PE管道产品标准及测试技术

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1、第二章 PE管道产品标准及测试技术一、聚乙烯管道的产品的分类1、管材聚乙烯管可分实壁管和结构壁管两类，在这里主要是讨论实壁管。实壁管既可用作压力管，也可作非压力管，按照聚乙烯材料的特性对聚乙烯实壁管进行分类。（1）根据树脂密度分：按照聚乙烯树脂的密度将聚乙烯管分为低密度聚乙烯管及线型低密度聚乙烯（LDPE及LLDPE）管，中密度聚乙烯管（MDPE）和高密度聚乙烯管 (HDPE)其密度见表1类别LDPE.LLDPEMDPEHDPE密度g/cm30.91-0.9250.925-0.9410.941-0.965(2) 根据材料的长期静液压强度等级分:根据聚乙烯材料最小长期静液压强度要求，对管材及其原

2、料进行了分类和命名,分为PE32、PE40、PE63、PE80和PE100五个等级。目前输送燃气采用PE80和PE100等级的中或高密度聚乙烯，给水管道采用PE63、PE80和PE100等级的中或高密度聚乙烯管，PE32和PE40等级的低密度聚乙烯管道或线型低密度聚乙烯管道常用于灌溉。2、管件（1）根据管件的生产方式不同，可将管件分为注塑管件及焊制管件两大类；（2）根据连接方式可分为三类：熔接连接管件、机械连接管件、法兰连接管件，其中，熔接连接管件又分为三类：电熔连接管件、插口管件、热熔承插连接管件。电熔连接管件又分为电熔承口管件、电熔鞍型管件。除热熔承插管件专用于给水系统外，其它管件均适用燃

3、气与给水系统。二、聚乙烯管道的特点：1、熔接接头不泄漏：聚乙烯管道主要采用熔接连接，保证了接口材质、结构与管件本身的同一性，实现了接头与管材的一体化。2、具有良好的耐化学腐蚀性：作为一种典型的惰性材料，不会受大多数的化学物质腐蚀，在施工程中可节约管道的防腐工序。3、具有良好的抗刮痕能力：在管道施工中，管道表面的刮痕是难以避免的，而PE材料具有良好的抗刮痕能力，可以有效的防止刮痕痕造成材料的应力集中，引起管道的破裂。4、具有良好快速裂纹传递抵抗能力。管道的快速开裂是指管道发生开裂时，裂纹以很快的速度增长，瞬间就可能使管道破坏。实践表明，在常用的塑料管道中，PE管抗裂纹快速传递的能力名列前茅。如U

4、PVC的动态断裂韧性KD为1.8MNm-3/2，PP-R的KD为1.8MNm-3/2 ，而PE80的KD为2.9MNm-3/2，PE100的KD则高达3.8 MNm-3/2。三、原材料的性能要求原材料性能是制品性能的首要保证。原材料的长期强度高，可以保证管道在足够长的使用寿命期间承受足够高的压力。一般根据标准对于使用寿命长，性能要求高的压力管应用领域如燃气管、市政给水管等。要求采用明确等级证明的混配料（已含有必要助剂和颜料的聚乙烯粒料）因此，燃气管、给水管标准中对聚乙烯都做出严格的性能指标要求（具体见下表1、表2、表3、表4）以保证管道正常使用情况下的使用寿命为50年以上。表1 GB 1555

5、8.1-1995燃气管材、管件材料的基本性能要求项 目性 能 要 求密度， kg/m3930水分含量， mg/kg300挥发分含量， mg/kg350炭黑含量， %202.5热稳定性(200), min20耐环境应力开裂, h(100,100%， 浓度)FO1000耐气体组分,h (80,2.0MPa)30长期静液压强度,Mpa(20,50年，95)8.0 表2 GB/T13663-2000 聚乙烯给水管材料的基本性能要求序号项 目要 求1炭黑含量，（质量）2.5±0.52炭黑分散1）等级33颜色分散2）等级34氧化诱导时间（200），min205熔体流动速度3）（5/g，190）g

6、/10min与产品标称的偏差不应超过±25注：1仅适用于黑色管材料 2仅适用于蓝色管材料 3仅适用于混配料表3 聚乙烯给水用管件混配料的基本性能要求序号性能要求1）试验参数以颗粒形式测定1密度930/m3（基础树脂）试验温度232熔体流动速率MFR（0.21.4）g/min，且最大偏差不应超过混配料标称值的±20%试验温度载荷19053氧化诱导时间20 min试验温度2004挥发份含量350mg/5水分含量2）300 mg/6炭黑含量（黑色混配料）（2. 02.5）%（质量百分数）7炭黑分散（黑色混配料）3级颜料含量（黑色混配料）3级以管材形式测定8热熔对接拉伸强度dn:1

7、10SDR11试验到破坏为止：韧性：通过脆性：未通过试验温度239耐慢速裂纹增长dn:110或125SDR11在试验过程中不破坏试验温度试验压力:PE63PE80PE100试验周期试验类型800.64Mpa0.80Mpa0.92 Mpa165h水-水10耐候性（仅用于蓝色混配料）管材累计接受3.5GJ/老化能量后；氧化诱导时间符合本表要求断裂伸长率350%80（165h）静液压强度符合表9要求11耐快速裂纹扩展（RCP）（S4试验）3）dn:110SDR11裂纹终止试验温度试验介质试验压力：PE100PE800空气1.0Mpa0.8 Mpa或者耐快速裂纹扩展（RCP）（全尺寸试验）3）dn25

8、0SDR11裂纹终止试验温度试验介质试验压力：PE100PE800空气2.4Mpa2.0Mpa对水质的影响应符合GB/T17219或现行相应的卫生规范性能要求1） 混配料生产商应证明与这些要求的符合性。2） 当测量的挥发分含量不符合要求时才测量水分含量。仲裁时，就以水分含量的测量结果作为判定依据。3） 如果测试的PE料不满足要求，可根据ISO13478：1997确定临界压力PC，并由此确定此材料相应于直径的MOP。（允许工作压力3.6×PC，S42.6，此处PC，S4根据GB/TXXXX-2000X（ISO13477：1997）测定），可使用温度不大于3的空气或气水混合体（空气含量5

9、%）。表4 聚乙烯燃气用管材管件混配料的基本性能要求序号性能要求1）试验参数以颗粒形式测定1密度930/m3（基础树脂）试验温度232熔体流动速率MFR（0.21.4）g/min，且最大偏差不应超过混配料标称值的±20%试验温度载荷19053氧化诱导时间20 min试验温度2004挥发份含量350mg/5水分含量2）300 mg/6炭黑含量（黑色混配料）（2. 02.5）%（质量百分数）7炭黑分散3)（黑色混配料）3级颜料分散4)（黑色混配料）3级8耐气体组分 H2080,2.0Mpa (环应力)9耐快速裂纹扩张(RCP)全尺寸(FS)试验: Mpa dn250mm或S4试验: Mp

10、a管材试样壁厚15mm全尺寸试验的临界压力P1.5×MOPS4 试验的临界压力PMOP/2.4-0.072010耐慢速裂纹增长 H(e>5mm)16580,0.8 Mpa(试验压力) 6)80,0.92 Mpa(试验压力) 7)1) 非黑色混配料应符合表中耐候性的要求2) 当测量的挥发分含量不符合要求时才测量水分含量.仲裁时,应以水分含量的测量结果作为判定依据.3) 仅适用于黑色混配料4) 仅适用于非黑色混配料5) 如果S4试验结果不符合要求,可以按照全尺寸试验重新进行测试,以全尺寸试验的结果作为最终依据.6) PE80,SDR11 试验参数7) PE100,SDR11 试验参

11、数下面针对聚乙烯压力管材专用料的主要性能加以简单说明1、密度：密度是聚乙烯的重要性能指标，密度很大程度上决定了材料的基本性能。对于由聚乙烯制成的燃气输送管和给水管，提高密度意味着弹性模量的提高，亦即减少了蠕变趋势，提高了耐短期静液压强度。但单纯提高密度有时会降低管材韧性。使管材的耐长期静液压强度和耐慢速裂纹扩展（SCG）的能力降低，缺口敏感性和冲击强度也随之降低。因此标准中规定了聚乙烯材料要求大于930/m3，此时的密度具有一定的韧性及较高的强度，综合性能较好。 2、熔体质量流动速率熔体质量流动速率是表征材料在熔融状态的粘度大小的物理量，它是材料在一定时间内，一定强度和一定剪切应力下流过规定直

12、径口模的质量，是材料加工流动性的量度。因此通过对原材料的MFR的检测，可以了解原材料的配方、生产工艺和平均分子量及其分布是否发生重大变化，一般原料生产聚合过程中正常的工艺波动和微小调整，MFR的波动均不会超过材料额定值的±20的范围，如超过该范围，说明原料在加工过程中发生了明显的降解或工艺发生改变。另一方面低MFR数值，能提高管材的抗韧性破坏能力，但如低于标准范围会使加工变得异常困难。3、氧化诱导期（热稳定性）氧化诱导期是将具有规定质量和表面积的塑料试样放入规定温度的高纯氧中，从开始通氧至其被氧化所经历的时间，它是材料耐热、抗氧化能力的反映。主要针对的是需要重复热加工的管道，因热历程

13、延长方法的高温热氧降解。由于聚乙烯树脂在温度高达300的惰性气体中仍能保持稳定，但在氧气存在的条件下，只要将其加热到50时聚乙烯分子结构即发生变化，而聚乙烯管材件的加工温度一般在190到260之间，为了保证管材件在加工和施工过程中不被氧化，而设立该项目。4、炭黑含量、分散度和原料分散性鉴于施工、运输和贮存的需要，原材料和管材产品难免露天存放，从而不同程度地吸收紫外线辐射能。在紫外线辐射下，聚乙烯就会因被氧化而逐渐发脆，抗氧化性能下降，相关性能就会降低。但若在原料中加入适量的紫外线吸收剂碳黑，就可以提高聚乙烯抗紫外线辐射的能力，增强其耐候性。事实证明管道专用料中炭黑如达到2，则抗老化性能就趋于稳

14、定， 若在原料中加入的碳黑量过多时，（因炭黑不易扩散，易结块，容易吸水，从而使管材件易出现气泡，造成凹陷）其抗老化性能反而略有下降，炭黑颗粒应较小，分散性要良好，否则造成吸水面影响管材加工性能和最终的物理机械性能和使用寿命。但若添加的量大少（低于2.0%），则会因为管材的耐候性不够无法使管材正常发挥其功能 。对于蓝色管材的水管和黄色燃气管材来说，颜料分散不均也会形成局部应力集中影响管材的加工性能及机械性能和使用寿命。5、挥发含量和水含量挥发含量和水含量，如过高，会使挤出的管道出现气孔，影响管道的冷却结晶和焊接性能，并最终降低管道的物理机械性能。6、耐慢速裂纹扩展根据实际经验，所有实际存在的材料

15、表面不可能不存在裂缝和缺陷。裂缝的尖端处的硬力集中达到和超过某一临界条件时，裂缝失却稳定性而发生扩展。若裂缝的增长速度非常慢，如数年或数十年则称为慢速裂纹增长（SCG）。材料抗SCG能力的强弱，实际上是材料分子结构抗裂纹生长能力的大小和带分子链的解缠和带分子链的密度密切相关。聚乙烯高分子量端的支链分布越多，平均分子量越高，带分子链越高，带分子链的密度越大，解缠速度越慢，抗SCG能力越强。通常实际管材抗慢速裂纹增长的时间远超过一般试验所能允许的范围。为此，发展了一些加速试验的方法，对试样预制缺口、制造裂纹。目前聚乙烯（SCG）的试验方法有切口管试验、全缺口蠕变、缺口拉伸试验、锥体试验、耐环境应力

16、开裂试验。7、快速开裂纹扩展快速开裂是指PE管道受到冲击再加上管材内压的聚积的同时作用而导致管壁沿轴向以很快速度裂开的偶然性破裂方式。如建筑机械挖掘时对管材的损坏都会引起管材的快速开裂，过去快速开裂通常在钢管中观察到，有报道说钢管中最长的快速开裂达到了11公里，聚乙烯管道特别是大口径管道在低温使用时（世界各国的实践和测试证明）存在快速开裂的危险。如匈牙利有报道说，聚乙烯燃气管道的快速开裂实验长度达到了700米，正因为聚乙烯燃气管道一旦发生快速开裂，会带来不可估量的经济损失和社会影响。所以在工程设计和管材生产厂家和原料厂家都非常重视塑料管材抵抗快速裂纹增长的能力。聚乙烯材料或管子裂纹快速扩展性能

17、的试验方法，但目前得到公认主要是采用管子做试样的全尺寸试验（FS）和小尺寸稳态(S4)试验。（1）小尺寸稳态试验小尺寸稳态试验是由英国帝国理工大学开发，此试验方法可以测定在规定的温度和内压下，PE管材的开裂抑止和开裂扩展。而用于评估气体或存有空气的液体、输送用热塑性塑料管材性能。目前国内可以做。（2）全尺寸试验（FS） 全尺寸试验是模拟实际使用时的PE管材的快速开裂状况，它只适于评价直径250mm的管材，目前只有少数国外大型管材生产商和原料公司对个别口径的管材进行全比例试验评价。四、聚乙烯管道标准与检测（一）产品标准（1）燃气管材、管件按照GB15558.1-1995燃气用埋地聚乙烯管材、GB

18、15558.2-1995燃气用埋地聚乙烯管件标准要求生产，另新的燃气管材、管件标准在修订，管材根据ISO4437修订现已定稿，将于2004年6月1日起实施。管件标准根据ISO8085标准修订，现已定稿，正在待审批。表1 聚乙烯燃气管材的标准对照表现行标准（GB 15558.1-1995）报批稿（GB 15558.1-2003）适用范围适用于工作温度在-20-40，最大工作压力不大于0.4MPa，燃气输送用埋地聚乙烯管材；材料为PE80（混配料）适用于PE80、PE100（混配料）材料制造的燃气用埋地聚乙烯管材。颜色黄色或黑色，黑色管上应有黄色色条黄色或黑色，黑色管上应有黄色色条管材SDR系列与

19、公称压力（或最大工作压力）SDR17.60.2 MPaSDR110.4 MPa安全系数C=4PE80 PE100SDR17.60.4 MPa SDR17.60.6 MPaSDR110.8 MPa SDR111.0MPa安全系数C=2公称外径D20-250D16-630物理力学性能项目要求项目要求20静液压强度100h；PE80环应力9.00 MPa不破裂,不渗漏静液压强度HS20静液压强度100h；PE80环应力9.00 MPaPE100环应力12.4 MPa不破裂,不渗漏80静液压强度165h；PE80环应力4.60 MPaPE100环应力5.5MPa80静液压强度165h；PE80环应力4

20、.60 MPa80静液压强度1000h；PE80环应力4.00 MPaPE100环应力5.0MPa80静液压强度1000h；PE80环应力4.00 MPa耐快速裂纹扩展(RCP)( 0)全尺寸试验(FST)dn250或S4试验适用于所有直径。裂纹中止耐候性（管材 接受3.5KMJ/老化能量后）。仍能应满足本表,静液压强度、热稳定性、断裂伸长率性能要求，并保持良好的焊接性能.耐候性(管材累计接受 3.5GJ/老化能量 后)(代用于非黑色管材)仍能满足本表热稳定性，80静液压强度（165 h）、断裂伸长率性能要求。热稳定性20020min热稳定性20020min耐应力开裂（en5），（80，4.0

21、 MPa）1000 h耐慢速裂纹增长（80）（en5），SDR11的试验压力为PE80（0.8 MPa），PE100（0.92 MPa）165 h170 h压缩复原80,4.0 MPa170 h熔体流动速率(MFR)加工前后MFR变化20%纵向回缩率,%（110）3纵向回缩率, %（110）3断裂伸长率,%350断裂伸长率,%350表2聚乙烯燃气管件的标准对照表现行标准(GB 15558.2-1995)征求意见稿(GB 15558.2-200 X)适用范围适用于工作温度在-20-40，最大工作压力不大于0.4MPa，埋地输送燃气材料为PE80（混配料）适用于PE80、PE100（混配料）的燃气

22、用埋地聚乙烯管件颜色颜色为黄色或黑色颜色为黄色或黑色公称外径电熔管件：D20-250热熔对接：D20-250热熔鞍型管件：D50-250热熔承口管件：D20-125热熔管件：D16-630电熔鞍型管件：D16-630热熔承口管件：D16-630物理力学性能项 目要求项 目要求短期静液压强度20韧性破坏时间100 h，环应力9.0MPa管件无破坏焊口无渗漏静液压强度20静液压强度100hPE80环应力10MPaPE100环应力12.4 MPa无破坏无渗漏80环应力4.6 MPa,脆性破坏时间165 h,环应力4.0 MPa,破坏时间1000 h80静液压强度165hPE80环应力4.5MPaPE

23、100环应力5.4MPa80静液压强度1000hPE80环应力4.00 MPaPE100环应力5.0MPa热稳定性(200)20 min氧化诱导时间20min熔体质量流动速率(MFR)管件的MFR变化不应超过管件制造所使用的混配的MFR的±20%对接熔接拉伸强度试验到破坏为止韧性：通过; 脆性：不通过加热伸缩管件外径及长度变化不超过±5%,管件外径不允许有明显变化电熔管件的焊接强度（适用于电熔承口管件）剥离脆性破坏百分比33.3%冲击性能（适用于鞍形旁通）不破坏,无泄漏压力降（适用于鞍形旁通）在制造商标准的流量下dn63：P0.05×10-3 MPadn63：P0

24、.01×10-3 MPa（2）给水用聚乙烯（PE）管材、管件给水管材按照GB/T13663-2000给水用聚乙烯（PE）管材标准、要求生产，管件国家标准暂无但报批稿已出台，在审批之中。管材具体的技术指标见表3，管件技术指标见表4。表3 聚乙烯（PE）给水管性能主要指标适用范围适用于温度不超过40，公称压力为0.32 MPa 1.6 MPa的一般用途的压力输水、以及饮用水的输送 。颜色饮用水管材颜色为蓝色或黑色，黑色管上应有蓝色色条，色条沿管材绘向至少有三条原材料PE80、PE100（混配料）；PE63可采用管材及基础树脂加母料公称外径16-1000静液压强度项 目要 求20静液压强度

25、100h；环应力PE63 8.0MPaPE80 9.0MPaPE100 12.4MPa不破裂、不渗漏80静液压强度165h；环应力PE63 3.5 MPaPE80 4.60 MPaPE100 5.5MPa80静液压强度1000h；环应力PE63 3.2 MPaPE80 4.00 MPaPE100 5.0MPa物理性能耐候性(管材累计接受3.5GJ/老化能量后)80静液压强度165h不破裂,不渗漏断裂伸长率%350氧化诱导时间200/ min10断裂伸长率%350纵向回缩率(110)%3氧化诱导时间(200) min20表4 给水用聚乙烯管件(GB/T13663-2003)适用范围适用于温度不超

26、过40,一般用途的压力输水以及饮用水的输送颜色颜色为黑色或蓝色原材料PE63、PE80、PE100的混配料公称外径电熔鞍型管件：电熔管件：D20-630； 机械连接管件：D20-63；插口管件：D20-630； 聚乙烯法兰接头：D20-1000热熔承插连接管件：D16-125项目要求力学性能20静液压强度100h；环应力PE63 8.0MPaPE80 10.0MPa PE100 12.4MPa不破裂，无渗漏80静液压强度165h；环应力PE63 3.5 MPaPE80 4.50 MPaPE100 5.4MPa80静液压强度1000h；环应力PE63 3.2 MPaPE80 4.00 MPaPE

27、100 5.0MPa物理性能熔体质量流动速率（MFR）对PE63、PE80、PE100加工后MFR的变化小于±20%热稳定性（氧化诱导时间）20 min对接熔接管件-插口管件拉伸强度试验到破坏为止：韧性：通过脆性：未通过鞍型旁通的冲击强度无破坏，无渗漏电熔管件的熔接强度脆性破坏所占百分比33.3%机械接头力学性能(公称外径大于63)内压密封性试验无渗漏耐弯曲密封性试验外压密封性试验耐拉拔试验管材不从管件上拔脱或分离五、聚乙烯管道的检验项目：1、聚乙烯燃气用埋地管材执行标准GB15558.1-1995GB15558.1-2003检验项目出厂检验颜色、外观、规格尺寸、短期静液压、热稳定性

28、、耐应力开裂、压缩复原、纵向回缩率、断裂伸长率外观、几何尺寸、静液压强度（80 165 h），断裂伸长率，热稳定性、熔体质量流动速率型式检验颜色、外观、规格尺寸、长期静液压强度、短期静液压强度、热稳定性、耐应力开裂、压缩复原、纵向回缩率、断裂伸长率、耐候性外观、几何尺寸、静液压强度、断裂伸长率、热稳定性、熔体质量流动速率、纵向回缩率定型检验：在型式检验基础上再加耐快速裂纹扩展和耐候性试验2、聚乙烯燃气用埋地管件执行标准GB15558.1-1995GB 15558.2-200X检验项目出厂检验颜色、外观、规格尺寸及偏差、热稳定性、短期静液压强度（不包括80时破坏时间大于1000 h）、加热伸缩颜

29、色、外观、多方式连接管件、电熔管件的电阻、几何尺寸、静液压强度（80 165 h），热稳定性（氧化诱导时间）型式检验颜色、外观、规格尺寸及偏差、短期静液压强度、热稳定性、加热伸缩颜色、外观、多方式连接管件、电熔管件的电阻、几何尺寸、静液压强度，热熔对接拉伸强度、剥离强度、冲击强度、压力降、氧化诱导时间、熔体质量流动速率3、聚乙烯给水用管材执行标准GB/T13663-2000检验项目出厂检验型式检验颜色、外观、规格尺寸偏差、静液压强度（80 165 h）、断裂伸长率、氧化诱导时间颜色、外观、规格尺寸及偏差、静液压强度除（80 165 h）、断裂伸长率、纵向回缩率、氧化诱导时间、耐候性试验、卫生性

30、能4、聚乙烯给水用管件（报批稿）执行标准GB/T13663-2003检验项目出厂检验型式检验颜色、外观、电熔管件的电阻、规格尺寸、氧化诱导时间、静液压强度（80 165 h）颜色、外观、电熔管件电阻、规格尺寸、静液压强度（80 165 h），熔体质量流动速率、氧化诱导时间、电熔管件的熔接强度、对接熔接管件拉伸强度、鞍型旁通冲击强度、内压密封试验、外压密封试验、耐弯曲密封性试验、耐拉拔试验、卫生性能六、检测技术要求项目的简述1、静液压强度试验是表征塑料管材、件承载能力的一项主要指标，它是指管材、件在不定期一定温度下，在规定的时间内承受规定的环应力是否发生破坏的性能。因为塑料管材、件的耐用性能与所

31、用原材料的性能、所承受的应力条件、温度以及被输送的介质和周围环境的性质等因素有关。这些因素相互作用的共同结果就产生出一种复杂的物理、化学机械性能的变化，表现在管材、件的静疲劳性上。塑料管材、件的耐用性能随承载时间的延长会有降低；同时，升高温度更会加速塑料管材、件的破坏过程。因此，在短时间内（一般小于10分钟）测得的强度性能（例如爆破强度）不能用以预测管材、件的长期强度，而应在更长的试验期间测得。静液压强度试验是在考虑上述因素并模拟实际使用的条件下，经过对承载情况的几种极限状态的深入分析和经过对使用寿命的科学推理而提出的，是通过对管材、件施加恒定的内部静液压来鉴定管材、件的蠕变和持久强度的试验。

32、为确保管材、件在公称压力和最高使用温度下，在整个使用寿命期间能保证其强度和稳定性，标准中分别设立了在不同温度条件下、依据管材、件材料等级和规格所确定的不同试验压力下的静液压强度试验。试验均为根据时温等效原理而设立，但其侧重点有所不同；20/100h 条件下的试验是侧重于模拟产品正常运行的工作条件下的强度试验；而80、95/165h以及80、95/1000h是侧重于为鉴定高温下产品的强度，同时考核了管材、件的耐热性能。在静液压强度试验中，如果管材、件内部存在缺陷，在应力作用下降会引起管材、件内的温度变化，造成分子间化学键的断裂，进而引发大量的化学键在应力作用下先后断裂，最终由细小的裂纹汇合成肉眼

33、可见的裂纹，即出现管材、件破裂现象。管材、件受力后因扩张不均匀，在某一个最弱的部位突然隆起，最后在抗力最小的方向内破坏即发生韧性破裂现象；而在应力并不剧烈的区域内，在管壁上有穿透性的纵向疲劳裂纹形成，则最终发生脆性破坏现象，且破坏时的变形量很小。进行该项目的检测，可以对产品所用的原材料是否合格，管材、件生产工艺是否得到保证，加工过程是否将原材料的优良性能包括热稳定性和抗氧化稳定性等完全转移到管材、件上等予以评定，通过对这些环节的评定，做出及时调整，对于确保产品质量是非常必要的。2、抗开裂性能试验1）耐应力开裂试验：由于聚乙烯塑料较软，磨擦性较差，在实际的施工过程中，经常会出现管材受到沙、石等外

34、物的磨擦产生划痕的现象，而出现划痕后是否会影响管材的机械性能和使用寿命是大家所关心的。因此，刻意在管材上预制出一般磨擦划痕较难达到的深度切口以引发应力集中来考察划痕对管材性能产生影响的程度。2）耐环境应力开裂试验：聚乙烯在醇、酯、表面活性剂等的作用下，在较小应力（小于其短时强度作用下就会发生脆性龟裂，这种因环境条件加速应力开裂的现象叫环境应力开裂。耐环境应力开裂性随（MFR）和（或）密度的下降而改善，随分子量分布变宽（分子量高低相差较大）而降低。鉴于通过选择适当的树脂和成型条件、添加少量的聚异丁烯或丁基橡胶容易制得无环境应力开裂的聚乙烯制品。因此，对该性能的要求有所弱化。聚乙烯管材的抗开裂性能

35、与其平均分子量大小及其分布有关。平均分子量低时，管材刚度不足，抗开裂性能和抗划痕能力差。随着聚乙烯分子量的增大，耐应力开裂性能有所提高；平均分子量分布窄，管材的耐环境应力开裂性能增加，但耐慢速开裂增长和快速裂纹扩展的性能差，易出现开裂现象，导致产品强度不够，服务寿命缩短。因此，提高聚乙烯树脂的分子量改善分子量的分布，如采用“双峰”技术改善管材对划痕的敏感度是提高聚乙烯材料长期强度和抗开裂性能的一个有效手段。标准中对产品进行耐环境应力开裂和在未来的标准中将提出的耐慢速开裂增长和快速成裂纹扩展等项目即是出于对产品在实际使用过程中对强度和使用寿命的保证而设立的。3）耐慢速裂纹增长由于管材料内的缺陷，

36、安装过程中造成的缺口，与岩石的紧密接触和弯曲载荷等难免造成各种应力，慢速裂纹增长的应力可能是内应力或外力作用下产生的应力，也可以是这些应力的合力。对慢速裂纹增长的抵抗能力决定了聚乙烯管的基本承载能力。随着聚乙烯燃气管在世界范围内的广泛应用，极大地推动了对慢速裂纹增长试验的研究，发展了一些加速试验的方法，对试样预制缺口、制造裂纹。目前聚乙烯（SCG）的试验方法有切口管试验、全缺口蠕变、缺口拉伸试验、锥体试验、耐环境应力开裂试验。4）耐快速裂纹扩展管道的快速开裂是指在管道偶尔发生开裂时，裂纹以几百米/秒的速度迅速增长，瞬间造成几十米甚至上千米管道破坏的大事故。聚乙烯管的快速开裂实验源于钢管的快速裂

37、纹扩展研究。快速裂纹扩展是一种理论上可初步预期的偶发事故，虽然在实际应用中尚未出现过，但其后果是灾难性的。聚乙烯管裂纹快速扩展性能的试验方法，但目前得到公认主要是采用管子做试样的全尺寸试验（FS）和小尺寸稳态(S4)试验，这两个方法现已成为ISO标准。（1）小尺寸稳态试验 小尺寸稳态试验是由英国帝国理工大学开发，此试验方法可以测定在规定的温度和内压下，PE管材的开裂抑止和开裂扩展。而用于评估气体或存有空气的液体、输送用热塑性塑料管材性能。目前国内可以做。（2）全尺寸试验（FS） 全尺寸试验是模拟实际使用时的PE管材的快速开裂状况，它只适于评价直径250mm的管材，目前只有少数国外大型管材生产商

38、和原料公司对个别口径的管材进行全比例试验评价。3、压缩复原试验由于燃气泄漏对人们的生命和财产造成的危害较大，在管材、件的实际运行中，当预期使用寿命结束或出现意外事故需要抢修时，往往希望利用塑料管材的易挠曲性将其进行压扁处理，从而达到紧急切断流体输送、防止流体流失或扩散造成危害的目的；而当压扁工具移走后，希望管材仍能恢复其工作状态，而不致影响其使用强度和寿命。压缩复原项目即是为满足此目的而设立的。通过压扁复原试验证明满足标准要求的管材、件系统能够得到更为及时、快捷地维护和充分的使用，为意外情况下需要进行紧急抢修时，采取压扁复原的方式提供了可能性。4、断裂伸长率的测定在进行聚乙烯管材的施工、装配过

39、程中，鉴于地况复杂、安装和设计地下装置避开障碍物的需要，而提出了聚乙烯管材的断裂伸长率，由性能良好的材料所制得的管材其断裂伸长率均远大于350%，但由于各企业所用原材料的性能和生产工艺差别很大，而且同一管材、件系统可能由多个厂家的产品组成，故提出对该性能的要求对于满足整个管材、件系统的长期功能和使用寿命仍然是非常必要的。 通过对该项目的测定，可确保在地形变化、地基不均匀沉降等情况下管材、件系统仍能正常发挥其功用。5、纵向回缩率的测定聚烯烃是结晶性高聚物，管材经加工后或多或少存在着一定的内部残余应力，经过分子链的结晶取向和释放应力后，即会产生管材尺寸的变化。国家标准提出将管材的内部残余变形控制在

40、一定范围内是非常必要的。这是对挤出工艺尤其是挤出速度 的控制和也是保证管材质量的需要。由于管材作为管材、件系统的组件需与其它部件相配合才能完成其功能，而若管材的挤出速度太高，就可能会导致管材因冷却时间不够、分子取向不完全而在管材中产生较大的残余应力，因而管材尺寸难以稳定，综向回缩率较大；若将此条件下生产的管材铺设后，在其使用过程中，其内部残余应力会逐渐缓慢释放引起管材、件回缩，严重时可能影响系统的正常运行。就是该项目设立的意义。6、耐气体组分试验这是模拟燃气管材、件经较长时间的运行后，可能会有燃气的冷凝液滴有机溶剂（含苯、汽油、四氯化碳等）沉积，产生气液共存现象。因为是聚乙烯浸渍于有机溶剂中时

41、，有机溶剂将渗入聚乙烯内，使用分子中产生气泡出现溶胀现象，塑料一旦溶胀其物理性能就下降。所以通过该试验来考察管材的耐化学溶剂性能。管材的耐气体组分性能与分子的支化度、平均分子量、分子量分布有关，随聚合物支化度的减小、平均分子量的增大、分子量分布变窄而增强。通过进行该试验，可防止耐用化学溶剂性能差的低密度聚乙烯和其它不合格证产品进入燃气管材、件领域。7、电熔组件的拉伸、挤压剥离试验由于电熔组件的熔接质量的好坏直接关系到燃气的泄漏对人们的生命、财产将造成较大的危害性，所以熔接质量是至关重要的，通过拉伸、挤压剥离、的检查熔融面来评价，PE管材/电熔承口或鞍型管件之组件的熔接质量。进行该项的检测可以考察管材、管件的生产工艺焊接工艺是否值得保证。8、热熔对接熔接拉伸强度试验该方法适用公称外径不小于90的聚乙烯（PE）管材/管材或管材与管件的插口端的热熔对接接头用于来评价熔接接头的质量，对该项目的检测主要的目的是选择最佳的焊接工艺和接头结构，评价接头的承载能力，来保证对接管材的寿命和质量。