给水工程中供水管材的性能对比与选择

摘　要：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)。钢管应用历史较长，范围较广。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30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)。球墨铸铁中石墨是以球状形式存在，既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(M)。玻璃钢夹砂管采用树脂、玻璃纤维、石英砂为原料，用特殊工艺制作而成。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。
表1 各种管材综合性能对比见表1。
性能
SP
DIP
RPM
PCP
PCCP
PVC-U
抗压
最好
较好
好
较好
较好
较好
腐蚀
一般
一般
优越
较强
强
优越
水锤
最强


较强
较强
较强
糙率/10-3
11～12
13～14
9～10
13～14
11～13
9～10
造价
贵
贵
较贵
便宜
较贵
便宜
施工
困难
一般
一般
一般
一般
容易
基础
低
较低
高
较高
较低
较低
寿命/年
30
50
50
40
50
50
　　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≈0．0125；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≈0．0095[1]。
　　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埘～1000mm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。
3 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管材。
参考文献:
[1] 刘凤英．长距离管道输水工程的管材选用[J]．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[J]．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[J]．中国水利，2005(17):55—58．
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