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给水系统管材的选用分析

 
 
    【摘要】目前国内可用于给水管道工程中的主要管材有钢管、球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管、钢套筒预应力混凝土管、小口径UPVC塑料管; 新型管材有玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPMP)、高密度聚乙烯管(HDPEP)、钢骨架塑料(PE)复合管、不锈钢衬里玻璃钢复合管、不锈钢外缠空腹塑料(PE)复合管等。给水工程在管材选择上应充分考虑各种因素。本文就给水管道工程中常用管材及新型管材的性能、特点及造价进行比较。
 
    关键词: 管道  管材  给水系统  技术性能  选用
 
    灰口铸铁管是过去使用最多的给水管道, 但因其脆性大且接口为刚性膨胀水泥砂浆或铅接口, 事故率最高。管道无内防腐, 易生锈结瘤, 影响输水能力。随着球墨铸铁管等性能好的管材批量生产, 价格逐渐趋于可接受, 灰口铸铁管已逐渐不被采用。建设部下达的文件中, 从2004年7月1日起, 灰口铸铁管管材、管件不得用于城镇供水。目前国内可用于给水管道工程中的主要管材有钢管、球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管、钢套筒预应力混凝土管、小口径UPVC塑料管; 新型管材有玻璃纤维增强塑料夹砂管(RPMP)、高密度聚乙烯管(HDPEP)、钢骨架塑料(PE)复合管、不锈钢衬里玻璃钢复合管、不锈钢外缠空腹塑料(PE)复合管等。给水工程在管材选择上应充分考虑各种因素。
    一、管材的技术性能
    ( 一) 钢管。钢管包括钢板直缝焊管与钢板螺旋焊管, 是常用的给水管材, 其机械强度好, 在抗拉、抗弯、耐冲击、耐震动等方面有优势,适应性强; 接口形式可采用焊接或法兰方式, 事故时抢修快捷。管道可就近设厂加工, 单位管长自重较轻, 运输及施工比较方便, 但必需作内外防腐。优点: 管材强度、工作压力高,运行安全可靠; 铺设方便, 适应性强, 可埋设穿越各种障碍; 重量轻,经内外防腐后, 寿命长; 可不停水焊补漏缝。缺点: 需要进行防腐处理; 造价较高。
    ( 二) 球墨铸铁管。使用性能与钢管相当, 出厂已做好内外防腐, 耐腐蚀性优于钢管。接口采用橡胶圈接口, 柔性较好, 有标准配件。同口径管道自重较钢管、玻璃钢管重, 运输相对困难。优点: 使用寿命长; 防腐能力较钢管强; 有标准配件, 适用于配件及支管较多的管段; 接口采用橡胶圈接口, 柔性较好。缺点: 重量较钢管大; 造价较高。
    ( 三) 预应力钢筋混凝土管(PCCP)。预应力钢筋混凝土管耐腐蚀性能好,无需内外防腐, 接口采用承插式橡胶圈接口, 造价较低。但管材强度及额定工作压力均较钢管、钢套筒预应力混凝土管(PCCP)差, 自重大, 运输、安装及故障时抢修困难; 承插接口加工精度较难保证, 管道竖向起伏较多时, 管道接口处易形成薄弱环节, 管道渗漏较多, 无标准配套及转换管件, 需特殊加工, 因而在配水管网中很少采用。
    优点: 耐腐蚀能力强, 无需做内外防腐处理, 价格便宜。
    缺点: 承插接口加工精度要求高; 无标准配件, 需特殊加工; 运输、安装困难, 抢修困难。
    ( 四) UPVC塑料管( 非铅盐稳定剂) 。硬聚氯乙烯管重量轻, 耐腐蚀,水流阻力小, 采用胶圈接口, 施工方便。小口径(DN500以下)管道价格较其他管材低, 在配水管道工程中应用逐步普及。
    优点: 重量轻, 运输、施工方便, 维修费用低; 耐腐蚀, 使用寿命长, 通常可达50年; 管壁光滑, C值146, 水力条件好; 管材造价较低。
    缺点: 管材强度较金属管低, 柔韧性较PE管差。
    ( 五) 钢骨架塑料(PE)复合管。钢骨架塑料(PE)复合管耐腐蚀, 不结水垢、不滋生微生物, 无毒、洁净, 对水质无污染; 具有良好的抗震、抗地基不均匀沉降性能; 自重小, 运输及安装方便; 标准长度6~12 m, 接口采用电热熔连接或法兰连接, 接头少, 减少渗漏机率; 管壁光滑耐磨, 输水压力损失小。管材造价比UPVC管高。
    优点: 重量轻, 运输、施工方便, 维修费用低; 无毒, 耐腐蚀, 使用寿命长, 通常可达50年; 管壁光滑耐磨, C值149, 水力条件好; 柔性较好。
    缺点: 管材造价较高。
    ( 六) 不锈钢薄壁管衬里玻璃钢
复合管。不锈钢衬里复合管是在玻璃钢管内衬薄壁不锈钢管复合而成。不锈钢内衬管壁厚度根据工作压力、母管材特性及管径而定, 常用壁厚为0.2~0.8 mm。不锈钢内衬对母管材起到了内壁防腐、提高强度及抗渗能力, 内壁光滑, 粗糙度在0.08~0.2微米。管道标准长度12 m, 管道接口采用焊接或法兰连接。
    优点: 重量轻, 运输、施工方便, 维修费用低; 耐腐蚀, 使用寿命长, 可达50年; 不锈钢管壁光滑,粗糙度0.08~0.2微米, 水力条件好;对水质无污染。
    缺点: 管材造价高。
    二、管材的选择
    从管材技术性能上衡量, 钢管、球墨铸铁管、不锈钢玻璃钢复合管等, 均适合大口径配水管道; 球墨铸铁管、钢骨架塑料(PE)复合管、玻璃钢夹砂管、不锈钢玻璃钢复合管等,适合中间口径配水管道; 小口径管材可选UPVC管、HDPE管及不锈钢玻璃钢复合管。
    从管材使用的普遍性上看, 中等口径以上配水管道多采用球墨铸铁管、钢管, 小口径管道多使用UPVC管、钢骨架塑料(PE)复合管。玻璃钢管、不锈钢玻璃钢复合管等新型管材在一般的工程中较少使用。
    从管材价格上看, 大口径配水管道采用玻璃钢夹砂管、钢管造价低;中小口径采用玻璃钢夹砂管、球墨铸铁管、钢骨架塑料(PE)复合管、不锈钢玻璃钢复合管比较合适; 小口径管道宜使用UPVC管、HDPE管、不锈钢玻璃钢复合管。
    三、结论
    根据以上分析, 在管材的选择上, 我们应从施工地的地势特点出发, 综合考虑管材的承压性、管件的完备程度, 为方便施工及今后的供水安全性并兼顾造价经济合理等因素,最终确定输配水管网工程管材采用哪种管材。
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