1、市政给水管道管材比较分析摘要:市政工程给排水管道的建设,关系到一个城市的发展和居民生活的稳定,合理选择给水管道,对提高供水安全性具有非常重要的意义。针对目前管材种类繁多等现状,从管材类型入手,对给水管材在力学性能、防腐蚀能力等方面进行比选。 关键词:市政;给水;管材 中图分类号:S276 文献标识码: A 1 给水管材的类型 1.1 钢管 管材易腐蚀,内衬容易脱壳造成水质不稳定,造价高。但它具有较好的机械强度,承压能力高,可加工行性高,该管材适用在跨桥、跨河的地段以及用于制作特殊的弯头及配件。 1.2 预(自)应力钢筋砼管 由于砼管价格较低,就地取材方便,曾被广泛应用过。但重量大、接口尺寸不精
2、确及胶圈老化后容易渗漏造成漏失率大。管材较脆容易因管基沉降不均及受冲击而破裂、造成维修率高。 1.3 预应力钢筒混凝土管(PCCP) 与普通的预应力混凝土管不同,预应力钢筒混凝土管的连接采用橡胶圈止水的钢制承插柔性接头,提高了管道抗震性和抗变形能力,施工也很方便。由于钢筒的作用,提高了抗渗能力及承受内压能力。 1.4 球墨铸铁管 管材具有较高的刚度、强度和延伸率。抗腐蚀能力比钢管高 3- 4 倍。但口径大于 1400mm 及小于 200mm 的球墨铸铁管,铸造难度大,相对价格高、配件产品也跟不上,接口漏失率大,管内壁粗糙。 1.5 玻璃钢管 管材环保、管壁光滑、不易结垢、水利条件好、安装轻便、
3、耐腐蚀、抗老化寿命长。但接口易渗漏。刚度小对管槽要求较高,需作砂垫层处理。目前生产口径可达 2000mm。该管材的优势适用在大口径的输水工程,而在配水管网中使用较少。 1.6 PE 管(聚乙烯管) 管材防腐性好、耐滑雪稳定性和抗高频绝缘性良好、漏失率最小、环保、管壁光滑、韧性好、质轻、安装费用低、耐疲劳强度高、耐低温、抗冲击能力强,但线膨胀系数大、对连接技术要求较高, 2 给水管材比选 2. 1 力学性能 钢管、球墨铸铁管、预应力钢筒混凝土管,抗拉能力强,相对比较安全,可适应工作压力较高的情况。其中,钢管综合力学性能最优,且各向同性。对于地形复杂的地区,同一输水管道在不同管段受力情况差异较大,
4、采用钢管则无需对不同管段进行特殊加工制造,效果最优。球墨铸铁管采用橡胶柔性连接,抗震性能好,对于地震地区,宜优先采用。预应力钢筒混凝土管,刚度大,可承受外部大荷载,且刚度大,在变形控制要求较严的地段宜优先采用。预应力钢筋混凝土管目前在我国应用较广,但对口径较大、工压高、管线折点较大的工程使用较少,应用时要慎重。玻璃钢管较脆,易破裂,除工作压力外,更应注重管材的刚度及做好管道基础,减少管道不均匀沉降。PE 管延展性好,但对外界荷载承受能力低。上述各种管材力学性能综合评定高低依次是:钢管 球墨铸铁管 预应力钢筒混凝土管 预应力钢筋混凝土管 玻璃钢管 PE 管 2. 2 质量控制 总体来说,钢管、球
5、墨铸铁管,因生产制造工艺比较成熟,且相对比较简单,相关规范标准齐全,原材料质量容易控制,各厂家管材质量差异不大。施工安装过程中,钢管和球墨铸铁管要求较低,容易满足。PE 管采用挤压成型工艺,生产过程相对容易控制。质量稳定、性能优异的 PE 管,应采用强度不低于 8 MPa 的混配料,但厂家为了节约生产成本,常常会采用塑料+ 碳黑的混合料,俗称白+ 黑,使 PE 管性能受到一定影响。选用 PE 管时,应对其采用的原材料进行明确限制,并现场监督。玻璃钢管最大的特点就是可根据外界条件的要求,选用不同树脂,调整加工工艺及参数,此是玻璃钢管的优势,同时也给生产厂家可乘之机。PCCP 管同 PCP 管类似
6、,加工工序多、工艺复杂,技术含量高,制作困难,生产工艺严格,生产设备的自动化,智能化水平要求高,在生产过程中的每道工序都有严格的检测要求和自动记录等,作为每根管的质量技术档案,提高了管线运行的安全性。上述各种管材质量控制由易到难依次是:球墨铸铁管 钢管 PE 管 预应力钢筋混凝土管 预应力钢筒混凝土管 玻璃钢管。 2. 3 防腐 管材选择,需考虑防腐问题。金属管材易生锈,易腐蚀,易渗漏,易结垢,可以说是其四大致命弱点。选择钢管,需要特别注意其内外壁防腐设计,因为这不仅关系着输水工程的寿命,也关系着管网水质的安全性。球墨铸铁管,耐腐蚀能力比钢管好,防腐处理相对容易,质量有保障,但仍需进行防腐处理
7、。预应力钢筒混凝土管,钢筒内外均被混凝土或水泥砂浆包裹,一般情况下不需要防腐,但不适于对混凝土有腐蚀的地区。PE 管和玻璃钢管,具有优良的耐腐蚀性能,一般不需要进行防腐设计。玻璃钢管是非导体,管道的电绝缘性特优,绝缘电阻在 1012 1015 cm,不存在电化学腐蚀问题,最适用于输电、电信线路密集区和多雷区。上述各种管材防腐性能高低依次是:玻璃钢管 PE 管 预应力钢筒混凝土管= 预应力钢筋混凝土管 球墨铸铁管 钢管。 2. 4 造价 预应力钢筋混凝土管是最经济的管材,但由于其管材质量不稳定,安全可靠性差,建议仅在小城镇资金缺乏,且管道敷设环境条件良好地情况下可以考虑使用,并加强维护管理。PE 管在管径 DN300 以内,与金属管相比具有经济优势,随着管径增大,经济性下降。在供水压力不大于 0. 8 MPa,DN300 以内的情况,可优先考虑 PE 管。大口径 PE 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,不建议使用。球墨铸铁管口径越小,铸造难度越大,相对价格越高。 参考文献 1 魏新宇,马念尊,李杏敏预应力钢筒混凝土管(PCCP)在给水管道工程中的应用管道技术与设备,2001(2):30-32 2程金煦大中型输水管道管材选择探讨给水排水,2001,27(5):81-85