市政給水管道工程管材應用淺析

夏遠景

摘要:近年來,我國的給水工程管材有了質的飛躍,隨著我國國民經濟的發展已經達到了一個新的水平,人民的生活質量得到極大提高,對飲用水的水質要求愈來愈高。大量資料表明,給水水質惡化的主要原因是管道腐蝕所致。本文就給水管材的應用進行分析和探討,為給水工程管材的應用提供參考與借鑒。

關鍵詞:給水工管道;給水管材;應用;探討

1 引言

當前,給水工程中鍍鋅鋼管等金屬管已經開始被各種塑料管、銅管、不銹鋼管、復合管等新型管材所取代,用的愈來愈少。但是,建筑市場上各種管材品種繁多,說法不一,導致在選擇時無所是從。這就要求我們設計、施工及管理人員全面深入地了解各種新型管材的特點及適用條件,進行全面分析比較,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縫鋼管之分;以防腐蝕性能來說可分為保 護層型、無保護層型與質地型;按壁厚又有普通鋼管和加厚鋼管之分。無保護層型有無保護層鋼管,過去通常叫不鍍鋅鋼管(黑鐵管)。質地型鋼管主要是指不銹鋼無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、連接等原因未曾推廣應用過。“擴脹成型的承插式柔性接口鋼管”填補了“低成本生產鋼制柔性接口管”的國內外空白。該管是采用先進的擴脹成型工藝,將鋼管兩端分別擴脹成具承插口的新管型,經擴脹后的鋼管強度及剛性都得到提高,同時該工藝又達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”后發展的第三代新型高級鋼管。具有安裝方便、施工時間縮短、安全,其推廣可有效提高管線的質量水平。在過河管、架空管等需要剛性連接的管道,可通過對承插口套入的搭接面進行角焊焊接,就可以得到高質量的剛性接口連接。

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、價格便宜,管內壁涂瀝青后較光滑,因而被大量用于外部給水管上。但是它的缺點是質硬而脆、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給水球墨鑄鐵管具有強度高、韌性大、密閉性能佳、抗腐蝕能力強、安裝施工方便等優點,給水球墨鑄鐵管已經成為給水灰口鑄鐵管的替代產品。綜合比較給水球墨鑄鐵管承壓、耐腐等功能以及管材造價、開挖施工、維護等各種費用,實際建設選用管徑在DN200-DN800其優勢比較突出。

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)、自應力鋼筋混凝土管。它們共同的特點是:節省鋼材,價格低廉(和金屬管材相比),防腐性能好,不會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),具有較好的抗滲性、耐久性,能就地取材,節省鋼材。資金不足的情況下,應用價值大些。目前大多生產的鋼筋混凝土管管徑從100-1500mm規格。預應力鋼筒鋼筋混凝土管我國80年代后期開始試制應用,最大管徑可達9m,承壓達4.0MPa。但鋼筋混凝土管重量大而質地較脆,裝卸和搬運困難。管配件缺乏,日后維修難度大。該類管道的應用較少。

2.2.2 石棉水泥管。石棉水泥管的優點是:重量輕,內壁光滑,通水能力較鑄鐵管大,抗腐蝕性能好,容易鋸斷,加工方便,價格低廉等。但是,它質脆,抗沖擊能力與抗動荷性能差。目前應用較少。

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、強度好、耐腐蝕、水頭損失小等優點,并且運輸、吊裝、連接方便。但管價較其他管材高,以及由于剛性較低,易損壞,溝槽的開挖回填的要求高,專業性安裝要求高,增加了安裝費用。

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管根據生產管道的聚乙烯原材料不同,分為PE63級(第一代)、PE80級(第二代)、PE100級(第三代)及PE112級(第四代)聚乙烯管 材,目前給水中應用的主要是PE80級、PE100級,PE112級是今后我們應用原材料的發展方向,由于PE63級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、拉伸強度提高、剝離強度提高 、軟化溫度提高,但脆性增加、柔韌性下降、抗應力開裂性下降。由于高密度HDPE型管應用較多,通常用高密度HDPE型管代表PE管。其優異的性能特點:衛生條件好。PE管無毒,不含重金屬添加劑,不結垢,不滋生細菌。柔韌性好,抗沖擊強度高 ,耐強震、扭曲。獨特的電熔焊接和熱熔對接技術使接口強度高于管材本體,保征了接口的安全可靠。根據已有的資料,HDPE給水管道國內產品分PE80及PEl00兩級,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、熱熔對接焊和熱熔承插連接。管道敷設既可采用通常使用的開槽方式施工,也可采取插入管敷設,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一定工藝制成的管道。目前積累了較多的使用經驗,技術也比較成熟。PVC-U管材不導 熱,不導電,阻燃。突出應用于高腐蝕性水質的管道輸送,質量和經濟效果達到最佳。國內產品PVC-U給水管材主要規格有公稱通徑DNl5-DN700十多 種。管材最高許可壓力為O.6MPa、0.9MPa和1.6MPa三種規格。管道主要連接方法有承插式連接、粘結劑粘結。

ABS管。ABS工程塑料是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三種化學材料的聚合物。其主要優點:耐腐蝕性極強;耐撞擊性極好。ABS管道能在強大外力撞擊下,材質不破裂;韌性強。主要規格有公稱通徑DNl5-DN400十多種。管材最高許可壓力為0.6MPa、0.9MPa和1.6MPa三種規格。應用于高標準水質的管道輸送,質量和經濟效果達到最佳。ABS管連接方式主要為冷膠溶接法。

鋼骨架增強塑料復合管。鋼骨架增強塑料復合管是以鋼骨架為增強體,以熱塑性塑料為連續基材,在自動控制生產線上將兩者均勻復合在一起的一種新型雙面防腐壓力管道。基體原料為高密度聚乙烯、聚丙烯、交聯聚乙烯,還可加入必要的添加劑、抗氧劑、紫外線穩定劑和著色劑等。增強體原料為優質低碳鋼鋼板網和低碳素結構鋼絲網。

按骨架形式可分為:鋼板網骨架增強塑料復合管、鋼絲網骨架增強塑料復合管。按基體原料可分為:鋼骨架增強高密度聚乙烯管、鋼骨架增強聚丙烯管、鋼骨架增強交聯聚乙烯。該管的特點:較強的承壓能力,鋼板網骨架增強塑料復合管其管徑de50-200,其承受壓力1.00-2.50MPa;鋼絲網骨架增強塑料復合管其管徑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、管件等造價也比較高,這些也制約其大量推廣應用。在價格上,PVC-U管比HDPE管有優勢。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濟優勢,隨著管徑增大,經濟性下降;大口徑塑料管管件,由于生產投資大,生產企業很少,容易造成管件與管材不配套,給工程施工帶來不便。DN500以下的應用較多。

3 結論

a. 有組織、有領導的把建設、設計、使用、施工、管理等各方面的人員組織起來,集思廣益,博采眾長,靈活應用相關技術人員的知識和經驗,共同科學準確的制定和評價方案。b. 立足實用,著眼發展,揚長避短,積優淘劣,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,提倡環保管材,優先選擇塑料管材,因為其綠色環保的特性突出, 既無毒性,不傷害人類,又可回收再利用。d. 選擇管材時,既不能只看價格,也不能只注意管材種類和質量。一定要通過價格、性能、流動阻力、維護、環保、施工難易、國家政策等多因素比較確定,選擇性價比高的管材。

參考文獻

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