常用给排水管材管件耐寒能力分析

王其峰

西安中财型材有限责任公司 陕西西安 710077

1 给排水管材管件应用概述

1.1 管材的应用

在对给排水管道进行选择时，要考虑管材管件的耐用性，一般都选择耐腐蚀和容易安装的管材，对于这种材质的选择有以下几点：

（1）冷水系统：塑料管、复合管、薄壁不锈钢管等。

（2）热水系统：热浸镀锌钢管、薄壁不锈钢管、塑料管、复合管等。

（3）埋地给水管道：塑料管、铸铁管等。

在输水的管道系统中多使用塑料管，主要因为其便宜和性能好[1]。

1.2 常用给排水管材的特点和使用情况

铸铁管：铸铁浇注成型；输送量大；强度高；多用于市政建设等；易生锈，多采用涂防锈沥青使用；安装强度和工作量大。

钢管：强度大，耐腐蚀性好，但成本高，多用于高档建筑和高层建筑中。

金属塑料复合管：结合了金属的强度和塑料的韧性和低成本等优点，多用于高档建筑和高层建筑，以及生产高性能管件等。

PP-R管：比传统的铸铁管、镀锌钢管、水泥管等优点多，如它具有力学均衡性好、节能节材、环保、轻质高强、耐腐蚀、内壁光滑不结垢、施工和维修简便、使用寿命长等优点，现在很多的家庭在装修时会使用这种管材。

PVC-U（UPVC）管：耐腐蚀的性能比较好，有自熄性和阻燃性的特点，耐老化性好，很难形成水垢，流体输送能力比铸铁管高，安装起来比较方便等优点。这种管子被广泛的使用在建筑排水和市政排污等很多地方。但它也有缺点，其韧性低、线膨胀系数大等问题。

PE管：广泛用于给排水管道，是PVC-U饮用水管的换代产品。

2 管道系统的耐寒能力

2.1 耐寒问题和原因分析

管道在寒冬天气中很容易出现冻裂冻爆的现象，生活中最常见的是给水管道的破裂，尤其在最近几年的极端严寒环境中，南方的有些地区在安装管道时没有考虑周全，对管道冻裂冻爆的措施做得不到位，导致给水管道多次发生冻裂冻爆的情况。

在寒冷气候条件下，管道发生爆裂的原因主要有以下几个：

（1）冰的密度比水的密度小，在弯节，很容易出现滞留粘结的现象，就会阻碍水通过，导致管道堵塞，从而引发管道的爆裂。

（2）很多的管材管件都比较脆，遭到冲击或高压就会发生破裂，尤其是那些长时间暴晒在阳光的管道，是因为长时间的暴晒使得这些管道的强度下降，承受压力的能力就下降。

（3）由热胀冷缩的原理可知，水结冰后体积会变大，就使得管子的内部压力增大，导致管道破裂。

（4）管材、管件在相互连接的地方强度比较低，在这些地方耐压力低，很发生管道爆裂的现象。

2.2 管道系统耐寒能力

如上文所述，目前使用的管材中最常见的是金属管材，比如铸铁管等，这种管材的比较厚，金属强度比较高，一般不会出现胀破的现象，在管道的连接处进行规范的施工，这样就可以避免管道破坏的现象。

2.3 塑料管材管件标准考核分析

在家庭装修中，给水管使用最多的是PP-R管，这种管子在结冰时很容易发生胀破管壁的现象，但根据以上冷热水管道系统与聚丙烯的分析标准可知,在实际中并没有有关水冻结导致管壁破裂现象的测试方法，也没有进行相关的试验。进行的“简支梁冲击试验”项目对管道在低温（0±2）℃下的冲击抗力进行了评估，也就是对pp-r管道在冬季的耐冻能力进行了间接的评估[2]。

Pvc-u管件主要用于排水，在高水压下不能工作，管壁很难冻结和破裂。而pvc-u具有韧性低、线性膨胀系数大、温度范围窄等特点，“落镖冲击试验”对这个管件的低温脆裂性进行了考核。

3 管材管件耐寒注意事项

在我国实施的标准中，对水冻结爆破管壁没有直接的试验方法，并且也没有相关的试验项目，而是对管件在常温和高温下的耐压性能提出了更高的要求。

在寒冬中，管材管件很容易出现爆列的情况，针对这种现象给出了预防措施，具体如下：

（1）在购买管材管件时，要在合格的厂家进行购买，选择生产合格的管材管件。

（2）确保施工的规范性，在管材管件连接的地方要严格按照规范进行，对这些地方也要进行有效的密封，因为管道常见的爆裂大多出现在这些地方。

（3）相关单位必须要对耐寒预防采取有效的措施，将一些需要埋在地下的管道系统埋的深一些，防止热交换过于频繁而对管道产生影响，在安装管道时，最好将管道安置在室内，如水表、水龙头等[3]。

（4）如果有条件，可以用热源来解决管道低温的情况，常用的热源有地热、锅炉等，也可以使用防冻液、电伴防冻等更高级的方法来防止管道被冻结。

（5）在用完水管后，把留在水管中的水清理干净，这样就能够防止出现管道被冻结的情况。

（6）管道被冻住，导致堵塞时，不能用开水直接解冻，避免水管受热膨胀突然爆裂，在管道冻住时，也不可以直接进行火烤，或者使用硬的东西来敲打管道，应先慢慢用温水加热水管，然后再适当的使用热水。有部分家庭或单位遇到管道冻住的情况时，就会把水龙头放小，让小水流很长一段时间，来达到解冻的目的，这样是可以减少管道的压力，将管道进行解冻，但是这种方法是不可取的。因为这样会浪费水资源。

4 结语

上文中叙述了给排水中使用的管材管件，这些产品没有一个明确的使用标准，缺乏低温性能考核，这就影响了我国北纬地区塑料管件的广泛使用。此外，不同的管道，它的壁厚也不同。管件壁厚过小或壁厚不合格，就使得管件抗压强度不够，低温冷冻时易爆裂。