PE給水管取代鋼管的歷史進(jìn)程知識(shí)講解

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。PE給水管取代鋼管的歷史進(jìn)程-PE給水管道根據(jù)使用的特點(diǎn)，大概可分為市政管網(wǎng)室外給水和建筑給水。我國(guó)規(guī)范上分為室外給排水和建筑給排水。給水管道的防腐已經(jīng)做了幾十年，近幾年又強(qiáng)調(diào)以新型管材取代鍍鋅鋼管。鍍鋅鋼管是幾十年來(lái)室內(nèi)給水的主要管材。那么我國(guó)PE給水管網(wǎng)大量使用的鋼管和鍍鋅鋼管被取代后將面臨如何的選擇呢？目前我們?cè)诓糠中^(qū)域使用的UPVC管是否是最佳選擇呢？這些問(wèn)題都值得我們?nèi)ヌ接?。一、給水管道的防腐我國(guó)市政給水管道主要用材：總體看市政管網(wǎng)是以鋼鐵管材為主體，配套鋼鐵管件和閥門。工程常用的防腐的方法

2、及方式有一下幾種，最早期的管網(wǎng)大多數(shù)采用內(nèi)部裸露、外部刷瀝青防腐的管道。90年代開(kāi)始采用沙漿襯里防腐的管材，對(duì)防止管網(wǎng)的二次污染有了較大的改善。但對(duì)于管徑在DN800以下的管，在焊縫接口處及閥門處仍存在二次污染問(wèn)題。從歷史上看，市政PE給水管網(wǎng)管材，最早采用的是鑄鐵管，鉛封口。在英國(guó)、日本及我國(guó)解放前后基本上都采用這樣的管網(wǎng)，由于鐵銹和鉛對(duì)水質(zhì)的污染較嚴(yán)重，之后便改用油麻膨脹水泥沙漿封口。60-70年代，開(kāi)始有少量的鋼筋混凝土管、鑄鐵管和普通鋼管投入使用。我國(guó)鋼管由內(nèi)裸發(fā)展到簡(jiǎn)單防腐、有機(jī)涂料防腐和90年代開(kāi)始用水泥沙漿襯里防腐，經(jīng)歷了一個(gè)很長(zhǎng)的時(shí)期。鑄鐵管、球墨鑄鐵管也都采用水泥沙漿襯里，到

3、目前還是室外管網(wǎng)的主要用材。2000年建設(shè)部又提出了使用新型管材取代的措施。同國(guó)外相比，我國(guó)的管網(wǎng)管材已經(jīng)非常落后。在發(fā)達(dá)國(guó)家，自80年代開(kāi)始，管徑在DN1000以下的市政管網(wǎng)就已開(kāi)始大量采用塑料類管材或不銹鋼管材，鋼管、鑄鐵管早已被淘汰。這與我國(guó)的塑料工業(yè)國(guó)情有關(guān)。1992年，我國(guó)最早采用了一條DN600的PE熔接管用在威海污水入海排放工程中，但在我們深圳市政給水管網(wǎng)中尚無(wú)新型管材使用。鋼管的外防腐，由簡(jiǎn)單的涂防腐漆發(fā)展到了大規(guī)模的采用瀝青玻璃布纏裹防腐。80年代后期，我國(guó)又出現(xiàn)了采用環(huán)氧煤瀝青玻璃布防腐，用直如今。重要的工程都采用重型防腐和陰極保護(hù)。為解決防腐問(wèn)題，國(guó)內(nèi)對(duì)腐蝕機(jī)理進(jìn)行了大量

4、研究，并研制了大量的有機(jī)防腐涂料和使用方法。下面以鋼管為例。（1）.內(nèi)部因素，鋼鐵材料呈微觀的不均質(zhì)性，相體結(jié)構(gòu)主要呈鐵素體、珠光體、碳素體、沉淀硬化、奧氏體、馬氏體。結(jié)晶與煉鋼軋制成型工藝有著很大關(guān)系。管材常發(fā)生的腐蝕有：1）晶向腐蝕；2）應(yīng)力腐蝕；3）點(diǎn)腐蝕；4）縫隙腐蝕。（2）.外部因素，大致可歸納為氧化、氯化物、微生物、電化學(xué)、應(yīng)力等因素。1、氧化腐蝕：針對(duì)鋼鐵本身的特性及存在的外部因素，長(zhǎng)期以來(lái)有了相應(yīng)的對(duì)策。例如，氧化腐蝕是常見(jiàn)的腐蝕現(xiàn)象，也是很難根治的。在干濕交替的環(huán)境下，氧化反應(yīng)加快，同時(shí)PE給水管道停運(yùn)、檢修都有可能造成空管空氣的導(dǎo)入，在運(yùn)行時(shí)由于水錘紊流，空氣也難免進(jìn)入，管

5、道外部接觸的土壤干濕度也是在不斷變化的。給水處理中投加余氯，在某些條件下，當(dāng)氯化物達(dá)到一定濃度時(shí)，會(huì)以點(diǎn)蝕和縫隙腐蝕的形式發(fā)生管道腐蝕，致使局部PH值降低。長(zhǎng)期以來(lái)采用的絕緣涂漆隔離也是目前用的最普通的方法，需要人們長(zhǎng)期定期的進(jìn)行工作，才能達(dá)到預(yù)定效果。這種人力財(cái)力的投入是長(zhǎng)期的，代價(jià)也是較高的。2、電化學(xué)特性的腐蝕：主要是由于受土壤的化學(xué)物質(zhì)作用，合金在潮濕的大氣、水或其它電解液中相互接觸形成電偶，使一種合金腐蝕增加而另一種合金腐蝕降低，程度與其導(dǎo)電性和兩種合金暴露相對(duì)面積有關(guān)。如果貴重合金表面積越大，腐蝕就越嚴(yán)重。電勢(shì)為：陽(yáng)極：不貴重金屬鎂鋅鋁碳鋼和鑄鐵鉬合金不銹鋼石墨。陰極：較貴重金屬可

6、采用電絕緣防腐、陰極保護(hù)防腐（土壤潮濕電阻率變化（電阻率低，腐蝕性強(qiáng)）。3、微生物腐蝕：菌本身并不一定侵蝕鋼材，但是微生物可以是厭氧或需氧的，分泌物會(huì)形成還原酸，生成電化電池。這些微生物是細(xì)菌、真菌、藻類等。還有鐵囊菌瘤、蓋氏鐵柄桿菌（屬Fe）。我們可常見(jiàn)到閥門、內(nèi)裸鋼管在用過(guò)一、二年后形成的鐵瘤。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的努力，在我國(guó)的給水管道的防腐技術(shù)上已有了較大的發(fā)展。涂漆防腐、陰極保護(hù)在鋼管PE給水管的防腐中已經(jīng)取得了較好的效果。內(nèi)防腐材料的選擇要點(diǎn)主要集中在以下幾點(diǎn)：(一)、以有機(jī)材料為主體的新型給水內(nèi)防腐材料。發(fā)展了聚脂類復(fù)合材料、富鋅樹(shù)脂防腐材料，使用效果是比較好的。管網(wǎng)出現(xiàn)腐蝕，問(wèn)題往往不在防

7、腐材料本身，而是對(duì)鋼管管材本體的除銹處理及表面除銹化的工藝效果很難保證。由于管道的局部銹底在使用中發(fā)展形成膨包破壞，還有磨損擦傷的外部因素致使防腐失效。在施工中，由于涂層過(guò)厚易在溫度作用下脫層，太薄又容易損傷破壞，因而導(dǎo)致長(zhǎng)期以來(lái)在水管的防腐應(yīng)用中受到限制。而且有機(jī)材料的防腐造價(jià)也比較高。如工廠化粉末樹(shù)脂靜電高溫噴涂效果比較好，可用來(lái)進(jìn)行內(nèi)外防腐，但由于造價(jià)高的原因及大口徑管加工困難而未得到推廣。它也是目前有機(jī)材料中防腐效果最好的工藝。（二）、以無(wú)機(jī)材料為主體的給水鋼管防腐。水泥砂漿襯里的應(yīng)用效果好，價(jià)格低，工藝也成熟，已在工程中得到廣泛應(yīng)用。由于水泥砂漿PH值比較高，在氧化鐵銹和水泥反應(yīng)后在

8、鋼材表面自動(dòng)形成了一層鈍化層，有效的保護(hù)了鋼材。有水泥砂漿防護(hù)，管材不會(huì)對(duì)鈍化面產(chǎn)生腐蝕，使用效果較好。不好的是鋼材和水泥的線膨脹系數(shù)的差異。質(zhì)量差的管件，水泥砂漿開(kāi)裂會(huì)導(dǎo)致不良后果。為了解決這一問(wèn)題，采用增加一層緩沖層，在和鋼管接觸面涂一層彈性水泥砂漿，再涂普通水泥砂漿，效果較好。這是最新的一種涂整防腐材料。但目前這一科研成果尚無(wú)廣泛應(yīng)用。（三）、管材外防腐。鋼管采用加強(qiáng)瀝青防腐和重環(huán)氧煤防腐，基本上能滿足給水鋼管外防腐，也是比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用的。（四）、建筑PE給水管道防腐。2000年前基本上采用的都是鍍鋅鋼管，只有少量高檔建筑物采用銅管和極少數(shù)的不銹鋼管。小口徑管道的其它防腐做法極少。(五)、

9、管道防腐發(fā)展的閃亮點(diǎn)：納米材料的發(fā)展。納米技術(shù)可能為管道防腐帶來(lái)新的希望。二、新型管材時(shí)代的防腐新理念由現(xiàn)場(chǎng)不穩(wěn)定的防腐施工到工廠化防腐處理，由對(duì)管材進(jìn)行防腐處理發(fā)展到耐腐蝕的新型管材，經(jīng)歷了幾十年的時(shí)間，走了一條必由之路。我們?nèi)绾握J(rèn)識(shí)歷史，把握未來(lái)，我們的工程如何選用管材，對(duì)我們的管網(wǎng)將產(chǎn)生較大的影響。我們應(yīng)該好好的研究，借鑒國(guó)內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。同時(shí)還有一個(gè)重要課題：舊管的翻新改造，也是一個(gè)巨大的工程系統(tǒng)，用什么樣的工藝技術(shù)最省最好，值得我們下工夫去探索和解決。管材的分類與新管材：管子命名常常是以制造管子的材料相稱。如用鋼材制造的管叫鋼管，用塑料制造的管叫塑料管。以此來(lái)分，目前可分為七類管材、

10、兩大管道結(jié)構(gòu)、兩大管道系統(tǒng)。這七類管材是：1、金屬類管材。如不銹鋼管、銅管、球墨鑄鐵管、碳鋼管。新型管材的出現(xiàn)，并不意味著金屬管材從工程中全面退出。根據(jù)我國(guó)國(guó)情，口徑在DN1000以上的市政PE給水管網(wǎng)都采用水泥砂漿內(nèi)襯的球墨鑄鐵鐵管。因而水泥砂漿襯里、重型外防腐有陰極保護(hù)的鋼管還有一定市場(chǎng)。而建筑室內(nèi)給水隨著不銹鋼管、銅管接頭型式的進(jìn)步，工程造價(jià)的降低，會(huì)有越來(lái)越高的份額。2、金屬與塑料類復(fù)合管材。目前市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)的有鋼塑復(fù)合管、鋼環(huán)氧復(fù)合管、鋁塑復(fù)合管PAP、鋁合金復(fù)合管、不銹鋼內(nèi)塑復(fù)合管、外塑不銹鋼復(fù)合管、鋼板網(wǎng)PE復(fù)合管都是典型的在鋼管防腐機(jī)理上發(fā)展的新管種，既具有金屬管材的耐壓強(qiáng)度

11、高的優(yōu)點(diǎn)，又具有塑料管材耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn)。下面分別介紹以上八種管材目前的基本情況特點(diǎn)、存在問(wèn)題和需要解決的問(wèn)題。八種管材中只有鋼板網(wǎng)PE復(fù)合管適用于室外埋地管網(wǎng)，尤其是管徑DN1000以下的管道。其余6種管材可做建筑PE給水管。這6種管材中，凡外壁為塑料的管材，僅適宜于無(wú)日光直射、不受紫外線影響的室內(nèi)場(chǎng)所使用。復(fù)合管材可能是管材今后的主要發(fā)展方向之一，因?yàn)樗D解決幾十年來(lái)管道防腐未能從根本上解決的問(wèn)題。它充分發(fā)揮了不同材料的特點(diǎn)和長(zhǎng)處，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)。3、塑料管材（也稱化學(xué)管材）。目前市場(chǎng)非常活躍，尤其在取消鍍鋅鋼管的影響下，在我國(guó)發(fā)展很快。如UPVC、PPR、PPC、HDPE、PEX、ABS、P

12、B、PE管。分別介紹以上六種管材的特點(diǎn)。室外PE給水管UPVC目前用得最多，多為DN200以下的管，我認(rèn)為它只是一種過(guò)渡性管材。而PE（HDPE）、PPR大口徑熱熔式連接管材，是口徑在DN1000以下的給水塑料管材的主要用管。隨著價(jià)格的降低逐步進(jìn)入市場(chǎng)，它的優(yōu)點(diǎn)很明顯。PPR（PPC）、PEX、ABS、PB作為建筑室內(nèi)PE給水管，用量在逐步增大。4、非金屬?gòu)?fù)合管。目前產(chǎn)品品種少。如玻璃鋼夾砂管、塑料玻璃鋼復(fù)合管。還有一些軟管類。老產(chǎn)品如陶管、竹管等。玻璃鋼夾砂管在我國(guó)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，作為PE給水管道已經(jīng)有我國(guó)自己的一整套標(biāo)準(zhǔn)定型的生產(chǎn)工藝。是規(guī)格齊全（口徑由DN50-DN3000），各種管件

13、配套齊全的成熟產(chǎn)品，但被人們認(rèn)識(shí)的還不多。它重量輕，運(yùn)輸安裝方便，壽命長(zhǎng)，價(jià)格低廉，造價(jià)較鋼管還低。內(nèi)壁是由食品級(jí)樹(shù)脂制作，光滑衛(wèi)生。管體中間、外部采用了樹(shù)脂級(jí)配的石英砂、玻璃絲復(fù)合材料，用于室外PE給水管較好。塑料玻璃鋼復(fù)合管產(chǎn)量較少，主要用于化工管道。5、塑料與塑料的復(fù)合管。目前國(guó)內(nèi)品種較少。目前有一種塑料泡沫加層塑料復(fù)合管剛剛產(chǎn)出。它是將不同性能的塑料采用不同的結(jié)構(gòu)復(fù)合而成的。它解決了單一塑料材料的性能缺陷所產(chǎn)生的產(chǎn)品缺陷問(wèn)題。有一定的實(shí)用價(jià)值，也是塑料管材今后的發(fā)展方向。6、金屬與金屬的復(fù)合管。如鋼管和不銹鋼復(fù)合管、碳鋼和特種鋼復(fù)合管都有其自身產(chǎn)品。7、金屬與非金屬的復(fù)合管，早屢見(jiàn)不鮮。如鑄石鋼管、鋼筋混凝土管均是較老管種。而鋼筋混凝土管作為大口徑PE給水管、原水管也是一種很好的管材。由此可見(jiàn)，管材的分類大概有七類，我們給水常用有