给水管材的发展初探

《给水管材的发展初探》由会员分享，可在线阅读，更多相关《给水管材的发展初探（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、1给 水 管 材 的 发 展 初 探沈 之 基提提要要本文探讨了上海市在部分建筑内禁止使用镀锌管作给 水管之后，使用什么管材这一问题。文中分析了UPVC管、PE管、 ABS管、PVC衬里钢管、PE粉末树脂衬里钢管、铝塑复合管、薄 壁不锈钢管几种有代表性管材的性能提出了发展新给水管材的 看法。关关键键词词给水 管材 发展 一一、 、前前言言今年上海市建委作出了在上海市自来水系统中逐步淘汰镀 锌管的决定，自10月1日起，上海市新建、改建的多层建筑将不准 再用镀锌管作给水管。早在二十几年前，国外就已经开始禁止在 给水系统中使用镀锌管。例如日本的横滨、大阪水道局，在1970 年就作出了禁止新建建筑中用

2、镀锌管作给水管的决定；新加坡公 共事业局水道部在1980年也作出相似的决定。并在10年内将所管 辖的给水管全部以铜管、不锈钢管替换。上海地区的镀锌给水管 的锈蚀结垢极为严重，从60年代起，上海自来水公司就因里弄给 水镀锌管锈蚀结垢问题而不得不在810a更换新管。当时由于 没有合适的替代管材等原因，不可能有更积极的办法。如今，上海 地区率先在国内作了积极的导向，应为此叫好。镀锌管在给水 业上风光了大约半个世纪曾经是主要应用的给水管管材，很多 地区的给水管几乎90以上使用的是镀锌管。在镀锌管禁止作 给水管之后，将用什么管材呢?这里仅以个人对各种给水管的理 解向同行报告，以抛砖引玉。二二、 、升升级

3、级的的给给水水管管及及其其形形象象特特性性 作为镀锌管之升级管材，大致可以分为三类，见表1。 表1中所列管材在国外已均有国家标准或行业标准，均能作给 水管，但也有各自的形象特性。 一般来说，塑料管耐蚀、不结垢，长期保持良好的卫生性能、 输水性能，但强度较低；耐蚀金属管强度高，但价高且对水的稳定 程度不及塑料管，如长期输送纯净水也会有铜绿、锈水问题出现。 复合管能发挥材料各自的优点而避免它们各自的缺点，应是一种 合适的组合。以衬里钢管为例，其塑料衬里层有相当厚度，基本上 保持了塑料管原有的全部优点；而作为本体的钢管不再接触输送2的水，因此强度高的优点得以发挥而腐蚀结垢得以避免；复合管 的问题是制

4、作工艺较复杂，从而造成高成本，若制作工艺有所发展 突破，管材价格合适，复合管应是最有前景的管材，它将较耐蚀金 属管更稳定而价低，较塑料管强度高而价格相近。 三三、 、对对几几种种代代表表性性管管材材的的认认识识 下面对几种较有代表性的，如使用量大的、有发展前途的管 材谈点个人认识。1UPVC管(不增塑聚氯乙烯管)。这是国外50年代就规模发 展的、也是最早得到开发的塑料给水管材，其价格较镀锌管低。 开发之始目标仅是为节约金属但实践中其耐腐蚀不结垢特性给 人们带来极好的使用效果，所以在许多国家和地区的建筑中得到 应用，成为使用量最大的给水管材。其代表性连接方法为粘接 同用水器具的连接须用专用过渡接

5、头。UPVC管(指直径50mm 及以下的直径较小部分)作为埋地给水管，由于强度、冷脆方面 的问题，很多国家、地区持有保留意见。国内发展建筑中UPVC管 材应用所遇到的最大问题是安装后时有漏水，从而影响发展应用。 本人认为，这主要是设计、施工人员特别是施工人员对UPVC管 了解不够所致。国内要发展建筑中应用UPVC给水管，最需要 解决的是对施工队伍的培养。最近福建等地已有用UPVC作建筑 给水管的工程例子。 UPVC管作在低温时较脆，在温度较高时，如80时就呈软 状，因此在冬季冰冻地区应用或作热水管应用时是不合适的。为 此国外发展了高冲击型PVC管及高温型PVC管，可用于要求管 材有较高机械性能

6、的场合，或作热水管用。但用量规模无法同 UPVC给水管相比。UPVC管是一种很成熟的技术，在很多国家 是应用最为广泛的给水管，是迄今用量最大的给水管材。2PE管(聚乙烯管，包括高密度PE管及低密度PE管)。60年 代国外规模发展的、聚烯烃系中得到应用最多给水管材。耐蚀、有 韧性特别适用于寒冷冰冻地区室外埋地使用。其连接方法为熔 接、机械式胶圈压紧接头，一般埋地使用较多。对于在建筑物内使 用，由于材料较软冷热胀缩量大、可燃性等等，其发展不及 UPVC。 近年，开发商又发展了许多新品种。PEX交联聚乙烯管，“交 联”使材料分子结构由链状转为网状，强度、耐热性等方面大有提 高，可用作热水管。PB(聚

7、丁烯管)，具有很好的韧性可作小尺寸 的热水管。PP(聚丙烯管)，许多特性同聚乙烯相近，它使用温度较3聚乙烯管高，但低温时脆性突出，宜用于热水而不宜用于给水管。 因此，近年有开发商用加入橡胶弹性体的方法对其改性，使其能 作为给水管而进入市场竞争，PPR即是一种。目前这些新品种 用作给水管的量还不大。UPVC管、PE管，是较成熟的技术，许多国家30年前就已有 国家标准。3ABS管(丙烯氰、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物)。三种组 分的共同作用使ABS成为一种综合性能良好的树脂，丙烯氰提 供了良好的耐蚀性、表面硬度；丁二烯作为一种橡胶体提供了韧 性；苯乙烯提供了优良的加工性能。这种管材给使用者的感觉几

8、乎同UPVC是同种管，但它的综合性能较UPVC高，韧性高、能 承受冲击，且可作热水管。其代表连接方法也为粘接。5060年 代时，ABS树脂的价格较PVC高得多，且当时发展塑料管给永 的主要目的是节约，所以当时ABS难以同PVC竞争结果一些 先进工业国几乎都发展了PVC管。不少人认为，从种种统计资料看，PVC塑料给水管用量最大， 由此认为PVC管一定是其中技术经济指标最优者发展塑料给 水管时应首先考虑，这也是我国开发商在给水管开发中偏重于 PVC的原因。本人认为，这是一种不全面的看法，PVC在给水管 中所以占有较大的份额的主要原因是开发早且当时它的价格相 对较低。目前围树脂技术、价格的变化已经有

9、了新的平衡点。在 开发塑料管时除了关心PVC外，也应注意ABS。可以预见在 PVC给水管未充分发展的地区和国家，ARS将会有机会同PVC 竞争发展。 4PVC衬里钢管。这是国外70年代发展的新型给水管材， 因PVC等塑料管存在强度较低、耐压不够充分等弱点，在负荷较 苛刻的场合应用就显得勉强。此时就要求用金属管。PVC衬里 钢管就是基于这一点而得到发展的。在传统的输水钢管内插 入一根薄壁的PVC管，使两者紧密结合，就成为PVC衬里钢管。 它兼有塑料管和钢管的优点而避免了它们的缺点。其连接方法 也为管螺纹，同原有的镀锌管系统完全相容。应用极为方便。因此 在日本、美国、欧洲均有很大发展，因其价格较传

10、统的铜管、不锈 钢管低很多，特别在高屡建筑中得到肯定。5PE粉末树脂衬里钢管。这是国外70年代末、80年代初开 发的新管材。其开发目标是同PVC衬里钢管有同样的性能但经 济性要更好。它是在输水钢管内壁融熔一层PE粉末树脂而成4的。国内80年代末上海等地开始攻关研究试用。上海自来水公 司在改善里弄供水中曾用了几万米，但未能成为商品进入市场。 近年来上海、江浙一带已有开发商将此种管材以低于铝塑复合 管的价格投入市场是很有竞争力的。按衬里钢管的特性可认 为它是塑料管化的钢管，也就是说衬里钢管是具有塑料管优点 的钢管。6铝塑复合管。这是国外80年代发展的新管材，在PE管中 夹入一层薄铝层其强度较原来大

11、有提高，但仍柔软可弯曲。可 弯成盘状携带，家庭用户因其采购方便对其青睐。其连接方法为 机械式胶圈接头，同给水器具连接也需专用接头。因PE材料不 同,可分别作冷热水管用。由于薄铝管很薄，且铝的强度也不如 钢材强，所以这种管原则上可以看成是一种增强了的PE管。7薄壁不锈钢管。采用传统管螺纹连接的不锈钢管的价格 是很高的，难以在给水系统中展开。国外先进工业国在80年代 末90年代初开始用薄壁不锈钢管作给水管。其壁厚仅 O.81.2mm。因此价格大幅下降，成为有竞争力的给水管材。 薄壁不锈钢管作给水管关键是开发与之相应的管件。目前 国外开发商已发展了多种形式的薄壁不锈钢管用连接管件。上 海现今薄壁不锈

12、钢管已在装饰领域大量使用，但未能进入给水 领域。上海若有开发商率先投入管件开发，将可在未来的给水管 市场中一博。 四、四、发发展新展新给给水管材之我水管材之我见见 近年来有不少同行问我替代镀锌给水管究竟哪一种管材最 合适?我说：不能肯定地说哪一种最合适，可以有多种合适的选择。 对此，同行颇不满意。我认为，若不能具体地针对某一工程考虑，是 不能确定哪一种给水管最合适的；即使对一个具体的工程来说，也 往往由两种或多种管材组合，也许更合适。首先，管材的技术经济特性不是仅由管材自身特性决定的。一 种管材能在某地区、国家得到充分发展，除了管材自身特性之外，更 主要地取决于该地区的地理环境、工况条件、资源

13、特点、居民习惯及 生活质量水平、社会经济发展水平等因素。这也就是为什么某种管 材在某地区特别有发展而在另一地区坡冷落的原因。其次，给水管虽结构简单，仅是一圆截面的构件，但其内涵是很 丰富的。其口径有多种，连接方法有多种，每种口径、连接方法都可 以使管材显示一种倾向，从而影响其竞争力。工作压力为1MPa的 15mm给水管、塑料管一般壁厚2mm、镀锌管2.75mm、1OOmm给5水管，塑料管是8.1mm，而镀锌管仅4mm。管材的价格同材料用最 是有几乎正比的关系，显然，即使对同一工程来说，不同口径时选用 合适管材的结果可能是不一样的。 日本同我国是近邻，在民族文化等方面同我国有许多相近之处， 日本

14、在许多方面较西方同我国更接近，因此他们在给水管材方面 的经验更值得我们借鉴。近十年来，日本生产和使用给水管材主要 为塑料管(PVC、PE)及衬里钢管(PVC衬里钢管、PE粉末树脂衬里 钢管)。两者年用量均达十余万t。其他的给水管材，如铜管、铅管虽 有使用但量较少(见表2)。依日本给水管的发展过程及现状，结合我 国特别是上海地区现状，本人提出以下看法：1要大力发展塑料给水管，除了对UPVC重视之外，还应对PE 管、ABS管给予关心。因为UPVC是50年代发展的技术，由于塑料 业近20年的快速发展出现了新的平衡点。2衬里钢管是很有前途的，在很多场合下是塑料管所难以替 代的，PE衬里钢管是在PVC衬

15、里钢管之后发展的经济性更好的管 材，我们对其更加注意是合适的。 3开发方便的、经济的、能用于薄壁不锈钢管的管件系统是 值得探索的一个方向。给给水水管管之之升升级级管管材材 表表1 1UPVC不增塑氯己烯管HPVC高冲击型聚氯己烯管氯乙烃系HTPVC 高温型聚氯乙烯管HDPE 高密度聚乙烯管LDPE 低密度聚己烯管PEX 交联聚己烯管聚烯烃系PP 聚丙烯管塑料管塑料管ABS系ABS 丙烯氰、丁二烯、苯乙烯共聚树脂管铜管螺纹连接锕管(壁较厚，同镀锌管相近)（薄壁）给水铜管（壁薄，用专用管件及专用方法连接）耐耐蚀蚀金属管金属管不锈钢管管螺纹连接不锈钢管（壁较厚，同镀锌管相近）（薄壁）给水不锈钢管（壁薄，用专用管件及专用方法连接）6铝塑复合管铝-聚乙烯复合管PVC 衬里钢管复合管复合管 衬里钢管 PF 衬里钢管日日本本近近1 10 0年年来来给给水水管管产产量量 表表2 2镀锌钢镀锌钢管（万管（万t） ）PVC衬钢衬钢（万（万t） ）PE衬衬里（万里（万t） ）PVC（万（万t） ）PE（万（万t） ）2381022591011.5