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城市供水管材的选择

2015-10-21陈鹏飞

建筑工程技术与设计 2015年17期

【摘要】随着经济社会的日益发展,人民生活水平不断提高,对输水管道的应用也日益增多。文章通过介绍了供水管材的种类,对管材的综合性能进行了比较,探讨了管材的选择原则,提出了选择管材的建议,指出只有对运行工况环境条件、施工条件、经济条件等多种因素进行综合比较和分析,才能最终合理确定选用何种管材。

【关键词】给水工程;供水管材;选择原则

1.管材种类

1.1钢管(SP)。钢管在我国得到大量的应用,尤其在穿越障碍、工作压力较高、敷设在道路上等条件下更为普及。埋地钢管易受腐,必须对其内、外壁作防腐涂层。一般当钢管的埋地敷设长度大于500m时,还需作阴极保护。正确选择钢管的内、外壁涂层并采取阴极保护,可使其使用寿命大大延长,使用年限能达3O年或更长。钢管一般在工厂制作,因受运输及装卸条件的限制,每节钢管的长度一般为5m-10m,因此在现场敷设时钢管的接头较多。

1.2球墨铸铁管(DIP)。球墨铸铁管是一种铁、碳、硅的合金,具有铁的本质,钢的性能,其中中石墨是以球状形式存在,因而保持了铸铁的传统特点又增加了良好的可延伸和抗冲击的特性,因此又称为延性铸铁管,其强度比钢管大,延伸率也高出10%。球墨铸铁管 属于金属管材,制造时采用离心浇铸方法成型,制管技术成熟,生产工艺稳定,产品规格齐全,抗震性能好,强度高,与钢管相似,具有柔韧性,耐蚀性优于钢管,适应地形复杂地段。球墨铸铁管壁薄抗渗性能好。逐步成为城市供水管道系统的新宠。

1.3玻璃钢夹砂管(RPM)。玻璃钢夹砂管采用熱固性树脂、玻璃纤维增强材料、石英砂为原料,其工艺有两种方法:离心浇注成型法和纤维缠绕法。管道承压能力在1.6MPA以下,管径在DN300mm-DN3000之间。它在原有玻璃钢管所有优点的基础上,既提高了刚度,又降低了成本。现在越来越多地运用于长距离输水管道工程中。优点:耐腐蚀性强;重量轻;摩阻小,与其他管材相比,其自身不生锈、不结垢、不滋生微生物、藻类物质,对水质不造成二次污染,所以深受供水行业的欢迎。

1.4预应力钢筋混凝土管(PCP)。预应力混凝土管属于非金属管道材料,包括一阶段预应力混凝土管(振动挤压工艺)和三阶段预应力混凝土管(管芯缠丝工艺)。其主要结构为混凝土管壁内建立有双向预应力的预制混凝土管,预应力钢筋混凝土管是国内目前在给水工程中应用较多的一种管材。其优点是采用承插式胶圈柔性接口,对各种地基的适应能力较强,施工安装方便;管材自身防腐能力强,不需进行内外防腐处理,工程造价较低,并可节约钢材。

1.5预应力钢筒混凝土管(PCCP)。预应力钢简混凝土管在欧美发达国家应用非常广泛。PCCP管道是一种钢筒与混凝土制作的复合管,管芯为混凝土,在其外壁或中部埋入厚 15mm钢筒,在管芯上缠绕环向预应力,采用机械张拉缠绕高强钢丝,并在其外部喷水泥砂浆保护层而制成的管道,因此它比一般钢管和混凝土管更具优势。预应力钢筒混凝土管抗渗性能高;接头密封可靠、安装方便快捷;可承受高内压,能承受埋深10m-20m外压荷载;耐腐蚀性比钢管和普通混凝土管好,使用寿命长。

1.6硬聚氯乙烯管(PVC-U)。PVC-U管由硬聚氯乙烯塑料通过一定工艺制成。PVC-U管材不导热、不导电、阻燃。突出应用于高腐蚀性水质的管道输送,质量和经济效果甚佳。管道主要连接方法有承插式连接、粘结剂粘结。PVC-U管内壁光滑,不易结垢,水头损失小,耐腐蚀性好,柔韧性好,重量轻,加工连接方便,采用橡胶圈承插柔性接口,对管道基础要求低。

2.管材性能对比分析与选择

2.1管材综合性能比较

管材的综合性能可从以下几个方面比较:管材能承受工程要求的内压和荷载;工程造价低;管材管件运输费用低;施工安装简单易操作;使用年限长。各种管材综合性能对比见表1。

从表1可知,每一种管材都有各自的优点和缺点。

就水力条件而言,管材可以归为两类。第一类管材为钢管、球墨铸铁管、预应力钢筋混凝土管及预应力钢筒混凝土管,管壁粗糙系数为O.0125【1】;第二类管材为玻璃钢夹砂管和硬聚氯乙烯管,管壁粗糙系数为0.0095【2】。。

2.2管材的选择原则

物理性能好,可保证安全供水;管材卫生环保;易于运输、安装和维护;使用寿命长;水力条件优越,水头损失小;在保证使用功能的前提下,尽量降低投资【3】。

2.3管材的合理选择

1)管径在200以下,使用塑料管 ;管径在300mm一l000mm 时,使用球墨铸铁管;管径在1000mm以上,使用预应力钢筒混凝土管和玻璃钢夹砂管。2)经济条件允许,应首先考虑选择使用球墨铸铁管,其安全度较高。使用球墨铸铁管主要受管径的限制,直径在 1000mm~ 2000mm之间的厂家很少,且价格昂贵,因此建议管道直径控制在1000mm以下。3)若资金条件受到限制,可考虑选择使用预应力钢筒混凝土管,其安全度高,性价比最好,选用此种管材时,尽量选择双胶圈接口形式。4)选择使用钢管时,应特别注意分析水质和土质对钢管的腐蚀,必要时使用阴极保护等防腐措施。5)玻璃钢管或玻璃钢夹砂管通常适合于中小直径的支线管道工程。

结语

根据以上分析,在管材的选择上,对运行工况、环境条件、施工条件、经济条件等多种因素进行综合比较和分析,才能最终合理地确定选用何种材。

参考文献:

[1]刘凤英.长距离管道输水工程的管材选用,河北工程技术高等专科学校学报,2007(3):8—9.

[2]刘松.浅谈供水管网管材的选择,广西城镇建设2007(11):32—34.

[3]王占杰 .供水工程给水管道的选择,中国水利2005(17):55-58.

作者简介:

陈鹏飞,琼海市自来水公司工程师,海南 琼海 ,571400