浅析给水管材的选择标准及具体应用

　　在给水工程中,管道工程投资在工程总投资中占很大的比例,而管道工程总投资中,管材费用约占50%左右。因此,对于给水系统的设计，管材的选用是一个重要的环节。只有合理选择给水管材，才能确保管道水管无二次污染、使用性能良好、使用寿命长和方便施工。管道材料一旦质量不好，将导致使用过程中漏水、渗水，其危害较大又很难处理。文中主要通过分析管材的类型及技术性能探讨在给水系统设计中合理选用管材应考虑的因素。

　　1、给水管材的类型及技术性能

　　钢管

　　钢管管材一般采用Q235B(A3)碳素镇静钢，在国内钢管的应用历史较长,范围较广。钢管的优良性能表现为：机械强度好,在抗拉、抗弯、耐冲击、耐震动等方面有优势;运行安全可靠，铺设方便,可埋设穿越各种障碍，适应性强,;其接口形式可采用焊接或法兰方式,事故时抢修快捷;此外，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，经内外防腐后,寿命长;还可不停水焊补漏缝。

　　不足之处：

　　(1)需要进行防腐处理，造价较高。埋地钢管易受腐蚀,必须对其内、外壁作防腐涂层。一般当钢管的埋地敷设长度大于500m时,还需作阴极保护。正确选择钢管的内、外壁涂层并采取阴极保护,可使其使用寿命大大延长,使用年限能达30年或更长;

　　(2)铺设接头较多。钢管一般在工厂制作,因受运输及装卸条件的限制,每节钢管的长度一般为5～10 m,因此在现场敷设时钢管的接头较多。由于现场施工的接头焊接及内、外防腐涂层的施工质量较难以达到工厂制作的质量要求,往往会对钢管的安全运行及使用寿命带来影响。

　　球墨铸铁管

　　铸铁管按材质可分为灰口铸铁管和球墨铸铁管。灰口铸铁管口径不大、材质不稳定,事故较多,在输水工程中基本不采用。

　　球墨铸铁管的优良性表现为：具有较高的抗拉强度和延伸率,而且具有较好的韧性、耐腐蚀、抗氧化、耐高气压等性能,故被广泛运用于输水、输气及其他液体的输送。球墨铸铁管采用橡胶圈接口,柔性较好;管外壁采用喷涂沥青或喷锌防腐,内壁衬水泥沙浆防腐，出厂已做好内外防腐,耐腐蚀性优于钢管;又因其施工方便,不需要在现场进行焊接及防腐操作,加上产量及口径的增加、管配件的配套供应等,已在国内得到广泛应用。

　　不足之处：同口径管道自重较钢管、玻璃钢管重,运输相对困难，造价较高。

　　预应力钢筋混凝土管

　　预应力钢筋混凝土管的优良性能表现为：耐腐蚀性能好,无需内外防腐;PCP管均为承插式胶圈柔性接头,可敷设在未扰动的土基上,施工方便。PCP管管材价格低廉,自20世纪60年代以来,为较多城镇给水工程所采用。

　　不足之处：

　　1)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;(2)承插接口加工精度较难保证,PCP管若在软土地基上敷设,管道竖向起伏较多时，需做好管道基础,否则易引起管道不均匀沉降,造成管道承插口处胶圈的滑脱并导致漏水;

　　(3)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;

　　(4)自重大,运输、安装及故障时抢修困难。

　　预应力钢筒混凝土管

　　预应力钢筒混凝土管PCCP管的优良性能表现为：PCCP连接均采用钢制承插口胶圈柔性接头。钢制承插口与管芯钢筒焊接,PCCP-E设有凸出承口,现场敷设方便,接口的抗渗漏性能好,加上管材价格比金属管便宜,因此,已得到较多应用。

　　不足之处：管体自重较重,选用时应考虑从制管厂到工地的运输条件及费用,还应考虑现场的地质情况及施工措施等因素。

　　UPVC塑料管

　　UPVC塑料管的优良性能表现为: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;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。

　　不足之处:管材强度较金属管低,柔韧性较PE管差。

　　钢骨架塑料(PE)复合管

　　钢骨架塑料(PE)复合管的优良性能表现为：耐腐蚀,不结水垢、不滋生微生物,无毒、洁净,对水质无污染;使用寿命长,通常可达50年;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,可减少渗漏机率;管壁光滑耐磨,C值149,水力条件好，输水压力损失小。

　　不足之处:管材造价比UPVC管高。

　　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。不锈钢衬里复合管的优良性表现为:重量轻,运输、施工方便,维修费用低;使用寿命长,可达50年;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，水力条件好;对水质无污染。

　　不足之处:管材造价高。

　　玻璃纤维增强热固性树脂夹砂管(RPMP)

　　具有比热塑性料管更强的耐腐蚀性能和耐温性能,其允许输送水温可达80℃;RPMP摩阻系数小,设计n值为0101,从而可降低水头损,节约能耗;此外,由于不需做内外防腐,质量轻,每节管长可选,运输方便,施工快捷。

　　硬聚氯乙烯管(UPVC),聚乙烯管(PE)

　　塑料管的推广应用主要以UPVC管和PE管为主。

　　塑料管的优良性表现为：UPVC管材不导热、不导电、阻燃。突出应用于高腐蚀性水质的管道输送;PE管除具有UPVC管的优点外,该管属柔性管,对小口径管可用盘管供应,运输、敷设方便,连接时采用热熔对接可将管道连接长达数百米进行弹性敷设。为此,可利用PE管的这种特性对已敷设的旧管道进行改造,即将PE管连续送入旧管道内作为旧管道的内衬，这种方法不仅施工方便,价格低廉,且可不进行路面开挖。

　　不足之处：当塑料管管径在一定范围使用时,与金属管相比具有经济优势,但随着管径增大,经济性下降;其次,大口径塑料管管件由于生产投资大,生产企业很少,容易造成管件与管材不配套,给工程施工带来不便。

　　2、管材的选择

　　技术性能钢管、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。

　　使用规律

　　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。

　　价格因素

　　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。

　　3、结论

　　根据以上分析,在管材的选择上,输水管必须具有足够的强度,以承受外部的荷载和内部的水压;必须能抵抗冲刷并具有抗腐蚀的能力,特别对某些地下水有腐蚀性的地区;必须不透水,以防止管中水渗漏或地下水渗入;内壁应平整光滑,使水流阻力尽量减小;应尽量就地取材,并考虑到预制管件及快速施工的可能,减少运输和施工费用。因此，要综合诸多因素，最终确定输配水管网工程管材采用哪种管材。

　　来源：中国钢结构资讯网