ICS83.140.30 T CCSG 04 团 体 标 准 T/CI583-2024 临氢环境中聚乙烯管道寿命预测评价方法 Lifetime prediction and evaluation methods of polyethylene pipelines in hydrogen environments 2024-11-15发布 2024-11-15实施 中国国际科技促进会 发布
T/C1 583-2024 目次 前言 1范围. 2规范性引用文件 3术语和定义 4因慢速裂纹扩展失效的寿命预测评价方法 4.1方法总则， 4.2试样及仪器.
4.3试验条件， 4.4试验步骤 4.5寿命预测. 5因老化失效的寿命预测评价方法 5.1总则. 5.2试样及仪器， 5.3试验条件， 5.4试验步骤， 5.5寿命预测， 附录A（资料性） 裂纹圆棒试样形状与尺寸 10 附录B（资料性） 聚乙烯管道因慢速裂纹扩展失效的寿命预测计算流程 附录C（资料性） 聚乙烯管道因老化失效的寿命预测计算流程 12 参考文献
T/C1583-2024 前言 本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草.
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本文件的发布机构不承担识别专利的责任.
本文件由中国国际科技促进会提出并归口.
本文件起草单位：北京石油化工学院、中国石油大学（华东）、中国科学院金属研究所、深圳市燃 气集团股份有限公司、长江大学、国家石油天然气管网集团有限公司科学技术研究总院分公司新能源储 运研究中心、北京市燃气集团研究院、中国石油天然气股份有限公司规划总院、福建技术师范学院、宁 夏特种设备检验检测院、上海市特种设备监督检验技术研究院、北京青态科技有限公司.
本文件主要起草人：宇波、李敬法、李玉星、王俭秋、徐彬、郑度奎、王维斌、刘翠伟、明洪亮、 段鹏飞、姜鑫、王念榕、张伟、李敏、王洁璐、徐维普、闫东雷、李璐伶、王财林、聂超飞、张延琦、 王玉生、王晓峰、杨涛、赵杰、李建立.
T/CI583-2024 临氢环境中聚乙烯管道寿命预测评价方法 1范围 本文件描述了临氢环境中聚乙烯管道因慢速裂纹扩展失效的和因老化失效的两种寿命预测评价方 法.
本文件适用于输送纯氢与掺氢天然气的聚乙烯管道的寿命预测评价.
2规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款.
其中，注日期的引用文件， 仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本（包括的修改单）适用于本 文件.
GB/T1040.1塑料拉伸性能的测定第1部分：总则 GB/T1040.2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/T17391聚乙烯管材与管件热稳定性试验方法 ISO18489：2015管道系统用聚乙烯（PE）材料循环载荷下耐慢速裂纹扩展能力的测定裂纹 圆棒试验方法[Polyethylene （PE）materials for piping systemsDetermination of resistance to slow crack growth under cyclic loading-Cracked Round Bar test method] 3术语和定义 下列术语和定义适用于本文件.
3. 1 掺氢天然气hydrogen-blendednaturalgas 将一定比例的氢气掺入天然气得到的气体燃料.
3. 2 掺氢比hydrogenblendingratio 氢气在掺氢天然气中所占的体积比例.
注：一般用%表示.
3.3 载荷比loadratio 最小载荷与最大载荷的比值.
[来源：ISO18489:2015，3.7，有修改] 3. 4 氧化诱导时间oxidationinductiontime 稳定化材料耐氧化分解的一种相对度量.
常压、氧气或空气气氛及规定温度下，通过量热法测定材 料出现氧化放热的时间.
[来源：GB/T 19466.6-2009，3.1] 3. 5 标距gauge length 试样中间部分两标线之间的初始距离.
[来源：GB/T1040.1-2018，3.1] 3. 6 试验速度test speed 夹具的分离速度.
[来源：GB/T1040.1-2018 3.5]
T/CI583-2024 3. 7 断裂伸长率percentage ofbreakingelongation 试样拉伸断裂后相对于初始试样长度的变化值与初始试样长度的比值.
注：一般用%表示.
3.8 最大拉力Maximumtensileforce 在拉伸试验中试样直至断裂为止所受的最大拉伸载荷.
注：一般用N表示.
4因慢速裂纹扩展失效的寿命预测评价方法 4.1概述 在临氢环境中，通过循环载荷进行疲劳试验缩短试验时间，由循环载荷的试验结果外推得到静态载 荷的试验结果，从面预测临氢环境中聚乙烯管道因慢速裂纹扩展失效的使用寿命.
4.2试样及仪器 试验所需要的试样及仪器如下.
a)按ISO18489：2015的要求，从聚乙烯管道上制作裂纹圆棒试样（CrackedRound Bar，CRB）， 形状与尺寸见附录A.
b）带氢釜的拉伸试验机.
c）纯氢/掺氢天然气气瓶和纯氮气瓶.
纯氢和纯氮的浓度需大于99.9%，掺氢天然气可用氢气和 氮气的混合气体代替.
4.3试验条件 为了保证数据的拟合，每种试验条件至少需要3个变量.
试验条件如下： a）试验温度：至少3个试验温度，推荐温度范围为-20C-40C，试验温度控制精度为土1C： b）试验氢环境压力：至少3个氢环境压力，一般不超过0.4MPa： c）试验掺氢比：至少3个大于0的掺氢比，一般不超过20%： d）载荷比：至少3个小于1的载荷比，一般不超过0.7： e）目标应力范围：至少3个目标应力范围，最大应力应小于聚乙烯管道材料的屈服应力.
4.4试验步骤 试验步骤如下.
a)将裂纹圆棒试样放置在带氢釜的拉伸试验机中.
b）通过氮气对氢釜进行吹扫： 1）氮气充入氢釜，氢釜内的压力达到0.2MPa以上，且不超过氢釜的最大工作压力： 2）排放氢釜内的氮气和空气的混合气体，釜内的压力降至0MPa； 3）反复执行步骤1）和2）至少5次.
c）通过氢气/掺氢天然气对氢釜进行吹扫： 1）氢气/掺氢天然气充入氢釜，氢釜内的压力达到0.2MPa以上，且不超过氢釜的最大工作 压力： 2）排放氢釜内的氢气/掺氢天然气和氮气的混合气体，氢釜内的压力降至0MPa： 3）反复执行步骤1）和2）至少5次.
d）在临氢环境中（纯氢/掺氢天然气），按ISO18489：2015进行疲劳拉伸试验.
e）裂纹圆棒试样断裂后，通过氮气对氢釜进行吹扫： 1）氮气充入氢釜，氢釜内的压力达到0.2MPa以上，且不超过氢釜的最大工作压力： 2）排放氢釜内的氮气和氢气/掺氢天然气的混合气体，氢釜内的压力降至0MPa： 3）反复执行步骤1）和2）至少5次.
f）从氢釜中取出裂纹圆棒试样，结束试验.
