GRP管国际最新标准的设计使用年限

玻璃纤维增强塑料（ GRP ）管作为给排水管，是重要的基础设施结构物。一直以来，国内外相关标准规定使用年限不能少于50年。

在最新的FRP管国际标准中，首次将其管材使用年限扩展为100年！

依据

GRP管道国际标准中的管材使用寿命，主要依据是其长期性能实验。下面仅以耐腐蚀弯曲应变”Sb”长期性能实验进行说明。

地下排污管道中的生活污水本身不具有强腐蚀性，但在厌氧条件下，细菌、尤其是硫杆菌类等会分解污水，形成硫化氢气体。当与废物上方的潮湿空气结合时，将形成硫酸，这对混凝土管、钢管等具有很高的腐蚀性。

针对这类管道，1978年，美国材料与试验协会制定了ASTM D3681标准，采用长期耐腐蚀性弯曲应变（Sb），评价FRP排污管道的使用寿命。该实验方法至今尽管已多次改版，但其试验方法基本未变。

为了论述方便起见，将上述表格的测试时间记为“10000小时”

FLOWTITE 是国际上较早进行FRP管道长期性能实验的著名的管道公司。

从1978年以来，在挪威Amiblu的ISO 17025认证实验室进行了大量的包括Sb在内的认证实验，美国的豪瑟实验室也进行了部分的认证实验。这些试样包括了许多FLOWTITE制造的FRP管道的各种设计、直径、刚度等级和制造材料，实验研究工程堪称庞大！

FLOWTITE 1999年3月发布

后来FLOWTITE又发布新的实验结果（25件试样）：初始失效弯曲应变为1.93%，50年后的抗腐蚀长期弯曲应变预测值为: Sb=0.67%。

在1978年至2018年间， Amiblu实验室有1769个Sb试样，共获得了1658件试样随时间破坏的实验数据，还有111件试样仍在实验中。其中，最短时间内发生破坏的管材应变1.35%，仅维持了18分钟；而最长时间内发生破坏的管材应变为1.05%，维持了28年零78天。

1980年在沙特阿拉伯王国首都利雅得投入使用的DN1800地下排污管道,2004年出土进行性能实验的GRP管。

下图列举了Amiblu 实验室1978年至2018年间的大量实验数据，包括数据点数量和失效时间，失效样本沿时间尺度分布，并聚集在一个相对狭窄的应变带上。其中，共有40个样品持续了12年以上，其应变范围从0.5%到1.1%；有16个试样已经破坏，还有24个试样仍在实验中。

通过仅用后10年的部分实验数据来推断这条回归线，可以得出150年的Sb值= 0.93%。这相当于按3%径向变形率（0.27%应变）长期运行到150年（0.93%应变），仍有3.4的安全裕度。

讨论：

1）按照ASTM D3681，为了获得“10000小时”以内有18件以上有效的破坏试样数据，人为地提高了试样的弯曲应变。

2）当进行更长时间的实验中出现双线性实验数据或双回归线时，人们才发现：这种“10000小时”以内的高应变实验，未考虑低应变长时效对玻璃钢管材的影响，这不能不说ASTMD3681标准的试验方法存在缺陷。

Amiblu实验室四十年的耐腐蚀长期实验表明：国际先进企业的FRP不仅具有高达150年的使用寿命，而且具有更高的弯曲强度品质。这对排污管道尤其是重大的基础设施建设具有重大意义；同时，也赋予了这些国际先进企业独特的市场竞争优势。

需要特别强调的是：上述150年的使用寿命等结论，仅限于国外先进企业的GRP管产品。

启示：

树脂体系对FRP管长期性能的影响

2007年底，我校开始长期性能实验。在制定实验方案初期，参照FLOWTITE在10h左右的环弯曲应变的比率进行初始实验

通过对GRP管的SB长期性能试验，特别是在其初始实验方案过程的探索，深刻的体会到：采用我国玻缠绕制品行业通常使用的(间苯)树脂，无法获得与FLOWTITE Sb长期性能实验中类似的初始性能参数，且无法继续进行50年使用寿命的Sb长期性能实验。

换言之，对于GRP排污管，采用通常的间苯树脂（更不用说邻苯树脂），其管材的50年使用寿命难以确保，或有待进一步论证。

国际一流企业使用树脂状况

美国Future公司，世界特大型连续缠绕玻璃钢夹砂管道公司，分布在美国、欧洲、中东、迪拜、卡塔尔、阿曼等。

日本积水化学公司的玻璃钢夹砂管管壁全部采用乙烯基酯树脂制作，主要用于日本的地下排污管道。

2004年1月作者随同新疆永昌

访问日本积水化学（照片略）

  ▶Amiblu（Amianti、Flowtite 、Hobas）集团、美国Future pipe 、日本积水化学等国际一流企业的150年使用年限玻璃钢夹砂管多采用乙烯基酯树脂制作。

按国际先进工艺生产不仅产品质量有所提高，而且成本也能进一步降低。

例如：采用国际先进工艺生产DN2000PN6 SN10000管，与国内目前工艺DN2000PN6 5000Pa管的材料成本持平。

国际领先水平企业生产FRP所采用的高致密低树脂含量的夹砂技术，具有如下特点：

▓ 来源：李卓球

▓ 责编：情报君