給水工程中供水管材的選用

陳 楠，周俊斌

1.中山市供水事務(wù)中心，廣東 中山 528400

2.中山翠亨新區(qū)水務(wù)有限公司，廣東 中山 528400

在給水工程建設(shè)中，管道材料的費用是整個管網(wǎng)建設(shè)的主要支出，常占建設(shè)費用的60%以上。若選擇污染較為嚴重的管道材料，將會使整個給水工程成為“生化毒場”，尤其對于身體發(fā)育還不健全的兒童，過量吸入這些重金屬有毒污染物，將可能影響其智力及生理的正常發(fā)育。

1 給水工程中供水管材選用要點

通過對幾種給水工程中供水管材及實用性能的綜合比選，針對某給水工程項目，應(yīng)根據(jù)自身經(jīng)費預(yù)算情況，選擇合適的給水工程供水管材。

1.1 管道內(nèi)壁質(zhì)量

在選擇供水管材時，工程的基礎(chǔ)要求是管道內(nèi)壁質(zhì)量要符合工程標(biāo)準，管道給水時避免管材出現(xiàn)裂縫、內(nèi)壁粗糙不符合規(guī)定等問題，否則對給水工程質(zhì)量造成嚴重影響。因此，要加強對供水管材的外觀檢測，通過物理測試手段，保證整個管道的完整性，避免在輸水過程中發(fā)生供水管道破損、脫皮、露骨、裂紋等現(xiàn)象而導(dǎo)致泄漏事故。在選擇供水管材時，要確保管材質(zhì)量合格，核對供水管材來自正規(guī)廠家，并具有力學(xué)試驗報告與合格證等文件。常規(guī)給水工程供水管材內(nèi)壁的粗糙程度有相關(guān)規(guī)定，粗糙度＞0.3μm時，會影響輸水效率，增大內(nèi)壁裂縫的風(fēng)險。我國現(xiàn)階段在選擇和使用供水管材時，通常采用美國API5L標(biāo)準，以此提升管材制造水平及加工能力，從而提高管道內(nèi)壁質(zhì)量[1]。

1.2 管道防腐效果

由于水中存在一定量的礦物質(zhì)成分，在供水管道使用一段時間后，管道內(nèi)壁的粗糙程度會發(fā)生較大變化，可能出現(xiàn)腐蝕裂縫。因為國家對于供水管材的評判標(biāo)準還未出臺法律、法規(guī)，所以各地方給水工程管道材料防腐要求多為委托方事先規(guī)定。同時，在供水管道施工過程中，應(yīng)避免人為因素造成管道裂縫，原因是其不僅會增加供水運輸損耗，還會加快供水管材的腐蝕速度。在給水工程正式施工前，施工人員應(yīng)根據(jù)實際環(huán)境中的土地溫差、pH值、微生物成分等要素，對管材進行多次測試，以確保所選管材適用于當(dāng)前施工環(huán)境。此外，相關(guān)人員不能過分注重降低管材的腐蝕效率而忽略其在工作環(huán)境中可能出現(xiàn)的有毒性、易燃性等相關(guān)要素。目前，常見的給水工程防腐技術(shù)是采用防腐涂劑來提高供水管材的抗腐蝕能力，由于供水管道的自身處理工作特性，連接焊接區(qū)域時可能會形成原電池效應(yīng)，導(dǎo)致供水管道的腐蝕速度加快。為此，可以使用瀝青材料等將供水管道包裹，待其風(fēng)干后會在容器與介質(zhì)間形成一道防護膜，從而有效地降低供水管材的腐蝕速度。

1.3 管道維護與養(yǎng)護

在給水工程日常作業(yè)環(huán)節(jié)，應(yīng)注意供水管材的日常檢查與維護，重點是地下有無漏水、滲水、積水等異常情況，若有則應(yīng)及時進行維修。在日曬雨淋的作用下，露天管道容易出現(xiàn)材料脫落現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)及時進行刷漆防腐。在北方的冬季，相關(guān)人員還要進行管道的保溫防凍工作，尤其關(guān)注水表箱、閥門井、消防栓井以及室內(nèi)外的管道，根據(jù)當(dāng)?shù)貧鉁剡x擇不同的保溫材料。

2 給水工程中的供水管材及實用性能

2.1 埋地給水工程

（1）球墨鑄鐵管。鑄鐵管根據(jù)材質(zhì)可以分為灰口鑄鐵管和球墨鑄鐵管。其中，灰口鑄鐵管的口徑較小，材料使用情況不穩(wěn)定，容易造成給水事故，因此不建議使用。球墨鑄鐵管具有較強的延展性和抗拉強度，自身能夠適用鹽堿、高壓等多個施工環(huán)境，且抗腐蝕性較強，因此常用于天然氣及其他液體輸送工程。球墨鑄鐵管使用橡膠圈接口，柔韌性較好，使用瀝青噴涂的方式進行防腐加工，耐腐蝕性高于鋼管管材。而且球墨鑄鐵管施工技術(shù)較為簡單，不需要進行焊接等額外工序，相關(guān)管配件加工市場也較為全面，是目前我國最為普遍的給水工程供水管材。缺點是在規(guī)定管道口徑情況下，球墨鑄鐵管自重較高，運輸裝卸極其困難，不僅要支付管材自身成本，運輸環(huán)節(jié)成本消耗也較高。但是，由于球墨鑄鐵管安裝技術(shù)較為簡單，且抗震性強，常用于市政埋地給水工程中，能夠有效縮短工期[2]。

（2）UPVC塑料管。UPVC塑料管是一種新型復(fù)合管材，重量較輕，在運輸裝卸環(huán)節(jié)的施工較方便，且維修費用較低。UPVC塑料管抗腐蝕能力較強，能夠使用50年，并且采用膠圈接口，方便施工。就該埋地給水工程的500mm管徑施工要求而言，其造價低于其他管材，尤其在給水管道工程中有良好的發(fā)展前景。但是，UPVC塑料管為塑料材質(zhì)，其強度略低于金屬管道，且柔韌性低于鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管。

（3）鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管（亦稱為PE復(fù)合管）。鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管有著較為優(yōu)良的供水管材性能，其抗腐蝕性強，不會結(jié)水垢、滋生微生物以及對水質(zhì)造成影響，使用壽命長，常規(guī)使用年限超過50年。同時，鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管具備抗地基不均勻沉降性能，運輸環(huán)節(jié)消耗較低，安裝技術(shù)簡單。其標(biāo)準長度為8～12m，使用法蘭連接或電熱熔連接的方式，減少施工接頭，降低水運輸過程中的滲漏可能性。管道內(nèi)壁較為光滑，水力條件較好，供水安全性高，輸水壓力損失小。相比UPVC塑料管，鋼骨架聚乙烯塑料復(fù)合管的造價較高，常規(guī)給水工程項目無法支撐其成本支出[3]。

2.2 露天給水工程

（1）玻璃鋼夾砂管（RPM）。RPM是將樹脂、玻璃纖維及石英砂作為管材制造原料，經(jīng)過多道工藝后制作而成，在原有玻璃鋼管的基礎(chǔ)上，融合了石英砂的剛度優(yōu)點，從而提高自身強度，降低制作成本。RPM耐腐蝕性較強，重量較輕，內(nèi)部水流摩阻小，常被應(yīng)用于長距離給水工程中。與傳統(tǒng)供水管材相比，RPM不會產(chǎn)生水工，自然也不會滋生微生物、藻類等影響水質(zhì)的生物，降低了供水二次污染的情況。雖然RPM自身的柔韌性較高，能夠有效對抗地基不均勻沉降，但其對施工環(huán)節(jié)回填作業(yè)技術(shù)水平要求較高，且自身管材價格高于其他材料，水泵需要的揚程也比其他管道材料高，每單位立方米水運輸需要增加至少20m的揚程。在施工方面，針對RPM材外抗壓力較低的特點，常用于市政露天排水工程中，并且預(yù)先壓制好后再埋入地下，使其能夠承受土地帶來的外部荷載。

（2）新型綠色材料。隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，供水管材還可以選擇綠色植物管道材料。以大豆纖維麥秸管道材料為例，這是一種將大豆中的植物蛋白纖維提取后，轉(zhuǎn)化形成的管道材料，其自身有著良好的柔韌性，不會揮發(fā)各種重金屬元素，使用周期較長，有著良好的實用性。隨著人們環(huán)保意識的增強，綠色管道材料逐步在管道項目中普及，各種高效節(jié)能的新型管道材料也有待研制。

3 新型給水工程供水管材應(yīng)用研究

隨著市政給水工程管材的不斷升級，現(xiàn)階段薄壁不銹鋼管材已經(jīng)逐漸占領(lǐng)管材市場，其自身多樣化的優(yōu)點包括機械強度高、能夠抵抗水流沖擊和震動、鋪設(shè)方便、實用性較強等，因此受到市場廣泛關(guān)注。埋地給水工程采用螺紋連接，露天給水工程大口徑管采用溝槽、法蘭和焊接，其產(chǎn)生的水可以直接飲用。但傳統(tǒng)鋼管供水管材需要提前進行防腐優(yōu)化處理，其為金屬元素，容易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，需要進行內(nèi)壁防腐涂層處理，部分鋪設(shè)長度＞800m的給水工程中，還需要對鋼管進行陰極保護處理，造價成本較高。鋼管管材多為工廠制作，由于自身物理特性和運輸條件的限制，常規(guī)鋼管長度為5～8m，這就使得給水工程施工現(xiàn)場接頭較多。尤其對于較長施工距離的作業(yè)項目，某個接頭焊接處理不規(guī)范，將影響鋼管安全輸水效果及使用壽命。

現(xiàn)階段，薄壁不銹鋼管供水管材多使用Q235B（A3）碳素鎮(zhèn)靜鋼，接口采用焊接方式，方便在供水事故發(fā)生時進行搶修。并且薄壁不銹鋼管管材制作可以選擇就近設(shè)廠加工模式，便于給水工程運輸施工，同時支持不停水焊補漏縫隙。薄壁不銹鋼管被長期使用后不易結(jié)垢，表面光滑，耐大氣腐蝕和耐老化能力強，安裝簡單，造價低，可輸送熱水，管內(nèi)不滋生細菌，被廣泛應(yīng)用于地下室吊頂及小區(qū)管道井。綜上所述，無論是強酸還是弱堿環(huán)境，薄壁不銹鋼管都能夠適應(yīng)。近年來，薄壁不銹鋼管以安全可靠、衛(wèi)生環(huán)保、經(jīng)濟適用等特點，逐漸成為給水管材的新選擇。

4 結(jié)束語

隨著給水工程供水管材的不斷升級，薄壁不銹鋼管材逐步進入管材市場，其具有鮮明的特點，受到市場普遍歡迎。但是市政給水工程和建筑給水工程所適用管材情況不同，應(yīng)根據(jù)具體情況選擇相應(yīng)的供水管材。在實際施工環(huán)節(jié)，相關(guān)人員要對給水工程的實際運行情況、環(huán)境條件、施工技術(shù)、鋪設(shè)條件（埋地、露天）等因素進行綜合分析，最終確定優(yōu)質(zhì)的供水管材，提升給水工程的建設(shè)質(zhì)量，保障人們的用水安全。