市政给水管道工程管材应用浅析

夏远景

摘要:近年来,我国的给水工程管材有了质的飞跃,随着我国国民经济的发展已经达到了一个新的水平,人民的生活质量得到极大提高,对饮用水的水质要求愈来愈高。大量资料表明,给水水质恶化的主要原因是管道腐蚀所致。本文就给水管材的应用进行分析和探讨,为给水工程管材的应用提供参考与借鉴。

关键词:给水工管道;给水管材;应用;探讨

1 引言

当前,给水工程中镀锌钢管等金属管已经开始被各种塑料管、铜管、不锈钢管、复合管等新型管材所取代,用的愈来愈少。但是,建筑市场上各种管材品种繁多,说法不一,导致在选择时无所是从。这就要求我们设计、施工及管理人员全面深入地了解各种新型管材的特点及适用条件,进行全面分析比较,合理选用给水管材。

2 室外给水管材

2.1 金属管

2.1.1 钢管。钢管有焊接钢管和无缝钢管之分;以防腐蚀性能来说可分为保 护层型、无保护层型与质地型;按壁厚又有普通钢管和加厚钢管之分。无保护层型有无保护层钢管,过去通常叫不镀锌钢管(黑铁管)。质地型钢管主要是指不锈钢无缝钢管和不锈钢焊接钢管,在室外大中管道给水上,由于造价、连接等原因未曾推广应用过。“扩胀成型的承插式柔性接口钢管”填补了“低成本生产钢制柔性接口管”的国内外空白。该管是采用先进的扩胀成型工艺,将钢管两端分别扩胀成具承插口的新管型,经扩胀后的钢管强度及刚性都得到提高,同时该工艺又达到用最低的加工成本获得成型尺寸精度高的承插式柔性接口新管型。扩胀成型柔性承插式接口钢管是继“承插式刚性接口钢管”后发展的第三代新型高级钢管。具有安装方便、施工时间缩短、安全,其推广可有效提高管线的质量水平。在过河管、架空管等需要刚性连接的管道,可通过对承插口套入的搭接面进行角焊焊接,就可以得到高质量的刚性接口连接。

2.1.2 给水铸铁管。给水铸铁管能承受较大工作压力(0.45～1.00MPa)、耐腐蚀、价格便宜,管内壁涂沥青后较光滑,因而被大量用于外部给水管上。但是它的缺点是质硬而脆、重量大、施工困难。公称直径从DN75～DNl500,工作压力有0.45、0.75、1.00MPa等几种。铸铁管的接头通常有承插式、法兰式和柔性接口三种。给水铸铁管按制造材质不同分为给水灰口铸铁管和给水球墨铸铁管两种。由于同给水灰口铸铁管比较起来给水球墨铸铁管具有强度高、韧性大、密闭性能佳、抗腐蚀能力强、安装施工方便等优点,给水球墨铸铁管已经成为给水灰口铸铁管的替代产品。综合比较给水球墨铸铁管承压、耐腐等功能以及管材造价、开挖施工、维护等各种费用,实际建设选用管径在DN200-DN800其优势比较突出。

2.2 非金属管材

非金属管材有钢筋混凝土管、石棉水泥管、玻璃钢管、塑料管和塑料复合管几大类。

2.2.1 钢筋混凝土管。钢筋混凝土管有普通的钢筋混凝土管(RCP)、自应力钢筋混凝土管。它们共同的特点是:节省钢材,价格低廉(和金属管材相比),防腐性能好,不会减少水管的输水能力,能够承受比较高的压力(从0.4-1.2MPa不等),具有较好的抗渗性、耐久性,能就地取材,节省钢材。资金不足的情况下,应用价值大些。目前大多生产的钢筋混凝土管管径从100-1500mm规格。预应力钢筒钢筋混凝土管我国80年代后期开始试制应用,最大管径可达9m,承压达4.0MPa。但钢筋混凝土管重量大而质地较脆,装卸和搬运困难。管配件缺乏,日后维修难度大。该类管道的应用较少。

2.2.2 石棉水泥管。石棉水泥管的优点是:重量轻,内壁光滑,通水能力较铸铁管大,抗腐蚀性能好,容易锯断,加工方便,价格低廉等。但是,它质脆,抗冲击能力与抗动荷性能差。目前应用较少。

2.2.3 玻璃钢管。玻璃钢管按制造工艺不同分为:离心浇铸型玻璃钢管和纤维缠绕型玻璃钢管。给水上常用的是属于纤维缠绕型的玻璃钢夹砂给水管。玻璃钢夹砂给水管具有管轻、强度好、耐腐蚀、水头损失小等优点,并且运输、吊装、连接方便。但管价较其他管材高,以及由于刚性较低,易损坏,沟槽的开挖回填的要求高,专业性安装要求高,增加了安装费用。

2.2.4 塑料管。目前,品种繁多的室外给水塑料管材。主要有:聚乙烯(PE)管、硬聚氯乙烯(PVC-U)管、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)管等。

PE管。PE管根据生产管道的聚乙烯原材料不同,分为PE63级(第一代)、PE80级(第二代)、PE100级(第三代)及PE112级(第四代)聚乙烯管 材,目前给水中应用的主要是PE80级、PE100级,PE112级是今后我们应用原材料的发展方向,由于PE63级承压较低较少用于给水材料。也分为高密度HDPE型管、中密度MDPE型管,高密度HDPE型管比中密度MDPE型管刚性增强、拉伸强度提高、剥离强度提高 、软化温度提高,但脆性增加、柔韧性下降、抗应力开裂性下降。由于高密度HDPE型管应用较多,通常用高密度HDPE型管代表PE管。其优异的性能特点:卫生条件好。PE管无毒,不含重金属添加剂,不结垢,不滋生细菌。柔韧性好,抗冲击强度高 ,耐强震、扭曲。独特的电熔焊接和热熔对接技术使接口强度高于管材本体,保征了接口的安全可靠。根据已有的资料,HDPE给水管道国内产品分PE80及PEl00两级,又各分SDR11、13.6、17.6、26和33系列,工作压力有0.4、 0.60、0.80、1.00、1.25、1.60MPa档次。公称外径dn有16-1000mm。连接方式主要有电热熔、热熔对接焊和热熔承插连接。管道敷设既可采用通常使用的开槽方式施工,也可采取插入管敷设,在旧管道改造中使用方便。

PVC-U管。PVC-U管是由硬聚氯乙烯塑料通过一定工艺制成的管道。目前积累了较多的使用经验,技术也比较成熟。PVC-U管材不导 热,不导电,阻燃。突出应用于高腐蚀性水质的管道输送,质量和经济效果达到最佳。国内产品PVC-U给水管材主要规格有公称通径DNl5-DN700十多 种。管材最高许可压力为O.6MPa、0.9MPa和1.6MPa三种规格。管道主要连接方法有承插式连接、粘结剂粘结。

ABS管。ABS工程塑料是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种化学材料的聚合物。其主要优点:耐腐蚀性极强;耐撞击性极好。ABS管道能在强大外力撞击下,材质不破裂;韧性强。主要规格有公称通径DNl5-DN400十多种。管材最高许可压力为0.6MPa、0.9MPa和1.6MPa三种规格。应用于高标准水质的管道输送,质量和经济效果达到最佳。ABS管连接方式主要为冷胶溶接法。

钢骨架增强塑料复合管。钢骨架增强塑料复合管是以钢骨架为增强体,以热塑性塑料为连续基材,在自动控制生产线上将两者均匀复合在一起的一种新型双面防腐压力管道。基体原料为高密度聚乙烯、聚丙烯、交联聚乙烯,还可加入必要的添加剂、抗氧剂、紫外线稳定剂和着色剂等。增强体原料为优质低碳钢钢板网和低碳素结构钢丝网。

按骨架形式可分为:钢板网骨架增强塑料复合管、钢丝网骨架增强塑料复合管。按基体原料可分为:钢骨架增强高密度聚乙烯管、钢骨架增强聚丙烯管、钢骨架增强交联聚乙烯。该管的特点:较强的承压能力,钢板网骨架增强塑料复合管其管径de50-200,其承受压力1.00-2.50MPa;钢丝网骨架增强塑料复合管其管径de80-300,其承受压力1.00-3.50MPa。既有柔韧性,又有较高的强度和刚性。管道连接有电熔连接和法兰连接两种。管道连接工艺要求高,并且管材、管件等造价也比较高,这些也制约其大量推广应用。在价格上,PVC-U管比HDPE管有优势。但是,它刚性差、硬度高、不易煨弯加工。

塑料管管径在一定范围,与金属管相比具有经济优势,随着管径增大,经济性下降;大口径塑料管管件,由于生产投资大,生产企业很少,容易造成管件与管材不配套,给工程施工带来不便。DN500以下的应用较多。

3 结论

a. 有组织、有领导的把建设、设计、使用、施工、管理等各方面的人员组织起来,集思广益,博采众长,灵活应用相关技术人员的知识和经验,共同科学准确的制定和评价方案。b. 立足实用,着眼发展,扬长避短,积优淘劣,选择低成本、高性能的新材料管道。c. 在保证使用功能的前提下,提倡环保管材,优先选择塑料管材,因为其绿色环保的特性突出, 既无毒性,不伤害人类,又可回收再利用。d. 选择管材时,既不能只看价格,也不能只注意管材种类和质量。一定要通过价格、性能、流动阻力、维护、环保、施工难易、国家政策等多因素比较确定,选择性价比高的管材。

参考文献

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[2]陈庆松等.给水管材的价值中国建筑工业出版社.

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