Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7305:2003 về ống nhựa polyetylen dùng để cấp nước – yêu cầu

Mối liên hệ giữa MRS và s_s cho các hệ số thiết kế khác nhau được đưa ra trong bảng 2.

Bảng 2- Mối liên hệ giữa MRS, s_s và hệ số thiết kế C ở 20⁰C

Ứng suất thủy tĩnh thiết kế của ống, s_s

MPa

Độ bền yêu cầu tối thiểu của vật liệu

MPa

10

8

6,3

...

...

...

3,2

Hệ số thiết kế, C

8

6,3

5

4

3,2

2,5

1,25

...

...

...

2

2,5

3,2

-

1,25

1,6

2

2,5

...

...

...

1,25

1,6

2

2,5

...

...

...

1,25

1,6

1,25

3.7 Tốc độ dòng chảy và tỷ trọng

...

...

...

Khi đo theo ISO 1133, tốc độ dòng chảy phải đạt các điều kiện sau:

a) tốc độ dòng chảy của hợp chất không được sai lệch quá ±30% giá trị qui định bởi nhà sản xuất;

b) sự thay đổi MRS do quá trình gia công, nghĩa là sự khác biệt giữa giá trị đo được của vật liệu từ ống và giá trị đo được của hợp chất, không được quá 25%.

4. Đặc tính hình học

4.1 Kích thước ống: đường kính ngoài, áp suất danh nghĩa và chiều dày thành ống

4.1.1 Kích thước ống được đo theo TCVN 6145: 1996 (ISO 3126).

4.1.2 Đường kính ngoài danh nghĩa theo TCVN 6150-1: 2003 (ISO 161-1: 1996). Đường kính ngoài danh nghĩa và chiều dày thành ống được lựa chọn phù hợp với áp suất danh nghĩa được chọn trong bảng 3 (s_s = 8MPa), bảng 4 (s_s = 6,3 MPa), bảng 5 (s_s = 5 MPa), bảng 6 (s_s = 2,5 MPa và 3,2 MPa).

4.1.3 Dung sai đường kính ngoài theo TCVN 7093-1: 2003 (ISO 11922-1: 1997) như sau:

cấp độ A cho ống có dung sai thường (NT) (normal-tolerance)

...

...

...

Bảng 3- Ống PE có ứng suất thiết kế s_s = 8 MPa

Đường kính ngoài danh nghĩa

d_n

Dãy ống ¹⁾

S 8

S 6,3

S 5

Tỷ số kích thước tiêu chuẩn

SDR 17

...

...

...

SDR 11

Áp suất danh nghĩa PN²⁾ với s_s = 8 MPa

PN 10

PN 12,5

PN 16

Chiều dày thành ống danh nghĩa, e_n

mm

32

40

...

...

...

63

75

90

110

125

140

160

180

200

...

...

...

250

280

315

355

400

450

500

560

630

...

...

...

800

900

1000

-

-

-

-

4,5

5,4

...

...

...

7,4

8,3

9,5

10,7

11,9

13,4

14,8

16,6

18,7

...

...

...

23,7

26,7

29,7

33,2

37,4

42,1

47,4

53,3

59,3

...

...

...

-

-

4,7

5,6

6,7

8,1

9,2

10,3

11,8

...

...

...

14,7

16,6

18,4

20,6

23,2

26,1

29,4

33,1

36,8

...

...

...

46,2

52,2

58,8

-

-

3,0

3,7

4,6

5,8

...

...

...

8,2

10,0

11,4

12,7

14,6

16,4

18,2

20,5

22,7

...

...

...

28,6

32,2

36,3

40,9

45,4

50,8

57,2

-

-

...

...

...

-

1) Số hiệu dãy ống được lấy từ tỷ số s_s/P_PMS, với s_s là ứng suất thiết kế ở 20⁰C và P_PMS là áp suất vận hành tối đa cho phép của ống ở 20⁰C.

2) Áp suất danh nghĩa PN tương ứng với áp suất vận hành tối đa cho phép của ống P_PMS tính bằng bar ở 20⁰C.

Bảng 4 - Ống PE có ứng suất thiết kế s_s = 6,3 MPa

Đường kính ngoài danh nghĩa

d_n

Dãy ống ¹⁾

S 10

S 8

...

...

...

S 5

S 4

Tỷ số kích thước tiêu chuẩn

SDR 21

SDR 17

SDR 13,6

SDR 11

SDR 9

Áp suất danh nghĩa PN²⁾ ứng với s_s = 6,3 MPa

...

...

...

PN 8

PN 10

PN 12,5

PN 16

Chiều dày thành ống danh nghĩa, e_n

mm

16

20

25

...

...

...

40

50

63

75

90

110

125

140

160

...

...

...

200

225

250

280

315

355

400

450

500

...

...

...

630

710

800

900

1000

1200

1400

1600

-

...

...

...

-

-

-

-

-

-

4,3

5,3

6,0

...

...

...

7,7

8,6

9,6

10,8

11,9

13,4

15,0

16,9

19,1

...

...

...

23,9

26,7

30,0

33,9

38,1

42,9

47,7

57,2

-

...

...

...

-

-

-

-

-

-

-

4,5

5,4

...

...

...

7,4

8,3

9,5

10,7

11,9

13,4

14,8

16,6

18,7

...

...

...

23,7

26,7

29,7

33,2

37,4

42,1

47,4

53,3

59,3

...

...

...

-

-

-

-

-

-

-

-

4,7

...

...

...

6,7

8,1

9,2

10,3

11,8

13,3

14,7

16,6

18,4

...

...

...

23,2

26,1

29,4

33,1

36,8

41,2

46,3

52,2

58,8

...

...

...

-

-

-

-

-

-

2,3

3,0

3,7

...

...

...

5,8

6,8

8,2

10,0

11,4

12,7

14,6

16,4

18,2

...

...

...

22,7

25,4

28,6

32,2

36,3

40,9

45,4

50,8

57,2

...

...

...

-

-

-

-

-

-

2,3

2,3

2,8

...

...

...

4,5

5,6

7,1

8,4

10,1

12,3

14,0

15,7

17,9

...

...

...

22,4

25,2

27,9

31,3

35,2

39,7

44,7

50,3

55,8

...

...

...

-

-

-

-

-

-

-

-

1) Số hiệu dãy ống được lấy từ tỷ số s_s/p_PMS, với s_s là ứng suất thiết kế ở 20⁰C và p_PMS là áp suất vận hành tối đa cho phép của ống ở 20⁰C.

...

...

...

3) Cho mục đích tính toán, sử dụng áp suất danh nghĩa 6,3 bar (0,63 MPa).

Bảng 5- Ống PE có ứng suất thiết kế s_s = 5 MPa

Đường kính ngoài danh nghĩa

d_n

Dãy ống ¹⁾

S 16

S 12,5

S 8,3

S 8

...

...

...

S 5

S 4

S 3,2

Tỷ số kích thước tiêu chuẩn

SDR 33

SDR 26

SDR 17,6

SDR 17

SDR 13,6

...

...

...

SDR 9

SDR 7,4

Áp suất danh nghĩa PN²⁾ ứng với s_s = 5 MPa

PN 3,2

PN 4

PN 6

PN 6,3

PN 8

PN 10

...

...

...

PN 16

Chiều dày thành ống danh nghĩa, e_n

mm

16

20

25

32

40

50

...

...

...

75

90

110

125

140

160

180

200

225

...

...

...

280

315

355

400

450

500

560

630

710

...

...

...

900

1000

1200

1400

1600

-

-

-

-

...

...

...

-

2,3

2,3

2,8

3,4

3,9

4,3

4,9

5,5

...

...

...

6,9

7,7

8,6

9,7

10,9

12,3

13,8

15,3

17,2

...

...

...

21,8

24,5

27,6

30,6

36,7

42,9

49,0

-

-

...

...

...

-

2,3

2,3

2,5

2,9

3,5

4,2

4,8

5,4

...

...

...

6,9

7,7

8,6

9,6

10,7

12,1

13,6

15,3

17,2

...

...

...

21,4

24,1

27,2

30,6

34,4

38,2

45,9

53,5

61,2

...

...

...

-

2,3

2,3

2,3

2,9

3,6

4,3

5,1

6,3

...

...

...

8,0

9,1

10,2

11,4

12,8

14,2

15,9

17,9

20,1

...

...

...

25,5

28,3

31,7

35,7

40,2

45,3

51,0

56,6

-

...

...

...

-

-

-

2,3

2,3

2,4

3,0

3,8

4,5

...

...

...

6,6

7,4

8,3

9,5

10,7

11,9

13,4

14,8

16,6

...

...

...

21,1

23,7

26,7

29,7

33,2

37,4

42,1

47,4

53,3

...

...

...

-

-

-

-

2,3

2,3

2,4

3,0

3,7

...

...

...

5,6

6,7

8,1

9,2

10,3

11,8

13,3

14,7

16,6

...

...

...

20,6

23,2

26,1

29,4

33,1

36,8

41,2

46,3

52,2

...

...

...

-

-

-

-

-

2,3

2,3

2,3

2,9

...

...

...

4,6

5,8

6,8

8,2

10,0

11,4

12,7

14,6

16,4

...

...

...

20,5

22,7

25,4

28,6

32,2

36,3

40,9

45,4

50,8

...

...

...

-

-

-

-

-

-

-

2,3

2,3

...

...

...

3,6

4,5

5,6

7,1

8,4

10,1

12,3

14,0

15,7

...

...

...

20,1

22,4

25,2

27,9

31,3

35,2

39,7

44,7

50,3

...

...

...

-

-

-

-

-

-

-

-

-

...

...

...

2,8

3,5

4,4

5,5

6,9

8,6

10,3

12,3

15,1

...

...

...

19,2

21,9

24,6

27,4

30,8

34,2

38,3

43,1

48,5

...

...

...

61,5

-

-

-

-

-

-

-

1) Số hiệu dãy ống được lấy từ tỷ số s_s/p_PMS, với s_s là ứng suất thiết kế ở 20⁰C và p_PMS là áp suất vận hành tối đa cho phép của ống ở 20⁰C.

...

...

...

Bảng 6- Ống PE có ứng suất thiết kế s_s = 2,5 MPa và 3,2 MPa

Đường kính ngoài danh nghĩa

d_n

Dãy ống ¹⁾

S 8

S 6,3

S 5

S 4

S 3,2

...

...

...

Tỷ số kích thước tiêu chuẩn

SDR 17

SDR 13,6

SDR 11

SDR 9

SDR 7,5

SDR 6

Áp suất danh nghĩa PN²⁾ ứng với s_s = 2,5 MPa

...

...

...

PN 6³⁾

PN 10

Áp suất danh nghĩa PN²⁾ ứng với s_s = 3,2 MPa

PN 4

PN 6³⁾

...

...

...

Chiều dày thành ống danh nghĩa, e_n

mm

16

20

25

32

40

50

...

...

...

75

90

110

-

-

2,3

2,3

2,4

3,0

...

...

...

4,5

5,4

6,6

-

2,3

2,3

2,4

3,0

3,7

...

...

...

5,6

6,7

8,1

-

2,3

2,3

2,9

3,7

4,6

...

...

...

6,8

8,2

10,0

2,3

2,3

2,8

3,6

4,5

5,6

...

...

...

8,4

10,1

12,3

2,3

2,8

3,5

4,4

5,5

6,9

...

...

...

10,3

12,3

15,1

2,7

3,4

4,2

5,4

6,7

8,3

...

...

...

12,5

15,0

18,3

1) Số hiệu dãy ống được lấy từ tỷ số s_s/p_PMS, với s_s là ứng suất thiết kế ở 20⁰C và p_PMS là áp suất vận hành tối đa cho phép của ống ở 20⁰C.

2) Áp suất danh nghĩa PN tương ứng với áp suất vận hành tối đa cho phép của ống p_PMS tính bằng bar ở 20⁰C.

3) Cho mục đích tính toán, sử dụng áp suất danh nghĩa 6,3 bar (0,63 MPa).

4.1.4 Chiều dày thành ống danh nghĩa e_n theo TCVN 6141: 2003 (ISO 4065) (tuy nhiên, vì lý do kỹ thuật nối nên chiều dày thành ống nhỏ nhất được giới hạn đến 2,3 mm) tương ứng với áp suất danh nghĩa được lựa chọn cho trong bảng 3 (s_s = 8 MPa), bảng 4(s_s = 6,3 MPa), bảng 5 (s_s = 5 MPa) và bảng 6 (s_s = 2,5 MPa và 3,2 MPa).

Dung sai chiều dày thành ống danh nghĩa nhỏ nhất cho phép tại điểm bất kỳ e_{Y, min}  tương ứng với chiều dày thành ống danh nghĩa e_n, theo TCVN 7093-1: 2003 (ISO 11922-1) như sau:

cấp độ T cho e_{Y, min} ≤ 16 mm

...

...

...

4.2 Độ ôvan

Độ ôvan của ống tại nhà máy sản xuất sau khi đùn nhưng trước khi cuộn theo TCVN 7093-1: 2003 (ISO 11922-1) như sau:

cấp độ K cho PE 32 và PE 40

cấp độ N cho PE 63, PE 80 và PE 100

Đường kính nhỏ nhất của guồng cuộn ống phải bằng 18 x d_n và trong mọi trường hợp không được làm vặn ống.

Đối với các ống cuộn, nên sử dụng máy cuộn.

4.3 Chiều dài ống

Chiều dài của ống phẳng và ống cuộn không được nhỏ hơn chiều dài mà nhà cung cấp và người sử dụng đã thỏa thuận.

4.4 Hệ số suy giảm áp suất đối với hệ thống PE dùng ở nhiệt độ trên 20⁰C

...

...

...

Chú thích:

1- Phân tích này, theo ISO 9080, số liệu đưa ra ở hình 1 và bảng 7 được xác định dựa vào các giá trị nhỏ nhất (nghĩa là không thuận lợi lắm), chứ không dựa vào các giá trị phù hợp nhất của các số liệu gián đoạn ứng suất thủy tĩnh đối với các loại nhựa PE thương phẩm.

2- Hệ số cao hơn và áp suất cao hơn có thể dùng đối với loại vật liệu miễn là sự phân tích theo ISO 9080 đảm bảo có sự suy giảm nhỏ hơn.

3- Thời hạn sử dụng 50 năm được dùng làm cơ sở cho việc phân loại vật liệu theo ISO 12162. Đối với thời hạn sử dụng dài hơn, ví dụ 100 năm, cần phải xem xét từng trường hợp riêng có tính đến các qui tắc trình bày trong ISO/TR 9080. Xem thêm ISO 13761.

Hình 1 – Hệ số suy giảm áp suất do nhiệt độ, áp dụng thời gian sử dụng 50 năm

Bảng 7 – Hệ số suy giảm áp suất đến nhiệt độ 40⁰C, áp dụng cho thời hạn sử dụng 50 năm

Vật liệu

Hệ số suy giảm áp suất ở

...

...

...

25⁰C

30⁰C

35⁰C

40⁰C

Loại A

1

0,93

0,87

0,8

...

...

...

Loại B

1

0,9

0,81

0,72

0,62

Loại C

1

0,82

...

...

...

0,47

0,3

Hình 2 – Xác định loại vật liệu

5. Tính chất cơ học

5.1 Độ bền thủy tĩnh

Khi thử theo ISO 1167, ống phải đạt được các yêu cầu đưa ra trong bảng 8.

Bảng 8- Độ bền thủy tĩnh của ống

Vật liệu làm ống

...

...

...

MPa

100 h ở 20⁰C

165 h¹⁾ ở 80⁰C

1000 h ở 80⁰C

PE 100

PE 80

PE 63

PE 40

PE 32

...

...

...

9,0

8,0

7,0

6,5

5,5

4,6

3,5

2,5

2,0

...

...

...

4,0

3,2

2,0

1,5

1) Chỉ những mẫu bị vỡ mới được tính (xem 5.2)

5.2 Thử lại trong trường hợp bị lỗi ở 80⁰C

Sự vỡ giòn trước 165 giờ đã tạo thành lỗi.

Nếu trong thử nghiệm 165 giờ mà mẫu thử bị mềm sau thời gian ít hơn 165 giờ thì phải tiến hành thử lại ở ứng suất thấp hơn. Ứng suất thử mới và thời gian lỗi mới nhỏ nhất phải được chọn từ đường thẳng đi qua các điểm ứng suất/thời gian đưa ra trong bảng 9.

6. Tính chất vật lý

...

...

...

Khi xác định theo ISO/TR 10873, thời gian gia nhiệt đối với mẫu thử được lấy từ ống sản xuất bằng PE 63, PE 80 hoặc PE 100 phải đạt ít nhất 20 phút khi thử tại 200⁰C hoặc phải đạt một khoảng thời gian tương ứng khi thử tại 210⁰C, miễn là mức tương đương này dựa trên sự liên hệ rõ ràng giữa hai kết quả thu được tại 200⁰C hoặc 210⁰C. Mẫu thử phải được lấy từ bề mặt trong của ống.

Bảng 9- Độ bền thủy tĩnh ở 80⁰C – Yêu cầu đối với việc thử lại

PE 32

PE 40

PE 63

PE 80

PE 100

Ứng suất

Thời gian lỗi tối thiểu

...

...

...

Thời gian lỗi tối thiểu

Ứng suất

Thời gian lỗi tối thiểu

Ứng suất

Thời gian lỗi tối thiểu

Ứng suất

Thời gian lỗi tối thiểu

MPa

h

...

...

...

h

MPa

h

MPa

h

MPa

h

2,0

1,9

...

...

...

1,7

1,6

1,5

165

227

319

456

667

1000

...

...

...

2,4

2,3

2,2

2,1

2,0

165

230

323

463

...

...

...

1000

3,5

3,4

3,3

3,2

165

285

538

1000

...

...

...

4,5

4,4

4,3

4,2

4,1

4,0

165

219

283

...

...

...

533

727

1000

5,5

5,4

5,3

5,2

5,1

5,0

...

...

...

233

332

476

688

1000

6.2 Sự thay đổi kích thước theo chiều dọc

Khi xác định theo TCVN 6148-1: 2003 (ISO 2505-1), phương pháp A hoặc B, một trong những nhiệt độ sau được áp dụng:

110⁰C ± 2⁰C đối với PE 63, PE 80 và PE 100

hoặc

...

...

...

và thời gian thử cho trong TCVN 6148-2: 2003 (ISO 2505-2), giá trị của sự thay đổi kích thước theo chiều dọc không được vượt quá 3%.

Đối với ống có đường kính ngoài lớn hơn 200 mm, cắt một đoạn ống theo chiều dọc để thử.

6.3 Sự chịu thời tiết của ống không có màu đen

Để xác định ảnh hưởng của thời tiết, ống phải được phơi ngoài trời ở điều kiện đưa ra trong phụ lục A.

Sau khi phơi với tổng năng lượng mặt trời ít nhất 3,5 GJ/m², ống phải đạt được các yêu cầu sau:

a) độ bền thủy tĩnh, khi xác định theo 5.1 ở 80⁰C trong ít nhất 165 giờ, phải đạt yêu cầu tối thiểu;

b) độ dãn dài tại điểm phá hủy, khi xác định theo ISO 6259-1 và ISO 6259-3, không nhỏ hơn 350%;

c) thời gian gia nhiệt, khi đo theo ISO/TR 10837 dùng mẫu thử lấy từ bề mặt bên ngoài của ống phải đạt ít nhất 10 phút ở 200⁰C.

7. Sự tương hợp khi nóng chảy

...

...

...

Hợp chất loại PE 63, PE 80 hoặc PE 100 có MFR (190⁰C/5kg) trong khoảng 0,2g/10 phút đến 1,3g/10 phút được coi là tương thích với nhau khi nóng chảy.

8. Ghi nhãn

Tất cả các ống phải được ghi nhãn rõ ràng với khoảng cách tối đa 1m.

Việc ghi nhãn phải bao gồm ít nhất các thông tin sau:

- tên và thương hiệu của nhà sản xuất;

- kích thước (đường kính ngoài danh nghĩa x chiều dày danh nghĩa);

- dung sai đường kính ngoài (A hoặc B);

- tên của vật liệu làm ống (PE 100, PE 80, PE 63, PE 40 hoặc PE 32);

- áp suất danh nghĩa;

...

...

...

- thời gian sản xuất (ngày hoặc mã);

- số hiệu của tiêu chuẩn này.

Ghi thêm từ “nước” nếu ống được sử dụng để dẫn nước uống.

PHỤ LỤC A

(qui định)

TIẾN HÀNH PHƠI NGOÀI TRỜI ¹⁾

A.1 Hướng và vị trí phơi

Giá và thiết bị cố định mẫu phải được làm từ vật liệu trơ để không ảnh hưởng đến kết quả thử. Gỗ, hợp kim nhôm không ăn mòn, thép không gỉ hoặc gốm được coi là thích hợp. Đồng thau, thép hoặc đồng đỏ không được sử dụng ở vùng gần mẫu thử. Vị trí thử phải được trang bị dụng cụ đo năng lượng mặt trời và nhiệt độ xung quanh.

...

...

...

A.2 Mẫu thử

Mẫu thử dài khoảng 1m. Mẫu thử được chọn từ ống có chiều dày thành ống nhỏ nhất trong lô ngẫu nhiên của cùng một loại đường kính. Lô ống mà mẫu thử được chọn phải phù hợp với tất cả các yêu cầu của tiêu chuẩn này.

A.3 Cách tiến hành

Đánh dấu mỗi mẫu ống để nhận dạng và ghi vị trí trên giá phơi của mỗi mẫu.

Phơi mẫu ở dưới mức tổng năng lượng mặt trời ít nhất bằng 3,5GJ/m².

Sau đó lấy mẫu và thử theo 6.3. Mẫu để thử gồm một phần của ống cắt ngang, ví dụ thử độ bền kéo là mẫu hình quả chuông hoặc một phần của lớp bề mặt lấy từ mẫu được phơi ngoài trời.