论文部分内容阅读
一、前言
在给水工程基本建设中，管道工程的投资约占总投资的50%－80%，城市供水管道不仅是城市供水工程的重要组成部分，而且管道运行正常与否关系到供水安全可靠性以及供水水质和能耗。由于历史条件的限制，在二十世纪九十年代前，我公司的供水管道以灰口铸铁管、镀锌管和水泥管为主。九十年代后，球墨铸铁管开始在我公司使用。进入新世纪，我们又在试着使用各类塑料管。如何在设计中选择合适管材，成为我们设计工作者追求的目标。
二、球墨铸铁管是供水管网的主要管材
（一）球墨铸铁管作为城市供水管道优点
①球墨铸铁管内衬了水泥砂浆，管内输水符合卫生要求；
②球墨铸铁管可承受内水压力超过2.0兆帕，比非金属管材强；
③球墨铸铁管系延伸率、钢度、抗拉强度均较大的金属管道，可承受土壤静荷载及地面动荷载的能力通常比其他管材强；
④球墨铸铁管的管件规格齐全，能适应新安装的需要，也能适应运行管道上不停水引接分支的需要，比非金属管材解决起来方便；
⑤球墨铸铁管系柔性接口，拆装方便、承受局部沉陷的能力好，特别在有地下水或管内有少量余水的状况下维修容易，比塑料管材维修难度小；
⑥球墨铸铁管通常外表面首先喷涂锌层，再喷涂沥青保护，耐腐蚀性好；
⑦球墨铸铁管通常有50－100年的使用寿命，比其他管材使用寿命长。
（二）推广球墨铸铁管应注意的问题
①搞好管材质量控制。球墨铸铁管是铸造行业的高科技产品，它从原料选择及每道工序的质量都有严格的要求。在实际生产中，常有外壁喷锌、内衬水泥砂浆等工序不达标的情况，影响了球墨铸铁管的推广。
②做好柔性接口防滑脱措施。通常在球管的末端、弯头、三通等处均应砌筑支礅，但有时因支礅尺寸较大，在道路下面无法实施，可使用防滑脱胶圈等措施来解决。
③做好橡胶圈的配套。通常球墨铸铁管可使用50年以上，但橡胶圈能否达到同样的使用年限是值得注意的。一般来说，选用三元乙丙及丁腈橡胶是可以与球墨铸铁管相匹配的，但切勿掺和再生胶。
我司自90年代使用球墨铸铁管以来，经过多年的输水运行验证，球墨铸铁管具有技术性能好、施工简便，供水安全性高等优势，是今后大口径供水管道的主要管材。
三、塑料管是小口径供水管道的最佳选材
球墨铸铁管口径越小，铸造难度越大，相对价格越高，如DN100球管与DN150球管价格每米相差不到10元。因此，对小口径管道不宜选用球墨铸铁管，而应考虑使用塑料管。
塑料管具有重量轻、耐腐蚀、水流阻力小、节约能源、安装简便迅速，造价较低等显著优势。建设部发文规定“到2000年，新建小区内户外给水管必须使用塑料管，城市新建供水管工程应优先使用DN200以下的塑料供水管。”以塑代钢，无论从技术角度还是生态观点看，都是大势所趋。
四、几种塑料管的比较
较常见的用于供水管道工程的塑料管有PE管（聚乙烯）、UPVC管（硬质聚氯乙烯）、PPR管（三型聚丙烯）和ABS管（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。其中，ABS和PPR管虽然性能优良，但价格稍贵，在供水管道的普及率不及PE和UPVC管。
（一）UPVC管
UPVC管具有重量轻、内壁光滑、水流损失小，耐腐蚀性能好等特点。但UPVC管体与管材连接的方式大多是以胶水粘接的，这种连接方式由于尺寸配合的公差问题、管件的脱模锥度问题、施工条件、气候变化热胀冷缩等都可能给管道造成粘接处脱落，从而造成管道漏水。UPVC管脆性大，易导致破坏源的扩展，在不均匀受力条件下容易爆管。UPVC管硬度和韧性不够，在比较复杂的施工工地，容易被挖破，给抢修工作增加麻烦。UPVC管在卫生状况上也存在问题：首先是聚氯乙烯的单体有毒性，若选取单体含量超出标准的原料生产UPVC管，将导致管网水受氯乙烯单体污染；另外，UPVC管生产过程中的其他原料选用不当，也将造成管网水的二次污染。鉴于UPVC管的机械性能和卫生状况都不理想，我们应选用其他性能能满足供水技术要求的塑料管。
（二）PE管
PE管具有UPVC管的优点，又克服了UPVC管的脆性，具有良好的抗开裂性能，正是小口径埋地供水管道的最佳管材。
（1）PE管优点明显，表现在：密封性好：PE管本身采用熔融连接，本质上保证了接口材质与管体本体的同一性，实现了接头和管材的一体化；低温抗冲击性好：PE管脆化温度极低，可在600环境中安全使用；耐磨性好，具有良好的抗刮痕能力；具有良好的抵抗快速裂纹传递能力；是一种生态环保的碳氢化合物，无毒、无味；耐腐蚀，柔韧性、挠性好；连接方便，施工简单，维修方便。
（2）PE管施工中应注意的问题：PE管抗紫外线老化性能差，施工中必须遮阳工作，以避免太阳的直接曝射；PE管强度差，应严格按照《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》中的要求控制覆土质量。
总之，PE管的优越性是不容置疑的，对小口径室外管道应大力推广使用PE管。
（三）PPR管
PPR管具有较好的抗冲击性能、耐温性能和抗蠕变性能，卫生性能好，可回收利用，是绿色环保产品。PPR管表面硬度高，但使用时仍需防止擦伤，在装运和施工过程中需防止与坚硬的物体接触，更要避免碰撞。PPR管在温度低于零度及紫外线照射时较易出现龟裂。鉴于这些特性，PPR管可应用于建筑室内给水管道工程中。
（四）ABS管
ABS管不含金属稳定剂，无毒性，有较高的耐冲击强度和表面硬度。具有质轻、耐高温、耐腐蚀、耐老化，安装方便可靠等优点，属绿色建材和节能产品。
ABS管用专业胶合剂粘结，粘接固化时间较长。ABS管易燃，敷设时应运离热源。可应用与抄表到户的上水立管工程中。
五、淘汰灰口铸铁管、水泥管和镀锌管
灰口铸铁管材质较脆，很容易发生爆管，如断裂、裂缝。
水泥管存在水泥后期膨胀问题，使用时间长了，质量不太好的会产生裂缝而漏水。水泥管管道中的钢筋时间久了，会受到严重的电腐蚀，抗压能力大大降低。
镀锌管管内的锌在水中氯的作用下会溶解而生锈，对水质易造成二次污染。
六、管材的选用原则
通过以上分析比较，我认为我公司选材原则应确定为：
管径 ≤100mm 的室外给水管选用PE管，抄表到户的上水立管采用ABS管。
150mm≤ 管径 ≤200mm 的室外给水管选用球墨铸铁管或PE管。
管径 ≥300mm 的室外给水管选用球墨铸铁管。
在必要的场合下可采用钢管，如过桥管、地质条件差的地方，但要做好内外防腐。
在给水工程基本建设中，管道工程的投资约占总投资的50%－80%，城市供水管道不仅是城市供水工程的重要组成部分，而且管道运行正常与否关系到供水安全可靠性以及供水水质和能耗。由于历史条件的限制，在二十世纪九十年代前，我公司的供水管道以灰口铸铁管、镀锌管和水泥管为主。九十年代后，球墨铸铁管开始在我公司使用。进入新世纪，我们又在试着使用各类塑料管。如何在设计中选择合适管材，成为我们设计工作者追求的目标。
二、球墨铸铁管是供水管网的主要管材
（一）球墨铸铁管作为城市供水管道优点
①球墨铸铁管内衬了水泥砂浆，管内输水符合卫生要求；
②球墨铸铁管可承受内水压力超过2.0兆帕，比非金属管材强；
③球墨铸铁管系延伸率、钢度、抗拉强度均较大的金属管道，可承受土壤静荷载及地面动荷载的能力通常比其他管材强；
④球墨铸铁管的管件规格齐全，能适应新安装的需要，也能适应运行管道上不停水引接分支的需要，比非金属管材解决起来方便；
⑤球墨铸铁管系柔性接口，拆装方便、承受局部沉陷的能力好，特别在有地下水或管内有少量余水的状况下维修容易，比塑料管材维修难度小；
⑥球墨铸铁管通常外表面首先喷涂锌层，再喷涂沥青保护，耐腐蚀性好；
⑦球墨铸铁管通常有50－100年的使用寿命，比其他管材使用寿命长。
（二）推广球墨铸铁管应注意的问题
①搞好管材质量控制。球墨铸铁管是铸造行业的高科技产品，它从原料选择及每道工序的质量都有严格的要求。在实际生产中，常有外壁喷锌、内衬水泥砂浆等工序不达标的情况，影响了球墨铸铁管的推广。
②做好柔性接口防滑脱措施。通常在球管的末端、弯头、三通等处均应砌筑支礅，但有时因支礅尺寸较大，在道路下面无法实施，可使用防滑脱胶圈等措施来解决。
③做好橡胶圈的配套。通常球墨铸铁管可使用50年以上，但橡胶圈能否达到同样的使用年限是值得注意的。一般来说，选用三元乙丙及丁腈橡胶是可以与球墨铸铁管相匹配的，但切勿掺和再生胶。
我司自90年代使用球墨铸铁管以来，经过多年的输水运行验证，球墨铸铁管具有技术性能好、施工简便，供水安全性高等优势，是今后大口径供水管道的主要管材。
三、塑料管是小口径供水管道的最佳选材
球墨铸铁管口径越小，铸造难度越大，相对价格越高，如DN100球管与DN150球管价格每米相差不到10元。因此，对小口径管道不宜选用球墨铸铁管，而应考虑使用塑料管。
塑料管具有重量轻、耐腐蚀、水流阻力小、节约能源、安装简便迅速，造价较低等显著优势。建设部发文规定“到2000年，新建小区内户外给水管必须使用塑料管，城市新建供水管工程应优先使用DN200以下的塑料供水管。”以塑代钢，无论从技术角度还是生态观点看，都是大势所趋。
四、几种塑料管的比较
较常见的用于供水管道工程的塑料管有PE管（聚乙烯）、UPVC管（硬质聚氯乙烯）、PPR管（三型聚丙烯）和ABS管（丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物）。其中，ABS和PPR管虽然性能优良，但价格稍贵，在供水管道的普及率不及PE和UPVC管。
（一）UPVC管
UPVC管具有重量轻、内壁光滑、水流损失小，耐腐蚀性能好等特点。但UPVC管体与管材连接的方式大多是以胶水粘接的，这种连接方式由于尺寸配合的公差问题、管件的脱模锥度问题、施工条件、气候变化热胀冷缩等都可能给管道造成粘接处脱落，从而造成管道漏水。UPVC管脆性大，易导致破坏源的扩展，在不均匀受力条件下容易爆管。UPVC管硬度和韧性不够，在比较复杂的施工工地，容易被挖破，给抢修工作增加麻烦。UPVC管在卫生状况上也存在问题：首先是聚氯乙烯的单体有毒性，若选取单体含量超出标准的原料生产UPVC管，将导致管网水受氯乙烯单体污染；另外，UPVC管生产过程中的其他原料选用不当，也将造成管网水的二次污染。鉴于UPVC管的机械性能和卫生状况都不理想，我们应选用其他性能能满足供水技术要求的塑料管。
（二）PE管
PE管具有UPVC管的优点，又克服了UPVC管的脆性，具有良好的抗开裂性能，正是小口径埋地供水管道的最佳管材。
（1）PE管优点明显，表现在：密封性好：PE管本身采用熔融连接，本质上保证了接口材质与管体本体的同一性，实现了接头和管材的一体化；低温抗冲击性好：PE管脆化温度极低，可在600环境中安全使用；耐磨性好，具有良好的抗刮痕能力；具有良好的抵抗快速裂纹传递能力；是一种生态环保的碳氢化合物，无毒、无味；耐腐蚀，柔韧性、挠性好；连接方便，施工简单，维修方便。
（2）PE管施工中应注意的问题：PE管抗紫外线老化性能差，施工中必须遮阳工作，以避免太阳的直接曝射；PE管强度差，应严格按照《埋地聚乙烯给水管道工程技术规程》中的要求控制覆土质量。
总之，PE管的优越性是不容置疑的，对小口径室外管道应大力推广使用PE管。
（三）PPR管
PPR管具有较好的抗冲击性能、耐温性能和抗蠕变性能，卫生性能好，可回收利用，是绿色环保产品。PPR管表面硬度高，但使用时仍需防止擦伤，在装运和施工过程中需防止与坚硬的物体接触，更要避免碰撞。PPR管在温度低于零度及紫外线照射时较易出现龟裂。鉴于这些特性，PPR管可应用于建筑室内给水管道工程中。
（四）ABS管
ABS管不含金属稳定剂，无毒性，有较高的耐冲击强度和表面硬度。具有质轻、耐高温、耐腐蚀、耐老化，安装方便可靠等优点，属绿色建材和节能产品。
ABS管用专业胶合剂粘结，粘接固化时间较长。ABS管易燃，敷设时应运离热源。可应用与抄表到户的上水立管工程中。
五、淘汰灰口铸铁管、水泥管和镀锌管
灰口铸铁管材质较脆，很容易发生爆管，如断裂、裂缝。
水泥管存在水泥后期膨胀问题，使用时间长了，质量不太好的会产生裂缝而漏水。水泥管管道中的钢筋时间久了，会受到严重的电腐蚀，抗压能力大大降低。
镀锌管管内的锌在水中氯的作用下会溶解而生锈，对水质易造成二次污染。
六、管材的选用原则
通过以上分析比较，我认为我公司选材原则应确定为：
管径 ≤100mm 的室外给水管选用PE管，抄表到户的上水立管采用ABS管。
150mm≤ 管径 ≤200mm 的室外给水管选用球墨铸铁管或PE管。
管径 ≥300mm 的室外给水管选用球墨铸铁管。
在必要的场合下可采用钢管，如过桥管、地质条件差的地方，但要做好内外防腐。