探究薄壁不銹鋼管材及管件的選用

杜穎 李兵 邵曌 謝峰 曾睿

薄壁不銹鋼管材和管件作為現代材料科學發展的重要產物之一，因其自身外觀精美，且抗腐蝕性和耐用性具備較大的優勢，屬于節能環保型的產品，已經在國內外的建筑工程中得到了廣泛的應用。目前薄壁不銹鋼管的連接方式有壓縮式管件等多種類型，并且在安裝上具有較為便利安全和可靠性較高等特點，顯著降低了壁厚成本，在未來有著更加廣泛的應用前景[1]。

1.不銹鋼管材、管件的產品特點

不銹鋼管材即使經過長期使用之后，其抗結垢性能仍然優秀，其中所運輸的水質可以滿足現行的衛生標準要求。同時不銹鋼管材在經過固溶處理之后，將其表面進行酸洗鈍化處理，可以有效地提升其抗腐蝕性，其耐用性也會得到較大的提升。此外，相關試驗證明，不銹鋼管材管件的結合強度是鍍鋅管材的兩倍，是銅管的三倍，但其重量卻僅有鍍鋅管材的1/3，為此不銹鋼管材和管件十分適用于高層建筑的管道工程建設。同時不銹鋼管材自身在熱傳導系數上有著較大的優勢，其熱傳導系數僅為銅質管材的1/25，受到熱脹冷縮的影響相對較小，并且在工程施工的過程中不銹鋼管材的使用可以在不產生任何污染物的前提下，最大化降低工程施工對于環境的影響，這種種優勢都是其他類型管材不具備的。不銹鋼表面存在著一層較薄但堅固的氧化膜，可以使得不銹鋼在任何水質中都具備較高的耐腐蝕性，即使將之埋設到地下也能夠具備較為優良的抗腐蝕性。也正因為不銹鋼管材和管件具備以上的優秀產品特點，所以可以極大地降低厚壁以及安裝和運輸成本。在自來水行業中使用的時候，適用于各種水質且不會產生腐蝕和滲出物問題。此外，不銹鋼管材可以接受速度高達30m/s 的高速水流沖刷，即便是在高速水電站的導流不銹鋼管道中，不銹鋼管材管末端的水流速度高達60m/s，其使用壽命仍舊可以維持在100年左右，并且不需要進行二次涂層保護。

2.薄壁不銹鋼管材及管件選用需要注意的點

2.1 管道直徑及連接形式

不銹鋼管材是當前給水管道的主要管材。在室內建筑特別是高層建筑工程中，絕大部分的漏水現象都發生在給水管道連接位置上，雖然當前材料技術的持續發展催生出了許多的新型管材，但其中管材及管件的部分連接方式能夠應用與否仍舊值得商榷。部分連接方式對于直徑較小的管道適用，但在直徑較大的管道中則會出現問題。比如，直徑超過70mm 的管道最為適用的連接方式就是焊接或者是法蘭，而直徑小于70mm 的管道最佳連接方式就是鉸牙。同時，材料選擇的合理與否會對管材、管件的使用壽命及造價產生直接的影響[2]。

2.2 管道的伸縮可撓性

任何事物都處于一種不停運動的狀態，管道在給排水工程應用的時候，往往因為受到建筑工程震動、水流沖擊等因素的影響，出現一定程度的伸縮及形變。故此，在選用薄壁不銹鋼管材、管件的時候，需要全面考慮管材、管件連接位置的伸縮可撓性。從相關的研究結果看來，塑料材質的管道因為自身柔韌性相對較高，所以伸縮可撓性上不存在任何問題。同時，銅管為剛性密封方式，基本不具備伸縮可撓性。雖然薄壁不銹鋼管材、管件其連接方式也屬于剛性，但其可以通過使用與之相配套的伸縮可撓接頭，具備良好的伸縮可撓性，并且其連接位置出現松動及泄漏問題的可能性也大幅度降低。

2.3 管道的耐沖擊性及拉拔力

當前高層建筑呈現出一種規模化發展趨勢，比如一幢30 層高建筑，其高度就能夠達到100m 左右，在水分充滿整個水管的時候，其壓力數值就會達到10MPa。但當前的建筑工程絕大部分使用的是變頻調速方式，水壓數值無法時刻得到保障。為此，在選用薄壁不銹鋼管材、管件的時候，則需要考慮二者連接位置的沖擊壓力數值。根據當前的實驗及研究數據看來，薄壁不銹鋼管材、管件的抗沖擊性能最為優秀，其他的諸如不銹鋼復合管、鋁合金復合管等管材在相同的水壓沖擊數值下均出現了嚴重的泄漏問題。除此之外，管材、管件的生產制造只要完全遵循了生產工藝的要求，對二者單獨實施的強度和破壞試驗都不會出現問題。但在二者連接到一起的情況下，二者的連接位置就是最為薄弱的地方。為此，在選用不銹鋼管材、管件的時候，需要對二者的連接位置進行拉拔力測試，確保連接位置使用的連接方式可以滿足工程的實際需求[3]。

2.4 管道的扭曲性

在工程施工建設的過程中，施工人員往往會因為受到施工場地、空間等多種因素的影響經常性借助管材塑性忽視施工規范要求進行施工。在這種情況下，薄壁不銹鋼管材、管件的選用需要考慮二者連接位置的扭曲性。為此，在選用薄壁不銹鋼管材、管件的時候，需要以工程在壓力等方面的要求作為基礎，針對接頭和管道在恒定壓力條件下進行扭轉試驗，以此來保障薄壁不銹鋼管材、管件的扭曲性符合工程建設要求[4]。

3.不銹鋼管材、管件在國內的應用前景

建筑行業的相關推算數據顯示，我國每年對于管材的需求量約維持在50 萬km～60萬km，這其中住宅建筑室內的冷熱水管需求量就達到了40 萬km。而不銹鋼管材、管件因其自身具備的良好的抗沖刷性以及耐腐蝕性能得以在建筑工程的冷熱水管建設中廣泛應用，并且在未來我國城市化進程快速發展的過程中，不銹鋼管材管件的應用范圍必將得到進一步的推廣。此外，當前國內的一線城市開始深入推廣管道直飲水，而在直飲水管道的選擇中，不銹鋼管材無疑是第一選擇，主要是因為不銹鋼管材在運輸水分的過程中不會產生任何的腐蝕以及滲出物問題，也就不會對自來水質產生任何的不利影響，為不銹鋼管進一步普及發展和應用提供了社會環境基礎。同時，我國雖然在不銹鋼管的研究方面起步時間相對較晚，但經過幾十年的發展，我國的不銹鋼管材、管件質量已經可以與國際知名品牌比肩，并且當前國內建筑工程管道基本開始選擇國產的不銹鋼管，在我國材料科學技術不斷發展的影響下，薄壁不銹鋼管材、管件質量和類型也會逐漸提高及豐富[5]。

4.我國不銹鋼管材、管件發展中需要解決的問題

4.1 價格問題

不銹鋼管材、管件在普及和發展過程中需要解決的第1 個問題就是價格問題。不銹鋼管的價格和銅管屬于同一個層次，而不銹鋼管本身的價格與其壁厚之間有著較為緊密的關聯，這也是當前薄壁不銹鋼管研發應用得以重視的主要原因。薄壁不銹鋼管材的開發極大地降低了產品的生產制造成本，為不銹鋼管進一步在日常生活中普及應用提供了條件。當前有些人認為不銹鋼的價格處于一種較高的狀態，其實從本質上來看，居家建筑內使用的水管和連接件的材料價格維持在1500 元～2000 元左右，相比于當前的優質鋁塑復合管以及PP-R 塑料管的市場價格要高出10%～15%左右，但卻比薄壁的銅質管道價格較低。但以現在的人民收入水平和生活質量條件來衡量，這一價格是完全可以接受的。同時還需要注意的一點是，在整個居家的裝修工程費用中，管材費用所占比例維持在3%～5%，但薄壁不銹鋼管材的使用，能夠免除了其他管道可能會帶來的滲漏腐蝕等諸多問題。隨著現如今材料科學技術的不斷發展，薄壁不銹鋼管的應用則很好地解決了人們對于不銹鋼材料的價格爭議。

4.2 連接問題

不銹鋼管材、管件應用發展需要解決的另一個難題就是技術連接，主要是因為不銹鋼管的連接方式對其經濟性、可靠性有著決定性的影響。就當前的不銹鋼管材、管件發展狀況來看，壓縮式、壓緊式、活接式法蘭連接等都是不銹鋼管最為常見的連接方式。這些連接方式因原理層面存在差異，導致其實際的使用范圍各有側重，但其中的絕大多數在安裝工作上較為便利且可靠性較高。在連接薄壁不銹鋼管中所使用的密封圈材質都是符合國家現行標準要求的硅橡膠、丁腈橡膠等，很好地降低了管道使用環節中出現的滲漏問題發生率。但需要注意的一點是，國內當前的薄壁不銹鋼管生產廠家在連接方式上存在著較大的差異，導致薄壁不銹鋼管整體的售后服務水平沒有做到緊跟時代發展的潮流。雖然當前薄壁不銹鋼技術已經在連接方式上得到了巨大的發展，但市場占有率仍舊較低。

5.總結

薄壁不銹鋼管的應用，在降低不銹鋼產品價格的同時，保證了較高的抗沖刷性和耐腐蝕性，與其他材質的管道相比，在熱傳導系數、重量等方面也具備著較大的優勢，值得在建筑工程等諸多領域廣泛應用。