淺析給水管材的選擇標(biāo)準(zhǔn)及具體應(yīng)用

　　在給水工程中,管道工程投資在工程總投資中占很大的比例,而管道工程總投資中,管材費(fèi)用約占50%左右。因此,對(duì)于給水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，管材的選用是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)。只有合理選擇給水管材，才能確保管道水管無(wú)二次污染、使用性能良好、使用壽命長(zhǎng)和方便施工。管道材料一旦質(zhì)量不好，將導(dǎo)致使用過(guò)程中漏水、滲水，其危害較大又很難處理。文中主要通過(guò)分析管材的類型及技術(shù)性能探討在給水系統(tǒng)設(shè)計(jì)中合理選用管材應(yīng)考慮的因素。

　　1、給水管材的類型及技術(shù)性能

　　鋼管

　　鋼管管材一般采用Q235B(A3)碳素鎮(zhèn)靜鋼，在國(guó)內(nèi)鋼管的應(yīng)用歷史較長(zhǎng),范圍較廣。鋼管的優(yōu)良性能表現(xiàn)為：機(jī)械強(qiáng)度好,在抗拉、抗彎、耐沖擊、耐震動(dòng)等方面有優(yōu)勢(shì);運(yùn)行安全可靠，鋪設(shè)方便,可埋設(shè)穿越各種障礙，適應(yīng)性強(qiáng),;其接口形式可采用焊接或法蘭方式,事故時(shí)搶修快捷;此外，管道可就近設(shè)廠加工,單位管長(zhǎng)自重較輕,運(yùn)輸及施工比較方便,但必需作內(nèi)外防腐，經(jīng)內(nèi)外防腐后,壽命長(zhǎng);還可不停水焊補(bǔ)漏縫。

　　不足之處：

　　(1)需要進(jìn)行防腐處理，造價(jià)較高。埋地鋼管易受腐蝕,必須對(duì)其內(nèi)、外壁作防腐涂層。一般當(dāng)鋼管的埋地敷設(shè)長(zhǎng)度大于500m時(shí),還需作陰極保護(hù)。正確選擇鋼管的內(nèi)、外壁涂層并采取陰極保護(hù),可使其使用壽命大大延長(zhǎng),使用年限能達(dá)30年或更長(zhǎng);

　　(2)鋪設(shè)接頭較多。鋼管一般在工廠制作,因受運(yùn)輸及裝卸條件的限制,每節(jié)鋼管的長(zhǎng)度一般為5～10 m,因此在現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)時(shí)鋼管的接頭較多。由于現(xiàn)場(chǎng)施工的接頭焊接及內(nèi)、外防腐涂層的施工質(zhì)量較難以達(dá)到工廠制作的質(zhì)量要求,往往會(huì)對(duì)鋼管的安全運(yùn)行及使用壽命帶來(lái)影響。

　　球墨鑄鐵管

　　鑄鐵管按材質(zhì)可分為灰口鑄鐵管和球墨鑄鐵管。灰口鑄鐵管口徑不大、材質(zhì)不穩(wěn)定,事故較多,在輸水工程中基本不采用。

　　球墨鑄鐵管的優(yōu)良性表現(xiàn)為：具有較高的抗拉強(qiáng)度和延伸率,而且具有較好的韌性、耐腐蝕、抗氧化、耐高氣壓等性能,故被廣泛運(yùn)用于輸水、輸氣及其他液體的輸送。球墨鑄鐵管采用橡膠圈接口,柔性較好;管外壁采用噴涂瀝青或噴鋅防腐,內(nèi)壁襯水泥沙漿防腐，出廠已做好內(nèi)外防腐,耐腐蝕性優(yōu)于鋼管;又因其施工方便,不需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行焊接及防腐操作,加上產(chǎn)量及口徑的增加、管配件的配套供應(yīng)等,已在國(guó)內(nèi)得到廣泛應(yīng)用。

　　不足之處：同口徑管道自重較鋼管、玻璃鋼管重,運(yùn)輸相對(duì)困難，造價(jià)較高。

　　預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管

　　預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管的優(yōu)良性能表現(xiàn)為：耐腐蝕性能好,無(wú)需內(nèi)外防腐;PCP管均為承插式膠圈柔性接頭,可敷設(shè)在未擾動(dòng)的土基上,施工方便。PCP管管材價(jià)格低廉,自20世紀(jì)60年代以來(lái),為較多城鎮(zhèn)給水工程所采用。

　　不足之處：

　　1)管材強(qiáng)度及額定工作壓力均較鋼管、鋼套筒預(yù)應(yīng)力混凝土管(PCCP)差;(2)承插接口加工精度較難保證,PCP管若在軟土地基上敷設(shè),管道豎向起伏較多時(shí)，需做好管道基礎(chǔ),否則易引起管道不均勻沉降,造成管道承插口處膠圈的滑脫并導(dǎo)致漏水;

　　(3)無(wú)標(biāo)準(zhǔn)配套及轉(zhuǎn)換管件,需特殊加工,因而在配水管網(wǎng)中很少采用;

　　(4)自重大,運(yùn)輸、安裝及故障時(shí)搶修困難。

　　預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管

　　預(yù)應(yīng)力鋼筒混凝土管PCCP管的優(yōu)良性能表現(xiàn)為：PCCP連接均采用鋼制承插口膠圈柔性接頭。鋼制承插口與管芯鋼筒焊接,PCCP-E設(shè)有凸出承口,現(xiàn)場(chǎng)敷設(shè)方便,接口的抗?jié)B漏性能好,加上管材價(jià)格比金屬管便宜,因此,已得到較多應(yīng)用。

　　不足之處：管體自重較重,選用時(shí)應(yīng)考慮從制管廠到工地的運(yùn)輸條件及費(fèi)用,還應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況及施工措施等因素。

　　UPVC塑料管

　　UPVC塑料管的優(yōu)良性能表現(xiàn)為:重量輕,運(yùn)輸、施工方便,維修費(fèi)用低;耐腐蝕,使用壽命長(zhǎng),通常可達(dá)50年;管壁光滑,C值146,水力條件好;采用膠圈接口,施工方便。小口徑(DN500以下)管道價(jià)格較其他管材低,在配水管道工程中應(yīng)用逐步普及。

　　不足之處:管材強(qiáng)度較金屬管低,柔韌性較PE管差。

　　鋼骨架塑料(PE)復(fù)合管

　　鋼骨架塑料(PE)復(fù)合管的優(yōu)良性能表現(xiàn)為：耐腐蝕,不結(jié)水垢、不滋生微生物,無(wú)毒、潔凈,對(duì)水質(zhì)無(wú)污染;使用壽命長(zhǎng),通常可達(dá)50年;具有良好的抗震、抗地基不均勻沉降性能;自重小,運(yùn)輸及安裝方便;標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度6～12 m,接口采用電熱熔連接或法蘭連接,接頭少,可減少滲漏機(jī)率;管壁光滑耐磨,C值149,水力條件好，輸水壓力損失小。

　　不足之處:管材造價(jià)比UPVC管高。

　　不銹鋼薄壁管襯里玻璃鋼復(fù)合管

　　不銹鋼襯里復(fù)合管是在玻璃鋼管內(nèi)襯薄壁不銹鋼管復(fù)合而成。不銹鋼襯里復(fù)合管的優(yōu)良性表現(xiàn)為:重量輕,運(yùn)輸、施工方便,維修費(fèi)用低;使用壽命長(zhǎng),可達(dá)50年;不銹鋼內(nèi)襯對(duì)母管材起到了內(nèi)壁防腐、提高強(qiáng)度及抗?jié)B能力,內(nèi)壁光滑,粗糙度在0.08～0.2微米，水力條件好;對(duì)水質(zhì)無(wú)污染。

　　不足之處:管材造價(jià)高。

　　玻璃纖維增強(qiáng)熱固性樹脂夾砂管(RPMP)

　　具有比熱塑性料管更強(qiáng)的耐腐蝕性能和耐溫性能,其允許輸送水溫可達(dá)80℃;RPMP摩阻系數(shù)小,設(shè)計(jì)n值為0101,從而可降低水頭損,節(jié)約能耗;此外,由于不需做內(nèi)外防腐,質(zhì)量輕,每節(jié)管長(zhǎng)可選,運(yùn)輸方便,施工快捷。

　　硬聚氯乙烯管(UPVC),聚乙烯管(PE)

　　塑料管的推廣應(yīng)用主要以UPVC管和PE管為主。

　　塑料管的優(yōu)良性表現(xiàn)為：UPVC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;PE管除具有UPVC管的優(yōu)點(diǎn)外,該管屬柔性管,對(duì)小口徑管可用盤管供應(yīng),運(yùn)輸、敷設(shè)方便,連接時(shí)采用熱熔對(duì)接可將管道連接長(zhǎng)達(dá)數(shù)百米進(jìn)行彈性敷設(shè)。為此,可利用PE管的這種特性對(duì)已敷設(shè)的舊管道進(jìn)行改造,即將PE管連續(xù)送入舊管道內(nèi)作為舊管道的內(nèi)襯，這種方法不僅施工方便,價(jià)格低廉,且可不進(jìn)行路面開挖。

　　不足之處：當(dāng)塑料管管徑在一定范圍使用時(shí),與金屬管相比具有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),但隨著管徑增大,經(jīng)濟(jì)性下降;其次,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。

　　2、管材的選擇

　　技術(shù)性能鋼管、球墨鑄鐵管、不銹鋼玻璃鋼復(fù)合管等,均適合大口徑配水管道;球墨鑄鐵管、鋼骨架塑料(PE)復(fù)合管、玻璃鋼夾砂管、不銹鋼玻璃鋼復(fù)合管等,適合中間口徑配水管道;小口徑管材可選UPVC管、HDPE管及不銹鋼玻璃鋼復(fù)合管。

　　使用規(guī)律

　　中等口徑以上配水管道多采用球墨鑄鐵管、鋼管,小口徑管道多使用UPVC管、鋼骨架塑料(PE)復(fù)合管。玻璃鋼管、不銹鋼玻璃鋼復(fù)合管等新型管材在一般的工程中較少使用。

　　價(jià)格因素

　　大口徑配水管道采用玻璃鋼夾砂管、鋼管造價(jià)低;中小口徑采用玻璃鋼夾砂管、球墨鑄鐵管、鋼骨架塑料(PE)復(fù)合管、不銹鋼玻璃鋼復(fù)合管比較合適;小口徑管道宜使用UPVC管、HDPE管、不銹鋼玻璃鋼復(fù)合管。

　　3、結(jié)論

　　根據(jù)以上分析,在管材的選擇上,輸水管必須具有足夠的強(qiáng)度,以承受外部的荷載和內(nèi)部的水壓;必須能抵抗沖刷并具有抗腐蝕的能力,特別對(duì)某些地下水有腐蝕性的地區(qū);必須不透水,以防止管中水滲漏或地下水滲入;內(nèi)壁應(yīng)平整光滑,使水流阻力盡量減小;應(yīng)盡量就地取材,并考慮到預(yù)制管件及快速施工的可能,減少運(yùn)輸和施工費(fèi)用。因此，要綜合諸多因素，最終確定輸配水管網(wǎng)工程管材采用哪種管材。

　　來(lái)源：中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)資訊網(wǎng)