德国工业标准DIN+30670.doc

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德国工业标准 DIN 30670-1991
钢管和管件的聚乙烯涂敷层

1． 适用范围和目的
1.1 本标准指明了在符合DIN2448或DIN2458标准的埋地钢管上进行挤出或熔融涂敷的技术要求和方法。本标准的目的在于确保涂敷质量。采用普通型涂敷（N）时，符合本标准的管道适于在温度高达50℃的条件下连续使用，采用特殊型涂敷（S）时，管道使用环境温度可高达70℃。在本标准中，“钢管”一词也包括钢制管件。
2． 定义
2.1压痕硬度
在规定的试验条件下，涂敷层的抗针入指标。
2.2 光老化
是聚乙烯人工老化的一种。方法是：升高温度，使氙试验装置内保持预定湿度，然后以规定量的氙弧辐照，使聚乙烯老化。
2.3 最小涂敷厚度
涂敷层任何位置上都必须保证的最低厚度。
2.4 涂敷连续性
涂敷连续性的定义为涂敷层没有任何缺陷，例如裂纹或漏点。
2.5 断裂伸长率
聚乙烯涂层试样断裂时，两标记间的增长距与两标记原长的比值。
3.6 剥离强度
在指定条件下，从钢管上剥离试件所需的力。
3.7 冲击强度
在指定条件下，涂敷层所能承受的冲击强度。
3.8 涂敷层的电阻率
涂敷表面单位面积上的电阻值。
3.9 耐热老化
在指定的温度和时间内，受热空气作用而出现的人工老化。
3． 标志
应根据涂敷层属于普通型(N)或加强型(S)，以及涂敷层的厚度为正常(n)或加厚(v)给涂敷层做标志，方法如下：
涂敷层 DIN 30670 － N-n
涂敷层 DIN 30670 － N-v
涂敷层 DIN 30670 － S-n
涂敷层 DIN 30670 － S-v
4． 要求
4.1对钢管表面的要求
涂敷前，必须除掉钢管表面上的灰尘、油脂、焊渣和水分，并按DIN 55 928第4部分定义的标准等级Sa 2 ½进行喷砂处理。
4.2对涂敷层的要求
4.2.1 最小厚度
最小涂敷厚度应符合表1的规定。
钢管尺寸
普通涂敷层（n）的最小厚度(mm)
直径≤100
1.8
100＜直径≤250
2.0
250＜直径＜500
2.2
500≤直径＜800
2.5
直径≥800
3.0
表 1
如果涂敷层需要承受特别高的机械应力，那么其最小厚度应比上述值高0.7mm（“加强型”(v)）。
在每1米长的钢管上，涂敷厚度允许比要求的最小值低10%，但这种厚度较低的区域面积不得超过5cm2。
除非用户另有要求，直径小于500的钢管，管端50mm以内不能有胶粘剂，直径大于500的钢管，管端100mm内不能有胶粘剂。
如果用户无特别要求，管端无涂敷部分的长度不能超过150毫米。
4.2.2 连续性
外涂层应具有连续性（即无漏点）。如果电火花试验（参见条款5.3.2）证明无漏点，说明涂敷达到要求。
4.2.3剥离强度
按照条款5.3.3的要求，在涂敷后24小时内对涂敷层进行试验，平均剥离强度应当为：
a) 试验温度为(20±5)℃时，试件宽度上每cm至少为35N；
b) 试验温度为(50±5) ℃时，N型涂敷层的剥离强度至少应达15N/cm，S型涂敷层的剥离强度至少应达25N/cm。
4.2.4冲击强度
按照条款5.3.4的要求进行试验，要求涂敷层在承受30次冲击后，用电火花检测时不能出现漏点。
4.2.5 压痕硬度
根据条款5.3.5进行试验时，当温度为(23±2)℃时，N型涂敷层的针入深度不大于0.2mm，温度为(50±2) ℃时，针入深度不得大于0.3mm。S型涂敷层在(70±2) ℃的温度条件下进行试验时，针入深度不应超过0.3mm。
4.2.6断裂伸长率
按照条款5.3.6进行试验时，断裂伸长率不得低于200%。
4.2.7 体积电阻率
按照条款5.3.7进行试验，在将试件浸泡在试验介质中100天后，涂敷层电阻率不应低于108Ωm2。
如果浸泡70天后的电阻率仅比浸泡100天后的容许值大一个数量级，那么，浸泡100天后的电阻与浸泡70天后的电阻之比不应小于0.8。
4.2.8 耐热老化
按照本标准条款5.3.8进行试验，在受热作用后，与初始值比较，试样熔融指数的偏差量最多不超过35%。
4.2.9 光老化
按照本标准条款5.3.9进行试验，在受热作用后，与初始值比较，试样熔融指数的偏差量最多不超过35%。
5．试验
5.1 概述
由制造厂或公认的材料试验部门负责进行试验。
制造厂家应确保满足本标准条款4.1.1、4.1.2和4.2.1至4.2.3的要求。厂家应至少每3年一次，按照条款4.2.6至4.2.9的要求为每种涂敷原料和涂敷工艺出具证明。
除非下文另有说明，本文中的“样品”应理解为钢管或管段。
5.2 试验文件
协议主题中应包含签发DIN 50049检验文件的有关内容。
5.3 程序
5.3.1 涂敷厚度
测定涂敷厚度时，应在管上沿轴向和周向均匀地选择测量点，并使用非破坏性的方法（如磁性测厚仪）进行测量，测量误差不超过±10%。
5.3.2 连续性
应使用符合DIN VDE 0433第二部分规定的高压设备，采用电火花试验判定涂敷的连续性。电压通过球形火花隙施加。测试电压应为25kv。试验时，电极（如金属刷）应触及涂敷表面，否则，两者之间的气隙会造成测试失误。
如果涂敷层上存在漏点，则会产生火花，或者测试设备发出信号。
注意：电火花试验的目的是探明涂敷层存在的不连续点，而不用来测试连续涂敷表面的击穿电阻。
5.3.3 剥离强度
选择图1和图2中的设备或类似设备确定涂敷层的剥离强度。涂敷层应以10mm/分钟的速度剥离，剥离方向应与钢管表面垂直。在（20±5）℃和（50±5）℃条件下，应分别对三个样品进行试验。如果有一个样品未达到要求，则应另外选取5个试件进行试验，结果必需全都符合要求。
使用带双联电机的锯子在涂敷层上沿钢管周向作切口，切口深及钢管表面，其宽度至少为20mm，但不超过50mm。另外再作一个切口与原先的切口垂直。将大约20mm长的试件拉离钢管表面。除了最初和最后的20mm试件外，应使用测力计对剥离试件所需的力进行测量和计录。取得的平均值应以N（牛顿）为单位。在试验过程中，施加的拉力（在剥离模式中）比条款4.2.3的规定值低25%以上的阶段（长度定义为25mm）均不纳入平均值的计算范围。
在（50±5）℃的温度下进行试验时，应按上述方法切割样品，并将其加热到约60℃，同时使用诸如快速反应接触式温度计对试件表面进行连续监控。当温度下降至55℃时应立即开始记录测量结果，在温度降至45℃前应结束试验。
5.3.4 冲击强度
进行冲击试验时，让直径为25毫米的球头落到试件上，试件必须进行固定，防止其在冲击作用下发生弯曲。试验温度应为（23±2）℃，下落高度约为1米。冲击能E＝(5·φ)J/毫米厚度，允差5%。参数φ（参见表2）为管子弧度影响系数，可通过改变落重或落高将冲击能量降低此数值。
直径（DN）
φ
＞200
1.0
65至＜200
0.85
＜65
0.70
表 2
应对落重进行引导，以尽可能减少磨擦并使下落点位于管子上的适当位置。
管子应承受30次冲击，两个冲击点之间的距离至少应为30mm。随后，应使用25kv的测试电压检查是否有漏点出现。
5.3.5 压痕硬度
对三个试件进行压痕硬度试验，试件取至涂敷层，厚度不超过2mm。除去试件上的胶粘剂。（可能需要刮磨试件背面，以便获得所需的厚度。）如果有一个试样的试验结果不符合要求，就应另取5个试样进行试验，5次试验都必须成功。
压痕仪应为一根250g金属棒，可以额外附加重量。在金属棒下端中央应安装一根直径为1.8mm（面积为2.5mm2）的平头金属钉。该装置总重应为2.5kg（对应压力为10N/mm2）。
测量压痕深度时，必须使用带刻度的针入仪，测量误差应小于0.1mm。
试验应在（23±2）℃和（50±2）℃的温度下进行。如果涂敷层为特殊型，较高的温度应采用（70±2）℃，如果必要，可以采用水浴，并对水浴温度进行控制。试件在试验温度下放置一个小时后，将压痕仪（不附加重量）缓慢而小心地放到试件上，并在5秒钟内在针入仪上设置零点。随后，将附加重量施加到压痕仪上，24小时后，在针入仪上读取针入值。
5.3.6 断裂伸长率
从3 根管子上截取试样进行断裂伸长率试验，每根管子上需要截取5个试样。试样应采用DIN 53 455中指明的3号（如果需要，尺寸可以为3号样本的一半）或4号样本的样式。每根管只允许有一个试样的试验结果不合格。
如为挤出式涂敷，应将胶粘剂中和或将钢管加热后截取试样，加热温度最高不超过80℃。熔融涂敷的涂层，需要将管子加热至最高100℃才能需截取试样。
试验应按DIN53 455的规定，在（23±2）℃的温度下进行，拉伸速度为50毫米/分钟，尺寸仅为一半的试件，拉伸速度为25mm/分钟。
5.3.7 涂敷层电阻率
对三个试件进行试验，试件的测试面积不得小于0.03m2，三个试件都必须达到规定要求。
试验介质采用浓度为0.1mol/l的氯化钠溶液。试验设备包括一个表面积不小于10cm2的反电极、一个输出电压不低于50伏的直流电源、一个安培表和一个伏特计。在(23±2)℃的温度下，将试件在介质中浸泡100天。浸泡方法可选择以下一种：
a) 将钢管水平放置在一个塑料容器内，容器侧部开口，大小适当。容器壁与试件之间使用不导电材料隔离。将试验介质倾入其中，介质至少应浸没100mm长的管子。
b) 用不导电的胶粘剂将塑料管段与样品（管子或管段）粘合。在塑料管段中注入试验介质。
c) 用不导电材料将管的一端密封，使钢质表面不能与试验介质接触。将管子垂直置入盛有试验介质的容器中。可以将管子从试验介质中取出，并用电解质溶液浸泡，测试电阻率。
在测试电阻率前，应先测试涂敷层的连续性（参见本标准条款5.3.2）。
测量时，应将直流电源的正极与钢管连接，将负极与反电极连接，接着将其没入试验介质中。由下式可以算出涂敷层体积电阻率ru，其单位为Ωm2：
U·S
ru=
I

式中
U 为反电极与钢管间的电压，单位为V；
S 为试验表面面积，单位为m2；
I 为通过涂敷层的电流强度，单位为安培。
如果在试验表面与管端的钢材之间的表面上没有明显的电流泄漏，那么，通过直流电源的电流与流经涂敷层的电流相等。当测出的电流强度I较大时，必须按DIN VDE 0303第三部分的规定，将泄漏电流接地。只有当泄漏电流的强度远远低于I值时，测量结果方才正确。
5.3.8 耐热老化
进行耐热老化试验需要使用一个带强制循环装置的加热炉。将试件从涂敷层上取下并除去胶粘剂后，厚度不应超过2mm。（可能需要打磨试件背面以获取所需的厚度。）N型试件应在100℃的温度中放置100天（2400小时），S型试件应放置200天（4800小时）。
每400小时应将试件取出加热炉，根据DIN 53 735确定熔体流动速率，N型涂敷采用其中的试验条件D，S型涂敷采用其中的试验条件T。
5.3.9 光老化
按照DIN 53 387中试验条件1-A-X的要求，将试件置于氙弧试验装置中按指定的时间长度进行辐照，同时使湿度保持稳定，这样可以确定试件熔体流动速率的变化情况，由此能够确定涂敷层的抗光老化能力。
取样应根据DIN 53 735的规定进行，N型涂敷采用其中的试验条件D，S型涂敷采用其中的试验条件T。将试件从涂敷层上取下并除去胶粘剂后，厚度不应超过2mm。（可能需要打磨试件背面以获取所需的厚度。）
进行辐照前和进行1.2G/J/m2的辐照后，应根据DIN 53 735的要求确定熔体流动速率。
辐照总强度达到7GJ/m2后，应对光老化情况进行评估。
6． 标记
本标准中所指的钢管都应具备清晰永久的标记，标记中至少应包括如下内容：
a) 工厂商标或注册商标
b) DIN标准号。
c) 表明涂敷类型（N或S）和厚度（n或v）的符号（参见条款3）。
例如：
（商标）－ PE涂敷 DIN 30 670 － N-n
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