给水管薄壁不锈钢管材及管件介绍

给水管薄壁不锈钢管材及管件介绍

0 引言

建筑业是国民经济支柱产业之一，应用新型建筑给水管材又是当今建筑领域的热点问题之一。借鉴国外成熟的应用经验，研制开发综合性能优越的管材和管件，对提高我国现代建筑的档次、改善供水水质、保障人民身体健康和节约水资源具有重要的意义。薄壁不锈钢管材和管件(简称不锈管)，经久耐用，外表精美，属节能环保产品，已被国内外工程界所公认。不锈管有压缩式管件等多种成熟的连接方式，安装简便，安全可靠，在减少壁厚降低成本方面，

更具有开发和推广应用的意义。

1 国外不锈管应用已趋普及［1］

1.1 相应的标准

国外应用薄壁的不锈管起始于上世纪60年代，目前，发达国家在建筑给水、水处理系统的应用日趋普遍。英国、德国、美国和日本都有不锈钢管的标准，也有iso和dinen的标准。美国根据净水法制定的an-si/nsf61-1997a国家标准/国家卫生基金国际标准，明确规定用于处理饮用水的金属材料仅不不锈钢和球墨铸铁。其它如加拿大卫生部、rva(荷兰鉴定委员会)和世界卫生组织也确认了这一标准，现饮用水系统的管道和系统部件也以上述标准作为健康保证的基础，通过符合该标准要求的第一批材料有不锈钢aisi304、304l、316和316l。

1.2 日本应用情况

日本早在上世纪70年代初，由于管网中饮用水水质的不断恶化，开始在楼宇内安装使用了不锈钢管道，随后推广到埋地供水管道。1980年后的二十年间，东京地区历年更新给水管，目前已有80%以上住户将原进水管(住户与主管道之间的连接管)换成了不锈钢管，从而使管网漏损率下降了7.7%，节约了水资源。另外在水处理厂、水管桥和桥梁的添架管方面都应用也

十分广泛。

1.3 欧美各国应用情况

欧美各国已广泛应用不锈钢管，美国底特律某体育场内给水系统，甚至包括各售货点的直饮水管路，全部采用了304不锈钢管。瑞典karlskoga市，经过十多年试验，埋地给水主管道正被316不锈钢管所替代。现不锈钢管已成为美国新建的1600多座城市废水处理厂(wwtp)的标

准用材。

2 国内不锈管发展概况

2.1 问题的提出

在建筑给水管系中，由于镀钢管已经结束了百年辉煌的历史，以铝塑管为代表的复合管和pe、pp-r等塑料管发展迅猛，但各种管材“还不同程度地存在着一些不足，远不能完全适应供水管系的需要和国家对饮用水有关水品质的要求”［2］。因此，有关专家预言：建筑给水管材最终将恢复到金属管的时代。根据国外的应用经验，在金属管中认定薄壁不锈钢为综合性能最好

的管材之一。

2.2 发展应用概况

薄壁不锈管，国内于上世纪九十年代末才闻出，是当今管材领域中崭露头角的新生族，已大量应用于建筑给水和直饮水的管路。建设部非常重视这一新型管材，《薄壁不锈钢水管》的行业标准已于去年出台，管道工程技术规程正在拟定；以建筑冷(热)水用的不锈钢管管道安装国家建筑标准设计图集，建设部也于去年发文，正由同济大学负责主编。目前，浙江、广东、江苏、四川等地都有了专业厂家生产薄壁不锈管，产品已趋成熟期，因而，推广应用的时机

也已成熟。

2.3 不锈管连接方式

2.3.1 常见的管件类型有压缩式、压紧式、推进式、焊接式及焊接与传统连接相结合的派出系列的连接方式，其原理、适用范围等详见表1。

2.3.2 凡连接方式采用密封圈或密封垫的，其材质大多选择硅橡胶、丁腈橡胶和三元乙丙橡胶

等，且应符合对热水输送管橡胶密封圈材料的国家标准。

2.4 国内市场看好

2.4.1 建筑给水管道需求大

根据《建筑事业“九五”计划和2010年远景目标纲要》测算，2001-2010年间，每年管材需求

量为50-60万km，其中住宅建筑室内冷热水管需求量为40万km［3］。随着不锈钢管等新型

给水管的开发，对提高城市现代建筑的档次，意义重大。

2.4.2 管道直饮水发展迅速

随着国民经济的发展，管道直饮水在国内深圳、上海等城市发展迅速，经济发达的中等城市

也积极规划直赶而上。在直饮水管道中，不锈管系无疑是首屈一指的。因为开始富裕的中国

人民，“健康第一”是人们共同关注的话题，目前国内上档次的宾馆，都已配置或正在配置管

道直饮水。深圳等城市的主要活动中心有免费饮水系统，“街头渴了不要紧，只需弯腰就能饮”

的公益项目也已在宁波等城市实施，这些管路都采用不锈钢管作为健康的保证。

2.4.3 国产替代进口前途广

深圳市自来水集团公司曾在梅林一村25栋高层住宅和滨海社区10栋住宅楼的管道直饮水项

目中，使用了日本的卡压式薄壁不锈钢管材及管件，该公司现又在深圳万科集团金色家园二

期4栋36层、彩田新村14栋26-28层公寓的管道直饮水项目中，安装了国产的压缩式薄壁

不锈钢管材及管件，开创了以国产替代进口的先例。

3 不锈管的性能与特点

3.1 力学性能，见表

3.3 耐蚀性能

3.3.1 不锈钢在饮用水中具有非常好的耐蚀性，原因在于①其表面有一层致密的铬氧化保护薄

膜，且一旦划纹时，在有空气存在的情况下能立即形成新的氧化保护膜；②能承受30m/s的高流速的冲击，因此能抵御流经管口、弯管、阀门和泵后涡流造成的腐蚀；③在设计采用不

锈钢时，不必考虑腐蚀余量。

3.3.2 管道漏损的原因，其最大的“杀手”就是c1。而304不锈钢能耐200ppm氯化物、316不

锈钢能抵御1000ppm氯化物的天然水，这对大型的建筑尤为重要。

3.3.3 从电势序列看，不锈钢比碳钢和铸铁更不易起化学作用，在实际应用中，可与铜基合金接头(或铜制热水泵)组装，实用性强，效果好。

3.4 节能性

3.4.1 管壁为镀锌管1/3，重量轻能降低运输和安装成本，dn25及以上管材都属高径壁比范畴；

3.4.2 内壁光洁、摩阻小，在同一工况下，比其它金属管流量大；

3.4.3 导热系数小，保温性能好。

3.5 环保性

3.5.1 无毒、无积垢，能杜绝管路的二次污染；

3.5.2 耐各种酸碱盐溶液，耐高速水流冲击；

3.5.3 与其它管材相比，浸析到水中的重金属(ni、cr、mo)量最少，浸析到纯净水中的金属(na、fe、ca)量最少；

3.5.4 产品能100%回收，符合国家产业政策。

3.6 创新性

3.6.1 管件应用冷挤压成型工艺，能有效地克服传统浇铸成型的易使管件产生气泡、缩松和应

力集中等缺陷；

3.6.2 各种管件的连接方式，管壁薄，节材；多数还可拆卸，维修便捷。

3.7 经济性

详见以下4经济分析。

4 经济性分析

4.1 使用寿命长［1］

不锈管是使用寿命最长的管种之一，能永保管道洁净的水质。意大利米兰canegrate水处理厂，对其采用碳钢和不锈钢的寿命成本逐项剖析，由此得出结论：在30年寿命周期中，其维修和更新费用是企业成本的主要因素：采用不锈钢比采用碳钢更加经济的转换点是使用到10年。

4.2 控制漏损率［1］

由1.2，日本出于饮用水的二次污染而应用了不锈钢管，却从实践中得出了不锈管能有效控制城市管网漏损率的结论。如日本东京管网应用不锈钢管比率从1983年的11%提高到2000年的80%以上，城市管网漏损率却从14.7%降至7%，使自来水产业的效益大为提高，同时节约了水资源，见表4。

4.3 实例比较

宁波市一户一表管道工程，以6层多层住宅为例，每单元12户，需dn50管材22m，dn20管材44m，弯头49只，异径直角四通5只，其它三通、活接头、转换接头等54只。选用各种管材造价对见表5。

4.4 不锈管价格尚有下浮的空间，一是取决于生产工艺成熟度的提高和生产规模的扩大；二是以国产料替代进口料；三是由于进口料关税下调已定局，见表6。

5 结语

5.1 综合所述，薄壁不锈管材和管件，发达国家出于人体健康第一和寿命周期成本的初衷，

应用已趋普及。在国内，市场前景看好，推广应用的时机也已成熟。