009云中漫步
要：近些年来，建筑给排水的最大热点是新型管材的广泛应用。传统的镀锌钢管和普通排水铸铁管由于易锈蚀、自重大、运输施工不便等原因被取而代之。目前， 建筑给排水常用管材主要有塑料管，金属管和复合管三种。现在就常用管材的一些特性，优缺点，使用范围做一简要论述。关键词：建筑给排水 管材 塑料管 金属管 复合管塑料管塑料管是合成树脂加添加剂经熔融成型加工而成的制品。添加剂有增塑剂，稳定剂，填充剂，润滑剂，着色剂，紫外线吸收剂，改性剂等。常用塑料管有:硬聚氯乙烯管(PVC-U)，高密度聚乙烯管(PE-HD)， 交联聚乙烯管(PE-X)，无规共聚聚丙烯管(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。塑料管的原料组成决定了塑料管的特性。塑料管的主要优点:(1)化学稳定性好，不受环境因素和管道内介质组分的影响，耐腐蚀性好。(2)．导热系数小，热传导率低，绝热保温，节能效果好。(3)水力性能好，管道内壁光滑，阻力系数小，不易积垢，管内流通面积不随时间发生变化，管道阻塞机率小。(4)．相对于金属管材，密度小，材质轻，运输，安装方便，灵活，简捷，维修容易。(5)．可自然弯曲或具有冷弯性能，可采用盘管供货方式，减少管接头数量。其主要缺点:(1)力学性能差，抗冲击性不佳，刚性差，平直性也差，因而管卡及吊架设置密度高。(2)阻燃性差，大多数塑料制品可燃，且燃烧时热分解，会释放出有毒气体和烟雾。(3)热膨胀系数大，伸缩补偿必须十分强调。所以，在推广塑料管的同时，还需要发展技术克服其缺点。1 塑料管性能1 物理性能：塑料管的物理性能和铝塑复合管，钢管，铜管比较见表1:表1物理性能 单位 PVC-U PE PE-X PP PB ABS 钢 铜 密度 g/cm 50 95 95 90 93 02 85 89 导热系数 w/mk 16 48 40 24 22 26 50 400 热膨胀系数 mm/m°C 07 22 15 16 13 11 012 018 弹性模量 MPa 3000 600 600 900 350 2500 210000 110000 拉伸强度 MPa 40 25 >25 28 17 40 700 150 硬度 R 120 70 100 60 230HB 使用温度 °C 0-60 -60-60 -60-95 -20-95 -20-95 -20-80塑料管的物理性能影响管道的方式，用途，补偿措施和管道保温等方面。如:(1)PVC-U、PP、ABS的力学性能相对较高， 被视为“刚性管”，明装较好。反之，PE、PE-X、PB作为“柔性管”适合暗敷。(2)塑料管的使用温度及耐热性能决定了PVC-U，PE，ABS仅能用于冷水管，而PE-X，PP， PB则可作为热水管。当建筑物有热水供应系统且冷热水采用统一管材时耐热性能成为主要指标。(3)塑料管因热膨胀系数高，在塑料管路中尤其是作为热水管，采用柔性接口，伸缩节或各种弯位等热补偿措施较多。其中以PE，PP等聚烯烃类为最。施工安装时如果对此没有足够重视，并采取相应技术措施，极易发生接口处因伸缩节而拉脱的问题。(4)由于导热系数低，塑料管的绝热保温性能优良进而可减少保温层的厚度甚至无需保温。当不同塑料管之间绝热性的比较除导热系数外，还同它们各自的管壁厚度有关。2 承压性能:承压性能所涉及的内容是在一定条件下塑料管材能够承受的内压力和恒压下的破坏时间。从而确定与之有关的设计参数以及对管材的质量进行评价和监控。一般进行两项试验:液压试验和长期高温液压试验。 各种管材的承压性能见表2表2管 材 工作压力/MPa 试样试验压力/MPa 接头密封试验/MPa 爆破压力/MPa UPVC 6 42/h De≤90，4．2PNDe＞90，3．36PN PEX 0/95℃6/常温 5 6 ABS 0 8/h 4～8 PB 1．6～2．5／冷水0/热水 PP-RPP-C 0/常温6/75℃ 20℃，11h，16MPa80℃，48h，8MPa80℃，170h，2MPa HDPE 0/热水6/冷水3 卫生性能:理化卫生指标。其中PE，PE-X，PP，PB和ABS易达标。而PVC-U管材在生产时应使用无毒PVC树脂和卫生及稳定剂才能满足卫生性能的要求。2 给水塑料管的应用结构形式单一，材料品种众多且性能各异常用给水塑料管的特点列表如下:表3品种 优 点 缺 点 连接方式 PVC-U 抗腐蚀力强，易于粘合，价廉，质地坚硬 有UPVC单体和添加剂渗出，不适用于热水输送；接头粘合技术要求高，固化时间较长 粘合、螺纹 HDPE 韧性好，较好的疲劳强度，耐温度性能较好；质轻，可挠性和抗冲性能好 熔接需要电力；机械连接，连接件大 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PEX 耐温性能好，抗蠕变性能好 只能用金属件连接；不能回收重复利用 挤压夹紧 PB 耐温性能好，良好的抗拉、压强度，耐冲击，低蠕变，高柔韧性 国内还没有PB 树脂原料，依赖进口，价高 挤压夹紧、热熔合、电熔合 PP-R 耐温性好 在同等压力和介质温度的条件下，管壁最厚 热熔合 ABS 强度大，耐冲击 耐紫外线差，粘接固化时间较长 粘合、螺纹、电熔合一般情况聚氯乙烯管由于价格低廉，在不考虑水质影响，在冷水供水系统属于首选管材，而当温度较高时，可选用聚乙烯管或交联聚乙烯管、聚丙烯管、聚丁烯管。3 排水塑料管的应用材质单一:硬聚氯乙烯结构形式多样:芯层发泡管，空壁管，螺旋管，芯层发泡螺旋管，空壁螺旋管。其存在的一些问题:(1)热膨胀系数大，需设置伸缩补偿装置来解决。(2)刚度小，平直性差，需加密管卡、支架、吊架来解决。(3)耐热性差，软化温度低，需限制排水温度，限制使用场所和控制与热源的距离来解决。(4)阻燃性差，在穿越楼板、上人屋面的屋面板、防火墙、管道井井壁处需设置阻火圈和防火套管来解决。(5)抗机械冲击性差，需强化施工技术，精心施工来解决。(6)隔声性差，塑料管的噪声大于铸铁管，管道明装且管道位置靠近卧室时，问题尤为突出。降噪的方式，提高管道材质的隔声效果，芯层发泡管空壁管是基于这一思路而开发的；降噪的另一方式是改变水流条件，螺旋管是基于这一思路而开发的。将两种方式结合起来的思路是芯层发泡螺旋管和空壁螺旋管的开发。相同条件下，不同结构形式的排水塑料管，其噪声测定结果:普通管>芯层发泡管>空壁管>螺旋管排水塑料管的应用是在取代普通排水铸铁管的工作上进行的。目前，排水塑料管已可在建筑高度为100m以下的建筑物内使用，但各地区的进展很不平衡。当建筑高度大于、等于100m的高层建筑和不适宜采用排水塑料管的场合，可采用柔性抗震排水铸铁管。[next] 金属管1 镀锌钢管镀锌钢管的被取代既不意味金属管被取代，也不意味镀锌钢管在整个建筑给水领域被取代。镀锌钢管由于价格低廉、性能优越，防火性能好，使用寿命长等优点，还将在消防给水系统，尤其是自动喷水灭火系统中应用而塑料管(承压小)则不应在消防给水系统和生活-消防，生产-消防共有系统中应用。2 铜管金属管中最具优势的是铜管，铜管应用较久，优点较多，管材和管件齐全，接口方式多样，较多的应用在热水管路中，目前存在的主要问题在于铜的折出量容易超标。3 铸铁管给水铸铁管与钢管相比有不易腐蚀、造价低、耐久性好等优点，适合于埋地敷设。缺点是质脆、重量大、长度小等。连接方式一般采用承插连接。卡箍式铸铁排水管是一种新型的建筑用排水管材，60年代开始进入国际市场，经过几十年的推广和应用，这种管材已得到国际上的普遍认可。这种管材与传统的承插式铸铁排水管道相比有许多优点，是一种更新换代产品，但由于这种管材及配件价格相对较贵，所以在国内一直未能得到普及推广。4 其它:不锈钢管也受到工程技术人员的青睐，有关方面正从减少壁厚，降低价格方面着手，以利于推广。铝合金管是铝厂向给排水行业推出的新品种。镀镍钢管是和镀锌钢管性质最近，而耐腐蚀性能远远超过镀锌钢管的新颖管材，在解决了降低镀层费用和管材断口处施工现场上镍工艺后，有望在一定范围内得到采用。涂塑钢管则是在金属管材中前景看好的一种管材，且管道布置和敷设、接口方式和施工安装均与镀锌钢管相同，是这种管材最容易被接受。由于其涂层薄、价格低，也最容易被推广。复合管:复合管包括衬铅管、衬胶管、玻璃钢管。复合管大多是由工作层(要求耐水腐蚀)、支承层、保护层(要求耐腐蚀)组成。复合管一般以金属作支撑材料，内衬以环氧树脂和水泥为主， 它的特点是重量轻、内壁光滑、阻力小、耐腐性能好；也有以高强软金属作支撑，而非金属管在内外两侧，如铝塑复合管，它的特点是管道内壁不会腐蚀结垢，保证水质；也有金属管在内侧，而非金属管在外侧，如塑覆铜管，这是利用塑料的导热性差起绝热保温和保护作用。根据金属的材料可分为:(1)钢塑复合管(2)不锈钢-塑复合管，塑覆不锈钢管(3)塑覆铜管(4)铝塑复合管，交联铝塑复合管(5)衬塑铝合金管应该说复合管材是管径≥300mm以上给排水管道最理想的管材。它兼有金属管材强度大，刚性好和非金属管材耐腐蚀的优点。但它又是目前发展较缓慢的一种管材。这是因为：（1）两种管材组合在一起比单一管材价格偏高。(2)两种材质热膨胀系数相差较大，如粘合不牢固而环境温度和介质温度变化又较剧烈，容易脱开，而导致质量下降。复合管的连接宜采用冷加工方式，热加工方式容易造成内衬塑料的伸缩、变形乃至熔化。一般有螺纹、卡套、卡箍等连接方式。由于复合管尚属新型管材，我国还未有统一的设计、施工及验收规范。设计及施工人员往往套用镀锌管的工艺来进行设计与施工，故在此不作一一赘述。 
基面处理 → 调配涂料 → 刷中间漆 → 刷或喷涂施工 → 养护管道防腐分为主体防腐和补口焊口防腐管道防腐选用什么材料，要根据主体管道防腐层材料的不同而定。常用补口方式有石油沥青补口、环氧煤沥青补口、粘胶带补口、粉末环氧补口和PE热缩材料补口等多种方式。管道主体如果是三层PE复合结构，其补口材料首选三层PE热缩补口材料。单层环氧粉末涂层的补口可采用环氧粉末、胶粘带+底漆和三层PE热缩补口三种方式。另：国内应用较多的钢质管道防腐层有石油沥青、PE夹克及PE泡沫夹克、环氧煤沥青、煤焦油瓷漆、环氧粉末和三层复合结构、环氧煤沥青冷缠带（PF型）、橡塑型环氧煤沥青冷缠带（RPC型）等，目前推广应用最广的几种管道防腐方式为三层PE复合结构、单层粉末环氧、PF型冷缠带、RPC型冷缠带。石油沥青，原料广泛，价格低。但劳动条件差，质量难以保证，环境污染严重。环氧煤沥青，操作简便，但覆盖层固化时间长，受环境影响大，不适于野外作业，10℃以下难以施工。环氧粉末防腐，采用静电喷涂方式，与同种材料防腐的管体熔结好，粘接力强，但环氧粉末防水性较差（吸水率较高，达到83%），给阴极保护设计带来一定的困难。现场器具要求高，操作难度大，质量不易控制。3PE热缩材料，管道防腐密封性强，机械强度高，防水性强，质量稳定，施工方便，适用性好，不污染环境。PE吸水率低（低于01%），同时具备环氧强度高，PE吸水性低和热熔胶柔软性好等，有很高的防腐可靠性，缺点是：与其它补口材料成本相比，费用高。PF型、RPC型冷缠带施工简便易行，配套的三种定型胶，使PF型环氧煤沥青冷缠带可以在任何环境、任何季节、任何温度条件下施工。冷缠带和3PE热缩带的特点是：适用各种材料主体防腐层管道，而其他方式适用于相同或接近材料的主体防腐层管道。其次随着发展有些管道在防腐时同时也需要保温，石油是很复杂的混合物，易腐蚀管道，防腐是有必要的，但是成品油管线在防腐的情况下也需要做保温，在东北和冬季，热胀冷缩会冻裂管道，影响稳定供应。 涂层防腐用涂料均匀致密地涂敷在经除锈的金属管道表面上，使其与各种腐蚀性介质隔绝，是管道防腐最基本的方法之一。70年代以来，在极地、海洋等严酷环境中敷设管道，以及油品加热输送而使管道温度升高等，对涂层性能提出了更多的要求。因此，管道防腐涂层越来越多地采用复合材料或复合结构。1、外壁防腐涂层：管道外壁涂层材料种类和使用条件。②内壁防腐涂层：为了防止管内腐蚀、降低摩擦阻力、提高输量而涂于管子内壁的薄膜。常用的涂料有胺固化环氧树脂和聚酰胺环氧树脂，涂层厚度为 038～2毫米。为保证涂层与管壁粘结牢固，必须对管内壁进行表面处理。70年代以来趋向于管内、外壁涂层选用相同的材料，以便管内、外壁的涂敷同时进行。③防腐保温涂层：在中、小口径的热输原油或燃料油的管道上，为了减少管道向土壤散热，在管道外部加上保温和防腐的复合层。常用的保温材料是硬质聚氨脂泡沫塑料，适用温度为－185～95℃。这种材料质地松软，为提高其强度，在隔热层外面加敷一层高密度聚乙烯层，形成复合材料结构，以防止地下水渗入保温层内。 改变金属相对于周围介质的电极电位，使金属免受腐蚀的方法。长输管道电法保护仅指阴极保护和电蚀防止法。①阴极保护：将被保护金属极化成阴极来防止金属腐蚀的方法。这种方法用于船舶防腐已有 150多年的历史；1928年第一次用于管道，是将金属腐蚀电池中阴极不受腐蚀而阳极受腐蚀的原理应用于金属防腐技术上。利用外施电流迫使电解液中被保护金属表面全部阴极极化，则腐蚀就不会发生。判断管道是否达到阴极保护的指标有两项。一是最小保护电位，它是金属在电解液中阴极极化到腐蚀过程停止时的电位；其值与环境等因素有关，常用的数值为- 850毫伏（相对于铜-硫酸铜参比电极测定，下同）。二是最大保护电位，即被保护金属表面容许达到的最高电位值。当阴极极化过强，管道表面与涂层间会析出氢气，而使涂层产生阴极剥离，所以必须控制汇流点电位在容许范围内，以使涂层免遭破坏。此值与涂层性质有关，一般取－20至－0伏间。实现地下管道阴极保护有外加电流法和牺牲阳极法两种。外加电流法是利用直流电源，负极接于被保护管道上，正极接于阳极地床。电路连通后，管道被阴极极化。当管道对地电位达到最小保护电位时，即获得完全的阴极保护。其接线如图3。 常用的直流电源均可使用，其中尤以整流器居多。直流输出一般在60伏、30安以下。新型的直流电源有温差发电器、太阳能电池等，多用于缺电地区。阳极地床是与直流电源正极相连的，与大地构成良好电气接触的导电体，或称为阳极接地装置；常用材料有碳钢、高硅铁、石墨、磁性氧化铁等。阳极地床设置在土壤电阻率低、保护电流易于分布、又不干扰邻近地下构筑物的地方。阳极与管道埋设位置相对应，有浅埋远距离阳极和深阳极两种。为测定阴极保护参数，鉴定管道阴极保护效果，沿管道需设置检测点和检查片。配套使用的检测仪表有高阻伏特计、安培计、硫酸铜电极等。70年代以来，开始采用与管道航空巡线相结合的阴极保护参数遥测系统，配以电子计算机，对所测数据进行处理。外加电流阴极保护单站保护距离一般可达几十公里，长输管道阴极保护多用此法。牺牲阳极法是采用比被保护金属电极电位更负的金属与被保护金属连接，两者在电解液中形成原电池。电位较负的金属（如镁、锌、铝及其合金）成为阳极，在输出电流的过程中逐渐损耗掉，被保护的管道金属成为阴极而免遭腐蚀，所以称电位较负的金属为牺牲阳极。其接线如图4。 地下管道采用牺牲阳极保护，其决定要素是阳极发生电流、阳极数量和保护长度等。当阳极种类确定后，影响上述参数的是阳极接地电阻和与该阳极保护管段区间的漏泄电阻。前者取决于土壤电阻率，后者取决于管道涂层电阻和涂层的施工质量。牺牲阳极使用寿命与重量有关，视需要可用几年至几十年。牺牲阳极具有投资省、管理简便、不需要外电源、防止干扰腐蚀效果好等优点，所以在地下金属管道防腐中得到普遍应用。②电蚀防止法：一是在杂散电流源有关设施上采取措施，使漏泄电流减小到最低限度；二是在敷设管道时尽量避开杂散电流地区，或提高被干扰管段绝缘防腐层质量，采用屏蔽、加装绝缘法兰等措施；三是对干扰管道作排流保护，即将杂散电流从被干扰管道排回产生漏泄电流的电网中，以消除杂散电流对管道的腐蚀。根据应用范围和排流设备的不同性能，分直接排流、极性排流、强制排流三种。对交流干扰电压的防护，不少国家都制定有技术规定，主要是采用安全距离和管道泄流两类方法使管道免遭损害。
因为要避免管道，遭受土壤、空气和输送介质（石油、天然气等）腐蚀的防护技术。输送油、气的管道大多处于复杂的土壤环境中，所输送的介质也多有腐蚀性，因而管道内壁和外壁都可能遭到腐蚀。一旦管道被腐蚀穿孔，即造成油、气漏失，不仅使运输中断，而且会污染环境，甚至可能引起火灾，造成危害。据美国管道工业的统计资料，1975年由于腐蚀造成的直接损失达6亿美元。因此，防止管道腐蚀是管道工程的重要内容。扩展资料：管道腐蚀现象的描述腐蚀可以理解为材料在其所处的环境中发生的一种化学反应，该反应会造成管道材料的流失并导致管线部件甚至整个管线系统失效。在管线系统中，腐蚀的定义是：基于特定的管线环境，在管线系统所有的金属和非金属材料中发生的化学反应、电化学反应和微生物的侵蚀，该反应可以导致管线结构和其他材料的损坏和流失。除了腐蚀作用对材料的直接破坏外，由腐蚀产物所引起的管道损坏也可视为腐蚀破坏。管道腐蚀是否会扩散，扩散范围有多大主要取决于腐蚀介质的侵蚀力以及现有管道材料的耐腐蚀性能。温度、腐蚀介质的浓度以及应力状况都会影响管道腐蚀的程度。
涂防锈漆。 工业搪瓷。 氟塑料喷涂。 电镀、火镀。 玻璃钢树脂敷层。 其他耐蚀衬里。金属的防腐蚀过程目前分为三大类：金属的阳极保护；金属的阴极保护；以及金属表面的非金属涂装保护。金属的阳极保护是指在某种金属表面镀覆一种电极电位较低的金属材料，在腐蚀环境中电位较低的金属材料首先被腐蚀而起到一种保护作用（如：钢铁表面镀覆金属锌）；金属的阴极保护是指在金属表面镀覆一种电位较高的耐腐蚀金属材料，在腐蚀环境中将低电位金属完全包覆，把低电位金属与腐蚀性物质隔绝开来（如：钢铁表面镀铜）；
