淺析給水管材的選擇標準及具體應用

　　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,管材費用約占50%左右。因此,對于給水系統的設計，管材的選用是一個重要的環節。只有合理選擇給水管材，才能確保管道水管無二次污染、使用性能良好、使用壽命長和方便施工。管道材料一旦質量不好，將導致使用過程中漏水、滲水，其危害較大又很難處理。文中主要通過分析管材的類型及技術性能探討在給水系統設計中合理選用管材應考慮的因素。

　　1、給水管材的類型及技術性能

　　鋼管

　　鋼管管材一般采用Q235B(A3)碳素鎮靜鋼，在國內鋼管的應用歷史較長,范圍較廣。鋼管的優良性能表現為：機械強度好,在抗拉、抗彎、耐沖擊、耐震動等方面有優勢;運行安全可靠，鋪設方便,可埋設穿越各種障礙，適應性強,;其接口形式可采用焊接或法蘭方式,事故時搶修快捷;此外，管道可就近設廠加工,單位管長自重較輕,運輸及施工比較方便,但必需作內外防腐，經內外防腐后,壽命長;還可不停水焊補漏縫。

　　不足之處：

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

　　(2)鋪設接頭較多。鋼管一般在工廠制作,因受運輸及裝卸條件的限制,每節鋼管的長度一般為5～10 m,因此在現場敷設時鋼管的接頭較多。由于現場施工的接頭焊接及內、外防腐涂層的施工質量較難以達到工廠制作的質量要求,往往會對鋼管的安全運行及使用壽命帶來影響。

　　球墨鑄鐵管

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

　　球墨鑄鐵管的優良性表現為：具有較高的抗拉強度和延伸率,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,內壁襯水泥沙漿防腐，出廠已做好內外防腐,耐腐蝕性優于鋼管;又因其施工方便,不需要在現場進行焊接及防腐操作,加上產量及口徑的增加、管配件的配套供應等,已在國內得到廣泛應用。

　　不足之處：同口徑管道自重較鋼管、玻璃鋼管重,運輸相對困難，造價較高。

　　預應力鋼筋混凝土管

　　預應力鋼筋混凝土管的優良性能表現為：耐腐蝕性能好,無需內外防腐;PCP管均為承插式膠圈柔性接頭,可敷設在未擾動的土基上,施工方便。PCP管管材價格低廉,自20世紀60年代以來,為較多城鎮給水工程所采用。

　　不足之處：

　　1)管材強度及額定工作壓力均較鋼管、鋼套筒預應力混凝土管(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,管道豎向起伏較多時，需做好管道基礎,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致漏水;

　　(3)無標準配套及轉換管件,需特殊加工,因而在配水管網中很少采用;

　　(4)自重大,運輸、安裝及故障時搶修困難。

　　預應力鋼筒混凝土管

　　預應力鋼筒混凝土管PCCP管的優良性能表現為：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設有凸出承口,現場敷設方便,接口的抗滲漏性能好,加上管材價格比金屬管便宜,因此,已得到較多應用。

　　不足之處：管體自重較重,選用時應考慮從制管廠到工地的運輸條件及費用,還應考慮現場的地質情況及施工措施等因素。

　　UPVC塑料管

　　UPVC塑料管的優良性能表現為:重量輕,運輸、施工方便,維修費用低;耐腐蝕,使用壽命長,通常可達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)管道價格較其他管材低,在配水管道工程中應用逐步普及。

　　不足之處:管材強度較金屬管低,柔韌性較PE管差。

　　鋼骨架塑料(PE)復合管

　　鋼骨架塑料(PE)復合管的優良性能表現為：耐腐蝕,不結水垢、不滋生微生物,無毒、潔凈,對水質無污染;使用壽命長,通常可達50年;具有良好的抗震、抗地基不均勻沉降性能;自重小,運輸及安裝方便;標準長度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:管材造價比UPVC管高。

　　不銹鋼薄壁管襯里玻璃鋼復合管

　　不銹鋼襯里復合管是在玻璃鋼管內襯薄壁不銹鋼管復合而成。不銹鋼襯里復合管的優良性表現為:重量輕,運輸、施工方便,維修費用低;使用壽命長,可達50年;不銹鋼內襯對母管材起到了內壁防腐、提高強度及抗滲能力,內壁光滑,粗糙度在0.08～0.2微米，水力條件好;對水質無污染。

　　不足之處:管材造價高。

　　玻璃纖維增強熱固性樹脂夾砂管(RPMP)

　　具有比熱塑性料管更強的耐腐蝕性能和耐溫性能,其允許輸送水溫可達80℃;RPMP摩阻系數小,設計n值為0101,從而可降低水頭損,節約能耗;此外,由于不需做內外防腐,質量輕,每節管長可選,運輸方便,施工快捷。

　　硬聚氯乙烯管(UPVC),聚乙烯管(PE)

　　塑料管的推廣應用主要以UPVC管和PE管為主。

　　塑料管的優良性表現為：UPVC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;PE管除具有UPVC管的優點外,該管屬柔性管,對小口徑管可用盤管供應,運輸、敷設方便,連接時采用熱熔對接可將管道連接長達數百米進行彈性敷設。為此,可利用PE管的這種特性對已敷設的舊管道進行改造,即將PE管連續送入舊管道內作為舊管道的內襯，這種方法不僅施工方便,價格低廉,且可不進行路面開挖。

　　不足之處：當塑料管管徑在一定范圍使用時,與金屬管相比具有經濟優勢,但隨著管徑增大,經濟性下降;其次,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。

　　2、管材的選擇

　　技術性能鋼管、球墨鑄鐵管、不銹鋼玻璃鋼復合管等,均適合大口徑配水管道;球墨鑄鐵管、鋼骨架塑料(PE)復合管、玻璃鋼夾砂管、不銹鋼玻璃鋼復合管等,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合管。

　　使用規律

　　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)復合管。玻璃鋼管、不銹鋼玻璃鋼復合管等新型管材在一般的工程中較少使用。

　　價格因素

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

　　3、結論

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

　　來源：中國鋼結構資訊網