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深度解析高樓供水設(shè)備供水管材的應(yīng)用和發(fā)展方向

      高樓供水設(shè)備供水管網(wǎng)具有使用周期長(30年或更長)、檢修和改造難度大,、事故不易察覺(埋在地下)的三個特點,。高樓供水設(shè)備供水管網(wǎng)的安全可靠有兩方面的含義：一是管網(wǎng)不間斷供水，盡量避免管道破裂,、漏損,，甚至爆管。二是管網(wǎng)輸送的自來水水質(zhì),，不因管自身的原因(如管道生銹),，影響管網(wǎng)水質(zhì)。在管網(wǎng)輸配水過程中,，管網(wǎng)水質(zhì)不能有太大的變化：從水廠到用戶，順利到達(dá),，同時滿足水量和供水服務(wù)壓力,。在管道工程中，有各種材質(zhì)不同的管道,，應(yīng)用范圍較廣,。由于技術(shù)進(jìn)步，制造高樓供水設(shè)備供水管道所用的材料不斷在發(fā)展,，新型供水管材的性能有了較大的改進(jìn),。

金屬管道

      在早期建設(shè)的輸配水管網(wǎng)中，使用過鉛管,，這是一種抗腐蝕較好的金屬管道,。在鉛管表面形成的氧化膜一直被認(rèn)為是無毒的。現(xiàn)在分析管網(wǎng)輸配水過程中的水質(zhì)變化,，可以發(fā)現(xiàn),，導(dǎo)致高樓供水設(shè)備管網(wǎng)水質(zhì)降低的主要原因最小口徑鍍鋅鋼管。特別是用戶內(nèi)部管道,。一方面,，在用的小口徑鍍鋅鋼管;很少采用襯涂等保護(hù)性措施，用戶內(nèi)部管道的管材質(zhì)量較差;另一方面,，小口徑管復(fù)合管道來取代它,。

      鑄鐵管是人們最熟悉,，也是使用較廣的一種管道。鑄鐵是鐵和碳的合金,，碳在鑄鐵中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)要高于2.11%,，含碳量低于這個比例，就是低碳鋼,。采用低碳鋼制作的鋼管,，加工和安裝比較方便。鋼管的各項力學(xué)性能優(yōu)于其他管道,，但是它于鋼管的表面防腐處理,，比較麻煩，防腐成本高,，一般只在特殊地段采用鋼管,。

      隨著鑄鐵管生產(chǎn)工藝的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步。時至今日,，離心球墨鑄鐵管已成為最主要的鑄鐵管生產(chǎn)工藝,。國內(nèi)使用的灰口鑄鐵管已逐漸向離心球墨鑄鐵管轉(zhuǎn)移。球墨鑄鐵管不僅應(yīng)具有較高的抗拉強度,，同時應(yīng)具有較高的延伸率,，按照國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2531的要求，球墨鑄鐵管的抗拉強度≥420Mpa,，DN40—DN1000的管道,，延伸率≥10%，DN1200-26OO的管道,，延伸率≥7%,。灰口鑄鐵管由于木要求管道的延伸率,，對鐵水原料的有害成分的控制范圍較寬,。

塑料管道

      常用于高樓供水設(shè)備供水管網(wǎng)中的塑料管道可分為兩類。一類是聚烯烴材料：聚乙烯(PE),、高密聚乙烯(HDPE),、聚丙烯(PP)、聚丁烯(PB),，這類塑料管道適用于熔合(加熱)連接,。另一類是氯乙烯材料：聚氯乙烯(PVC)，硬質(zhì)聚氯乙烯(U—PVC),、過氯化聚氯乙烯(C—PVC),。適用于粘接(膠水)連接。

      PVC和PE管道在60年代,，同時應(yīng)用于高樓供水設(shè)備供水管道工程,。在應(yīng)用初期,，PVC管道的連接方式比較簡單，小口徑PVC管道采用膠水,，粘接連接,，中等口徑的PVC管道采用承插接口，使用橡膠圈密封,，是一種較理想的柔性接口,。因此如年代以前PVC管道的應(yīng)用范圍較廣。對于推廣初期的PE管道,，采用加熱連接的方法,，施工不方便。早期的PE管,，由于材料性能’的限制,，抗壓強度和抗開裂性能都不好。為了承受外壓和內(nèi)壓,，PE管道的口徑越大,，管壁就越厚。因為較厚的管壁才能保證管道有足夠的剛度,。大口徑的PE管道,，管壁相對厚。材料用量增加,，加大了成本,。因此，推廣初期的PE管,，一般不超過DN300，主要用于戶內(nèi)管道和配水管網(wǎng),。

      聚氯乙烯(PVC)通常是多組分的塑料,，PVC在熱、氧,、光作用下,，結(jié)構(gòu)會發(fā)生變化。因此,，PVC加工中一定要加入穩(wěn)定劑,。為了改善PVC管道的表面性能，減少管道的收縮性能和著色等目的,，還需加入其他加工助劑,、填料和顏料等。管道中常用的U-PVC,，就是為了改善PVC脆而硬的性能,，在生產(chǎn)中加入增塑劑,。我們將增塑劑含量在0-12%范圍內(nèi)的PVC管道，稱為U-PVC管道,。

     C-PVC是由PVC進(jìn)一步氯化而得的產(chǎn)物,。C—PVC和PVC的材料區(qū)別是氯含量的不同，C—PVC的氯化程度較高,。一般PVC的氯含量為56.7%,，C-PVC氯含量為63—74%。這是各生產(chǎn)廠家的氯化方式和生產(chǎn)的技術(shù)水平不同而造成的,。由于C—PVC氯含量的增加,，C—PVC管道的抗老化性能和耐壓性能均有較大提高?？梢赃@樣看,，C—PVC管道是傳統(tǒng)U—PVC管道的改進(jìn)和提高。

      PVC管道由于施工簡易,、水力條件好,，在供水管網(wǎng)中得到了廣泛應(yīng)用。隨著環(huán)保的要求日趨嚴(yán)格,，水質(zhì)指標(biāo)增加,，考慮到健康、安全方面的因素,，PVC管道在添加劑的使用等生產(chǎn)工藝上還必須不斷加以改進(jìn),。

      PE(聚乙烯)的原料來源豐富，從分子式結(jié)構(gòu)(C2H4)看,。PE的分子結(jié)構(gòu)是聚合物最簡單的一種,。PE管道在發(fā)展中，不斷克服自身的不足,。PE管的加熱熔接,，要求一定的操作空間和熟練的操作技術(shù)。后來發(fā)明了電熱焊接套管,，就是兩個管段或管件,，通過一個電熱焊接套筒相連接。這種連接,、方式用于管溝內(nèi)PE管的連接,，或者施工空間狹小的地方。PE管道的材料性能也在改善,，從PE63,、PE80、到PE100,，將來會發(fā)展到PE115,。

      PE100是指在200C下,，這種等級的PE材料在50年后，能保持10Mpa的最低強度(MRS),。PE80為8.0MPa,。隨著PE材料等級的提高，同樣的管道,，采用PE115的管壁厚度,，要低于采用PE100的管道壁厚。在滿足要求的前提下,，PE管的壁厚變簿,，減少了PE材料的用量，降低了成本,，有利于PE管道在大口徑管道中的應(yīng)用,。PE管的連接都需要加熱。還要求一定的冷卻時間,，每一次焊接都需要20分鐘左右,。口徑越大的管道,，加熱和冷熱時間越長,。因此，PE管的安裝工期相對長,。

      PE管在管道免開挖和舊管翻新中,，有很高的市場占有率。PE管經(jīng)常應(yīng)用于管道免開挖工程,。由于PE(聚乙烯)的綜合性能良好,，是生產(chǎn)復(fù)合管道(鋁塑復(fù)合管和鋼塑復(fù)合管)的主要原料。復(fù)合管道將金屬材料和顏料合理組合在一起,，就可充分利用金屬良好的機(jī)械性能和塑料的防腐性能,，從而保證供水管網(wǎng)的安全可靠性。

不同類型管材的發(fā)展

為滿足高樓供水設(shè)備供水管網(wǎng)安全可靠運行的要求,，管材的發(fā)展有兩個方向：

一是選用新型管材，限制和逐步淘汰不符合發(fā)展要求的舊管材,。發(fā)展性能優(yōu)良,、耐腐蝕性能好的新型管材，根據(jù)實際要求,，選擇合適的金屬或非金屬管材;

二是對管道表面采取保護(hù)措施,，外部防腐和內(nèi)部襯涂，以確保管網(wǎng)水質(zhì)的安全,。

      鑄鐵管在管道工程中,，仍占有重要位置,，特別是鋼鐵產(chǎn)量在今后幾十年內(nèi)不會下降(目前全世界產(chǎn)量7-8億噸)。鑄鐵管的性能已有了大幅度的提高,。國際標(biāo)準(zhǔn)ISO2531中,，離心球墨鑄鐵管的抗拉強度≥420MPa，已和低合金鋼強度差不多,，但離心球墨鑄鐵管的耐腐蝕性能優(yōu)于鋼管,。為了抗腐蝕和保證管網(wǎng)水質(zhì)，鑄鐵管內(nèi)部和外部的襯涂和防腐材料,，都在改進(jìn)和完善,。

      塑料管道會有更大的發(fā)展，PVC管道的材料性能還將改善,，避免使用含有重金屬的穩(wěn)定劑,。各種關(guān)于新型塑料的新技術(shù)，都在不斷地推廣使用,。但塑料管的穩(wěn)定性和老化問題仍是人們擔(dān)心的,。

      先進(jìn)的復(fù)合材料管道在20世紀(jì)曾得到很大發(fā)展。如預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管,、PCCP管(銅筒混凝土管)和樹脂基復(fù)合材料(玻璃管夾砂管GRP)在大口徑輸水管道工程中有應(yīng)用;鋼塑復(fù)合管和鋁塑復(fù)合管,，在小口徑用戶管道市場中用很大的需求。

      由此可見,，高樓供水設(shè)備供水管材將會有更大的發(fā)展,，讓我們拭目以待。