供水工程常用管材分析

【摘要】本文以常見(jiàn)輸水管道為研究背景，從管道物理性能、優(yōu)缺點(diǎn)、適用范圍等方面論述供水工程管材選用。

【關(guān)鍵詞】供水工程；金屬管材；塑料管材；復(fù)合管材

1、前言

在供水工程中，占投資額比例最大的是管材，約占工程投資的50%～70%。合理地選用管道材料是節(jié)省工程投資，確保供水水量、水質(zhì)、水壓和安全運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。

目前給水工程中常用管材有金屬管材、塑料管材、復(fù)合管材、其他管材四大類。金屬管材主要有：離心球墨鑄鐵管、鋼管。塑料管材主要有：聚氯乙烯管、聚乙烯管、聚丙烯管。復(fù)合管材主要有：鋼塑管、鋼塑復(fù)合壓力管。其他管材主要有：普通預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、玻璃鋼管。

2、金屬管材

（1）離心球墨鑄鐵管（簡(jiǎn)稱球墨管）：球墨管具有強(qiáng)度高、塑性好、重量輕、耐壓耐腐蝕、抗震性好、安裝使用方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已得到廣泛的使用。球墨管采用水泥砂漿內(nèi)襯防腐，采用熱噴鋅和涂瀝青的外防腐，接口形式：≤DN1400一般采用T型接口，≥DN1600，多采用K型接口。接口處采用橡膠圈密封，為柔性接口。為保證球墨管的質(zhì)量生產(chǎn)廠家必須做到：采用離心生產(chǎn)工藝（不能采用連續(xù)鑄造方法）；對(duì)每根球鐵管進(jìn)行水壓試驗(yàn)；球鐵管本體的球化率達(dá)到2-3級(jí)；球鐵管進(jìn)行退火處理，獲得以鐵素體為主的基體，使延伸率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求；每根球鐵管都應(yīng)按照用戶要求進(jìn)行外噴鋅。

（2）鋼管：鋼管具有能耐高壓，韌性好，管壁薄，重量輕，運(yùn)輸方便，管身長(zhǎng)，接口少，抗震性優(yōu)及漏水情況少等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于供水業(yè)中。但鋼管耐腐蝕性能差，使用前必須作內(nèi)外防腐處理，又必須徹底除銹，這項(xiàng)費(fèi)用較高。鋼管安裝時(shí)采用焊接，為剛性連接。這種連接方式，是防腐技術(shù)更增加了難度，也減弱了管道的抗震能力。因此應(yīng)推廣在制造廠對(duì)鋼管進(jìn)行工廠化腐蝕處理，既質(zhì)量好，又成本低。目前生產(chǎn)廠家積極引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)的FBE/3PE防腐技術(shù)，提高鋼管整體防腐水平。

3、塑料管

（1）聚氯乙烯管（UPVC）：它是目前使用量最大的塑料管材。連接方式采用膠黏劑粘結(jié)和橡膠圈承插的連接方式，施工方便。由于鉛穩(wěn)定劑對(duì)人體有害，所以國(guó)家明文規(guī)定禁止使用鉛穩(wěn)定劑的PVC管道用于供水管道。另外，制備PVC單體氯乙烯（VCM）可能會(huì)對(duì)人體有害問(wèn)題（國(guó)標(biāo)規(guī)定VCM單體含量應(yīng)≤1.0mg/kg），也應(yīng)引起注意。

（2）聚乙烯管（PE）：它是目前城鎮(zhèn)供水塑料管道系統(tǒng)的首選管材，具有可彎曲，小口徑可盤卷供貨，無(wú)腐蝕，無(wú)水質(zhì)二次污染；連接方便；摩擦系數(shù)低，增加流量，降低能耗；安裝管道系統(tǒng)成本低和維護(hù)使用成本低等優(yōu)點(diǎn)，聚乙烯管道由于獨(dú)特的柔韌性，其斷裂延伸率超過(guò)500%，彎曲半徑可至管徑的25倍。

（3）聚丙烯管（PP）：該種管道口徑較小，最大口徑為φ160mm，在需要較大口徑的市政給水管道建設(shè)競(jìng)爭(zhēng)中處于劣勢(shì)地位。PP-R與金屬管件連接時(shí)，采用絲扣連接、法蘭連接或采用帶金屬嵌件的聚丙烯管件作為過(guò)渡。

4、塑料與金屬?gòu)?fù)合管

鋼塑管是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型復(fù)合承壓管道，按生產(chǎn)工藝和選用材料的不同分為兩類：一類是以鍍鋅鋼管為基礎(chǔ)，在其內(nèi)壁涂塑或襯塑一層聚乙烯或環(huán)氧樹(shù)脂，稱為鋼塑管；一類是采用鍍鋅鋼帶和聚乙烯通過(guò)復(fù)合膠聯(lián)成型的產(chǎn)品，稱為鋼塑復(fù)合壓力管。鋼塑管由于承壓方面比普通的塑料供水管道要相對(duì)強(qiáng)的多，因此可以應(yīng)用于比塑料管和鋁塑管更高的承壓供水管道。常用口徑為DN15-200，耐壓1.6MPa。塑料與金屬?gòu)?fù)合管材的成本比離心球墨鑄鐵管較高，主要用于≤DN200小口徑壓力管道。

鋼塑管和鋼塑復(fù)合壓力管在戶外工地施工比塑料管有較大的優(yōu)越性，它既有鋼管的強(qiáng)度，在水質(zhì)、水力條件上又具有塑料管的優(yōu)點(diǎn)，連接上又可以采用球墨鑄鐵管的連接方式。并可用電波探測(cè)器巡管。鋼塑管與鋼塑復(fù)合壓力管的連接方式有管螺紋、溝槽、承插和法蘭等幾種。

5、其它管材

（1）普通預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管

普通預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管具有耐腐蝕性，不結(jié)垢，不污染水質(zhì)，全部承插橡膠圈柔性連接，密封性能良好，有良好的抗震性能，只是重量大，運(yùn)輸、安裝、就位不方便。其工作壓力0.4-1.2MPa，DN500-2000。

（2）預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（簡(jiǎn)稱PCCP）

PCCP管是目前世界上使用非常廣泛的一種非金屬管材，有鋼板、預(yù)應(yīng)力鋼絲和混凝土構(gòu)成的復(fù)合管材，此種管材充分而又綜合地發(fā)揮了鋼材的抗拉、易密封性及混凝土抗壓和耐腐蝕性，并兼有水泥管和鋼管的優(yōu)點(diǎn)。它從形式上可分為兩種：一種是內(nèi)襯式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP-L，內(nèi)徑φ600-1200），是在鋼筒內(nèi)部襯以混凝土后在鋼筒外面纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲再輥射砂漿保護(hù)層；另一種是埋置式預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管（PCCP-E，內(nèi)徑φ1400-4000），是將鋼筒埋置在混凝土里面，然后在混凝土管芯上纏繞預(yù)應(yīng)力鋼絲，再輥射砂漿保護(hù)層。

（3）玻璃鋼管

玻璃鋼管（簡(jiǎn)稱RPM）是近幾年發(fā)展起來(lái)的新管材，口徑大，重量輕，耐壓力1.0-2.0MPa。一般使用的工作壓力為0.6MPa，我國(guó)大多用于DN600-DN2400大中口徑管道。

6、結(jié)論及建議

從對(duì)近幾年各種管材的材質(zhì)特點(diǎn)、價(jià)格分析和使用情況，對(duì)不同適用場(chǎng)合、不同管徑的供水管道選材的推薦性意見(jiàn)如下：

對(duì)城市的支線供水小口徑管道（DN80-200），要根據(jù)工況、實(shí)際需要、工程造價(jià)來(lái)選擇使用離心球墨鑄鐵管、塑料管、塑料與金屬的復(fù)合管和鋼管等管材。

城市的主干供水管道大中口徑（DN300-1400），優(yōu)先使用有良好防腐措施的離心球墨鑄鐵管及無(wú)縫鋼管。城市的主干供水大口徑管道（DN1600-2200）采用離心球墨鑄鐵管、預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管、玻璃鋼管和無(wú)縫鋼管。

對(duì)引水管道工程所使用的特大口徑管道（一般≥DN2200），要根據(jù)不同地質(zhì)條件、工況、工程造價(jià)和實(shí)際需要選擇使用預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管和離心球墨鑄鐵管城市的供水管道禁止使用灰鑄鐵管禁止使用含有鉛鹽做穩(wěn)定劑的PVC塑料管。

參考文獻(xiàn)：

[1]《給水排水設(shè)計(jì)手冊(cè).第01冊(cè).常用資料》中國(guó)建筑工業(yè)出版社.

[2]《給水管材發(fā)展再探討》沈之基（給水排水雜志，2000年第八期）.