建筑給排水常用管材淺談

1、建筑給排水常用管材淺談        摘要： 近些年來,建筑給排水的最大熱點是新型管材的廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管和普通排水鑄鐵管由于易銹蝕、自重大、運(yùn)輸施工不便等原因被取而代之。目前, 建筑給排水常用管材主要有塑料管,金屬管和復(fù)合管三種?，F(xiàn)在就常用管材的一些特性,優(yōu)缺點,使用范圍做一簡要論述。 關(guān)鍵詞： 建筑給排水 管材 塑料管 金屬管 復(fù)合管 -1.塑料管塑料管是合成樹脂加添加劑經(jīng)熔融成型加工而成的制品。添加劑有增塑劑,穩(wěn)定劑,填充劑,潤滑劑,著色劑,紫外線吸收劑,改性劑等。常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U

2、),高密度聚乙烯管(PE-HD), 交聯(lián)聚乙烯管(PE-X),無規(guī)共聚聚丙烯管(PP-R),聚丁烯管(PB),工程塑料丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。塑料管的原料組成決定了塑料管的特性。塑料管的主要優(yōu)點:(1).化學(xué)穩(wěn)定性好,不受環(huán)境因素和管道內(nèi)介質(zhì)組分的影響,耐腐蝕性好。(2)導(dǎo)熱系數(shù)小,熱傳導(dǎo)率低,絕熱保溫,節(jié)能效果好。(3).水力性能好,管道內(nèi)壁光滑,阻力系數(shù)小,不易積垢,管內(nèi)流通面積不隨時間發(fā)生變化,管道阻塞機(jī)率小。(4)相對于金屬管材,密度小,材質(zhì)輕,運(yùn)輸,安裝方便,靈活,簡捷,維修容易。(5)可彎曲或具有冷彎性能,可采用盤管供貨方式,減少管接頭數(shù)量。其主要缺點:(1).力

3、學(xué)性能差,抗沖擊性不佳,剛性差,平直性也差,因而管卡及吊架設(shè)置密度高。(2).阻燃性差,大多數(shù)塑料制品可燃,且燃燒時熱分解,會釋放出有毒氣體和煙霧。(3).熱膨脹系數(shù)大,伸縮補(bǔ)償必須十分強(qiáng)調(diào)。所以,在推廣塑料管的同時,還需要技術(shù)克服其缺點。1.1塑料管性能塑料管的物理性能和鋁塑復(fù)合管,鋼管,銅管比較見表1: 表1 物理性能單位PVC-UPEPE-XPPPBABSPAP鋼銅密度g/cm1.500.950.950.900.931.027.858.89導(dǎo)熱系數(shù)w/mk0.160.480.400.240.220.260.4550400熱膨脹系數(shù)mm/m°C0.070.220.150.160.

4、130.110.360.0120.018彈性模量MPa30006006009003502500210000110000拉伸強(qiáng)度MPa4025>25281740700150硬度R1207010060230HB使用溫度°C0-60-60-60-60-95-20-95-20-95-20-80-60-95注: PAP(PEX-AL-PEX)表示鋁塑復(fù)合管,交聯(lián)鋁塑復(fù)合管為XPAP。塑料管的物理性能影響管道的方式,用途,補(bǔ)償措施和管道保溫等方面。如:(1).PVC-U、PP、ABS、PAP的力學(xué)性能相對較高, 被視為“剛性管”,明裝較好。反之,PE、PE-X、PB作為“柔性管”適合暗敷。

5、(2).塑料管的使用溫度及耐熱性能決定了PVC-U,PE,ABS,PAP僅能用于冷水管,而PE-X,PP, PB,XPAP則可作為熱水管。當(dāng)建筑物有熱水供應(yīng)系統(tǒng)且冷熱水采用統(tǒng)一管材時耐熱性能成為主要指標(biāo)。(3).塑料管因熱膨脹系數(shù)高,在塑料管路中尤其是作為熱水管,采用柔性接口，伸縮節(jié)或各種彎位等熱補(bǔ)償措施較多。其中以PE,PP等聚烯烴類為最。施工安裝時如果對此沒有足夠重視,并采取相應(yīng)技術(shù)措施,極易發(fā)生接口處因伸縮節(jié)而拉脫的問題。(4).由于導(dǎo)熱系數(shù)低,塑料管的絕熱保溫性能優(yōu)良進(jìn)而可減少保溫層的厚度甚至無需保溫。當(dāng)不同塑料管之間絕熱性的比較除導(dǎo)熱系數(shù)外,還同它們各自的管壁厚度有關(guān)。承壓性能所涉及

6、的內(nèi)容是在一定條件下塑料管材能夠承受的內(nèi)壓力和恒壓下的破壞時間。從而確定與之有關(guān)的設(shè)計參數(shù)以及對管材的質(zhì)量進(jìn)行評價和監(jiān)控。一般進(jìn)行兩項試驗:液壓試驗和長期高溫液壓試驗。 各種管材的承壓性能見表 2表2 管材工作壓力/MPa試樣試驗壓力/MPa接頭密封試驗/MPa爆破壓力/MPaUPVC1.642/hDe90，42PNDe90，336PNPEX1.0/951         1.6/常溫1.22.53.55.6ABS1.03.8/h48PB1625冷水1.0/熱水PP-RPP-C2.0/常溫0.6/7520，11h，

7、16MPa80，48h，4.8MPa80，170h，4.2MPaHDPE1.0/熱水1.6/冷水理化衛(wèi)生指標(biāo)。其中PE,PE-X,PP,PB和ABS易達(dá)標(biāo)。而PVC-U管材在生產(chǎn)時應(yīng)使用無毒PVC樹脂和衛(wèi)生及穩(wěn)定劑才能滿足衛(wèi)生性能的要求。1.2給水塑料管的應(yīng)用結(jié)構(gòu)形式單一,材料品種眾多且性能各異.常用給水塑料管的特點列表如下: 表3品種優(yōu) 點缺 點連接方式PVC-U抗腐蝕力強(qiáng)，易于粘合，價廉，質(zhì)地堅硬有UPVC單體和添加劑滲出，不適用于熱水輸送；接頭粘合技術(shù)要求高，固化時間較長粘合、螺紋HDPE韌性好，較好的疲勞強(qiáng)度，耐溫度性能較好；質(zhì)輕，可撓性和抗沖性能好熔接需要電力；機(jī)械連接，連接件大擠壓

8、夾緊、熱熔合、電熔合PEX耐溫性能好，抗蠕變性能好只能用金屬件連接；不能回收重復(fù)利用擠壓夾緊PB耐溫性能好，良好的抗拉、壓強(qiáng)度，耐沖擊，低蠕變，高柔韌性國內(nèi)還沒有PB 樹脂原料，依賴進(jìn)口，價高擠壓夾緊、熱熔合、電熔合PP-R耐溫性好在同等壓力和介質(zhì)溫度的條件下，管壁最厚熱熔合ABS強(qiáng)度大，耐沖擊耐紫外線差，粘接固化時間較長粘合、螺紋、電熔合一般情況聚氯乙烯管由于價格低廉,在不考慮水質(zhì)影響,在冷水供水系統(tǒng)屬于首選管材,而當(dāng)溫度較高時,可選用聚乙烯管或交聯(lián)聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。1.3排水塑料管的應(yīng)用材質(zhì)單一:硬聚氯乙烯結(jié)構(gòu)形式多樣:芯層發(fā)泡管,空壁管,螺旋管,芯層發(fā)泡螺旋管,空壁螺旋管。其

9、存在的一些問題:(1).熱膨脹系數(shù)大,需設(shè)置伸縮補(bǔ)償裝置來解決。(2).剛度小,平直性差,需加密管卡、支架、吊架來解決。(3).耐熱性差,軟化溫度低,需限制排水溫度,限制使用場所和控制與熱源的距離來解決。(4).阻燃性差,在穿越樓板、上人屋面的屋面板、防火墻、管道井井壁處需設(shè)置阻火圈和防火套管來解決。(5)抗機(jī)械沖擊性差,需強(qiáng)化施工技術(shù),精心施工來解決。(6)隔聲性差,塑料管的噪聲大于鑄鐵管,管道明裝且管道位置靠近臥室時,問題尤為突出。降噪的方式,提高管道材質(zhì)的隔聲效果,芯層發(fā)泡管空壁管是基于這一思路而開發(fā)的；降噪的另一方式是改變水流條件,螺旋管是基于這一思路而開發(fā)的。將兩種方式結(jié)合起來的思路

10、是芯層發(fā)泡螺旋管和空壁螺旋管的開發(fā)。相同條件下,不同結(jié)構(gòu)形式的排水塑料管,其噪聲測定結(jié)果:普通管>芯層發(fā)泡管>空壁管>螺旋管排水塑料管的應(yīng)用是在取代普通排水鑄鐵管的工作上進(jìn)行的。目前,排水塑料管已可在建筑高度為100m以下的建筑物內(nèi)使用,但各地區(qū)的進(jìn)展很不平衡。當(dāng)建筑高度大于、等于100m的高層建筑和不適宜采用排水塑料管的場合,可采用柔性抗震排水鑄鐵管。 2.金屬管 2.1鍍鋅鋼管鍍鋅鋼管的被取代既不意味金屬管被取代,也不意味鍍鋅鋼管在整個建筑給水領(lǐng)域被取代。鍍鋅鋼管由于價格低廉、性能優(yōu)越,防火性能好,使用壽命長等優(yōu)點,還將在消防給水系統(tǒng),尤其是自動噴水滅火系統(tǒng)中應(yīng)用.而塑料

11、管(承壓小)則不應(yīng)在消防給水系統(tǒng)和生活-消防,生產(chǎn)-消防共有系統(tǒng)中應(yīng)用。2.2銅管金屬管中最具優(yōu)勢的是銅管,銅管應(yīng)用較久,優(yōu)點較多,管材和管件齊全,接口方式多樣,較多的應(yīng)用在熱水管路中,目前存在的主要問題在于銅的折出量容易超標(biāo)。2.3鑄鐵管給水鑄鐵管與鋼管相比有不易腐蝕、造價低、耐久性好等優(yōu)點，適合于埋地敷設(shè)。缺點是質(zhì)脆、重量大、長度小等。連接方式一般采用承插連接?？ü渴借T鐵排水管是一種新型的建筑用排水管材，60年代開始進(jìn)入國際市場，經(jīng)過幾十年的推廣和應(yīng)用，這種管材已得到國際上的普遍認(rèn)可。這種管材與傳統(tǒng)的承插式鑄鐵排水管道相比有許多優(yōu)點，是一種更新?lián)Q代產(chǎn)品，但由于這種管材及配件價格相對較貴，所

12、以在國內(nèi)一直未能得到普及推廣。2.4其它:不銹鋼管也受到工程技術(shù)人員的青睞,有關(guān)方面正從減少壁厚,降低價格方面著手,以利于推廣。鋁合金管是鋁廠向給排水行業(yè)推出的新品種。鍍鎳鋼管是和鍍鋅鋼管性質(zhì)最近,而耐腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鍍鋅鋼管的新穎管材,在解決了降低鍍層費(fèi)用和管材斷口處施工現(xiàn)場上鎳工藝后,有望在一定范圍內(nèi)得到采用。涂塑鋼管則是在金屬管材中前景看好的一種管材,且管道布置和敷設(shè)、接口方式和施工安裝均與鍍鋅鋼管相同,是這種管材最容易被接受。由于其涂層薄、價格低,也最容易被推廣。3.復(fù)合管: 復(fù)合管包括襯鉛管、襯膠管、玻璃鋼管。復(fù)合管大多是由工作層(要求耐水腐蝕)、支承層、保護(hù)層(要求耐腐蝕)組成。復(fù)合管一般以金屬作支撐材料，內(nèi)襯以環(huán)氧樹脂和水泥為主， 它的特點是重量輕、內(nèi)壁光滑、阻力小、耐腐性能好；也有以高強(qiáng)軟金屬作支撐,而非金屬管在內(nèi)外兩側(cè),如鋁塑復(fù)合管，它的特點是管道內(nèi)壁不會腐蝕結(jié)垢，保證水質(zhì)；也有金屬管在內(nèi)側(cè),而非金屬管在外側(cè),如塑覆銅管,這是利用塑料的導(dǎo)熱性差起絕熱保溫和保護(hù)作用。根據(jù)金屬的材料可分為:(1).鋼塑復(fù)合管(2).不銹鋼-塑復(fù)合管,塑覆不銹鋼管(3).塑覆銅管(4).鋁塑復(fù)合管，交聯(lián)鋁塑復(fù)合管(5)襯塑鋁合金管 應(yīng)該說復(fù)合管材是管徑300mm以上給排水管道最理想的管材。它兼有金屬管材強(qiáng)度大,剛性好和非金屬管材耐腐蝕的優(yōu)點。但它又是目前較緩慢的一種管材。這是