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供水管網中管材的選用
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發布時間:2014-3-5 20:29:56

滕萬莉

連云港自來水公司材料供應站  

[摘要] 通過對目前應用較為廣泛的市政供水管網管道材料特性的研究,介紹在管道工程設計施工中,根據不同的條件,對供水管網的管道材質進行有效配置,可顯著改善管網水質,降低管網漏損,從而實現經濟效益和社會效益的雙贏。

[關鍵詞]  供水管網  水質   管材選擇   管道口徑

 

供水管網直接面向用戶,供水管網作為供水系統的重要環節,對于它的硬件有很高的要求:首先,供水管網是承壓的管網,管道必須要有良好的封閉性,供水管道的內壁不結垢、光滑、管路暢通,才能降低水頭損失,確保服務水頭,這一點是連續供水的基本保證;其次,自來水從水廠到用戶,要經過較長的管道,往往需要幾個小時乃至幾天。管網實際上是一個大的反應器,出廠水未完成的化學反應將在管網中繼續進行,并且水體與管壁發生新的接觸,產生新的反應,這些反應有生物性的、感官性的以及物理化學性的。因此要求管道內壁既要耐腐蝕性,又不會向水中析出有害物質。居民飲用水的清潔狀況如何,直接關系到供水企業的形象,也將影響到人民的身體健康。所以管網上管材以及專用設備如閥門、伸縮器等,這些設備的完好是保證管網運行暢通、安全供水、避免污染的前提。

.常用給水管材的選擇條件。

建設或更新改造供水管道系統,加強管網維護管理在管材方面,首先要選用產品質量較好的生產廠家,管道要有較好的防腐襯里,既能抗腐蝕又不析出有害物質。在設計施工方面,應嚴格遵守給水工程設計、施工規范,做到合理設計、合理施工;管網盡可能采取環狀,即使采用樹狀,管道也不宜太長,在維護管理方面,對使用年限太長的供水管道逐步進行更新改造或進行刮管涂襯;其次要定期沖洗管道,這可作為一項經濟性運行的措施,沖洗周期根據客觀情況而定,但兩年至少一次,對管網末端沖洗周期一年不少于一次。此外,選用合適的管材,對降低管網漏水率,降低產銷差很有幫助。

水質的變化情況與所用管材關系密切。實驗表明城市給水干管如果采用優質管材,除余氯稍有降低,渾濁度、溶解性總固體略有升高外,其他指標與出廠水相比較無明顯差異。[1]目前供水管網管材主要分兩大類:金屬管材及非金屬管材。常用的金屬管主要有:鋼管、鍍鋅管、球墨鑄鐵管,銅管,不銹鋼管;非金屬管主要有:砼管系列、塑料管材及復合管。工程中采用何種管材,應根據下面幾點綜合考慮進行選擇。 (1)技術性:由管材強度、重量、工作壓力、工作溫度、耐久性、耐腐蝕性、水力條件、抗振性能、管材規格等來考慮適用性。(2)施工工藝:施工方法、連接方式等方面。(3)經濟性:工程投資,市場成品規格等方面[2]4)衛生條件方面的比較,作為輸送飲用水的管材應該是無毒的,這是選用管材最基本的要求。目前主要依據國家技術監督局與衛生部聯合發布的GB172191998《生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全勝評價標準》,標準提出了管材及內襯材料浸泡水后的衛生要求。本文就目前在我市管網常用的塑料管材,球墨鑄鐵管進行分析。

.塑料管材的性能比較與應用。

近年來,民用建筑中特別是在冷水管材中,塑料管已完全替代了傳統的金屬管。由于塑料管材具有無毒、質輕、韌性、耐用、耐腐蝕、內壁光滑、不易堵塞、易加工處理、易安裝、保養費用低、能耗低并且可以回用等優點,在我國已得到廣泛應用,主要運用于小口徑管道。目前常用的塑料管材主要有:硬聚氯乙烯(U-PVC)管、聚乙烯(PE)管、聚丙烯(PPR)管、聚丁烯(PB)管、交聯聚乙烯(PEX)管等。每種管材均有不同的化學特性,因此性能存在較大的差異(1)

 

1 幾種常用塑料管材的性能差異

管材

管材性質

安裝連接

使用年限(年)

用途

PEX

耐高溫、耐沖擊較好,耐磨性、耐光性較差

熱熔連接

50

冷水

PB

耐高溫,耐磨性較好,可塑性好,易收縮、易變型

夾緊式連接、熱熔式插接、電熔合連接

50

熱水采暖

PPR

質量輕、耐壓、耐腐蝕,收縮率較大、低溫易脆裂

熱熔連接

30~50

冷水

PE

柔性、伸長率、耐沖擊性能較好,耐熱性、耐磨性、耐光性較差

卡套式連接,熱熔連

50

冷水

U-PVC

化學穩定性好、耐腐蝕性強、強度高,易脆裂,耐熱性差

承插粘接或螺紋連接

20

冷水

 

 上述各種管材在民用建筑中都已得到廣泛應用,多數管材的安裝工藝及技術指標也比較成熟,但是由于部分管材自身性能以及安裝工藝的缺陷,經常發生一些爆管、漏水等事故。不適合運用于供水管網的主管道。所以DN300以上管道目前,在輸配水管道中國內外普遍使用球墨管。

.球墨鑄鐵的特點和應用

①球墨鑄鐵管內襯了水泥砂漿,管內輸水符合衛生要求;若輸水的水質不穩定,則砂漿內表面應刷涂衛生級樹脂保護,因此穩定性并不比非金屬管材差。

②球墨鑄鐵管可承受內水壓力超過2.OMPa以上,它比非金屬管材強。

③球墨鑄鐵管系延伸率、剛度、抗拉強度均較大的金屬管道,承受土壤靜荷載及地面動荷載的能力通常比其它管材強。

④球墨鑄鐵管的管件規格齊全,能適應各種安裝需要,比非金屬管材解決起來方便。特別是由于配套管件齊全,維修也比較方便。

⑤球墨鑄鐵管系柔性接口,拆裝方便、承受局部沉陷的能力好,它比非金屬管材維修難度小。

⑥球墨鑄鐵管通常有50~100年的使用壽命,比化學管材及鋼管使用壽命長。

數據說明球墨鑄鐵管是城市供水主管網的主要管材。在國外DN50-2900m之間均有球墨鑄鐵管的產品,在國內DNl002200mm之間也有球墨鑄鐵管的產品。但考慮到鑄造難度、相對價格以及相應管件的配套及施工等問題,在國內各城市供水管網中,球墨鑄鐵管目前宜適用于DN300-1200mm之內。

.結語。

綜上所述,一般情況下,管徑<50mm應從聚乙烯管(PE,包括HDPE管、MDPE管、LDPE)、聚丙烯管(PP-R管、PP-C)、交聯聚乙烯管(PE-X)、聚丁烯管(PB)、金屬塑料復合管(包括鋁塑復合管、鋼塑復合管等)、銅管、不銹鋼管中選擇;管徑在75150mm根據經濟條件,應從上述塑料管及球墨鑄鐵管中選擇;管徑在2001200mm左右,首選球墨鑄鐵管。PCCP、質量好的預應力混凝土管和玻璃纖維加強管也可應用;管徑>1400mm宜從PCCP、球墨鑄鐵管、鋼管及質量可靠的玻璃纖維加強管中選擇。供水管網的建設費用通常占供水系統建設費用的50%-70%,因此如何通過技術經濟分析確定供水管網的建設規模,恰當選用管材及設備是管網合理運行的基礎保障,是供水系統中的一個重要環節。隨著時代的進度,供水管網管材也有了更多的選擇。對供水管網的管道材質根據管道位置,使用壓力等進行有效配置,可顯著改善管網水質,降低管網漏損,從而實現經濟效益和社會效益的雙贏,樹立水司形象,提高企業效益。選用合適的管材,也利于控制出廠水在輸配過程中的二次污染,使居民生活用水達到國家飲水標準。這對保障人民身體健康,保證社會經濟的持續穩定發展有著重要的積極的意義。

 

參考文獻:

[1] 羅昊進,譚立國。城市供水管網選材與水質污染分析。凈水技術。2005.6

[2] 劉慧,孫勇等.給水排水管材實用手冊。化學工業出版社。2005.4

 
 
 
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