21世紀(jì)建筑給水管節(jié)能環(huán)保型薄壁不銹鋼管材及管件

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0 引言?
建筑業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)之一，應(yīng)用新型建筑給水管材又是當(dāng)今建筑領(lǐng)域的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。借鑒國(guó)外成熟的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，研制開(kāi)發(fā)綜合性能優(yōu)越的管材和管件，對(duì)提高我國(guó)現(xiàn)代建筑的檔次、改善供水水質(zhì)、保障人民身體健康和節(jié)約水資源具有重要的意義。?
薄壁不銹鋼管材和管件(簡(jiǎn)稱(chēng)不銹管)，經(jīng)久耐用，外表精美，屬節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品，已被國(guó)內(nèi)外工程界所公認(rèn)。不銹管有壓縮式管件等多種成熟的連接方式，安裝簡(jiǎn)便，安全可靠，在減少壁厚降低成本方面，更具有開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用的意義。?
1 國(guó)外不銹管應(yīng)用已趨普及［1］?
1.1 相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)?
國(guó)外應(yīng)用薄壁的不銹管起始于上世紀(jì)60年代，目前，發(fā)達(dá)國(guó)家在建筑給水、水處理系統(tǒng)的應(yīng)用日趨普遍。英國(guó)、德國(guó)、美國(guó)和日本都有不銹鋼管的標(biāo)準(zhǔn)，也有ISO和DINEN的標(biāo)準(zhǔn)。美國(guó)根據(jù)凈水法制定的AN-SI/NSF61-1997a國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)/國(guó)家衛(wèi)生基金國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定用于處理飲用水的金屬材料僅不不銹鋼和球墨鑄鐵。其它如加拿大衛(wèi)生部、RvA(荷蘭鑒定委員會(huì))和世界衛(wèi)生組織也確認(rèn)了這一標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)飲用水系統(tǒng)的管道和系統(tǒng)部件也以上述標(biāo)準(zhǔn)作為健康保證的基礎(chǔ)，通過(guò)符合該標(biāo)準(zhǔn)要求的第一批材料有不銹鋼AISI304、304L、316和316L。?
1.2 日本應(yīng)用情況?
日本早在上世紀(jì)70年代初，由于管網(wǎng)中飲用水水質(zhì)的不斷惡化，開(kāi)始在樓宇內(nèi)安裝使用了不銹鋼管道，隨后推廣到埋地供水管道。1980年后的二十年間，東京地區(qū)歷年更新給水管，目前已有80%以上住戶(hù)將原進(jìn)水管(住戶(hù)與主管道之間的連接管)換成了不銹鋼管，從而使管網(wǎng)漏損率下降了7.7%，節(jié)約了水資源。另外在水處理廠、水管橋和橋梁的添架管方面都應(yīng)用也十分廣泛。?
1.3 歐美各國(guó)應(yīng)用情況?
歐美各國(guó)已廣泛應(yīng)用不銹鋼管，美國(guó)底特律某體育場(chǎng)內(nèi)給水系統(tǒng)，甚至包括各售貨點(diǎn)的直飲水管路，全部采用了304不銹鋼管。瑞典KarlsKoga市，經(jīng)過(guò)十多年試驗(yàn)，埋地給水主管道正被316不銹鋼管所替代。現(xiàn)不銹鋼管已成為美國(guó)新建的1600多座城市廢水處理廠(WWTP)的標(biāo)準(zhǔn)用材。?
2 國(guó)內(nèi)不銹管發(fā)展概況?
2.1 問(wèn)題的提出?
在建筑給水管系中，由于鍍鋼管已經(jīng)結(jié)束了百年輝煌的歷史，以鋁塑管為代表的復(fù)合管和PE、PP-R等塑料管發(fā)展迅猛，但各種管材“還不同程度地存在著一些不足，遠(yuǎn)不能完全適應(yīng)供水管系的需要和國(guó)家對(duì)飲用水有關(guān)水品質(zhì)的要求”［2］。因此，有關(guān)專(zhuān)家預(yù)言：建筑給水管材最終將恢復(fù)到金屬管的時(shí)代。根據(jù)國(guó)外的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，在金屬管中認(rèn)定薄壁不銹鋼為綜合性能最好的管材之一。?
2.2 發(fā)展應(yīng)用概況?
薄壁不銹管，國(guó)內(nèi)于上世紀(jì)九十年代末才聞出，是當(dāng)今管材領(lǐng)域中嶄露頭角的新生族，已大量應(yīng)用于建筑給水和直飲水的管路。建設(shè)部非常重視這一新型管材，《薄壁不銹鋼水管》的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已于去年出臺(tái)，管道工程技術(shù)規(guī)程正在擬定；以建筑冷(熱)水用的不銹鋼管管道安裝國(guó)家建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)圖集，建設(shè)部也于去年發(fā)文，正由同濟(jì)大學(xué)負(fù)責(zé)主編。目前，浙江、廣東、江蘇、四川等地都有了專(zhuān)業(yè)廠家生產(chǎn)薄壁不銹管，產(chǎn)品已趨成熟期，因而，推廣應(yīng)用的時(shí)機(jī)也已成熟。?
2.3 不銹管連接方式?
2.3.1 常見(jiàn)的管件類(lèi)型有壓縮式、壓緊式、推進(jìn)式、焊接式及焊接與傳統(tǒng)連接相結(jié)合的派出系列的連接方式，其原理、適用范圍等詳見(jiàn)表1。?
2.3.2 凡連接方式采用密封圈或密封墊的，其材質(zhì)大多選擇硅橡膠、丁腈橡膠和三元乙丙橡膠等，且應(yīng)符合對(duì)熱水輸送管橡膠密封圈材料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。?
2.4 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)看好?
2.4.1 建筑給水管道需求大?
根據(jù)《建筑事業(yè)“九五”計(jì)劃和2010年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》測(cè)算，2001-2010年間，每年管材需求量為50-60萬(wàn)km，其中住宅建筑室內(nèi)冷熱水管需求量為40萬(wàn)km［3］。隨著不銹鋼管等新型給水管的開(kāi)發(fā)，對(duì)提高城市現(xiàn)代建筑的檔次，意義重大。?
2.4.2 管道直飲水發(fā)展迅速?
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，管道直飲水在國(guó)內(nèi)深圳、上海等城市發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中等城市也積極規(guī)劃直趕而上。在直飲水管道中，不銹管系無(wú)疑是首屈一指的。因?yàn)殚_(kāi)始富裕的中國(guó)人民，“健康第一”是人們共同關(guān)注的話(huà)題，目前國(guó)內(nèi)上檔次的賓館，都已配置或正在配置管道直飲水。深圳等城市的主要活動(dòng)中心有免費(fèi)飲水系統(tǒng)，“街頭渴了不要緊，只需彎腰就能飲”的公益項(xiàng)目也已在寧波等城市實(shí)施，這些管路都采用不銹鋼管作為健康的保證。?
2.4.3 國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口前途廣?
深圳市自來(lái)水集團(tuán)公司曾在梅林一村25棟高層住宅和濱海社區(qū)10棟住宅樓的管道直飲水項(xiàng)目中，使用了日本的卡壓式薄壁不銹鋼管材及管件，該公司現(xiàn)又在深圳萬(wàn)科集團(tuán)金色家園二期4棟36層、彩田新村14棟26-28層公寓的管道直飲水項(xiàng)目中，安裝了國(guó)產(chǎn)的壓縮式薄壁不銹鋼管材及管件，開(kāi)創(chuàng)了以國(guó)產(chǎn)替代進(jìn)口的先例。?
3 不銹管的性能與特點(diǎn)?
3.1 力學(xué)性能，見(jiàn)表2?
3.3 耐蝕性能?
3.3.1 不銹鋼在飲用水中具有非常好的耐蝕性，原因在于①其表面有一層致密的鉻氧化保護(hù)薄膜，且一旦劃紋時(shí)，在有空氣存在的情況下能立即形成新的氧化保護(hù)膜；②能承受30m/s的高流速的沖擊，因此能抵御流經(jīng)管口、彎管、閥門(mén)和泵后渦流造成的腐蝕；③在設(shè)計(jì)采用不銹鋼時(shí)，不必考慮腐蝕余量。?
3.3.2 管道漏損的原因，其最大的“殺手”就是C1。而304不銹鋼能耐200ppm氯化物、316不銹鋼能抵御1000ppm氯化物的天然水，這對(duì)大型的建筑尤為重要。?
3.3.3 從電勢(shì)序列看，不銹鋼比碳鋼和鑄鐵更不易起化學(xué)作用，在實(shí)際應(yīng)用中，可與銅基合金接頭(或銅制熱水泵)組裝，實(shí)用性強(qiáng)，效果好。?
3.4 節(jié)能性?
3.4.1 管壁為鍍鋅管1/3，重量輕能降低運(yùn)輸和安裝成本，DN25及以上管材都屬高徑壁比范疇；?
3.4.2 內(nèi)壁光潔、摩阻小，在同一工況下，比其它金屬管流量大；?
3.4.3 導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫性能好。?
3.5 環(huán)保性?
3.5.1 無(wú)毒、無(wú)積垢，能杜絕管路的二次污染；?
3.5.2 耐各種酸堿鹽溶液，耐高速水流沖擊；?
3.5.3 與其它管材相比，浸析到水中的重金屬(Ni、Cr、Mo)量最少，浸析到純凈水中的金屬(Na、Fe、Ca)量最少；?
3.5.4 產(chǎn)品能100%回收，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策。?
3.6 創(chuàng)新性?
3.6.1 管件應(yīng)用冷擠壓成型工藝，能有效地克服傳統(tǒng)澆鑄成型的易使管件產(chǎn)生氣泡、縮松和應(yīng)力集中等缺陷；?
3.6.2 各種管件的連接方式，管壁薄，節(jié)材；多數(shù)還可拆卸，維修便捷。?
3.7 經(jīng)濟(jì)性?
詳見(jiàn)以下4經(jīng)濟(jì)分析。?
4 經(jīng)濟(jì)性分析?
4.1 使用壽命長(zhǎng)［1］?
不銹管是使用壽命最長(zhǎng)的管種之一，能永保管道潔凈的水質(zhì)。意大利米蘭Canegrate水處理廠，對(duì)其采用碳鋼和不銹鋼的壽命成本逐項(xiàng)剖析，由

此得出結(jié)論：在30年壽命周期中，其維修和更新費(fèi)用是企業(yè)成本的主要因素：采用不銹鋼比采用碳鋼更加經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)換點(diǎn)是使用到10年。?
4.2 控制漏損率［1］?
由1.2，日本出于飲用水的二次污染而應(yīng)用了不銹鋼管，卻從實(shí)踐中得出了不銹管能有效控制城市管網(wǎng)漏損率的結(jié)論。如日本東京管網(wǎng)應(yīng)用不銹鋼管比率從1983年的11%提高到2000年的80%以上，城市管網(wǎng)漏損率卻從14.7%降至7%，使自來(lái)水產(chǎn)業(yè)的效益大為提高，同時(shí)節(jié)約了水資源，見(jiàn)表

4。?
4.3 實(shí)例比較?
寧波市一戶(hù)一表管道工程，以6層多層住宅為例，每單元12戶(hù)，需DN50管材22m，DN20管材44m，彎頭49只，異徑直角四通5只，其它三通、活接頭、轉(zhuǎn)換接頭等54只。選用各種管材造價(jià)對(duì)見(jiàn)表5。?
4.4 不銹管價(jià)格尚有下浮的空間，一是取決于生產(chǎn)工藝成熟度的提高和生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大；二是以國(guó)產(chǎn)料替代進(jìn)口料；三是由于進(jìn)口料關(guān)稅下調(diào)已定局，見(jiàn)表6。?
5 結(jié)語(yǔ)?
5.1 綜合所述，薄壁不銹管材和管件，發(fā)達(dá)國(guó)家出于人體健康第一和壽命周期成本的初衷，應(yīng)用已趨普及。在國(guó)內(nèi)，市場(chǎng)前景看好，推廣應(yīng)用的時(shí)機(jī)也已成熟。?
5.2 不銹管按照不同管徑的范圍，有各種管件和連接方式相匹配。不銹管力學(xué)物理性能、耐腐蝕性能好，具有節(jié)能性、環(huán)保性、創(chuàng)新性和經(jīng)濟(jì)性，是21世紀(jì)應(yīng)用于給水系統(tǒng)綜合性能最好的、新型、節(jié)能和環(huán)保型的管種之一。?
5.3 建議生產(chǎn)廠家應(yīng)繼續(xù)不斷開(kāi)發(fā)適銷(xiāo)對(duì)路的多種類(lèi)型的管件和連接方式，以適應(yīng)國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)的需求。產(chǎn)品應(yīng)用范疇也應(yīng)從目前的建筑給水、直供水管道擴(kuò)大至暖氣、燃?xì)夤芫W(wǎng)及食品、醫(yī)藥、化工和電子等行業(yè)。?
5.4 建議國(guó)家有關(guān)部門(mén)應(yīng)繼續(xù)關(guān)注這一新型管材的發(fā)展，旨在適應(yīng)提升產(chǎn)品檔次、滿(mǎn)足人民群眾提高生活質(zhì)量的需要，且能替代進(jìn)口管材和出口創(chuàng)匯，具有明顯的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。?
參考文獻(xiàn)：?
［1］NiDI資料 不銹鋼在水工業(yè)中的應(yīng)用(一)、(二)?
［2］關(guān)于推廣應(yīng)用“高徑壁比高精度不銹鋼中、高壓供水管及配套管件與專(zhuān)用技術(shù)”的通知 國(guó)科市字［2001］71號(hào)?
［3］建筑給排水管材的回顧和展望 黃汝宏 在中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)給水排水設(shè)備分會(huì)管道委員會(huì)成立大會(huì)上講話(huà) 2001.9?
［4］我國(guó)不銹鋼及其原材料進(jìn)口關(guān)稅減讓情況 《不銹》2002年1期 P37?
作者：丁再勵(lì) 地址：北京車(chē)公莊大街19號(hào)(100044) 單位：中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院 電話(huà)：010-68393573?
作者：黃汝宏 地址：北京太平路22號(hào)(100036) 單位：總后建筑設(shè)計(jì)研究院 電話(huà)：010-66934849 68473529?
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