市政給水管道工程管材應(yīng)用淺析

夏遠(yuǎn)景

摘要:近年來(lái),我國(guó)的給水工程管材有了質(zhì)的飛躍,隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了一個(gè)新的水平,人民的生活質(zhì)量得到極大提高,對(duì)飲用水的水質(zhì)要求愈來(lái)愈高。大量資料表明,給水水質(zhì)惡化的主要原因是管道腐蝕所致。本文就給水管材的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討,為給水工程管材的應(yīng)用提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞:給水工管道;給水管材;應(yīng)用;探討

1 引言

當(dāng)前,給水工程中鍍鋅鋼管等金屬管已經(jīng)開(kāi)始被各種塑料管、銅管、不銹鋼管、復(fù)合管等新型管材所取代,用的愈來(lái)愈少。但是,建筑市場(chǎng)上各種管材品種繁多,說(shuō)法不一,導(dǎo)致在選擇時(shí)無(wú)所是從。這就要求我們?cè)O(shè)計(jì)、施工及管理人員全面深入地了解各種新型管材的特點(diǎn)及適用條件,進(jìn)行全面分析比較,合理選用給水管材。

2 室外給水管材

2.1 金屬管

2.1.1 鋼管。鋼管有焊接鋼管和無(wú)縫鋼管之分;以防腐蝕性能來(lái)說(shuō)可分為保 護(hù)層型、無(wú)保護(hù)層型與質(zhì)地型;按壁厚又有普通鋼管和加厚鋼管之分。無(wú)保護(hù)層型有無(wú)保護(hù)層鋼管,過(guò)去通常叫不鍍鋅鋼管(黑鐵管)。質(zhì)地型鋼管主要是指不銹鋼無(wú)縫鋼管和不銹鋼焊接鋼管,在室外大中管道給水上,由于造價(jià)、連接等原因未曾推廣應(yīng)用過(guò)。“擴(kuò)脹成型的承插式柔性接口鋼管”填補(bǔ)了“低成本生產(chǎn)鋼制柔性接口管”的國(guó)內(nèi)外空白。該管是采用先進(jìn)的擴(kuò)脹成型工藝,將鋼管兩端分別擴(kuò)脹成具承插口的新管型,經(jīng)擴(kuò)脹后的鋼管強(qiáng)度及剛性都得到提高,同時(shí)該工藝又達(dá)到用最低的加工成本獲得成型尺寸精度高的承插式柔性接口新管型。擴(kuò)脹成型柔性承插式接口鋼管是繼“承插式剛性接口鋼管”后發(fā)展的第三代新型高級(jí)鋼管。具有安裝方便、施工時(shí)間縮短、安全,其推廣可有效提高管線的質(zhì)量水平。在過(guò)河管、架空管等需要?jiǎng)傂赃B接的管道,可通過(guò)對(duì)承插口套入的搭接面進(jìn)行角焊焊接,就可以得到高質(zhì)量的剛性接口連接。

2.1.2 給水鑄鐵管。給水鑄鐵管能承受較大工作壓力(0.45～1.00MPa)、耐腐蝕、價(jià)格便宜,管內(nèi)壁涂瀝青后較光滑,因而被大量用于外部給水管上。但是它的缺點(diǎn)是質(zhì)硬而脆、重量大、施工困難。公稱直徑從DN75～DNl500,工作壓力有0.45、0.75、1.00MPa等幾種。鑄鐵管的接頭通常有承插式、法蘭式和柔性接口三種。給水鑄鐵管按制造材質(zhì)不同分為給水灰口鑄鐵管和給水球墨鑄鐵管兩種。由于同給水灰口鑄鐵管比較起來(lái)給水球墨鑄鐵管具有強(qiáng)度高、韌性大、密閉性能佳、抗腐蝕能力強(qiáng)、安裝施工方便等優(yōu)點(diǎn),給水球墨鑄鐵管已經(jīng)成為給水灰口鑄鐵管的替代產(chǎn)品。綜合比較給水球墨鑄鐵管承壓、耐腐等功能以及管材造價(jià)、開(kāi)挖施工、維護(hù)等各種費(fèi)用,實(shí)際建設(shè)選用管徑在DN200-DN800其優(yōu)勢(shì)比較突出。

2.2 非金屬管材

非金屬管材有鋼筋混凝土管、石棉水泥管、玻璃鋼管、塑料管和塑料復(fù)合管幾大類。

2.2.1 鋼筋混凝土管。鋼筋混凝土管有普通的鋼筋混凝土管(RCP)、自應(yīng)力鋼筋混凝土管。它們共同的特點(diǎn)是:節(jié)省鋼材,價(jià)格低廉(和金屬管材相比),防腐性能好,不會(huì)減少水管的輸水能力,能夠承受比較高的壓力(從0.4-1.2MPa不等),具有較好的抗?jié)B性、耐久性,能就地取材,節(jié)省鋼材。資金不足的情況下,應(yīng)用價(jià)值大些。目前大多生產(chǎn)的鋼筋混凝土管管徑從100-1500mm規(guī)格。預(yù)應(yīng)力鋼筒鋼筋混凝土管我國(guó)80年代后期開(kāi)始試制應(yīng)用,最大管徑可達(dá)9m,承壓達(dá)4.0MPa。但鋼筋混凝土管重量大而質(zhì)地較脆,裝卸和搬運(yùn)困難。管配件缺乏,日后維修難度大。該類管道的應(yīng)用較少。

2.2.2 石棉水泥管。石棉水泥管的優(yōu)點(diǎn)是:重量輕,內(nèi)壁光滑,通水能力較鑄鐵管大,抗腐蝕性能好,容易鋸斷,加工方便,價(jià)格低廉等。但是,它質(zhì)脆,抗沖擊能力與抗動(dòng)荷性能差。目前應(yīng)用較少。

2.2.3 玻璃鋼管。玻璃鋼管按制造工藝不同分為:離心澆鑄型玻璃鋼管和纖維纏繞型玻璃鋼管。給水上常用的是屬于纖維纏繞型的玻璃鋼夾砂給水管。玻璃鋼夾砂給水管具有管輕、強(qiáng)度好、耐腐蝕、水頭損失小等優(yōu)點(diǎn),并且運(yùn)輸、吊裝、連接方便。但管價(jià)較其他管材高,以及由于剛性較低,易損壞,溝槽的開(kāi)挖回填的要求高,專業(yè)性安裝要求高,增加了安裝費(fèi)用。

2.2.4 塑料管。目前,品種繁多的室外給水塑料管材。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管根據(jù)生產(chǎn)管道的聚乙烯原材料不同,分為PE63級(jí)(第一代)、PE80級(jí)(第二代)、PE100級(jí)(第三代)及PE112級(jí)(第四代)聚乙烯管 材,目前給水中應(yīng)用的主要是PE80級(jí)、PE100級(jí),PE112級(jí)是今后我們應(yīng)用原材料的發(fā)展方向,由于PE63級(jí)承壓較低較少用于給水材料。也分為高密度HDPE型管、中密度MDPE型管,高密度HDPE型管比中密度MDPE型管剛性增強(qiáng)、拉伸強(qiáng)度提高、剝離強(qiáng)度提高 、軟化溫度提高,但脆性增加、柔韌性下降、抗應(yīng)力開(kāi)裂性下降。由于高密度HDPE型管應(yīng)用較多,通常用高密度HDPE型管代表PE管。其優(yōu)異的性能特點(diǎn):衛(wèi)生條件好。PE管無(wú)毒,不含重金屬添加劑,不結(jié)垢,不滋生細(xì)菌。柔韌性好,抗沖擊強(qiáng)度高 ,耐強(qiáng)震、扭曲。獨(dú)特的電熔焊接和熱熔對(duì)接技術(shù)使接口強(qiáng)度高于管材本體,保征了接口的安全可靠。根據(jù)已有的資料,HDPE給水管道國(guó)內(nèi)產(chǎn)品分PE80及PEl00兩級(jí),又各分SDR11、13.6、17.6、26和33系列,工作壓力有0.4、 0.60、0.80、1.00、1.25、1.60MPa檔次。公稱外徑dn有16-1000mm。連接方式主要有電熱熔、熱熔對(duì)接焊和熱熔承插連接。管道敷設(shè)既可采用通常使用的開(kāi)槽方式施工,也可采取插入管敷設(shè),在舊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過(guò)一定工藝制成的管道。目前積累了較多的使用經(jīng)驗(yàn),技術(shù)也比較成熟。PVC-U管材不導(dǎo) 熱,不導(dǎo)電,阻燃。突出應(yīng)用于高腐蝕性水質(zhì)的管道輸送,質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效果達(dá)到最佳。國(guó)內(nèi)產(chǎn)品PVC-U給水管材主要規(guī)格有公稱通徑DNl5-DN700十多 種。管材最高許可壓力為O.6MPa、0.9MPa和1.6MPa三種規(guī)格。管道主要連接方法有承插式連接、粘結(jié)劑粘結(jié)。

ABS管。ABS工程塑料是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種化學(xué)材料的聚合物。其主要優(yōu)點(diǎn):耐腐蝕性極強(qiáng);耐撞擊性極好。ABS管道能在強(qiáng)大外力撞擊下,材質(zhì)不破裂;韌性強(qiáng)。主要規(guī)格有公稱通徑DNl5-DN400十多種。管材最高許可壓力為0.6MPa、0.9MPa和1.6MPa三種規(guī)格。應(yīng)用于高標(biāo)準(zhǔn)水質(zhì)的管道輸送,質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效果達(dá)到最佳。ABS管連接方式主要為冷膠溶接法。

鋼骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管。鋼骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管是以鋼骨架為增強(qiáng)體,以熱塑性塑料為連續(xù)基材,在自動(dòng)控制生產(chǎn)線上將兩者均勻復(fù)合在一起的一種新型雙面防腐壓力管道?；w原料為高密度聚乙烯、聚丙烯、交聯(lián)聚乙烯,還可加入必要的添加劑、抗氧劑、紫外線穩(wěn)定劑和著色劑等。增強(qiáng)體原料為優(yōu)質(zhì)低碳鋼鋼板網(wǎng)和低碳素結(jié)構(gòu)鋼絲網(wǎng)。

按骨架形式可分為:鋼板網(wǎng)骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管、鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管。按基體原料可分為:鋼骨架增強(qiáng)高密度聚乙烯管、鋼骨架增強(qiáng)聚丙烯管、鋼骨架增強(qiáng)交聯(lián)聚乙烯。該管的特點(diǎn):較強(qiáng)的承壓能力,鋼板網(wǎng)骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管其管徑de50-200,其承受壓力1.00-2.50MPa;鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管其管徑de80-300,其承受壓力1.00-3.50MPa。既有柔韌性,又有較高的強(qiáng)度和剛性。管道連接有電熔連接和法蘭連接兩種。管道連接工藝要求高,并且管材、管件等造價(jià)也比較高,這些也制約其大量推廣應(yīng)用。在價(jià)格上,PVC-U管比HDPE管有優(yōu)勢(shì)。但是,它剛性差、硬度高、不易煨彎加工。

塑料管管徑在一定范圍,與金屬管相比具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),隨著管徑增大,經(jīng)濟(jì)性下降;大口徑塑料管管件,由于生產(chǎn)投資大,生產(chǎn)企業(yè)很少,容易造成管件與管材不配套,給工程施工帶來(lái)不便。DN500以下的應(yīng)用較多。

3 結(jié)論

a. 有組織、有領(lǐng)導(dǎo)的把建設(shè)、設(shè)計(jì)、使用、施工、管理等各方面的人員組織起來(lái),集思廣益,博采眾長(zhǎng),靈活應(yīng)用相關(guān)技術(shù)人員的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn),共同科學(xué)準(zhǔn)確的制定和評(píng)價(jià)方案。b. 立足實(shí)用,著眼發(fā)展,揚(yáng)長(zhǎng)避短,積優(yōu)淘劣,選擇低成本、高性能的新材料管道。c. 在保證使用功能的前提下,提倡環(huán)保管材,優(yōu)先選擇塑料管材,因?yàn)槠渚G色環(huán)保的特性突出, 既無(wú)毒性,不傷害人類,又可回收再利用。d. 選擇管材時(shí),既不能只看價(jià)格,也不能只注意管材種類和質(zhì)量。一定要通過(guò)價(jià)格、性能、流動(dòng)阻力、維護(hù)、環(huán)保、施工難易、國(guó)家政策等多因素比較確定,選擇性價(jià)比高的管材。

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