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薄壁不锈钢管在建筑给水中推广应用的前

    发布时间:2018-03-25 03:35

  随着我国改革开放政策的实施,国民经济获得快速增长,城镇住宅、公共建筑和旅游设施大量兴建,对热水供应和生活用水供给提出了新的要求。特别是水质问题,人们对之越来越重视,要求也不断提高。镀锌钢管这一常用管材因其易腐蚀将逐渐退出历史舞台,塑料管、复合管及铜管成了管道系统的常用管材。但在许多情况下,不锈钢管更有优越性,特别是壁厚仅为0.6-1.2mm的薄壁不锈钢管在优质饮用水系统、热水系统及将安全、卫生放在首位的给水系统具有安全可靠、卫生环保、经济适用等特点,已被国内外工程实践证明是给水系统综合性能最好的、新型的、节能的和环保型的管材之一,也是一种很有竞争力的给水管材。不锈钢管必将对改善水质、提高人们生活水平发挥无可比拟的作用。

  目前,世界各国的水系统正在推广应用不锈钢管。而且家庭、办公大楼、医疗中心也采用不锈钢管道,因为在这些地方,水的纯净与安全是首先要考虑的。

  国外应用薄壁不锈钢管起始于20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标准。美国根据净水法制定的ANSI/NSF61 1997a国家标准/国家卫生基金国际标准,得到世界卫生组织的确认,现饮用水系统的管道和系统部件也以上述标准作为健康的保证基础,通过符合该标准要求的第一批材料有ANSI 304、304L、316和316L。

  在欧美,越来越多的大楼和房屋使用不锈钢管材。他们在高温和冷却水系统设备上使用316L,采用压力连接法,快速、安全地安装不锈钢钢管和管材。美国底特律某体育场内给水系统,甚至包括各售点的直饮水管路,全部采用了304不锈钢管。瑞典Karlskoga市,经过十多年试验,埋地给水主管道正在被316不锈钢管所替代。现不锈钢管已成为美国新建1600多座城市废水处理厂(WWTP)的标准用材。

  日本早在20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20年间,东京地区历年更新给水管,日前已有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、水管桥以及桥梁的桥架管等方面的应用也十分广泛。

  在建筑给水管系中,由于镀锌钢管已经结束了其百年辉煌的历史,各种新型塑料管及复合管得到了迅速发展,但是各种管材“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及关水品质的要求”。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。同时根据国外的应用经验,在金属管中认定薄壁不锈钢管为综合性能最好的管材之一。

  薄壁不锈钢管,国内于20世纪90年代末才问世,是当今管材领域崭露头角的新生族,1998年深圳市自来水(集团)有限公司率先在梅林一村住宅小区采用日本铆乐哥挤压式不锈钢管道系统用于分质供水,取得了良好的效果。随后该公司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(两千多户)公寓管道直饮水项目中,安装了国产的压缩式薄壁不锈钢管材及管件,也取得了良好的效果。1999年重庆自来水公司在重庆市江北开发区大帝花园的分质供水中也采用这种不锈钢挤压管件系统。时至今日这种管道已在一些经济发展水平较高的地区的建筑给水和直饮水中开始大量应用。

  薄壁不锈钢管经久耐用,已被工程界公认,有关方面正在从减小壁厚、降低价格方面着手,以利于进一步推广。特别是小口径的不锈钢管价格不高,因此配套的连接方法、管件之可靠性、价格是决定其发展的主要因素。国内的四川、广东、浙江、江苏等地已有开发商自主开发了连接技术和管件,是很有发展前途的管材。建设部和相关部门也非常重视这一新型管材,据中国技术市场管理促进中心国科市字[2001]71号文件,关于推广应用“高径壁比高精度不锈钢中、高压供水管及配套管件与专用技术”的通知中获知,薄壁不锈钢管这一技术与产品的推广应用对提高我国现代建筑的档次,改善与保障供水水质都具有重要意义。

  同时,相关标准、技术规程及安装图集业已出台或正在编制中。四川、广东、浙江、江苏等地都有了专业厂家生产薄壁不锈钢管,产品已趋成熟期,因而,国内薄壁不锈钢管推广应用的时机业已到来。

  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,每年管材的需求量为50万-60万km,其中住宅建筑区内冷热水管需求量为40万km。不锈钢水管的开发,对提高城市现代建筑的档次意义重大。

  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。在直饮水中,不锈钢管系无疑是首屈一指的。

  一种管道要能全面推广应用,少不了国产化,目前,国内已有一部分家具备了生产和进一步研发薄壁不锈钢管材和管件的能力,已自行研发了活接式连接技术和管件等产品,技术可靠,成本得到进一步降低,这为薄壁不锈钢管的推广应用与发展创造了极为有利的条件。

  不锈钢管的连接方式多样,常见的管件类型有压缩式、压紧式、活接式、推进式、焊接式及焊接与传统连接相结合的派生系列连接方式。这些连接方式,根据其原理不同,其适用范围也有所不同,但大多数均安装方便、牢固可靠。

  建筑给水管是有压管,一旦漏水爆裂将会使建筑和人民财产造成损失。因而其安全可靠性是首先必须得到保证的。薄壁不锈钢管作为一个新型不锈钢管,与管材相比在这一方面具有明显的优势,表现在:

  ②不锈钢管能够承受的水流速度可高达30m/s,因而冲蚀、涡流、水锤等对其不会造成任何影响。不锈钢管的强度大约是镀锌钢管的2倍,铜管的3倍,塑料管的4-6倍,而且,抗冲击性强。

  ④不锈钢热膨胀系数小,热传导率低,这一特点适用供热水。不锈钢管热传导率是铜管的1/25、钢管的1/4,与管材相比具有既难于变热又难于变冷的特点,也就是说热胀冷缩缓慢。

  ⑤不锈钢管不渗不漏、使用寿命长。一般建筑在寿命定为50年,不锈钢管道完全能满足这一要求,且其系统很少有渗漏现象发生,有效地避免了管道更换所带来的困难及渗漏对装饰的影响。

  ⑥经久耐用。日本在东京大型建筑物内完成了历时10年的输水管道试验。试验包括对各种管径的不锈钢管及各种接头方法在一定环境条件下的状况。试验取得良好的结果,证明不锈钢管系统长久耐用。

  随着人们生活水平的提高,水质问题越来越受到重视,要求也不断提高。现行《生活饮用水卫生规范》规定生活饮用水是指由集中式供水单位直接供给居民作为饮用水和生活用水,该水的水质必须确保居民终生饮用安全。这就要求建筑给水管不得影响其所输送的水质。另外,在环境保护和可持续发展日益得到重视的今天,不锈钢管可重复利用,而不污染环境,这也是其能否经久不衰的重要因素。薄壁不锈钢管近年来能在国内外得到迅速发展,与其特有的卫生环保性能密切相关。

  ①耐腐蚀性好。薄壁不锈钢钢管具有优良的耐腐蚀性。这种特性归结于其表面附着的一层厚度仅为几埃的坚固的铬氧化膜,这层铬氧化膜在空气或水中立即形成,并且能在划伤或损坏后自行修复。现行建筑给水系统中水是经过加氯消毒的,不锈钢管在含氯水中具有耐腐蚀性,且性能良好,因而不存在腐蚀产物污染水质问题,也不存在不锈钢管本身给水质带来的污染。

  ②卫生性能好。用于饮用水系统不会出现“红水”、“绿水”现象。不锈钢被长期使用于厨房机械、食品工业、奶酪工业及医疗器械,即使在溶析试验时也能完全满足自来水的水质标准,所以在卫生的安全性方面完全可以得到保证。在使用寿命内均能够满足我国、日本、欧洲以及国际饮用水标准的要求。例如在美国国家标准ANSI/NSF61-1997a批准认可的,可以用于处理饮用水的金属材料中仅有不锈钢和球墨铸铁管两种。

  管材的经济性不是管材的单价,而应是管材、管件、施工安装,维护管理等费用的综合。一种管材是否经济适用,主要体现在其寿命周期剧本效益和适用范围上。薄壁不锈钢管的经济适用性主要体现在:

  ①成本效益高。日本对某一住宅管道安装工程进行成本分析说明:不锈钢管道的综合成本与其他配管材料相比,具有施工简单方便的优势,总的管道安装成本与其他管材的几乎相同。考虑到不锈钢管的特点,特别是不锈钢管的寿命与建筑物整体大致相同,将来没有必要进行管道维修更换。可见,不锈钢管具有很好的成本效益。虽然初始投资费用可能高于管材,但是它使用寿命长、总的维修费用低,总的寿命期降低了成本。

  ②适用范围广泛。不锈钢管的特性,使其适用于管道直饮水、热水及供水领域;管道明装、暗装均适宜,明装管道外观靓丽;管道既可在建筑内、也可地下埋设,还可以用于泵房等特殊场合。

  ③安装维护方便。安装成本有竞争力;已开发出一整套的连接方法和接头的类型;不锈钢管道既可用不锈钢接头,也可用铜基合金接头;不锈钢管道可以很容易地操作和焊接;管道的薄壁化降低了其造价。

  ④工薪阶层用得起。根据深圳、重庆、宁波等城市2000年工程实例与生产设施的调查统计:旧房子明管改造约70m2一卫一厨的薄壁不锈钢管材、管件费约500-900;新建房装修约120m2二卫一厨的薄壁不锈钢管材、管件费约1400元。由此得出结论:“档次高,价格并不高”,工薪阶层用得起。

  3.1 加速开展不锈钢管在给排水领域中配套应用的研究。给排水管道是一个完整的系统,它包括管材、管件,连接技术和工具,以及管道附配件,如管卡支架等,否则组不成管道系统,或者无法进行组装。所以,应进行系统的研究和产品开发。

  3.2 加快制定不锈钢管产品标准和相应管道安装技术规程,以及标准安装图集的编制工作。技术标准是生产和推广应用的依据,否则无法可依,无章可循。

  日本于1980年5月制订了JISG3448标准(一般配管用不锈钢管),以后经两次修改一直沿用至今。这个标准应用于最高使用压力规定不超过1MPa的供水、供热水、排水、冷温水的配管及其他的配管用不锈钢管,主要是室内配管使用的不锈钢管的标准。

  我国的《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。但这些工作只是一个开始,需要不断修改完善,更需要实践和各方合作。

  3.3 设立不锈钢管生产与应用协调组。由建设部和国家有色金属工业局的有关部门和下属机构联合组成协调组,有组织地开展有关不锈钢管应用等方面的引导性、推荐性工作。

  我国的不锈钢管生产技术是在极其困难的条件下,依靠自力更生和科学态度,经过了多年的努力发展起来的,因而具有中国特色。多年来,我们在提高不锈钢管的表面质量和耐晶间腐蚀性能的研究等方面做了大量的试验研究和科学实践工作,取得了一定的成果。目前,我国在中小直径不锈钢管和航空工业等尖端技术用不锈钢专用管方面已经基本做到了立足国内。

  与国外先进工业国家相比较,我国在不锈钢管的生产技术方面还存在着很大的差距。以致目前国内一些重要用途的不锈钢管,如不锈钢管、尿素管、核电站蒸发器管等仍然依靠进口。为了尽快改变这种状况,促进我国不锈钢管生产技术提高,有必要建立相对对集中的生产、科研技术中心与基地。

  降低成本价格的主要因素在于用薄壁不锈钢管代替厚壁不锈钢管,节省原料。而在经济适用方面应注重开发与之相应的管件,特别是快速可靠、简单方便的连接方法的开发。目前国外开发商已发展了多种形式的薄壁不锈钢管用连接管件。但是国内与国外相比还有差距,有待提高、有待实践。

  薄壁不锈钢管材管件,发达国家出于健康第一的目的,应用已十分普及。在国内“健康第一”也是人们共同关注的话题,薄壁不锈钢管材管件也受到用户的青睐。国家相关部门对这一新型管材非常重视,我国沿海开放地区和经济发达地区,随着开放程度的加深,经济实力的不断提高,高档住宅,高档宾馆的建设势头不减,建筑热水管、管道直饮水管用不锈钢的需要量不断增长,市场前景看好,推广应用薄壁不锈钢管材管件的时机也已成熟。

  随着技术的发展,生产工艺的更新,不锈钢及其管道的成本也会不断降低。……所有这些对于一个将安全、卫生、环保、可持续发展放置于优先地位的社会,薄壁不锈钢管的应用会越来越多,使用会越来越广泛,推广应用前景十分看好。

  [1]NiDl资料,不锈钢在水工业中的应用(一)、(二),NiDl研讨会,中国天津,1999.04.

  [2]罗敏、王占生、谷田川武行等,新型薄壁不锈钢管与日本铆乐哥挤压式管件,给水排水,2000.26(3).

  (作者黄汝宏系中国建设部中国建筑金属结构协会给水排水设备分会技术委员会副主任、管道委员会主任委员、高级工程师)

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