建筑薄壁不锈钢管采用问题

建筑薄壁不锈钢管采用问题

1管径的问题

在目前薄壁不锈钢管的使用当中出现了许多新品牌的管材,有许多管

材的管径越来越小,如在GB/T19228·2中规定的DN15的管子外径为

18mm或15·88mm,但在市场上出现了外径为14mm甚至更小的管径作为DN15的管子来用,虽然不锈钢材料有阻力小的优点,但外径为14mm的管子比15·88mm的流量要少约20%,比18mm的要少约36%,虽然在造价成本上有所降低,但实际管材的强度和刚度以及安全性、设计时的合理性(流量减少并水头损失一定增大)就要大大降低了,在广东某一别墅楼盘采用小管径的管材,由于敷设距离较长,造成水头损失过大,压力太低不能启动热水器的现象。

2焊接的问题

现在薄壁不锈钢管产品的焊接连接方法主要是采用承插氩弧焊式连接,虽然有焊接成为一体的优点,但以下几方面是必须面对和需要解决的：

(1)施工水平问题：焊接是一项要求很专业的技术,很多专家包括现场施工人员认为,焊接完毕后,不可拆卸,在实际的许多施工现场由于要进行更改,造成了非常的不便,于是许多施工人员不愿采用。由于氩弧焊

接需要专门的设备,且薄壁不锈钢管材的厚度很薄(如DN15的厚度只有0·6mm,实际要低于此尺寸),要专门的持证的且有一定等级的焊工才能完成,对操作者的水平要求很高,而在实际的施工现场工地人员流动性大,如果用没有焊接操作证的人员焊接,不能合理地调整电流、氩气等,且受到施工现场空间以及人为因素的影响,经常会发生虚焊、漏焊甚至焊穿管材的现象,虽然在试压时不会出现漏水的问题,但会存在很大的

施工隐患,在使用一定时间后,由于热胀冷缩等因素的影响,会造成以后的漏水。

(2)热处理问题：作为薄壁不锈钢管和承插式管件在工厂加工时可以

对焊接的地方进行固溶处理,但安装施工现场,焊接管材和管件时受施

工场地的限制,不可能进行固溶处理,因为奥氏体不锈钢缓慢经过

450~800℃温度范围时,有碳析出,形成的碳化铬析出在晶料边界,其附

近的铬含量因而减少,形成缺铬区,造成耐腐性大减。经过以后的长期

使用,会在焊缝处产生不锈钢材料最怕的晶间腐蚀,如果不锈钢材料的

含碳量偏高,在焊缝处会提前造成管材的失效,而这个缺陷的出现一定

是在一定时间的使用后才会出现,在当时的试压是试不出来的。

(3)热胀冷缩的问题：金属材料随着温度的变化而产生的破坏力是很

大的,所以热膨胀系数对于不锈钢材料来说是很重要的因素。热膨胀所带来的影响不能简单地在产品生产出来时用拉拔力的数值来确定,比如以前用得多的螺纹连接就非常容易受到热胀冷缩的影响,因管材和管件无法延伸或缩短而经常发生疲劳爆裂的情况,如果温差越大,破坏力就

越大。故薄壁不锈钢管材和管件的连接如果暗埋安装,一定要充分考虑材料的热胀冷缩性能,而通过氩弧焊焊接的承插式管件,较难达到母(管)材和管件与焊缝的一致,由于管材的壁厚太薄,且很难达到冷却均匀和

一致,应力无法消除,尤其在北方管道埋设大多在夏秋季节,从而导致水管产生与埋设时的最大负温差达35℃左右(用在热水或蒸汽方面就不止了)(《自来水管爆裂的成因和对策》南京自来水总公司管线管理所著),尤其在气温骤降时,在没有安装管道伸缩节的情况下,管道轴向受拉会

引起管材和管件焊缝的拉裂,如果处理不好,存在的气孔、虚焊等就是

热胀冷缩时破坏的缺陷,随着时间的推移就会暴露无遗,所以在暗埋的

情况下一定要注意安装工艺的合理性了(如加伸缩节等)。

3管壁厚度的问题

在薄壁不锈钢管的使用上,壁厚的选择在条件允许的情况下(尤其是在资金充裕的情况下),设计时尽量选用壁厚大的管材,这样可大大提高管材使用的安全性(因为不锈钢管在某些使用不当的环境下还是存在腐蚀的,可以用材料厚度来换寿命和安全性)。用于实际建筑结构、化工设

备以及其他场合使用的焊接管材的厚度最好不要少于1·2mm,因为只有这样才可以保证焊接时由于壁厚的偏差、管材的变形(如椭圆或压迫变形)以及安装的误差偏离等因素造成的管道系统安全性的降低,至少到

现在还没见到用于焊接时的管材的壁厚低于1mm的国际标准和其他国

家的标准,而我们发现现在在焊接使用中的薄壁不锈钢管径和壁厚大大超出这个标准(如DN15是14×0·6和DN20是20×0·6等等),有的不锈钢复合管材的不锈钢的壁厚有的甚至低于0·3mm,在产品安装后的试压可能完全没问题,但经过长期的使用,受热胀冷缩以及水锤甚至外力

的作用,太薄的不锈钢管的强度和刚度就要受到考验了,虽然在造价成

本上降低,但实际管材的强度和刚度以及安全性、设计时的合理性就要大大降低了,并且光洁的不锈钢与复合材料的离层问题是由两大不同类的材料性质已经决定了的(二者的热膨胀系数相差太悬殊),目前在制造工艺上还没办法解决,所以薄壁不锈钢复合管表面看起来光亮硬朗,当

壁厚太薄其实完全不具备金属材料长期使用时要求的刚度和强度,在现实的使用中已经开始出现离层渗水接头漏水的问题了。

4其他

在建筑或其他使用的地方,薄壁不锈钢管材和管件的使用一定要考虑

使用的环境和以后的更新、维护。合理地选用合适的材质,既要考虑当时的造价成本,也要考虑以后的维修保养费用,如果以后的更新维修保

养很麻烦或很不方便的话,那自然当时的成本是上升的了。如果不锈钢材料维护不当也会造成薄壁不锈钢管提前失效(如图1在工地现场没拆除包装材料产生的不锈钢管材间隙腐蚀(因为在间隙内的溶液不能流通,造成内外离子浓度的差异,形成金属离子电池)和洗涤剂的腐蚀)。

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