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          不锈钢水管的发展及与其他管材的比较 发布时间:2019-01-31 来源: 点击率:返回?#26012;?/a>】

          不锈钢水管的发展及与其他管材的比较 

           

          一、不锈钢水管的发展起源

          们知道,水资源的综合利用效能是可?#20013;?#21457;展的重要指标,目前中国的水资源利用却面临着三重困境。首先,我国水资源严重缺乏,中国被列为世界上13个贫水国家之一,?#21496;?#27700;量仅为世界平均水平的14随着经济发展和城市化进程加快,全国660多个城市有400多个城市长期缺水,100多个城市严重缺水。其次,我国不仅严重缺水,还普通存在着由于水管耐蚀性差或管材本身达不到健?#24403;?#20934;不仅导致的供水管网系统的二次污染问题,危害人类健康还导致管道渗漏?#24335;?#39640;国家有关部门进行的全国性水?#39318;?#20917;调查表明,我国城市自来水厂的供水水质符合生活饮用水卫生标准,但经输配水管网,贮水设备到用点龙头,由于管道、水箱锈蚀导致的二次污染,使水质明显下降,已有多项指标超过规定标准。

          水是城市的生命线,水的问题已成为影响满足人民群众对美好生活需求的重要因素,面对严峻的?#38382;疲?#22269;家已提出在认真保护水资源的同时,要建立高效节水型社会,大大提高水的有效利用率并让人民群众喝上优质的饮用水。这就要求供水部门不仅要保证,而且要考虑到将来都能?#20013;?#31283;定地提供清洁优质的水。因此,无论是新城市供水系统还是原有供水系统的改造(包括贮存、输送设施和建筑物内供水管道),或是近年发展起来的管道直饮水工程迫?#34892;?#35201;采用新技术新材料使水资源得到更有效的保护和利用,而采用绿色管道,正是解决我国水资源面临的三重矛盾的明智之举,也是可?#20013;?#21457;展的必然选择。

          在这样的大背景下,镀锌管这种人们已经使用了几十年的管材因耐腐蚀性差已被国家明令废止使用。各种塑料管、复合管、铜管粉墨登场,建筑给水管材的种类已近20余种,大都宣称自己是绿色管材,那么究竟什么样的管道才是真正的绿色管道呢?

          首先,材料本身是环境友好型的,不含环境污染物(元铅、无聚氯乙烯、无环境荷尔蒙等),可无数次再生;

          第二,具有很高的耐腐蚀性和强度,可靠耐用,长寿命、低维护、寿命周期成本低(在建筑物使用使命期内综合成本低);

          第三,材料本身安全卫生,可保持水?#34432;?#20928;,对人体健康没有任何影响;

          第四,大大降低水管的渗漏率,节约水资源;

          第五,具有优越的流通性和较好的保温性能,节约能源,减少输水中的能耗和热能损失,同时满足以上条件的材料才称得上是真正的绿色管材。

          通过以下各部分详细的了解和比较,我们将不难发现,不锈钢管材本身所固有的优异特性及其所带来的安全性、可靠性、清洁性、耐用性、经济性和环保等各方面的突出优势无一不符合绿色管道的定义和特征,因此不锈钢水管是真正的绿色管材,必将为保护水资源,改善水质,保护人们的健康和提高生活质量,保护环境和促进社会经济的可?#20013;?#21457;展发挥关键的作用。

           

          、我们为什么要首选不锈钢水管?

          不锈钢自20世?#22836;?#26126;以来,是当今唯一的产能和需求?#20013;?#19978;升(年均增长率6%)的金属材料,20世纪50年代世界的不锈钢产量为100万吨,到2018年快速发展为8000多万吨。由于技术的更新与进步,成本的降低,不锈钢的价格已由过去每吨一万多美元降到不足千美元。成本的下降和产品性能的突出?#27807;?#19981;锈钢管材在所有的管材发展中一枝独秀。不锈钢天生具有许多其它管材无法比拟的优势,而且已被国内外多年的?#23548;?#32463;验证实是寿命周期成本最低,综合性能最佳和具有很大发展潜力的21世纪的绿色管材。

          2.1优异的耐腐蚀性

          不锈钢表面薄而坚固的氧化膜?#20849;?#38152;钢在包括水在内的所有水质中都具有优异的耐腐蚀性,即便埋地使用也有优良的耐蚀性,而?#19968;?#26377;很好的耐冲蚀性能。由此带来的好处包括:

          l 可以使用薄壁的管材(不需要留腐蚀余量,壁厚是镀锌管一1/3),减轻重量,节约材料和能耗,可以降低运输和安装成本(对高层建筑特别有利);

          l 能够用于各种水质,除消毒灭菌外,不需要对水?#24335;?#34892;控制;

          l 无腐蚀和不良渗出物,无异叶或浑浊问题。保持水?#34432;?#20928;卫生,杜绝管路二次污染和“红

          ”、“绿水”问题,卫生安全性得到完全保证;

          l 能经受高达30/秒的高速水流,冲蚀、涡流、水锤不会造成任何影响。即使是用在高水

          头电站的导流不锈钢管道,管末端流速高达60/秒,仍可有长达百年的使命;

          l 一般不需要涂层防护。

          2.2优良的力学和物理性能

          不锈钢管强度非常高(是镀锌管的2倍,铜管的34倍,PPR管的810倍),而且有良好的延展性和韧性,低温不变脆;对冲撞能有很强的吸收能力(?#29575;?#20307;不锈钢变形时吸收的能量比碳钢高2.5倍),抗震和抗冲性能强;优良的耐磨损和?#25512;?#21171;特性;较好的高?#34385;?#24230;,优良的防火?#22836;?#28909;辐射性能;不锈钢热传导率低(是铜管的1/25,是钢管的1/4),热胀冷缩缓慢。所以不锈钢水管:

          l 非常安全可靠,不锈钢管能很好地经受振动冲击、水锤和热胀冷缩,不漏水,不爆裂,防

          火,?#27807;?#38663;;

          l 加工容易,不锈钢水管容易切割、形成和焊接;

          l 保温性能好,特别适合热水输送;

          2.3不锈钢优异的耐腐蚀性和机械性能?#20849;?#38152;钢水管具有以下优势:

          l 使用寿命很长(却使在周期性震动的情况下),实地腐蚀试验数据表明,不锈钢输水管使

          用寿命可达100年;

          l 寿命周期成本低,不锈钢水管几乎不需要维护,避免了管道更换的费用和麻?#24120;?#36816;行费

          用低,经济性十分显著;

          l 显著降低水的渗漏率,使水资源得到有效保护和利用。

          l 不锈钢表面光滑,摩阻小,低流速时水阻仅为碳钢管的2/5

          l 清洁卫生,不易被细菌?#27425;郟?#19981;积垢。很容易清洁,清冼费用少;

          l 节能,无瓶颈阻力现象,泵的能耗低,大面积地利用不锈钢管网供水,可以节?#23478;?#21322;的泵

          站电力消耗。同样口径的管材,不锈钢管比其它金属管的水流量大。

          l 不会造成环境污染,绿色环保,有利于可?#20013;?#21457;展;

          l 不锈钢废料也有很大经济价值。

          2.4不锈钢材料介绍

          所有种类的不锈钢都是铬含量在11%以上的铁合金,当不锈钢暴露在空气或水中时,其表面会立即形成一层薄而致密的保护性铬氧化物钝化膜,它?#20849;?#38152;钢具有优异的耐腐蚀性。这层膜如果被划伤可以自行修复,饮水中有足够的氧气来促进这一修复和保护过程。

          不锈钢的主要合金元素除了铬,还有镍。镍?#20849;?#26009;具有良好的延展性和韧性,容易型和焊接。还可以添加钼及锰、氮?#25512;?#20182;元素进一步提高耐局部腐蚀性。通过改变合金成分的含量和比例,可以得到铁素体、?#29575;?#20307;、双相等种种不锈钢,它们有各不相同的耐蚀性和力学性能。对于供水管网,目前使用最多的钢种是304316?#29575;?#20307;不锈钢,化学成分、力学性能及物理性能见表5-7.

          5常用的?#29575;?#20307;不锈钢 名义成分/

          钢种

          C max

          Cr

          Ni

          Mo

          304

          0.08

          18-20

          8-10

           

          304L

          0.03

          18-20

          8-10

           

          316

          0.08

          17-19

          10-12

          2.5

          316L

          0.03

          17-19

          10-12

          2.5

          6 不锈钢管材的力学性能

          钢种

          σ0.2/Mpa min

          σb/Mpa min

          δ/ % min

          304

          230

          540-750

          45

          304L

          220

          520-670

          45

          316

          240

          530-690

          40

          316L

          240

          530-690

          40

          316TI

          240

          540-690

          40

          7 不锈钢管材的物理性能

          比重/gcm-2

          平均热膨胀系数/10-8.-2(0-100)

          热导率/W.m-1(100)

          ?#28909;热?/span>/j.kg-1(0-100)

          电阻率/Ωmm2.m-1

          杨氏模量/KN.mm-2

          磁性

          7.9-8.0

          16

          15

          500

          0.72

          200

           

           

          可见,不锈钢是现代先可靠的功能与结?#20849;?#26009;,寿命周期成本低的长寿材料,健康卫生的绿色材料,可?#20013;?#21457;展的环保材料。发达国家基于人体健康第一和寿命周期成本的考虑,不锈钢水管的应用已日趋普及。最大限度地实现人民群众提高生活质量追求美好生活的的目标。因此,必须大力推广使用不锈钢水管之一绿色管材。

           

          三、国外不锈钢水管的应用已趋普通

          国外的饮用水管道20世纪60年代中期开始在饮用水处理和配送系统中采用不锈钢。半个多世纪来,不锈钢在许多国?#19994;?#21040;了日益广泛而成功的应用,获得了非常明显的社会效益和经济优势。美国、?#20998;?#21644;日本等发达国家水工业已经越来越多地摒弃了镀锌钢管、塑料管和铜管传统管材而转而使用不锈钢水管。所以,不锈钢水管的运用正在成为全球发达国?#19994;?#19968;?#26234;?#21183;。

          日本

          日本东京的自来水供水管道经历了镀锌管  塑料管和复合钢管  不锈钢管的发展过程。

          1955年以前,普通使用的是镀锌管材。1955-1980年间,大量使用的是塑料管和钢塑复合管。尽管镀锌管的水质问题和漏水问题得到部分解决,但是东京供水管网漏水现象仍十分严重,渗漏率在70年代曾达到令?#22235;?#20197;接受的40%-45%,而且“隐患水”的问题也逐步反映出来,塑料管和钢塑复合管不能达到环保的基本要求。

          东京供水局对漏水问题进行了10多年大量的试验研究,据分析,60.2%的漏水是因为水管材料

          强度不足受外力的作用造成的,24.5%的漏水是因为管道接头设计不合理造成的,8.0%的漏水是由于塑料膨胀过高而导致管道线路设计不合理造成的。为此,日本水道协会建议是改进水管材料和连接方式,从19805月开始,从输水辅助干线到水表之间,供水管道全部采用不锈钢管、管接头、弯管和水龙头,结果从根本上解决了漏水问题。不锈钢水管的采用大大降低了水的渗漏率。

          1980年日本?#36139;?#20102;工业标准《JISC3448—一般配管用不锈钢管》,1982年?#36139;?#20102;日本水道协会?#36139;ā?/span>JWWA C115—自来水用不锈钢管道》和《JWWA C116—自来水用不锈钢钢管接头》标准。表明不锈钢用作自来水输水管道和建筑内给水管道步入了标准化轨道。据东京自来水部门的统?#30130;?#38543;着不锈钢化率从1982年的11%上升到2010年的98%以上,漏水数量相应地从70年代末的每年5万多处下降到2000年的2-3处(由?#30001;?#30005;流引起接头处渗漏)

          日本使用不锈钢管材至今已有40年历史。现在不锈钢管材已经被日本人公认为“最佳饮用水容器材料”。

          美国

          美国不锈钢管材的使用,开?#21152;?/span>60年代,盛行于90年代。美国环保署(EPA)对水管材料选择做出硬性规定,管材的选择必须满足高水质、低寿命的要求。美国政府根据1996年净水法?#36139;?#30340;国家标准/国家卫生基金国?#26102;?#20934;ANSI/NSF61-1997a明确规定:“用于饮用水的金属管道,只?#24066;?#20351;用不锈钢和球墨铸铁管”。城市自来水供水管网,凡干管改造,一律选用不锈钢管和球墨铸铁;进入高楼的供水管,首选不锈钢水管。最新的2003版美国国?#26102;?#20934;委?#34987;?#30340;水管和住宅标准再次包括了这方面的内容,说明不锈钢水管的使用已正式得到美国官方批准。其他国家如加拿大卫生部、荷兰卫生鉴定委?#34987;?#21644;世界卫生组织也确认了这一标准。现在越来越多的国家要求饮用水系统的管道和系统部件必须符合上述标准,以此作为健?#24403;?#35777;的基础,符合该标?#23478;?#27714;的第一批材料有304/304L 316/316L不锈钢。

          在美国,不锈钢已在100多家饮用水处理厂和输送系统得到成功应用。纽约的供水系统自20世纪60年代起采用不锈钢。纽约?#24615;?#26377;的饮水配送系统老化陈旧,无法满足需求,当局在对备选材料进行了15年评估的基础上,于1993年在城市输水管道的大口径立柱管?#25512;?#23427;管道大规模地采用了304不锈钢,其目标是使系统寿命长达100年。华盛顿地区供水改造,也规模采用了不锈钢水管。美国底特律耗资3亿新建的大型运动场—幅特体育场内的给水系统的给水管道包括各售货点的直饮水管道,全部采用了304不锈钢。

          美国之所以选择不锈钢,完全是基于经济和健康两个角度的考虑,不锈钢材料符合环保署(EPA)准则,常常用于对水质要求较高和难于更换、要求低维护、长使用寿命的场合。尽管第一次材料成本比镀锌管高约10%-20%,但由于不锈钢优异的耐腐蚀性,安装和加工费用大大降低,管线的日常运营维护费用也大幅降低,而且水系统的使用寿命可长达100年,因此在整个寿命期内的总成本是最低的。

          德国、英国瑞典等欧盟国家,经过十多的水管改造绝大部分供水管道已经更换为不锈钢管道。

          东南亚地区

          东南亚是不锈钢发展最快的地区之一,韩国、新加坡、马来西亚、菲律宾、泰国、中国台湾地区等在冷水、热水和直饮水管上采用不锈钢的比例已大幅上升。

          在马来西亚,水务当局自1997年来与水工业各方合作起草了供水系统使用不锈钢焊管和不锈钢管件的标准规范:20014月,马来西亚水务当局正式颁布标准规定与公共输水主管道相连的水表前后的给水管道只?#24066;?#20351;用?#29575;?#20307;不锈钢焊管。

          在新加坡,水务当局正准备将所管辖的给水管更换成不锈钢水管,目的是为21世纪的新加坡提供可?#20013;?#30340;水资源,显著改善水质,提高系统运行可靠性和大降低运行成本。

          在中国台湾地区,不锈钢的消费名更世界前芧,?#21496;?#19981;锈钢消费已达35公斤。台湾地区由于地震多发,而且供水管网的渗漏率超过20%,效?#38706;?#20140;,将供水管道更换为不锈钢管道。

          当然,不锈钢管材不仅仅在以上列举的国家和地区获得广泛应用。50多年来,不锈钢已被越来越多国?#19994;?#32473;水系统、热水系统、直饮水系统、水处理系统采用。除了国?#26102;曜家?#22806;,许多国家,如英国、德国、日本、马来西亚和新加坡等,根据自己的国情?#36139;?#20102;相应的不锈钢水管和管件的标准。

           

          四、中国成为不锈钢管材运用发展最快的市场

          中国的不锈钢市场是世界上发展最快、潜力最大的市场。国内薄壁不锈钢管是上世纪90年代才问世的新型管材,但其发展势头强劲。它技术可靠、成本降低,很有发展前途,已大量应用于建筑给水和直饮水管道。2017年5月15日,国家住房和城乡建设部发布了行业标准《建筑与小区管道直饮水系统技术规程》(编号为CJJ/T110-2017),并于2017年11月1日开始正式实施,规程规定建筑与小区管道直饮水管选用薄壁不锈钢管或其他符合卫生要求的管道。长沙市住房和城乡建设委?#34987;?#20063;于2017年11月1日同步实施了《长沙市住宅供水技术导则》。2018年5月5日、2018年7月2日,?#26412;?#24191;东江门?#23567;?/span>江苏省海门市南通市、四川省也先后发布了新建住宅推广使用不锈钢管材的通知。

          4.1标准的?#36139;?/span>

          中国的不锈钢水管技术标准虽然越步较晚,但是经过建设部、国家质量监督检验检疫总局、国家标准化协会以及相关企业的共同努力,中国的不锈钢管和管件的标?#23478;?#21450;施工规程已经完善,满足了工程中使用不锈钢管的设计、选择和施工的规范要求。
          到目前为止,已经建立的不锈钢水管相关标准规范有:

          《建筑给水排水设计规范》CB50015-2003“热水及饮用水供应部分”,管材已首推薄壁不锈钢管作为饮用水管材。

          不锈钢环压式管件GB/T33926-2017

          环压连接管道工程技术规程CECS 3052011

          不锈钢卡压式管件GB/T19228.1-2011

          薄壁不锈钢管道技术规范GB/T 29038-2012

          《建筑给水金属管道安装—薄壁不锈钢管》10S407

          《薄壁不锈钢水管》CJ/T151-2016

          《薄壁不锈钢卡压式和沟槽式管件》CJ/T 152-2016

          《流体输送用不锈钢焊接钢管》GB/T12771-2008

          《建筑给水不锈钢管材管道工程技术规程》CECS 153

          《建筑给水金属管道安装?#25216;?/span>----不锈钢管材》10S407-2

          以上标准和规程的建立和完善,标志着中国不锈钢管材使用的相关标准规范已经基本完成,大规模使用不锈钢管材的时机已经成熟。

          4.2不锈钢水管在中国成功的使用

          随着不锈钢管道市场的不断发展。越来越多的房产开发商把不锈钢水管作为提高楼盘素质和促销的重要卖点。如绿城集团、恒大房产、碧桂园、绿地集团、万科等,2000年至今,中国许多城市中的重要工程项目、宾馆?#27807;?/span>医院、新建和改建的住宅和公共建筑都配置了或正在配置不锈钢管道和管件(见附录-1

          输送优质饮用水,管材管件选择至关重要。不锈钢无疑是首材料,因为它非常安全卫生,确保水?#34432;?#20928;,同时强度高、耐蚀性好、坚固耐用、寿命长、免维护、美观,能充?#33268;?#36275;人们对健康和高品质生活的要求。

          ?#23548;?#35777;明,使用不锈钢水管,用户反映非常好,感到卫生可靠,健康有保证,而开发商也增加了一个有吸引力的卖点。虽然不锈钢管材的使用在中国仅仅经历了十多年时光,但它已经成为房屋建筑管材使用的新趋势。不锈钢给水管的广泛运用,对提高城市建筑的档次和满足人民群众对美好生活向往追求重要意义。

           

          五、不锈钢与其它管材(铜管、塑料管、复合管和镀锌管)的比较

          如果把人类居住的空间比做人的身体,则居住空间铺设的各种管道就好比血管和神经。输送优质饮用水,管材管件的选择至关重要。如今建筑用水管大多是隐蔽工程和管道井工程,如果管材选用不当,据测算,将会给投?#25910;?#36896;成水管材料本身价值10-20倍的经济损失。另外管材选材选用也是水工业发展进步的一个晴雨表。

          面对五花八门、琳琅满目的管材,用户应如何选择呢?一般给水管材5个选用原则:安全可靠性、经济性、卫生性、节能、可?#20013;?#21457;展。只有能够很好地满足这些原则的管材才是真正的好管材。以下从六个方面对5大类常用的给水管道材料不锈钢、铜管、镀锌管、复合管(包括钢塑、?#20102;堋?#38108;塑等)及塑料管(包括PEPPRPVC等)进行比较。

          5.1强度比较

          1 不同管材强度的比较

          管材

          不锈钢

          碳铜

          塑料管

          抗拉强度/Mpa

          530-750

          300

          200

          50

           

          从表1可见,304不锈钢管的抗拉强度是钢管的2倍,是铜管的3-4倍,塑料管的8-10倍。材料的强?#26579;?#23450;了水管是否坚固耐撞,安全可靠。安全可靠是建筑给水中最重要的要求,在受到外力?#19981;?#30340;情况下,不锈钢水管漏水的可能性极小,而铜管和塑料管漏水率就比较高,管道易被施工或二次装修损坏。国内几大主要城市?#29992;?#23545;塑料水管?#31471;?#30340;主要原因是漏水,漏水的一个主要原因是塑料水管经不住外力?#19981;鰲?/span>

          高楼供水系统工作压力一般>0.6MPa,对管材承压要求较高。塑料管用于给水系统工作压力均小于此值,无法胜?#21361;?#22797;合管两种材料膨胀系数差别大,如粘合不牢或温?#32570;?#21270;大时易产生离层;而薄壁不锈钢由于优良的机械性能,能够承受很高的供水压力,可达10Mpa以上,特别适合高楼供水。

          5.2热膨胀性能和保温性能比较

          2 不同管材热膨胀性能和保温性能比较

          管材

          不锈钢管

          铜管

          碳钢管

          复合管

          塑料管

          热膨胀系数/10-6.-2(0-100)

          16

          17.6

          11.6

          26

          80-180

          导热率/W.m-2100℃)

          15

          340

          60

          由内壁材料决定

          0.05

          由表2可见,不锈钢管热膨胀系数与铜管差不多,是钢管的1.5倍,复合管是不锈钢管的1.5倍,相比之下不锈钢管具有热胀冷缩缓慢的特点。塑料管膨胀系数过大是其致命弱点,不适合作热水管。在环境温?#32570;?#21270;的条件下,塑料管易发生渗漏等安全隐患,尤其在隐蔽工程中危害更大。复合管存在两种材料膨胀系数不一致的问题,两种材料连接处易发生开裂,造成水管爆?#36873;?/span>

          不锈钢管的热传导率是铜管的1/25,是钢管的1/4,特别适合热水输送,比铜管的保温性能好得多。

          5.3耐腐蚀性能比较

          不锈钢管材最突出的优势之一是其优异的耐腐蚀性能,在五种管材中是最佳的。因为不锈钢可以氧发生钝化作用,在表面形成一层坚韧致密的富铬氧化物保护膜(Cr2O3),有效阻止氧化反应的进一步发生。而其作金属管材,如镀锌水管、铜管钝化能力很小,这就是镀锌管和铜管耐腐蚀性能?#23545;?#19981;及不锈钢管材的关键原因。

          不锈钢不会像碳钢那样发生均匀腐蚀,所以设计时不需要留腐蚀余量,使用时无需保护涂层;采用不锈钢水管,对水的化学成?#32622;?#26377;限制,因为不锈钢在各种氧含量、温度、PH和硬度的水中均有很好的耐蚀性;不锈钢水管能够经受很高的流速,即使流速大于40/秒,仍然保持极低的腐蚀速率,不超过0.003毫米/年,特别适合高楼供水。

          不锈钢一般不发生局部腐蚀,304不锈钢可以耐受的氯化物含量高达200ppm316不锈钢能够耐受的氯化物含量可达1000ppm,这一结论基于暴露实验数据并已得到使用经验的证实。

          而使用铜管和镀锌钢管时,水流速不应超过2/秒,否则腐蚀速?#24335;?#26126;显增加。当流速达到2/秒时,铜管腐蚀程度为不锈钢的3倍左右,而当流速大于6/秒时,其腐蚀程度将是不锈钢的20倍之多(见图1.

          日本东京对大型建筑物内输送各类水质(包括热水)的不锈钢管道和各种接头进行了10多年的现场试验?#22836;?#26512;,结果显示不锈钢管道和接头使?#20204;?#20917;非常好,没有任何腐蚀。?#20998;?#21644;美国的饮用水系统目前采用不锈钢的越来越多,原因就是水对现有管道系统有侵蚀。腐蚀是很多管材问题的关键,腐?#27425;?#39064;导致漏水、污染水质、危害健康、资源浪?#36873;?#22240;此采用不锈钢管材,提高耐腐蚀性能意味着降低管材投资成本,意味着社会资源极大的节约,见图。

           

           

          5.4卫生性能和环保性能的比较

          3 不同管材的卫生性能和环保性能的比较

          管材

          ?#28304;?#20307;健康的影响

          再生(注2

          蓝、绿水现象

          铜过量问题

          环境荷尔蒙

          问题

          异味

          滥用回用垃圾塑料或?#23548;?#26009;

           

          不锈钢管

          100%

          铜管

          腐蚀性异味

          100%

          复合管(1)

          依材料而定

          20%

          塑料管

          温度性异味

          电凝聚异味

          0%

          注:1.指内壁衬塑的复合管,如同塑料管一样与水直接接触的界面是塑料。

          2.世界卫生组织十?#26234;康?#26448;料的再生性能,并作为环保的一项重要指标来衡量。

          不锈钢水管卫生性能优越(见表3):杜绝了“红水、蓝绿水和隐患水”问题:无异味、不结垢,无有害物质析出,保持水?#34432;?#20928;,对人体健康无害。国外数十年使用?#23548;?#21644;不同国?#19994;?#23454;验室检测均显示:不锈钢金属元素的析出量比WHO和?#20998;?#39278;用水法令(世界各国的规定均参照这两个标准)规定的标准值的5%还要低。其实不锈钢材料本身安全无毒,清洁性好等特性,早已被不锈钢在涉及人体健康的各领域数十年成功应用的历史所充分证明,成为众所周知的?#29575;怠?#19981;锈钢不仅在食品工业包括饮料、乳品、酿造,制药工业、餐具饮具等行业长期使用并成为这些行业的标?#21152;?#26448;,并成为对洁净度要求极高的半导体工业洁净?#19994;?#26631;?#21152;?#26448;。随着人们对水质要求的不断提高?#22836;?#35268;标准对水中管材污染物?#22836;?#37327;限制的日益严格,输送优质饮水的最佳管材非不锈钢莫属。

          铜管存着铜过量问题、腐蚀造成的蓝绿水问题和所产生的腐蚀性苦涩异味,还有结垢现象。铜离子可以?#27807;?#30333;质凝固,这既是其?#26412;?#20316;用的原理,也是铜离?#30001;?#23475;人体健康的原因。现代医学研究已经表明:饮用铜含?#25239;?#39640;的水(无论是否已达到蓝绿水的程度)对健康有极大的危害。(详见相关链接部分)。

          塑料类水管的安全卫生隐患最多,主要表现在:管材添加剂等化学物质的渗出造成饮用水污染,塑料随温?#32570;?#21270;产生的异味和静电吸附产生的电凝聚异味和采用劣质或垃圾原材料(中国特有),威胁人体健康。所以一般发达国?#19994;?#22609;料类水管大量运用在下水管、花园用水管,很少用于水管和直饮水管。

          5.5使用寿命比较

          4 不同管材使用寿命的比较

          管材

          不锈钢管

          铜管

          碳钢管

          复合管

          塑料管

          使用寿命/

          70-100

          30-50

          15

          15-30

          25-30

          不锈钢管材具有最长的使用寿命(见表4,从国外的不锈钢使用状况分析,不锈钢水管的使用寿命可达100年,至少也有70年,与建筑物的寿命一样长;

          复合管的寿命受主材寿命和热膨胀的影响和限制,而且复合管由于是两种材料复合在一起,发生结合层脱落的可能性很大,也影响寿命;

          塑料管的寿命在国内难以确定,很大程度?#20808;?#20915;于生产工艺和原料质量,质量参差不齐,大企业优质的管材最长可达25-30年,而伪劣管材寿命可能只有?#25913;輟?#22609;料管的老化问题比较突出,阳光、温度、化学物质、机械因素、时间都会引起它的老化,老化的塑料在水压的冲击和水锤作用下易发生爆裂,使寿命大大降低。?#36865;?#28909;熔连接法易使连接处漏水或材料劣化。

          5.6经济性比较和不锈钢寿命周期成本优势

          选用不锈钢水管,初?#32426;?#36164;并不高

          人们通常认为采用不锈水管?#21069;?#36149;的,?#23548;是?#20917;并非如此,薄壁不锈钢管的诞生为不锈钢管进入民用市场创造了条件。

          随着国内外不锈钢材料的发展和薄壁不锈钢管的日益普及,其初期投资成本正经历稳中有降的过程,价格越来越平民化,根据有关城市2018年工程实例调查,规格为DN15-100的五种管材管件初?#25216;?#26684;;不锈钢管材管件的平均价格低于铜管而与复合管衬塑镀锌管)略高1.25PPR管高2-4倍。如青岛高层住宅楼2万平方米,主管为DN65,立管为DN32,支管为DN15304不锈钢冷热水管,材料采?#33322;?#39069;20万元,材料费用平均10/平方米左右

          用户安装五种管材的直接造价:以卫一橱的住宅,50米冷热水管为例,优质复合镀锌管每户约1800元,优质?#20102;?#22797;合管和优质PPR管每户约1000元,优质铜管每户约2500元左右,优质不锈钢每户约2000元。

          可见,薄壁不锈钢管比塑料管和复合管价格虽高些,但高得十分有限,而且,?#26412;?#19978;海等大城市?#24247;?#20135;项?#25239;?#27700;管的费用只占?#32771;?#30340;0.2%-0.5%,因不锈钢水管而增加的费用更显得微不足道。可材料性能却优?#38477;?#22810;,档次大大提高了。按现在人们的生活水准,这个价位是完全可以接受的。而且开发商采用不锈钢供水管,为购房人提供清洁安全的直饮水,也能够成为项目一个很好的卖点。以案例分析,某?#24247;?#20135;商开发高层商品房,输送冷热水、直饮水的主管、立管、支管均采用不锈钢管,平均10/平方米,因增加了买点创立了品牌,销售价格提高到50-100/平方米。每平方?#33258;?#20540;40-90元。

          可以说,不锈钢水管档次高,价格并不高。?#29575;?#19978;,选用不锈钢水管不但初?#32426;?#36164;并不高,最值得关注的是其寿命周期成本非常低,这是不锈钢材料在经济上为其它材料所无法比拟的最大优势。

          对建设项目进行投资时,不但要考虑初始的一次性投资,更要考虑运行过程中的维护和更?#29615;?#29992;,甚至使用终了回收再利用的价?#23548;?#23545;环境的影响。因为经验表明,维护成本和更新成本?#23548;?#19978;是一?#31034;?#22823;的成本,甚至?#23545;?#36229;过初期的投资。因此在寿命周期内,无需要更新、免维护、没有相关损失、可100%回收的产品才是最经济的。现在考虑寿命周期全成本这种眼光长远的投资理念越来越为人们所重视,欧美等国在工程建设中?#23478;?#27714;做寿命周期成本分析。随着中国不断与国?#24335;?#36712;,不断引进项目管理方法和观念,寿命周期成本的概念会越来越深入人心。

          寿命周期成本=初始成本(包括材料、加工和安装)+设备运行成本(包括维护、更换和拆除)

          水管投?#39318;?#20856;型的经济性特征是:水管的初?#32426;蹲收?#24314;筑物总投资的比例极小,不到1%,但因水管材料选用不当造成漏水,增加的维护和更新费用?#26696;?#19994;主、施工?#38477;却?#26469;的损失往往是水管材料本身费用的10倍以上,这是由于管道的隐蔽安装和管道井安然特点所决定的。

          水管材料的投资成本=更换次数×(更新成本+财产损失+材料成本+安装成本+维护成本)+运行成本-回收成本

          该公式列出了水管材料经济性能的衡量指标。其中,寿命是管材经济性能的关键,水管寿命越长,更换次数越少,成本?#38477;停?#26356;新费用和财产损失?#23545;?#22823;于水管材料的投资,?#30452;?#26159;管材开?#32426;?#36164;的10倍和2-8倍;使用期内单次维护成本往往是水管投资的10%-20%以上,也不可忽视,而免维护产品的维护成本为零;运行成本包括动力费用、热能损失、漏水损失费用等。所以长寿命免维护、免更新的水管材料才是最经济的。

          不锈钢水管寿命周期成本最低

          尽管不锈钢水管的初期成本包括材料及工程费在内比塑料管、复合管高约20%,但由于使用过程中成本的节约,不锈钢水管较高的初始费用早已被这诸多优势所抵消,?#20849;?#38152;钢成为寿命周期成本最低、最经济的管材。

          l 不锈钢水管一经使用,在100年的寿命周期内不需要更换,而其它管材无法达到这么长的

          使用寿命,只要在建筑物70年的寿命期内更换一次,其综合成本将至少是不锈钢水管初?#32426;?#36164;的2-4倍;

          l 不锈钢管材内壁光洁,不结垢,运?#24515;?#32791;低;

          l 减少检查次数?#22836;?#29992;;

          l 维护费用低;

          l 不必进行管道维修和更换;

          l 减少停机时间;

          l 不?#21672;?#28431;,节约水资源;节水效益好;

          l 与铜管和镀锌管相比,保温性能好,节约热能,降?#22836;?#29992;。

          l 寿命结束后可100%再生,目前的回收价?#31561;?#28982;高达7000/吨。

          l 安装成本低,如不锈钢管件的安装成本仅仅为镀锌管的1/3,焊接钢管的1/4

          近年随着不锈钢消费的高速增长,以及不锈钢进口关税的继续下调,不锈钢水管的原料和制造

          成本会有所变化,价格还有下浮的空间。

          从经济性比?#31995;?#20986;结论:综合性能最佳的不锈钢水管,无论?#26144;?#22987;成本还是寿命周期成本看,

          经济性均十分显著。毫无疑问,薄壁不锈钢水管是综合性能最佳的,也是寿命周期成本最低的,任何管材无法与之相比。选择不锈钢水管,就等于选择?#36865;?#32654;、选择了放心。

           

          六、不锈钢管环压连接介绍 

          环压技术又称第三代卡压技术)是对老一代卡压连接技术的发展和创新,其连接原理环压管件的?#38156;?#20998;为稳定段和密封?#21361;?#23494;封?#21619;丝?#26159;敞开的,环压后?#19997;?#25165;封闭。环压连接时将?#39184;?#29366;的硅橡?#22909;?#23553;圈套在管子上装入管件的?#38156;冢?#20351;用液压工具和环压模具对管件与管材连接部位施加足够大的径向压力,将管件外径收缩下凹嵌入管材,同时在管件密封段形成一个封闭的密封腔,通过进一步压缩密封腔的容积,使密封材料充分填充整个密封腔从而实?#32622;?#23553;。

          3、环压连?#29992;?#23553;段的收缩量与抗拉拔检测

          环压技术的核心内容就是通过压缩管径?#20849;?#38152;钢管件嵌入管材,两者相互咬合,连接强度成?#23545;?#22823;。收缩量的大小对管道抗拉拔至关重要,收缩量太少则连接强度不足,管线容易失稳、渗漏;收缩量太大,管子会褶皱失稳导致环压失败,大量的实验数据和工程应用经验表明,环压连接最合理的收缩量为2个壁厚左右。?#36865;猓?#20026;保证足够的收缩量,环压工具的油泵压力为50MPa,作用力为:723吨。

          环压连接系统的收缩量及抗拉阻力表

          公称?#26412;叮?span style="font-family: Calibri;">mm

          环压收缩量(mm

          最小抗拉阻力(N

          管内轴向拉力(N

          计算抗拉阻力(N

          ?#23548;始?#27979;的抗拉阻力(N

          15

          1.2

          700

          412

          5817

          5453

          20

          1.5

          1500

          577

          6863

          10018

          25

          1.5

          2800

          1040

          7872

          12235

          32

          1.8

          3800

          1695

          10687

          13539

          40

          1.8

          6000

          2720

          11948

          14571

          50

          1.8

          8000

          4523

          13492

          15771

          65

          2.2

          12000

          6896

          18328

          31285

          80

          2.5

          16500

          10094

          22875

          39396

          100

          2.8

          21000

          18465

          29681

          48021

          4、环压技术相对于卡压连接的创新点

          1)、环压连接的紧固方式与卡压连接相比具有实质性改变和突破。

          卡压连接的紧固方式是通过外力将管件和管材强制挤压为六?#20999;危?#36890;过变形在六角

          形的6个角点产生强大的抱紧力,这6个?#36739;?#30340;抱紧力让管材顶住管件实现连接。环压连接不改变管材的外部形状,而是通过外力沿圆周?#36739;?#24378;制收缩管件的外径迫使管件下凹嵌入管材,环压后管件与管材连接处如同丝口相互咬合,同时强制收缩在管件环压同心圆360°的每一个点上均产生有抱紧力使管件?#28010;?#22320;箍住管材。

          2)、环压连?#29992;?#23553;腔的设?#36843;?#20445;了系统连接防漏性能更加可靠。

          卡压连接是以橡胶O型圈进行密封,其密封接触面有限,呈“线”状结构。从理论上讲,密封的实?#31181;?#38656;要一条完全封闭的线,但这样对管材管件及密封圈的精度要求?#22836;?#24120;高,同时安装过程也要求小心谨慎,稍有差池就会出现渗水。而环压连接针对工程施工相对比较粗放的?#23548;?#19987;门设计有一段密封腔,由管材?#21672;显餐?#29366;密封材料插入管件密封段后在现场施工中环压形成。环压时首先会在密封部位形成一个封闭的密封腔,通过压缩腔体的容积使密封材料充分填充腔内的空间?#22836;?#38553;,然后进一步施压挤出多余的密封材料后锁死密封腔。环压连接为“面”密封,腔体两?#39034;市?#29366;密封,加之密封腔的工作面宽,确保了系统连接防渗漏性能的万无一失。

          3)、环压连接技术的经济成效更明显。

          环压连接的经济成效体现在管件和管材两个方面。首先,环压管件的结构和造型与其它非焊连接方式相比更为简单,其管件头部只有?#38477;览?#21475;台阶面,减少了卡压管件制作0型圈内箍槽的繁杂工序,?#35782;?#23545;生产的精度要求也不高,采用常规工艺和通用设备就能实现批量生产,产品成品率高,制造成本更加经济。其次,环压连接强度对管材壁厚的?#35272;?#31243;度比卡压连接要低,例如同为DN15的不锈钢管,卡压连接对钢管壁厚的要求为0.8 mm ,环压连接方式对壁厚的要求为0.6 mm;而在系统抗拉拔强度方面卡压连接为>3.0Mpa,环压连接为>4.5Mpa,故环压式不锈钢管材比卡压连接的管材更节省材料,更具备推广普及的经济技术条件。

          5)、环压连接的安装更简单可靠。

          环压连接对施工人员的技能素质要求不高,配有专用工具,安装只需将密封圈套在管材上插入管件,然后用环压工具进行压制,压制时工具模块自行找位,到位后自行卸压,操作全过程“傻瓜化”能有效地保证施工的质量。?#36865;猓?#29615;压连接还具有低精度安装、旋转不渗漏、n次压接等特性,对提高工程安装的质量和效率具有积极的作用,深受施工作业人员的欢迎和好评。

          在国家行业规范(CJJ94-2009)第78页4.3.1(4)中阐明:环压式连接是在卡压连接方式基础上的改进?#22836;?#23637;。

           

           
           
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