珠海市饮用水管材的选用.pdf

珠海市饮用水管材的选用 舒青松(珠海水务集团有限公司，广东珠海5 1 9 0 0 0)输配水技术与设备 摘要：经过多年的实践，探索出适合珠海城 乡的市政建筑给水管材。选用的管材除须卫生安全、性能可靠、经济合 理外，还需考虑使用环境、使用管径、敷设方式及连接 方式等因素。文 中分析 了各类给水管材的性能，对市政、建筑室 外及室内应选用的给水管材主要指标进行 了对比，为给水管材的具体选用提供依据。关键词：城 乡供水给水管材选用 市政给水室外给水室内给水 珠海市供水总公司原只负责对澳门供原水和对主城 区供水，2 0 0 1 2 0 0 4 年完成对斗门、金湾、港区的全市城 乡供水一体化，由于城乡地域使用环境的差别，伴随着 新型管材的不断推广，给给水管材的选用带来新课题。给 水管材种类很多，各有各 自的特点及适用范 围。熟悉掌 握各种管材的性能与适用要求，针对其使用环境、使用管 径、敷设方式、连接形式、经济因素等进行合理选择，不 仅使管网的建设优质、经济、高效，而且有利于 日 后的管 网维护管理，保证供水系统的安全性、可靠性。1 珠海市给水管材的现状分析 目前珠海市用于给水管网的管材有金属类(钢管、普通铸铁管、镀锌钢管、球墨铸铁管等)、混凝土类(预 应 力钢筋混凝土管、预应力钢 筒混凝土管等)、塑料类(U P VC 管、P P-R 管、P E 管等)、复合类(钢衬塑 复合管、铝塑料复合管等)。2 0 0 8 年全市各类给水管材(D N 7 5 以上)总长度1 7 2 0 多公里，其统计见表1。各类给水管材(D N 7 5 以上)长度统计表(K m)表1 管材 j镀锌 U P V C 铸铁 钢管 铡塑、P E 玻璃钢 球墨 砼管 合计 管 长(Km)f 1 8 0 4 3 7 2 7 9 8 7 2 8 2 3 3 9 3 l 7 2 6 所占比例()1 0 4 3 4 5 8 2 5 3 2 l 6 l 6 5 0 l 1 6 2 l 4 0 8 2 2 7 7 从表1 可见，尽管我市已经早在2 0 0 2 年淘汰了普通铸 铁管、镀锌钢管，2 0 0 4 年淘汰了U P VC 管、玻璃钢管，但这四种管材仍占相当大的比例，还有部分早期的钢管未 作内衬。钢管、砼 管用于原 水管和输水 主干管；普通铸 铁 管、钢管用于 旧市政道路和旧住宅小区给水干管；镀锌钢 管、U P V C 管主要为 旧住宅小区配水管；玻璃钢管多用 作工业园区给水干管；新建住宅小 区配水管为钢塑管、P E 管、球 墨铸铁管；新建输水干管以钢管、球墨铸铁管 为主。2、管材选用历程 为不断提高供水安全保障和供水质量，我市给水管 材的选用经历一个不断探素的过程。4 0 城镇供水 N O 4 2 0 1 0 2 1建市初期至2 0 0 2 年 建市初期起，给水管材以普通铸铁管、钢管、镀锌钢 管、预应力钢筋混凝土管为主。普通铸铁管，质脆、抗冲 击抗振能力差，易爆管。镀锌钢管容易锈蚀、堵塞，甚至 穿孔。部分钢管未作内防腐，管内壁腐蚀、结垢，降低输 水能力，并且污染水质。特别是在珠海易受咸潮影响，镀 锌钢管、钢管锈蚀尤为严重。预应力钢筋混凝土管存在重 量大、运输安装困难、与其他管道连接需钢制转换接头等 问题。自九十年后期起，市面陆续 出现大量新型环保的给 水管材：U P VC 管、P E 管、P P R 管、P E X管、金属 塑料复合管、P C C P 管、玻璃钢管、铜管、不锈钢管等，其性能大大优于镀锌钢管、钢管、普通铸铁管，成为理想 的替代品。因而，珠府建 2 0 0 2 1 1 7 0 号文 关于推广应用新 型给水管材，限制、淘汰落后产品的规定明确规定：新 建工程淘汰镀锌钢管、传统铸铁管。U P VC 管以质轻、管壁光滑、不结垢的特点，特别是施工方便、价格低廉，在我市的住宅小区得到大规模地应用；P E 管、P P R 管因 需管道连接设备的问题，只是逐步开始使用；球墨铸铁管 以其优越的性能也逐步受到青睐。2 2 2 0 0 2 年至2 0 0 4 年 U P VC 管在使 用过程 中发现其强度较低，容 易爆 管；管材可能会产生分解现象造成铅等重金属污染；粘结 接头易老化；长期使用、受阳光直照，管网水易产生臭味 和颜色”。在2 0 0 2 年各工业园区广泛使用的玻璃钢管虽然 质轻、防腐性能好，但刚度低、易受损伤和变形，管道基 础要求较严。工业园区都是回填土地基和软土地基，玻璃 钢管因不能承受稍大的外界荷载及地基不均匀下沉而爆管 频繁，玻璃钢管爆裂维修，通常采用玻璃钢粘补，它必须 在干燥的环境下进行，这正是抢修现场所难以具备的。因此，珠海市供水总公司以珠供水字 2 0 0 4 1 2 3 号文规 定：逐步减小并淘汰使用U-P VC 管；供水工程中不 得使用玻璃钢缠绕复合管。推广使用P E 管、P P R 管、钢 一 一 一 输配水技 术与设备 塑复合管、球墨铸铁管。2 3 2 0 0 4 年至2 0 0 8 年 由于建设 市场的开放，各建 设单位 使用的给水管材 鱼龙混杂、标 准低 下，且种类规格繁多，建成后交 由珠 海市供水总公司管理，造成爆管频繁发生，极大地影响 管 网的安全运行。因此有 必要对给水管材进行全面的规 范选 用。市水 务局的珠水务(2 0 0 8)2 3 3 号文(珠海市供水 工程设计、施工、管材选用规定)(下称 规定)规 定：新建室外埋 地供水 管材DNl 0 0 采 用P E1 0 0 管、钢衬塑复合管；1【)(】DN2 0 0 采用球墨铸铁管、P E1 0 0 管、钢衬塑复合管；2 0 0 1 2 0 0 采用球墨铸铁管、钢管、P C C P 管(注：球墨 铸铁管管材，应采 用经外 层喷锌和退火工艺的球墨铸铁 管管材)。过路管宜采用球墨铸铁管，不宜采用非金 属管道。室内生活给水管道推广使用铝塑复合管、钢 衬塑复合管、P E 1 0 0、P P R、不锈钢管、铜管等优质管 材。生活饮用水 管道不宜使用单管 多孔 管和 U P VC 管。由此，我市在实现城 乡供水一体化后，规范 了全市 范围内市政、建筑供水管材的选用。3、给水管网的管材选用要求 合 理选择 管材是 保证 给水 管 网系统运 行安 全 的关 键。确定给水管材，应根据使用的环境、使用管径、敷设 方式等情况，按照运行安全、易施工维护、经济合理等综 合技术经济分析后确定。给水管材的选 用具体应考虑：卫生安全，卫生性 能满足相关要求；性能可靠，有足够的刚度和强度，对 地基的适应能力强；耐腐蚀，管内壁光滑，不易结垢，水力条件好；综合经济成本低，安装、维修成本低，使 用寿命长；易施工安装，管道连接方便可靠；管材供 应充足，配套管件齐全。其中，卫生安全、性能可靠和经 济是选用的主要因素。4、市政给水管材的选用 市政给水管材按 规定：2 0 0 1 2 0 0 采用球墨铸铁管、钢管、P C C P 管。球墨铸铁管，耐腐蚀性能 强，抗拉、耐冲击性能 比 普通铸铁管提高了许多倍，兼有钢管的强度与韧性及普通 铸铁管耐腐蚀的特点，可承 受压力超过2 O Mp a 以上。一 般采用胶 圈柔性接 口，对地基的不均匀沉降和震动都有很 强的适应能力，很少发生爆管现象；安装方便、施工周期 短、管件规格齐全，是 目前理想的管材，已在我市得到广 泛应用。球墨铸铁管的外层喷锌，可增强管道对土壤里各 种酸性物 质的侵蚀抵抗能 力，延长球墨铸铁管的使用寿 命。由于大 口径球墨铸铁管的管件铸造难度大、相对价格 高，管材管壁簿、承插 口端易变形，因而球墨铸铁管适用 管径在D N1 0 0 1 4 0 0 之内。CITyAND T O WN WA SUPP疆LY t 臻 潇 l 三 Y TER镄 钢管具 有强度高、耐振动、韧性好、维修方便、管 件制作 灵活、连接方便、对不同地形地质条件适应能力强 等特点。但致命的弱点是耐腐蚀性差，特别是小管径焊缝 和焊接窗 口，无法实现双面焊接及焊后 内防腐，造成焊缝 锈蚀，钢管的爆管大多发生在焊缝锈蚀部位，腐蚀结垢还 影响水质、减少过水截面积。另外，钢管价格较高，因而 仅在所需管径大(D N1 2 0 0)和特殊地段使用(如穿越 公路、河道等)。规定)中明确钢管的防腐要 求：钢管应选用环 氧系防腐涂料防腐。管外壁用环氧煤沥青涂料或环氧玻璃 鳞片涂料防腐；管内壁采用水泥砂浆或无毒饮水仓涂料。钢管表面处理标准为s a 2 一s a 2 5 级(管内壁用水泥沙 浆衬涂防腐除外)。防腐等级按钢管安装位置选择：外 露及埋地钢管均应按加强级防腐，过河、过车道钢管或采 用顶管施工的管段按特强级防腐。钢管焊接 口应做好内 外防腐。预应力钢筒混凝土管(P C C P 管)集钢管和预应力钢 筋混凝土管优点为一体，接 口采用胶圈承插连接，管材有 强度高、安全性能高、抗震性能好、省钢材、耐腐蚀、使 用寿命长等特点，管件配套齐全，可适应腐蚀性土壤的恶 劣环境，价格也低于钢管和球墨铸铁管，而且直径越大，其技术经济优越性越大，是大 口径输水管材 中比较理想的 管材。平 岗至广 昌泵站大型“西水东调”工程的D N2 4 0 0 供水管道就是采用P CC P管。5、建筑室外给水管材的选用 建筑 室 外 埋 地管 的 管 径 一 般为 DN2 0 0。根 据 规 定：D N1 0 0 采用P E1 0 0 管、钢 衬塑 复合管；1 0 0 D N2 0 0 采用球墨铸铁管、P E1 0 0 管、钢衬塑复合 管。球墨铸铁管强度高、抗 冲击性能强、耐腐蚀。胶圈 柔性连接，适应变形能力强，在我 司应用广泛，主城 区一 般要求1 0 0 D N2 0 0 首先采用球墨铸铁管。钢衬塑复合管 由镀锌钢管 内衬P E 管复合而成，它兼 有金属管材强度高、刚性大和塑料管耐腐蚀、水 力条件 好等优点，同时去除这两类管材的缺点。配套管件规格齐 全，安装使用方便，连接以螺纹、法兰、沟槽连接为主，另外还有较方便的卡环式连接。但钢衬塑复合管的管道 内径要较公称直径小，减少过水截面积；管外壁及管端面 有腐蚀问题；因需增加复合成型工艺，其价格要比单一管 材的价格高。P E 1 0 0 管即聚乙烯管，管材质轻、耐腐蚀、不结垢、水力条件好、使用寿命长、价格低，还具有强度高、无毒 卫生、抗振耐冲击性好、可挠性好、原料可回收等特点，产品的规格在d e l 6 3 1 5 ram之间。有热熔和电熔两种连 接方式，这种连接方式比胶粘、胶 圈承插、法兰连接更 为可靠，特别适用于直埋暗敷，安装方便、施工速度快，工程造价低，广泛用作斗门、金湾地 区及部分市区的配 城镇供水 N O 4 2 0 1 0 4 1 水管材。但P E 1 0 0 管道的 口径越大，管壁就越厚，因此，P E 1 0 0 管一般不超过d e 3 1 5 mm；P E 1 0 0 管安装需专用的电 热熔对焊机，埋设时要求施工开槽 不宜太大，回填需埋 砂；P E 1 0 0 管埋地后金属探测仪无法定位，必须在管道上 端2 0 3 0 c m处埋设金属示踪线。三种建筑室外给水管材在技术上各有特点，在选用 时考虑经济性的同时，还应考虑使用环境、使用管径、连 接方式、安装维护等因素。建筑室外给水埋地管管材主要 指标比较见表2。建筑室外给水埋地管管材主要指标比较 表2 项 目 球墨铸铁管 P E l。O管 钢衬塑复合管 卫生安全 好 好 一般 造价 高 低 中 一 材料的刚度 局 低 工作压力 高 低 巾 耐腐蚀 好 壤 好 较好 连接安装 胶 圈 热 熔、电熔 螺纹、泫兰、沟 供水可靠 好 好 一般 使用年限 长 长 短 6、建筑室内给水管材的选用 根据(规定：室内生活给水管道推广使用铝塑复 合管、钢衬塑复合管、P E 1 o 0 管、P P-R管、不锈钢管、铜管等优质管材。塑 料 管 有 P E l 0 0、P PR管(产 品 规 格 在 d e 2 0 l 1 0 ram之间)，具有 质轻、耐腐 蚀、不结垢、使用寿命长、水力条件好、无毒卫生、抗振耐冲击性好 等特点，已成为室内给水管道的主选管材，连接采用热 熔和电熔两种方式。由于其线性膨胀系数是金属管的几 至十几倍，故对于 明装或非埋设型暗装，应充分注重管 道的伸缩变形，因其刚性差，管道支架 间距要小。塑料 管连接时需要专用工具，不可加热时 间过长或承插 口缩 口过度而造成水流堵 塞；塑料管管件价格高，开 口接管 不方便，不耐高温，需避免外敷，免受紫外线的直接照 射。复 合 管有 钢 衬 塑 复 合管、铝 塑复 合 管。钢衬 塑 复 合管 由镀 锌钢 管 内衬P E 管 复 合而 成，常用 规格 有 D N1 5 1 5 0，强度高、刚性大、耐腐蚀、水力条件好，由 于P E 材料的膨胀受到金属管的约束，P E 线膨胀系数大大 降低，适应于室外爬墙明装或管井内安装。钢衬塑复合管 因衬塑，管内实际使用的管径变小，特别是管件的缩径较 大，其水流损失与流速均大增，其管道与管件间还存在腐 蚀问题。钢涂塑复合管金属管和塑料之间接合不紧密，会 因热胀冷缩不均而产生剥落和分层现象，因而我市禁用钢 涂塑复合管。铝塑复合管一般中间层为铝管，内外层为聚 乙烯，热熔共挤复合而成，规格在d e l 0 6 5 ram之间，铝 塑复合管拆装方便。沿室外敷设，存在长期不使用时管内 出现青苔现象，管材管件不通用，考虑 日 后的维护，此种 4 2 城镇供水 N O 4 2 0 1 0 输配水技术与设备 管材在珠海应用很少。室内给水管材的选择，需要 由给水管的经济和技术 性 能综合比较来确定，宜依据建筑的设计标 准、功能性 质和管道的耐热性能、敷设方位、安装维护、经济因素 等要求进行适 当的选用，还应注意管材的规格 品种、连 接方式等问题。建筑室内给水管管材主要指标 比较见表 3 建筑室内给水管管材主要指标比较 表3 项 目 P P R管 P E1 0 0管 钢衬塑复合管 卫生安全 好 好 一般】一 造价 低 由 材料 的刚度 低 低 高 一 工作压 力 低 低 商 耐腐蚀 好 好 较好 安装 方式 宜暗装 宜暗装 明装、暗装 供水 可靠 好 好 一般 使用年 限 长 短 适用场合 中等标准 低中标准 低 中标准 金属管有不锈钢管、铜管。薄壁不锈钢管应用前景 广阔，它不存在锈蚀问题，强度非常高，使用寿命长，外形美观，用于高标准建筑给水管路，埋地及 明敷，通 常采用压缩式密封 圈连接，若埋于墙壁内，通常用对接 焊连接，局部用法兰连接。薄壁不锈钢管的工程造价仅 比铝塑复合管、P P-R管高 l 0 2 0，从使用寿命而言它 是价廉的管材。薄壁铜 管具有 良好的机械性和延展性，其 管材坚硬，抗拉 强度高，管 壁较薄、光滑，性能稳 定、不易腐蚀，铜能抑制细菌的生长，保持饮用水的清 洁卫 生。7、结束语 我市使 用的给水 管材经 历一个不 断探索 的过 程，珠海市供水工程设计、施工、管材选用规定 已确定适 应珠海全市使用的给水 管材。给水管材的选用须卫生安 全、性能可靠、经济合理，具 体选用需要综合给水管的使 用环境、承压能力、使用管径、敷设方式、连接方式、安 装维护等技术和经济因素后确定。在不同应用场所和给水 系统的不同部分选用相应的给水管材。市政给水管材：一般采用球墨铸铁管，钢管仅在所 需管径大(D N I 2 0 0)和特殊地段使用(如穿越公路、河道等)，管径大(D N1 2 0 0)的原水管宜采用P C C P。建筑 室外埋地管管 材：DN1 0 0 采 用钢衬塑复合 管、P E 1 0 0 管，D N1 0 0 采用球墨铸铁管、钢衬塑复合 管、P E 1 0 0 管。主城区一般要求首先采用球墨铸铁管。建筑室内给水管材：一般建筑采用P E 1 0 0 管、P P-R 管、钢衬塑复合管，高档建筑才采用不锈钢管、铜管。作者通联：0 7 5 6-8 1 3 2 0 1 9 一