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| 标准编号 | GB/T 23257-2017 (GB/T23257-2017) | | 中文名称 | 埋地钢质管道聚乙烯防腐层 | | 英文名称 | Polyethylene coating for buried steel pipeline | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | E98 | | 国际标准分类 | 75.200 | | 字数估计 | 41,446 | | 发布日期 | 2017-05-12 | | 实施日期 | 2017-12-01 | | 旧标准 (被替代) | GB/T 23257-2009 | | 引用标准 | GB/T 1040.2; GB/T 1408.1; GB/T 1410; GB/T 1633; GB/T 1725; GB/T 1842; GB/T 3682; GB/T 4472; GB/T 5470; GB 6514; GB/T 6554; GB/T 7124; GB 7692; GB/T 8923.1; GB/T 13021; GB/T 15332; GB/T 18570.3; GB/T 18570.9; GB/T 50087; GB 50369 | | 发布机构 | 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 | | 范围 | 本标准规定了钢质管道挤压聚乙烯防腐层及辐射交联聚乙烯热收缩带(套)补口的最低技术要求。本标准适用于埋地钢质管道挤压聚乙烯防腐层的设计、生产和检验，及其现场补口的设计、施工和检验。其他敷设形式的管道挤压聚乙烯防腐层可参照执行。挤压聚乙烯防腐层可分为最高设计温度不超过60℃的常温型(N)和最高设计温度不超过80℃的高温型(H)两类。 | GB/T 23257-2017
Polyethylene coating for buried steel pipeline
ICS 75.200
E98
中华人民共和国国家标准
代替GB/T 23257-2009
埋地钢质管道聚乙烯防腐层
2017-05-12发布
2017-12-01实施
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发布
目次
前言 Ⅲ
1 范围 1
2 规范性引用文件 1
3 术语和定义 1
4 防腐层结构 2
5 材料 3
5.1 钢管 3
5.2 防腐层材料 3
5.3 工艺评定试验 6
6 防腐层涂敷 7
7 质量检验 8
8 标志、堆放和搬运 9
9 补口及补伤 9
9.1 补口材料 9
9.2 补口施工准备 12
9.3 补口施工 12
9.4 补口质量检验 13
9.5 补伤 13
10 下沟回填 14
11 安全、卫生和环境保护 14
12 交工文件 14
附录A(规范性附录) 环氧粉末的固化时间试验方法 15
附录B(规范性附录) 环氧粉末及其防腐层的热特性试验方法 17
附录C(规范性附录) 防腐层的附着力测定方法 20
附录D(规范性附录) 防腐层阴极剥离试验方法 21
附录E(规范性附录) 防腐层抗弯曲试验方法 23
附录F(规范性附录) 氧化诱导期测定方法 25
附录G(规范性附录) 塑料含水率测定试验方法 26
附录H (规范性附录) 压痕硬度测定方法 27
附录I(规范性附录) 聚乙烯耐化学介质腐蚀试验方法 28
附录J(规范性附录) 聚乙烯耐紫外光老化试验方法 29
附录K(规范性附录) 防腐层剥离强度测定方法 30
附录L(规范性附录) 防腐层冲击强度试验方法 32
附录 M (规范性附录) 聚乙烯防腐层耐热水浸泡试验方法 33
附录N(规范性附录) 热收缩带(套)耐热冲击试验方法 34
附录O(规范性附录) 热熔胶的脆化温度试验方法 35
附录P(规范性附录) 补口防腐层耐热水浸泡试验方法 36
附录Q(规范性附录) 补口防腐层热老化试验方法 37
前言
本标准按照GB/T 1.1-2009给出的规则起草。
本标准代替GB/T 23257-2009《埋地钢质管道聚乙烯防腐层》。与GB/T 23257-2009相比,主要
技术变化如下:
---调整了范围中挤压聚乙烯防腐层分类的最高温度定义,由“最高使用温度”调整为“最高设计温
度”,温度值分别由50℃调整为60℃,70℃调整为80℃(见第1章);
---增加了术语和定义(见第3章);
---修改了环氧粉末涂料热特性指标(见表2);
---修改了聚乙烯专用料的拉伸性能要求(见表5);
---补充修改了聚乙烯防腐层的性能要求(见表7);
---补充修改了热收缩带补口材料的性能要求(见表11);
---增加了补口施工准备和补口工艺评定要求(见9.2);
---修订了部分附录试验方法(见附录B、附录K);
---增加了附录试验方法(见附录G、附录 M、附录Q)。
本标准由中国石油天然气集团公司提出。
本标准由全国石油天然气标准化技术委员会(SAC/TC355)归口。
本标准负责起草单位:中国石油集团工程技术研究院、中国石油集团海洋工程有限公司。
本标准参加起草单位:宝鸡石油钢管有限责任公司、大庆油田工程建设有限公司天宇设计院。
本标准主要起草人:张其滨、刘金霞、赫连建峰、温宏伟、陈守平、史惠辉。
本标准所代替标准的历次版本发布情况为:
---GB/T 23257-2009。
埋地钢质管道聚乙烯防腐层
1 范围
本标准规定了钢质管道挤压聚乙烯防腐层及辐射交联聚乙烯热收缩带(套)补口的最低技术要求。
本标准适用于埋地钢质管道挤压聚乙烯防腐层的设计、生产和检验,及其现场补口的设计、施工和
检验。其他敷设形式的管道挤压聚乙烯防腐层可参照执行。
挤压聚乙烯防腐层可分为最高设计温度不超过60℃的常温型(N)和最高设计温度不超过80℃的
高温型(H)两类。
2 规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文
件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 1040.2 塑料 拉伸性能的测定 第2部分:模塑和挤塑塑料的试验条件
GB/T 1408.1 绝缘材料电气强度试验方法 第1部分:工频下试验
GB/T 1410 固体绝缘材料体积电阻率和表面电阻率试验方法
GB/T 1633 热塑性塑料维卡软化温度(VST)的测定
GB/T 1725 色漆、清漆和塑料 不挥发物含量的测定
GB/T 1842 塑料 聚乙烯环境应力开裂试验方法
GB/T 3682 热塑性塑料熔体质量流动速率和熔体体积流动速率的测定
GB/T 4472 化工产品密度、相对密度的测定
GB/T 5470 塑料 冲击法脆化温度的测定
GB 6514 涂装作业安全规程 涂漆工艺安全及其通风净化
GB/T 6554 电气绝缘用树脂基反应复合物 第2部分:试验方法 电气用涂敷粉末方法
GB/T 7124 胶粘剂 拉伸剪切强度的测定(刚性材料对刚性材料)
GB 7692 涂装作业安全规程 涂漆前处理工艺安全及其通风净化
GB/T 8923.1 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的目视评定 第1部分:未涂覆过的钢材
表面和全面清除原有涂层后的钢材表面的锈蚀等级和处理等级
GB/T 13021 聚乙烯管材和管件炭黑含量的测定(热失重法)
GB/T 15332 热熔胶粘剂软化点的测定 环球法
GB/T 18570.3 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验 第3部分:涂覆涂料前钢材
表面的灰尘评定(压敏粘带法)
GB/T 18570.9 涂覆涂料前钢材表面处理 表面清洁度的评定试验 第9部分:水溶性盐的现场
电导率测定法
GB/T 50087 工业企业噪声控制设计规范
GB 50369 油气长输管道工程施工及验收规范
3 术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1
在挤出机中通过加热、加压使聚乙烯以流动状态连续通过挤出口模成型包覆在管道上而形成的防
腐层,包覆方式包括纵向挤出包覆和侧向缠绕包覆。
3.2
在管道运输、搬运、施工及运行过程中防腐层可能达到的最高温度。
3.3
管道或者管线系统在运行过程中所达到的最高温度。
注:最高运行温度不超过最高设计温度。
3.4
用作本标准规定的三层结构聚乙烯防腐层底层,并可在低于200℃以下涂敷施工的环氧粉末涂料。
3.5
与拉伸断裂应力相对应的拉伸标称应变。
3.6
内聚破坏 cohesivefailure
胶粘层自身破裂,在两个被粘物表面均有胶粘剂粘结存在。
3.7
界面破坏 interfacialfailure
胶粘层与被粘物界面处发生目视可见的破坏现象。
4 防腐层结构
4.1 挤压聚乙烯防腐层分二层结构和三层结构两种。二层结构的底层为胶粘剂层,外层为聚乙烯层;
三层结构的底层通常为环氧粉末涂层,中间层为胶粘剂层,外层为聚乙烯层。DN500以上的管道不宜
采用两层结构聚乙烯防腐层。
4.2 防腐层的最小厚度应符合表1的规定。焊缝部位的防腐层厚度不应小于表1规定值的80%。应
根据管道建设环境和运行条件,选择防腐层等级。
表1 防腐层的厚度
钢管公称直径
DN
环氧涂层a
μm
胶粘剂层
μm
防腐层最小厚度
mm
普通级(G) 加强级(S)
DN≤100
100< DN≤250
250< DN< 500
500≤DN< 800
800≤DN≤1200
DN >1200
≥120
≥150
≥170
1.8 2.5
2.0 2.7
2.2 2.9
2.5 3.2
3.0 3.7
3.3 4.2
a 不适用于二层结构聚乙烯防腐层。
5 材料
5.1 钢管
5.1.1 钢管应符合现行有关钢管标准或订货技术条件的规定,并有出厂合格证。
5.1.2 应对钢管逐根进行外观检查。外观质量应符合现行有关标准或订货技术条件的规定,不合格的
钢管不应涂敷防腐层。
5.2 防腐层材料
5.2.1 一般规定
5.2.1.1 防腐层各种原材料均应有出厂质量证明书及检验报告、使用说明书、安全数据单、出厂合格证、
生产日期及有效期。环氧粉末涂料供应商应提供产品的热特性曲线等资料。
5.2.1.2 防腐层的各种原材料均应包装完好,应按产品说明书的要求存放。
5.2.1.3 每种牌(型)号的环氧粉末涂料、胶粘剂以及聚乙烯专用料,在使用前均应由通过国家计量认
证的检验机构,按5.2规定的相应性能项目进行检测。性能检测结果达到本标准规定要求的材料方可
使用。
5.2.2 环氧粉末涂料
环氧粉末涂料及其涂层的性能应符合表2和表3的规定。涂敷厂对每一生产批(不超过20t)环氧
粉末涂料均应按表2和表3(不包括65℃,30d阴极剥离)的规定进行质量复检,表3第3项应不定期
复检。钢管有低温涂敷要求时,应采用低温涂敷环氧粉末涂料,性能应符合表2和表3的规定。
表2 环氧粉末涂料的性能指标
项目 性能指标 试验方法
粒径分布
150μm筛上粉末≤3.0
250μm筛上粉末≤0.2
GB/T 6554
不挥发分含量(105℃)
≥99.4 GB/T 6554
密度
g/cm3
1.30~1.50且符合厂家给定值±0.05 GB/T 4472
胶化时间
≥12且符合厂家给定值±20% GB/T 6554
固化时间
min
≤3 附录A
热特性
ΔH
J/g
≥45
Tg2
≥98
附录B
注:环氧粉末涂料胶化时间和固化时间的测试温度为产品说明书指定的涂敷温度。未指定时,常温涂敷粉末试
验温度为200℃,低温涂敷粉末试验温度低于200℃。
表3 熔结环氧涂层的性能指标
项目 性能指标 试验方法
附着力
1 附录C
阴极剥离(65℃,48h)
mm
≤5 附录D
阴极剥离(65℃,30d)
mm
≤15 附录D
抗弯曲(-20℃,2.5°) 无裂纹 附录E
注:实验室喷涂试件的涂层厚度应为300μm~400μm,涂敷温度为产品说明书指定的温度。未指定时,常温涂
敷粉末涂敷温度为200℃,低温涂敷粉末涂敷温度低于200℃。
5.2.3 胶粘剂
胶粘剂的性能应符合表4的规定。涂敷厂对每一生产批(不超过30t)胶粘剂均应按照表4的规定
进行质量复检。二层结构聚乙烯防腐层采用热熔胶型胶粘剂时,应根据工程要求确定适当的技术性能
指标。
表4 胶粘剂的性能指标
项目 性能指标 试验方法
密度
g/cm3
0.920~0.950 GB/T 4472
熔体流动速率 (190℃,2.16kg)
g/10min
≥0.7 GB/T 3682
维卡软化点(A50,9.8N)
≥90 GB/T 1633
脆化温度
≤-50 GB/T 5470
氧化诱导期(200℃)
min
≥10 附录F
含水率
≤0.1 附录G
拉伸强度a
MPa
≥17 GB/T 1040.2
断裂标称应变a
≥600 GB/T 1040.2
a 拉伸速度50mm/min。
5.2.4 聚乙烯
聚乙烯专用料及其压制片材的性能应符合表5和表6的规定。涂敷厂对每一生产批(不超过500t)聚
乙烯专用料,应对表5规定的前5项和表6规定的前4项性能进行质量复验,需要时,也可对其他性能
进行复验。
表5 聚乙烯专用料的性能指标
项目 性能指标 试验方法
密度
g/cm3
0.940~0.960 GB/T 4472
熔体流动速率(190℃,2.16kg)
g/10min
≥0.15 GB/T 3682
碳黑含量
≥2.0 GB/T 13021
含水率
≤0.1 附录G
氧化诱导期(220℃)
min
≥30 附录F
耐热老化a(100℃,4800h)
≤35 GB/T 3682
a 耐热老化指标为试验前与试验后的熔体流动速率变化率。
表6 聚乙烯专用料的压制片材性能指标
项目 性能指标 试验方法
拉伸屈服强度a
MPa
≥15 GB/T 1040.2
拉伸强度a
MPa
≥22 GB/T 1040.2
断裂标称应变a
≥600 GB/T 1040.2
维卡软化点(A50,9.8N)
≥110 GB/T 1633
脆化温度
≤-65 GB/T 5470
电气强度
MV/m
≥25 GB/T 1408.1
体积电阻率
Ω·m
≥1×1013 GB/T 1410
耐环境应力开裂(F50)
≥1000 GB/T 1842
表6(续)
项目 性能指标 试验方法
压痕硬度
mm
(23℃)
(60℃或80℃)b
≤0.2
≤0.3
附录 H
耐化学介质腐蚀c(浸泡7d)
10%HCl
10%NaOH
10%NaCl
≥85
≥85
≥85
附录I
耐紫外光老化c(336h)
≥80 附录J
a 拉伸速度50mm/min。
b 常温型,试验条件为60℃;高温型,试验条件为80℃。
c 耐化学介质腐蚀及耐紫外光老化指标为试验后的拉伸强度和断裂标称应变的保持率。
5.3 工艺评定试验
5.3.1 涂敷厂应用所选定的防腐层材料在涂敷生产线上进行工艺评定试验,并对防腐层性能进行检
测。当防腐层材料生产厂家或牌(型)号或钢管管径改变或壁厚增大时,应重新进行工艺评定试验。工
艺评定试验合格后,涂敷厂应按照工艺评定试验确定的工艺参数进行防腐层涂敷生产。
5.3.2 聚乙烯层及防腐层性能应符合表7和表8的规定。
5.3.2.1 按确定的工艺参数涂敷聚乙烯层并进行性能检测,用于性能检测的聚乙烯层应不含胶和环氧
粉末层,结果应符合表7的规定。
表7 聚乙烯层的性能指标
项 目 性能指标 试验方法
拉伸强度a
轴向
MPa
≥20
周向
MPa
≥20
偏差b
≤15
GB/T 1040.2
断裂标称应变a
≥600 GB/T 1040.2
压痕硬度
mm
(23℃)
(60℃或80℃)c
≤0.2
≤0.3
附录 H
表7(续)
项 目 性能指标 试验方法
耐环境应力开裂(F50)
≥1000 GB/T 1842
热稳定性d∣ΔMFR∣
≤20 GB/T 3682
a 拉伸速度50mm/min。
b 偏差为轴向和周向拉伸强度的差值与两者中较低者之比。
c 常温型,试验条件为60℃;高温型,试验条件为80℃。
d 聚乙烯挤出前后熔体流动速率变化率。
5.3.2.2 从防腐管或在同一工艺条件下涂敷的试验管段上截取试件对防腐层整体性能进行检测,检测
结果应符合表8的规定。
表8 防腐层的性能指标
项 目
性能指标
二层结构 三层结构
试验方法
剥离强度
N/cm
(20℃±5℃)
(60℃±5℃)
≥70
≥35
≥100(内聚破坏)
≥70(内聚破坏)
附录K
阴极剥离 (65℃,48h)
mm
≤15 ≤5 附录D
阴极剥离(最高运行温度,30d)
mm
≤25 ≤15 附录D
环氧粉末底层热特性
玻璃化温度变化值∣ΔTg∣
- ≤5 附录B
冲击强度
J/mm
≥8 附录L
抗弯曲(-30℃,2.5°) 聚乙烯无开裂 附录E
耐热水浸泡(80℃,48h) 翘边深度平均≤2mm且最大≤3mm 附录 M
6 防腐层涂敷
6.1 钢管表面处理应符合下列要求:
a) 在防腐层涂敷前,先清除钢管表面的油脂和污垢等附着物,然后进行抛(喷)射除锈。在进行
抛(喷)射除锈前,钢管表面温度应不低于露点温度以上3℃。除锈质量应达到GB/T 8923.1
中规定的Sa2⅟级要求,锚纹深度达到50μm~90μm。钢管表面的焊渣、毛刺等应清除干净。
b) 应将钢管表面附着的灰尘及磨料清扫干净。钢管表面的灰尘度应不低于GB/T 18570.3规定
的2级。
c) 抛(喷)射除锈后的钢管应按GB/T 18570.9规定的方法或其他适宜的方法检测钢管表面的盐
分含量,钢管表面的盐分不应超过20mg/m2。如果钢管表面盐分含量超过20mg/m2,应采
用适宜的方法处理至合格。
d) 钢管表面处理后应防止钢管表面受潮、生锈或二次污染。表面处理后的钢管最迟应在4h内
进行涂敷,超过4h或当出现返锈或表面污染时,应重新进行表面处理。
6.2 开始防腐层涂敷时,先用试验管段在生产线上依次调节预热温度及防腐层各层厚度,各项参数达
到要求后方可开始正式涂敷。
6.3 应用无污染的热源对钢管加热至确定的涂敷温度,最高加热温度应低于钢管加热温度限制。
6.4 环氧粉末应均匀涂敷在钢管表面。回收环氧粉末的使用及其添加比例应按表2和表3规定的性
能进行检验后确认。
6.5 胶粘剂涂敷应在环氧粉末胶化过程中进行。
6.6 采用侧向缠绕工艺时,应确保搭接部分的聚乙烯及焊缝两侧的聚乙烯完全辊压密实无空洞,辊压
时应避免损伤聚乙烯层表面。
6.7 聚乙烯层包覆后应用水冷却至钢管温度不高于60℃,并确保熔结环氧涂层固化完全。
6.8 防腐层涂敷完成后,应除去管端部位的防腐层。管端预留长度宜为100mm~150mm,并满足实
际焊接和检验要求。聚乙烯层端面应形成不大于30°的倒角,聚乙烯层端部外宜保留10mm~30mm
的环氧粉末涂层。
6.9 涂敷采用热熔胶的二层结构聚乙烯防腐层时,应根据涂敷作业线的特点制定详细可行的工艺方
案,并在涂敷作业中严格执行。
7 质量检验
7.1 钢管表面处理的质量检验应符合下列要求:
a) 抛(喷)射除锈后的钢管应逐根进行表面除锈等级检验,用GB/T 8923.1中相应的照片或标准
板进行目视比较,表面除锈质量应达到Sa2⅟级的要求;表面锚纹深度应每班 (不超过12h)至
少测量两次,每次测量两根钢管,宜采用粗糙度测量仪或锚纹深度测试纸测量,锚纹深度应达
到50μm~90μm;表面处理前的钢管表面温度应进行监测,钢管表面温度应不低于露点温度
以上3℃。
b) 钢管表面灰尘度应每班(不超过12h)至少检测两次,每次检测两根钢管。应按照GB/T 18570.3
规定的方法进行表面灰尘度评定,表面灰尘度应不低于2级。
c) 每批进厂的钢管在表面处理后应至少抽测2根钢管表面的盐分。钢管经海运、海边堆放或涂
敷施工现场处于盐碱地带时,每班(不超过12h)应至少检测2根钢管表面的盐分。按照
GB/T 18570.9规定的方法或其他适宜的方法进行钢管表面盐分的测定,钢管表面的盐分应不
超过20mg/m2。
7.2 除锈后,应检查钢管表面缺陷,钢管表面缺陷和不规则(重皮、损伤、划伤等)未经修复后不应涂敷。
7.3 涂敷过程中应对钢管加热温度进行连续监测,钢管的加热温度等工艺参数应符合确定的参数。
7.4 防腐层外观应逐根目测检查。聚乙烯层表面应平滑,无暗泡、无麻点、无皱折、无裂纹,色泽应均
匀,防腐管端应无翘边。
7.5 防腐层的漏点应按采用在线电火花检漏仪进行连续检查,检漏电压为25kV,无漏点为合格。单
管有两个或两个以下漏点时,可按第9章的规定进行修补;单管有两个以上漏点或单个漏点沿轴向尺寸
大于3......
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