常見供水管材的特性分析

肖凌卿

(陜西省產品質量監督檢驗所710054西安)   

    這些年來，由于在質檢系統工作的原因，筆者對市場上所使用主要的管材的產品特性有一定的了解，并針對現在市場上主要使用的供水管材種類進行了一些分析。

1.首先，我們應該了解對供水管材使用功能的主要要求

    1.1供水管材應該能夠承壓一定的壓力，并且還應具有良好的封閉性，以保證向用戶連續供水。   

    1.2一般，水由供應源頭到用戶，要經過較長的管道，需要較長的時間，從幾個小時到幾天。一般出廠的水未完成的化學反應將在管道中繼續進行，并且含氯水與管壁發生新的接觸，有可能產生新的反應，這些反應有生物性的、感官性的以及物理化學性的。因此要求管道內壁既要耐腐蝕性，又不會向水中析出有害物質。

    1.3供水管材的內壁應不結垢，保持光滑，管路應保證暢通。   

    1.4供水管路的建設費用通常占供水系統建設費用的50％——70％，因此如何通過技術、經濟分析確定恰當的管材是降低供水系統建設費用的保證。為了在建設供水管路的過程中，達到上述的主要要求，我們應該了解市場上主要的管材種類。現在普遍使用的供水管材主要包括：金屬管材和塑料管材。金屬管材主要為鋼管。塑料管材包括：單一材質的塑料管材(包括：硬聚氯乙烯管材、聚乙烯管材、交聯聚乙烯管材、改性聚丙烯管材、丙烯晴一丁二烯一苯乙烯三元共聚物為基材的工程塑料管材等)、復合式管材(包括：鋁塑復合管材、鍍鋅鋼管襯塑復合管材等)。

2.現在對上述提到的管材的適用性進行概述

    2.1鋼管

    鋼管主要有：大口徑鋼管、鍍鋅鋼管及薄壁不銹鋼管。

    (1)大口徑鋼管

大口徑鋼管通常選用Q235B(A3)鎮靜鋼鋼板制作，它的強度高，管材及管件易加工。但鋼管的剛度小，易變形，襯里及外防腐要求嚴，必要時需作陰極保護。施工過程中組合焊接工作量大，造價較高。      

    (2)鍍鋅鋼管

    在國內過去小口徑管道上，主要使用的是鍍鋅鋼管(白鐵管)，但因銹蝕問題，影響水質及使用年限，近年多數城市已不再使用。另外，市場上出售的冷鍍鋅鋼管，鍍鋅層薄，管內壁更差，甚至未鍍上，極影響水質，使用3—5年就腐蝕穿孔，不符合供水管道使用，作為偽劣產品，已禁用。 

    (3)薄壁不銹鋼管   

    近幾年國內已有一些企業可制造薄壁不銹鋼管，并制造出膠圈快速連接的管件，它在冷熱水管應用上前景廣闊，各種規格的管材、管件及閥門、水咀等已形成“白鋼系列”產品，它不存在銹蝕與材質老化的問題，使用壽命長，外形美觀，它在小口徑管材中將是競爭力很強的品種。

    2.2塑料管材

    2.2.1單一材質的塑料管材   

    (1)聚氯乙烯管材(pvc)．在給排水管道上主要使用的是未增塑的硬聚氯乙烯管材(PVC—U)，通常用于冷水管道上。硬聚氯乙烯管材通常可用粘接劑粘接，也可用膠圈柔性連接。這種管材是國內推廣使用最早的、目前使用量最大的塑料管材。但在實踐中發現此類管材較脆，在受力不均勻的條件下容易爆管。

    (2)聚乙烯管材(PE)PE管材以密度區分，有低密度聚乙烯管材(LDPE)、中密度聚乙烯管材(MDPE)、高密度聚乙烯管材(HDPE)。LDPE管材的柔性、伸長率、耐沖擊性能較好，耐化學穩定性和抗高頻絕緣性能良好，主要用于農田排灌。HDPE管具有較高的強度及剛度，MDPE管材還具有良好的柔性和抗蠕變性能，后兩種管材，特別是 HDPE管材廣泛用于城市燃氣及供水管道上。目前國內產品的規格在dnl6一dn315mm之間，最大可達血630mm。

    (3)交聯聚乙烯管材(PE—x)交聯聚乙烯是通過化學或物理方法，使普通聚乙烯的線性分子結構改性成三維交聯網狀結構，從而具有優良的溫度適應性(-70℃—+110％)、耐壓性(爆破壓力6MPa)、穩定性和持久性、而且具有無毒、不滋生細菌等優點。這種管材主要用于工業及民用冷熱水、飲用水和地面輻射采暖管道上。國內PEX管的供貨規格在dnl0一dn32mm之間，少量達 dn63mm，但是交聯聚乙烯原料需進口。     

    (4)改性聚丙烯管材

    聚丙烯管(PP)雖然無毒，價廉，但抗沖擊強度差，作為供水管材不理想，通過共聚合的方式使聚丙烯改性，提高了管材的抗沖擊強度等性能。改性聚丙烯管有三種，即：均聚共聚聚丙烯管(PP—H)、嵌段共聚聚丙烯管(PP—B)、無規共聚聚丙烯管(PP—R)。此類管材柔軟、易于安裝、密封性好、耐腐蝕。管件的連接采用熔接方式。PP—R管是第三代改性聚丙烯管，是用無規共聚法使PE在PP分子鏈中隨機地均勻聚合，比其PP—B具有較好抗沖擊性能、耐溫度變化性能和抗蠕變性能。主要用于工業及民用冷熱水管道和地面輻射采暖系統。目前國內產品規格在dn20～dn63mm之間。

    (5)ABS管材   

    ABS管是丙烯晴一丁二烯一苯乙烯三種單體共聚物組成的熱塑性塑料，具有質優耐用的特性。其中丙烯晴具有耐熱性、抗老化性、耐化學性；丁二烯具有耐撞擊性、高堅韌性、低溫特性不變的性能；苯乙烯具有施工容易及管面光滑等特性。管件連接采用冷膠溶接法。一般用于化學工業輸送某些腐蝕性流體，亦可用于食品、醫藥、純水制備和水處理裝置等方面。適用的溫度范圍大致為：-20℃～+110℃。

    2.2.2復合式管材

    (1)鋁塑復合管材

    鋁塑復合管材是通過擠出成型工藝而制造出的新型復合管材，它由聚乙烯層(或交聯聚乙烯)——膠粘劑層——鋁層——膠粘劑層——聚乙烯層(或交聯聚乙烯)五層結構構成。其中鋁層分搭接焊、對接焊成型工藝。管件連接主要是夾緊式銅接頭，用于工業及民用冷熱水管道和地面輻射采暖系統上，目前市場上供貨的規格主要在dnl4～dn32mm之間。由于銅接頭價格貴，還縮小過水斷面，通常在室內安裝時利用管材的柔軟性，各用水端直接與主管分配器連接，減少接頭數量及維修概率。 

    (2)鍍鋅鋼管襯塑復合管材   

鍍鋅鋼管襯塑有兩種方式，一種是內噴襯聚乙烯工藝，另一種是熱鍍鋅鋼管內經特殊過盈級配合工藝，復合擠壓聚乙烯、聚丙烯管，目前國內均有此兩種方式的產品，前種襯涂層不易粘牢，不易襯勻，容易分層；后一種方式效果較好，而管件采取內噴襯聚乙烯工藝。管材組裝也有兩種方式，一種是通常壁厚的熱鍍鋅鋼管及管件，內擠壓聚乙烯管或噴襯聚乙烯層后，仍套絲連接，價格較貴；另一種是薄壁熱鍍鋅鋼管及管件，內經特殊過盈級配合工藝，復合擠壓聚乙烯管或噴襯聚乙烯層，管材不套絲，采用快速接頭工藝，管道裝拆快捷，價格較為低廉，有良好的適用前景，但管外壁及管端面的防腐問題沒有根本解決。

在對上述供水管材的主要特性敘述完后，還要講一下對所有飲用水供水管材另外一個主要的要求：飲用水供水管材衛生狀況的評價。作為輸送飲用水的管材應該是無毒的，這是選用飲用水供水管材最基本的要求。目前，我國市場上生產、銷售的飲用水供水管材執行的衛生性能標準主要是1998年10月1日國家技術監督局與衛生部聯合發布的”生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準”(GB／ T17219—1998)，這是目前評價輸送生活飲用水供水管材衛生安全性的重要依據。因此大批量選用飲用水供水管材時，就應委托技術監督部門或衛生防疫部門對飲用水供水管材的衛生指標進行測定，倘若被檢測的管材某些元素含量超標，此管材不宜選用。另外，在選擇飲用水供水管材的生產廣家時，要求生產廠家有衛生部頒發的衛生許可證。   

3.最后，對供水管材選擇的提出5點推薦性的意見，供大家參考。   

    (1)管材性能可靠，應符合管路內部壓力的要求、外部環境的要求，飲用水供水管材應符合衛生性能要求；     

    (2)管材規格齊全，管件配套方便；

    (3)施工及安裝容易；   

    (4)選用的管材應具有較長的使用年限，減少維修工作量；   

    (5)輸水能力能長期保持相同條件下，選用工程造價較低的管材。

依據標準：  

[1]國家標準《低壓流體輸送用焊接鋼管}GB／T 3092—1993．

[2]國家標準《流體輸送用不銹鋼無縫鋼管》GB／T l4976—1994．

[3]《低壓流體輸送用大直徑電焊鋼管》GB／T l4980—1994．

[4]《給水用硬聚氯乙烯(PVC—U)管材》GB／T l0002．1—1996．   

[5]國家標準《給水用聚乙烯(PE)管材}GB／T l3663-2000．

[6]國家標準《冷熱水用聚丙烯管道系統第2部分：管材》GB／T 18742．2—2002．

[7]國家標準《冷熱水系統用熱塑性塑料管材和管件》GB／T18991—2003．  

[8]國家標準《冷熱水用交聯聚乙烯管道(PE—x)系統第2  部分：管材》GB／T l992．2-2003 .

[9]國家標準《冷熱水用氯化聚氯乙烯(PVC—C)管道系統第  2部分：管材》GB／T l993．2-2002 .

[10]國家標準《鋁塑復合壓力管第1部分：鋁管搭接焊式鋁  塑管》GB／T l997．1—2003．

[11]國家標準《鋁塑復合壓力管第2部分：鋁管對接焊式鋁  塑管》GB／T l997．2—2003．

[12]國家標準《給水襯塑復合鋼管》CJ／T l36-2001． 

[13]國家標準《管材和管件系列》HG 21561—1994 ABS．

(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網絡：尹維維 尚雯瀟 編輯  文徑 審核)