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供水管網(wǎng)的管材綜述
摘要：本文闡述了供水管網(wǎng)的功能要求；扼要敘述了管材的種別及適用范圍；具體講述了各類管材的特點(diǎn)及質(zhì)量情況；并對(duì)各類管材從水力條件、物理性能、價(jià)格、工程造價(jià)等方面進(jìn)行了比較，提出了推薦性建議。?前言
近十年來(lái)，因工作需要，筆者對(duì)供水管網(wǎng)所用的管材進(jìn)行了一些調(diào)研，對(duì)各類材質(zhì)的管廠參與了一些考察活動(dòng)，并于1998年7月以來(lái)先后撰寫(xiě)了“供水管網(wǎng)的管材評(píng)述”、“淺談熱塑性塑料管材的相關(guān)題目”、“球墨鑄鐵管及管件相關(guān)題目的商討”、“關(guān)于預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管（pccp）的推廣應(yīng)用”、“關(guān)于供水管材衛(wèi)生狀況的評(píng)價(jià)題目”共五篇，均在“中國(guó)水網(wǎng)”上發(fā)表過(guò)，在省內(nèi)、國(guó)內(nèi)一些相關(guān)會(huì)議上進(jìn)行了交流。近年根據(jù)主管部分的一些要求，管材市場(chǎng)上的一些新行情，本文進(jìn)行了綜合，并進(jìn)行了局部充實(shí)與調(diào)整，綜述意見(jiàn)很難周全，在此僅拋磚引玉，與業(yè)內(nèi)同行共同商討。
?1.供水管網(wǎng)的功能要求
供水企業(yè)的根本任務(wù)是向用戶提供清潔的飲用水，連續(xù)供給有壓力的水，同時(shí)降低供水用度。為此，供水管網(wǎng)作為供水系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于它的硬件有以下五點(diǎn)要求：
(1)封閉性能高
供水管網(wǎng)是承壓的管網(wǎng)，管道只有良好的封閉性，才是連續(xù)供水的基本保證。
(2)輸送水質(zhì)佳
自來(lái)水從水廠到用戶，要經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的管道，往往需要幾個(gè)小時(shí)乃至幾天。管網(wǎng)實(shí)際上是一個(gè)大的反應(yīng)器，出廠水未完成的化學(xué)反應(yīng)將在管網(wǎng)中繼續(xù)進(jìn)行，并且含氯水與管壁發(fā)生新的接觸，有可能產(chǎn)生新的反應(yīng)，這些反應(yīng)有生物性的、感官性的以及物理化學(xué)性的。因此要求管道內(nèi)壁既要耐腐蝕性，又不會(huì)向水中析出有害物質(zhì)。
(3)水力條件好?
供水管道的內(nèi)壁不結(jié)垢、光滑、管路暢通，才能降低水頭損失，確保服務(wù)水頭。
(4)設(shè)備控制靈
一個(gè)大城市的供水管網(wǎng)，管道總長(zhǎng)度少的有數(shù)百公里，多的達(dá)數(shù)千公里，在這樣的大型供水管網(wǎng)中有成千上萬(wàn)個(gè)專用設(shè)備，維持著管網(wǎng)的良好運(yùn)行。
在管網(wǎng)上的專用設(shè)備包括：閥門(mén)、消火栓、通氣閥、放空閥、沖洗排水閥、減壓閥、調(diào)流閥、水錘消除器、檢驗(yàn)人孔、伸縮器、存渣斗、測(cè)流測(cè)壓裝置等。這些設(shè)備的完好是保證管網(wǎng)運(yùn)行暢通、避免污染的條件。
(5)建設(shè)投資省
供水管網(wǎng)的建設(shè)用度通常占供水系統(tǒng)建設(shè)用度的50％～70％，因此如何通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析確定供水管網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模，恰當(dāng)選用管材及設(shè)備是管網(wǎng)公道運(yùn)行的保證。
2.管材種別
2.1 金屬管材
(1) 鋼管(sp)
鋼管包括：鋼板直縫焊管與鋼板螺旋焊管(適用于大口徑管道)、無(wú)縫鋼管(適用于中小口徑管道)、不銹鋼管(適用于中小口徑管道)，鍍鋅鋼管與鋼塑復(fù)合管(適用于小口徑管道)，近年多數(shù)城市已不用鍍鋅鋼管。
(2)鑄鐵管(cip)
(2.1) 灰口鑄鐵管(gcip)
包括離心灰口鑄鐵管、半連續(xù)灰口鑄鐵管(適用于中小口徑管道)。近年多數(shù)城市供水企業(yè)已不用灰口鑄鐵管。
(2.2) 延性鑄鐵管(dcip)
包括退火球墨鑄鐵管、鑄態(tài)球墨鑄鐵管(適用于各種口徑管道，主要是中小口徑管道)，鑄態(tài)球墨鑄鐵管亦逐漸退出市場(chǎng)。
(3)有色金屬管
包括銅管、鋁管(適用于小口徑管道)。
2.2 非金屬管材
(1)水泥壓力管
(1.1) 石棉水泥管(acp)現(xiàn)已不推廣使用；
(1.2) 自應(yīng)力管(sscp)在小城鎮(zhèn)及農(nóng)村用于中小口徑管道；
(1.3) 預(yù)應(yīng)力管(pcp)
包括管芯纏絲預(yù)應(yīng)力管(又稱三階段管)(ctpcp)、振動(dòng)擠壓預(yù)應(yīng)力管(又稱一階段管)(pvcp)、預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管(pccp)，適用于大中口徑管道。其中預(yù)應(yīng)力鋼筒砼管是前者的新一代產(chǎn)品。
(2)塑料管
(2.1) 熱塑性塑料管
包括硬聚氯乙烯管(upvc)、高密度聚乙烯管(hdpe)(適用于中小口徑管道)；聚乙烯夾鋁復(fù)合管(pap)、孔網(wǎng)鋼帶塑料復(fù)合管(psscp)、交聯(lián)聚乙烯管(pex)、改性聚丙烯管(pp-r)、聚丁烯管(pb)、尼龍管(pa)(適用于小口徑管道)；丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物為基材的工程塑料管(abs)(主要適用于水廠投加氯及凈水劑的管道，目前也有中口徑管道產(chǎn)品)。
?(2.2)熱固性塑料管(grp)?
grp管又稱玻璃纖維增強(qiáng)樹(shù)脂塑料管或玻璃鋼管。玻璃鋼管或加砂的玻璃鋼管又分兩種成型方法，即離心澆鑄成型法(hobas法)及玻璃纖維纏繞法(veroc法)，grp管在大口徑產(chǎn)業(yè)用水管道上、排污管道及源水管道上有較大的適用遠(yuǎn)景。
3. 管材適用性概述
3.1 鋼管
(1)大口徑鋼管?
鋼管通常選用q235b(a3)鎮(zhèn)靜鋼鋼板制作，它的強(qiáng)度高，管材及管件易加工，管廠建設(shè)周期短，特別是地形復(fù)雜的地段，一般采用鋼管。但鋼管的剛度小，易變形，襯里及外防腐要求嚴(yán)，必要時(shí)需作陰極保護(hù)，施工過(guò)程中組合焊接工作量大，在地下水位較高時(shí)，可采用膠圈柔性接口措施克服這一困難，與水泥壓力管相比，造價(jià)較高。
(1.1) 制管工
大口徑鋼管有兩種成形工藝，即直縫焊管與螺旋焊管。直縫焊管的工藝流程：
剪板—刨坡口—鋼板翻面—壓兩頭園弧—卷管(含點(diǎn)焊)—焊內(nèi)外直縫(自動(dòng)焊)—管段對(duì)接(含點(diǎn)焊)—焊環(huán)形口(自動(dòng)焊)。?
螺旋焊管的制造標(biāo)準(zhǔn)選用sy/t5037-92《普通流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管》，制作過(guò)程分三個(gè)階段，即條形鋼帶制作，螺旋成形及內(nèi)焊，螺旋管外焊及管段定長(zhǎng)的切割。
(1.2)鋼管制作質(zhì)量的主要要求
鋼管焊接符合現(xiàn)行的《給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》（gb50268-97）、《產(chǎn)業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》(gb50235-97)的規(guī)定。
鋼管焊縫檢驗(yàn)x-射線探傷、超聲波探傷應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備、產(chǎn)業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》的規(guī)定。鋼管焊縫探傷數(shù)目，在工廠為5％，在現(xiàn)場(chǎng)為10％。
實(shí)際檢驗(yàn)時(shí)可任選一種方式，但當(dāng)選用超聲波探傷時(shí)，應(yīng)對(duì)超聲波探傷部位作x射線探傷復(fù)檢，復(fù)檢長(zhǎng)度為規(guī)定探傷數(shù)目的20％。鋼管出廠前還有時(shí)逐根作水壓試驗(yàn)，試壓值為管線試驗(yàn)壓力的1.25倍。?
直縫焊管焊縫外觀應(yīng)符合相應(yīng)要求外，管節(jié)幾何尺寸答應(yīng)偏差，應(yīng)符合表1規(guī)定。
管節(jié)拼裝時(shí)，縱向焊縫錯(cuò)開(kāi)300mm，管徑小于600mm時(shí)，間距也應(yīng)大于100mm。?
(1.3)鋼管內(nèi)襯質(zhì)量的主要要求
鋼管內(nèi)襯材料有水泥砂漿或環(huán)氧樹(shù)脂等。
a.水泥砂漿內(nèi)襯的質(zhì)量要求
a.內(nèi)襯前檢查管道橢園率不大于管內(nèi)徑的2％，管內(nèi)壁無(wú)浮銹、雜物、油脂等，管內(nèi)焊縫高度不大于內(nèi)襯厚度的1/3。?
b.水泥選用525號(hào)硅酸鹽水泥，砂為干凈中砂(粒徑0.15～1.2mm)，水泥砂漿重量配比在1∶1～2內(nèi)選用，坍落度宜取60～80mm，抗壓強(qiáng)度≥30mpa。?
c.內(nèi)襯厚度及答應(yīng)公差如表2。
d.水泥砂漿內(nèi)襯后的內(nèi)壁粗糙系數(shù)n≤0.012。?
e.內(nèi)襯因收縮引起的裂縫，當(dāng)其寬度≤0.8mm，且軸向長(zhǎng)度不大于園周長(zhǎng)度和不大于2m時(shí)，可不修補(bǔ)，否則應(yīng)修補(bǔ)。?
f.表面缺陷(麻面、砂***、空窩)面積大于5cm2，深度大于內(nèi)補(bǔ)厚度答應(yīng)公差值，空鼓面積大于400cm2則應(yīng)修補(bǔ)。
b.環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)噴襯的質(zhì)量要求
?內(nèi)噴襯用環(huán)氧樹(shù)脂的材質(zhì)及作業(yè)要求，由于目前國(guó)家還沒(méi)有相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，而是參考石油天燃?xì)庑袠I(yè)標(biāo)準(zhǔn)‘sy/t4057--93’標(biāo)準(zhǔn)提出以下要求:
a.鋼管內(nèi)壁噴砂等方式除銹達(dá)到gb/t8923的sa2.5級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求，使管壁呈現(xiàn)金屬本色；?
b.作內(nèi)噴襯的液體環(huán)氧樹(shù)脂應(yīng)具有衛(wèi)生部的衛(wèi)生許可證，且施工過(guò)程中對(duì)人體無(wú)害；?
c.襯層總厚度≥400μm（通常噴涂五道，第一道底漆在噴砂除銹后一小時(shí)內(nèi)完成，待表干后噴下一道）；
d.涂層附著力達(dá)1～2級(jí)（試驗(yàn)方法gb1720）；
e.表面硬度，用2h鉛筆試劃無(wú)劃痕（試驗(yàn)方法gb6739）；
f.柔韌性1.0mm（試驗(yàn)方法gb1731）；?
g.耐沖擊性能≥4.9（試驗(yàn)方法gb1732）；
h.粘度≥0.2pa.s（試驗(yàn)方法gb1723）；
i.細(xì)度≤80μm（試驗(yàn)方法gb1724）；
j.表干時(shí)間≤4h，實(shí)干時(shí)間≤24h（試驗(yàn)方法gb1728）；
k.甲組份固體含量≥70％，乙組份固體含量≥80％（試驗(yàn)方法gb1725）；
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