MPR 应按照 GB/T 15560 的规定开展爆破压力试验进行验证，采用非约束性密封接头，应至少使用 5 个试样，并使用学生 t- 分布计算该组爆破试样的 95% 预测下限。对于待验证的 MPR，计算得到的 95% 预测下限应不低于 MPR/Fa。任一试样的数据都不应低于 MPR/Fd。

2.3 产品单体的评定

制造商应对每个产品族的所有 PV 进行试验验证。应至少使用 5 个试样进行爆破压力试验评定，并使用学生 t- 分布计算这组爆破试样的 95% 预测下限。对于待评定的 PV，计算得到的 95% 预测下限应不低于 MPR/Fd。

2.4 最大压力等级评定

MPR 按照式（1）计算：

MPR=Pbunt.min×F.......................................（1）

式中：

Pburt，mn——计算得到的最小爆破压力，计算只采用增强层的最小横截面积和最低力学性能为基础计算，不包括内管和外保护层；

Fa——产品的设计系数。

制造商应提供具体的产品设计系数 Fa 值，推荐最大值为 0.5，且应基于以下条件：

a）最高设计温度不高于试验温度；

b）流体介质为水；

c）载荷是静态的；

d）安装完全符合制造商的建议和要求（搬运、安装和运行等）。

如果运行条件超出了上述基础条件，应采取附加的试验或分析。

3、非金属增强塑料管的压力等级评定

3.1 一般要求

非金属增强复合管的 PFR 的最大压力等级 MPR 及其所有产品单体 PV 的最大压力等级 MPR 均应通过 GB/T 6111 中规定的试验确定，评定试验宜采用现场实际使用接头。允许的失效模式是增强层材料在拉伸方向的失效，从而引起整体结构的失效。

如果试验中发生其他失效模式，制造商应找出原因并加以改进。复合管的设计应确保在内部压力条件下，增强层材料在拉伸方向的失效应先于其他模式发生。

3.2 产品族代表 MPR 的确定

产品族 PFR 的最大压力等级 MPR 应按照 GB/T 40937-2021 方法 Ⅲ 进行试验确定。

3.3 产品单体的评定

为得到其他产品单体 PV 的最大压力等级 MPR，首先需要检验该 PV 是否与 PFR 同族。

每个 PV 应至少使用 2 个试样进行 1000h 静液压试验进行验证。按照 SY/T 6794-2018 附录 F 计算 PV 与 PFR 增强结构的比值，作为缩放系数与 PFR 的 1000h 液压置信下限 PPFR₁0001ct 相乘，得到 1000h 试验压力 Ppv1000,1c。在与 PFR 评定试验相同的温度下，2 个试样都能通过 1000h 静液压验证试验时，认为该 PV 与 PFR 代表的产品同族。

3.4 最大压力等级评定

按照 3.1 和 3.2 的要求对产品族代表进行评定，得到产品族特定温度和时间下的长期静液压压力 PLThs、置信下限 PLpl、最大压力等级 MPR 以及爆破压力。

MPR 按照式（2）计算：

MPR=PLpL×Fa…………………………（2）

式中：

Fa——产品的设计系数。

制造商应提供具体的产品设计系数Fa值，推荐最大值为 0.67，且应基于以下条件：

a）最高设计温度不高于试验温度；

b）流体介质为水

c）载荷是静态的；

d）安装完全符合制造商的建议和要求（搬运、安装和运行等）。

如果运行条件超出了上述基础条件，应采取附加的试验或分析。

4、最大工作压力

4.1 最大工作压力计算公式

考虑工作温度、输送介质及其他因素的影响，计算最大工作压力（MOP）。

MOP 按照式（3）计算：

MOP=NPR×f.×f×fso×fsi×…×fsm……………………（3）

式中：

MOP——最大工作压力，单位为兆帕（MPa）；

NPR——最大压力等级，单位为兆帕（MPa）；

f.——温度对压力的折减系数；

f——介质对压力的折减系数；

fsn——其他因素对压力的折减系数。

4.2 温度折减系数

若是在服役温度下确定了 MPR/NPR，在计算 MOP 时无需考虑温度折减系数。

若未在服役温度确定 MPR/NPR，制造商应提供经试验验证的复合管的温度折减系数。

通过温度折减计算得到的服役温度下最大工作压力与服役温度下做了寿命评定得到的 MOP 不一致时，以服役温度下的寿命评定结果为准。

4.3 介质对压力的折减系数

介质对压力的折减系数应符合表 1 的规定。

表 1 输送不同介质时的折减系数

5、系统适用性评定

5.1 气体或多相流体输送用管材的快速泄压测试

产品族代表 PFR 和所有产品单体 PV，应按照 SY/T 6794-2018 附录 G 规定的方法进行快速泄压试验，试验应在产品族最高公称压力和最高设计温度下进行，以验证设计的管材和接头不会发生坍塌、脱粘、起泡以及外保护层破裂等现象。

5.2 最小弯曲半径/重复盘卷试验

5.2.1 工作 MBR 验证试验

制造商应规定工作 MBR 并通过试验进行验证。试验时应使用合适的夹具固定试样，使其维持在工作 MBR 状态下。对于非金属增强管材，应按照 3.3 进行 1000h 液压验证试验。对于金属增强管材，应按照 2.3 对 2 个试样进行爆破压力试验，2 个试样的爆破压力都应不低于 MPR/Fa。

制造商应在产品族中压力等级最高的产品中选择直径最小的和直径最大的产品分别进行试验，每种规格分别取2个试样。

5.2.2 搬运 MBR 验证试验

制造商应规定搬运 MBR，并按照 5.2.1 规定试验进行验证。如果搬运 MBR 不小于工作 MBR，试验前应进行搬运 MBR 状态下的预处理，即将 2 个样管反复弯曲至工作 MBR，共 10 个循环，如果搬运 MBR 小于工作 MBR，10 次弯曲预处理中的一次应按照搬运 MBR 进行，再进行 5.2.1 规定试验。

如果试验没有通过，应对管材进行 PFR 评定，金属增强管材按照 2.2 进行，非金属增强管材按照 3.2 进行。在进行 PFR 评定之前，所有试样都应进行搬运 MBR 状态下的预处理。

5.2.3 重复盘卷的预处理

如果管材允许重复盘卷，试验前应进行试样的重复盘卷预处理，将2个试样按照制造商规定的允许弯曲次数、反复弯曲至许用的重复盘卷 MBR。

预处理后，对于金属增强管材，按照 GB/T 15560 的规定对 2 个试样进行爆破试验；对于非金属增强管材，按照 3.3 的规定对 2 个试样进行 1000h 液压验证试验。

如果允许的重复盘卷次数不低于 10 次、且重复盘卷的 MBR 不大于工作 MBR，则通过本试验的管材能够满足 5.2.2 的要求。

如果试验（或者复检）失败，应将全部试样进行预处理至重复盘卷的 MBR，随后进行 PRF 评定试验，对于金属增强管材按照 2.2 进行，对于非金属管材按照 3.2 进行。

5.3 轴向承载能力

制造商应规定每个 PV 的最大允许轴向拉伸载荷，并通过试验验证。如果制造商推荐的安装程序中包括对预装配接头或套筒管材的拖拽，则应使用装配有接头或套筒的管材进行试验。

在不施加内压的条件下将试样加载至允许的轴向拉伸载荷，试样数量 2 个，在 1min~20min 内加载至规定载荷；保持载荷不低于 1h，随后按照 3.3 的规定对非金属增强管材进行 1000h 液压验证试验，按照 GB/T 15560 的规定对 2 个金属增强管材试样进行爆破试验，2 个试样的爆破压力均应不低于 MPR/Fd。

5.4 承受外部载荷的能力

承受外部载荷的能力应按照 GB/T 9647 规定的方法进行测定。

5.5 最低允许工作温度试验

制造商应规定最低允许工作温度，并对产品族中具有最高压力等级的管材进行试验。试验应采用 2 根最小管径的和 2 根最大管径的试样，且仅能使用经过制造商评定的现场接头，试验过程如下：

a）试样在最低允许工作温度的条件下保持不低于 2.5h；

b）在 MPR 和最低允许工作温度下进行压力泄漏试验，持续时间不低于 60min；

c）在压力为 1.0MPa±0.34MPa 和最低允许工作温度下进行附加试验，试验时间不低于 10min，以确保连接结构的低压渗漏密封性；

d）增压介质可以使用气体或者液体；

e）在整个试验期间内所有试样不应发生泄漏。

5.6 抗冲击性能

制造商应提供管材在最低安装温度下的抗冲击性能。冲击试验中应使用 2 个试样，按照 GB/T 14152 的规定进行，其中试验用锤头选用 d90 型。冲击试验之后，非金属增强管应按照 3.3 对 2 个试样进行 1000h 液压验证试验；金属增强管应按照 GB/T 15560 的规定对 2 个试样进行爆破试验，2 个试样的爆破压力均应不低于 MPR/Fa。

制造商还应对每个产品族中最高压力等级的最小和最大管径的产品分别选取 2 个试样进行试验。

冲击试验之后，外保护层应仍能对增强体提供足够的防护，以防止外界环境对其造成的影响。

5.7 热膨胀系数

制造商应提供管材的轴向热膨胀系数。测量温度范围应不低于 28℃，试样的长度应不低于 6 倍管径，并在非承压状态下和在 NPR 状态下分别进行测量。当应用环境对外径间隙有严格要求时，还应测量环向热膨胀系数。对于每个产品族，制造商应在最高压力等级的最小和最大管径的产品中分别选取 2 个试样进行测量。

5.8 压力作用下的尺寸变化

制造商应给出管材从常压增压至 NPR 过程中的长度和直径的变化。对于每个产品族，制造商应在最高压力等级的最小和最大管径的产品中分别选取 2 个试样进行测量。