供水管网的管材综述

时间：2023-03-21 15:25:06 理工毕业论文我要投稿

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供水管网的管材综述

摘要：本文阐述了供水管网的功能要求；扼要叙述了管材的种别及适用范围；具体讲述了各类管材的特点及质量情况；并对各类管材从水力条件、物理性能、价格、工程造价等方面进行了比较，提出了推荐性建议。
?前言

近十年来，因工作需要，笔者对供水管网所用的管材进行了一些调研，对各类材质的管厂参与了一些考察活动，并于1998年7月以来先后撰写了“供水管网的管材评述”、“浅谈热塑性塑料管材的相关题目”、“球墨铸铁管及管件相关题目的商讨”、“关于预应力钢筒砼管（pccp）的推广应用”、“关于供水管材卫生状况的评价题目”共五篇，均在“中国水网”上发表过，在省内、国内一些相关会议上进行了交流。近年根据主管部分的一些要求，管材市场上的一些新行情，本文进行了综合，并进行了局部充实与调整，综述意见很难周全，在此仅抛砖引玉，与业内同行共同商讨。

?1.供水管网的功能要求

供水企业的根本任务是向用户提供清洁的饮用水，连续供给有压力的水，同时降低供水用度。为此，供水管网作为供水系统的重要环节，对于它的硬件有以下五点要求：
(1)封闭性能高
供水管网是承压的管网，管道只有良好的封闭性，才是连续供水的基本保证。
(2)输送水质佳
自来水从水厂到用户，要经过较长的管道，往往需要几个小时乃至几天。管网实际上是一个大的反应器，出厂水未完成的化学反应将在管网中继续进行，并且含氯水与管壁发生新的接触，有可能产生新的反应，这些反应有生物性的、感官性的以及物理化学性的。因此要求管道内壁既要耐腐蚀性，又不会向水中析出有害物质。
(3)水力条件好?
供水管道的内壁不结垢、光滑、管路畅通，才能降低水头损失，确保服务水头。
(4)设备控制灵
一个大城市的供水管网，管道总长度少的有数百公里，多的达数千公里，在这样的大型供水管网中有成千上万个专用设备，维持着管网的良好运行。
在管网上的专用设备包括：阀门、消火栓、通气阀、放空阀、冲洗排水阀、减压阀、调流阀、水锤消除器、检验人孔、伸缩器、存渣斗、测流测压装置等。这些设备的完好是保证管网运行畅通、避免污染的条件。
(5)建设投资省
供水管网的建设用度通常占供水系统建设用度的50％～70％，因此如何通过技术经济分析确定供水管网的建设规模，恰当选用管材及设备是管网公道运行的保证。

2.管材种别

2.1 金属管材
(1) 钢管(sp)
钢管包括：钢板直缝焊管与钢板螺旋焊管(适用于大口径管道)、无缝钢管(适用于中小口径管道)、不锈钢管(适用于中小口径管道)，镀锌钢管与钢塑复合管(适用于小口径管道)，近年多数城市已不用镀锌钢管。
(2)铸铁管(cip)
(2.1) 灰口铸铁管(gcip)
包括离心灰口铸铁管、半连续灰口铸铁管(适用于中小口径管道)。近年多数城市供水企业已不用灰口铸铁管。
(2.2) 延性铸铁管(dcip)
包括退火球墨铸铁管、铸态球墨铸铁管(适用于各种口径管道，主要是中小口径管道)，铸态球墨铸铁管亦逐渐退出市场。
(3)有色金属管
包括铜管、铝管(适用于小口径管道)。
2.2 非金属管材
(1)水泥压力管
(1.1) 石棉水泥管(acp)现已不推广使用；
(1.2) 自应力管(sscp)在小城镇及农村用于中小口径管道；
(1.3) 预应力管(pcp)
包括管芯缠丝预应力管(又称三阶段管)(ctpcp)、振动挤压预应力管(又称一阶段管)(pvcp)、预应力钢筒砼管(pccp)，适用于大中口径管道。其中预应力钢筒砼管是前者的新一代产品。
(2)塑料管
(2.1) 热塑性塑料管
包括硬聚氯乙烯管(upvc)、高密度聚乙烯管(hdpe)(适用于中小口径管道)；聚乙烯夹铝复合管(pap)、孔网钢带塑料复合管(psscp)、交联聚乙烯管(pex)、改性聚丙烯管(pp-r)、聚丁烯管(pb)、尼龙管(pa)(适用于小口径管道)；丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物为基材的工程塑料管(abs)(主要适用于水厂投加氯及净水剂的管道，目前也有中口径管道产品)。
?(2.2)热固性塑料管(grp)?
grp管又称玻璃纤维增强树脂塑料管或玻璃钢管。玻璃钢管或加砂的玻璃钢管又分两种成型方法，即离心浇铸成型法(hobas法)及玻璃纤维缠绕法(veroc法)，grp管在大口径产业用水管道上、排污管道及源水管道上有较大的适用远景。

3. 管材适用性概述

3.1 钢管
(1)大口径钢管?
钢管通常选用q235b(a3)镇静钢钢板制作，它的强度高，管材及管件易加工，管厂建设周期短，特别是地形复杂的地段，一般采用钢管。但钢管的刚度小，易变形，衬里及外防腐要求严，必要时需作阴极保护，施工过程中组合焊接工作量大，在地下水位较高时，可采用胶圈柔性接口措施克服这一困难，与水泥压力管相比，造价较高。
(1.1) 制管工
大口径钢管有两种成形工艺，即直缝焊管与螺旋焊管。直缝焊管的工艺流程：

剪板—刨坡口—钢板翻面—压两头园弧—卷管(含点焊)—焊内外直缝(自动焊)—管段对接(含点焊)—焊环形口(自动焊)。?

螺旋焊管的制造标准选用sy/t5037-92《普通流体输送用螺旋缝埋弧焊钢管》，制作过程分三个阶段，即条形钢带制作，螺旋成形及内焊，螺旋管外焊及管段定长的切割。
(1.2)钢管制作质量的主要要求
钢管焊接符合现行的《给水排水管道工程施工及验收规范》（gb50268-97）、《产业金属管道工程施工及验收规范》(gb50235-97)的规定。
钢管焊缝检验x-射线探伤、超声波探伤应符合现行国家标准《现场设备、产业管道焊接工程施工及验收规范》的规定。钢管焊缝探伤数目，在工厂为5％，在现场为10％。
实际检验时可任选一种方式，但当选用超声波探伤时，应对超声波探伤部位作x射线探伤复检，复检长度为规定探伤数目的20％。钢管出厂前还有时逐根作水压试验，试压值为管线试验压力的1.25倍。?
直缝焊管焊缝外观应符合相应要求外，管节几何尺寸答应偏差，应符合表1规定。

管节拼装时，纵向焊缝错开300mm，管径小于600mm时，间距也应大于100mm。?

(1.3)钢管内衬质量的主要要求
钢管内衬材料有水泥砂浆或环氧树脂等。
a.水泥砂浆内衬的质量要求
a.内衬前检查管道椭园率不大于管内径的2％，管内壁无浮锈、杂物、油脂等，管内焊缝高度不大于内衬厚度的1/3。?
b.水泥选用525号硅酸盐水泥，砂为干净中砂(粒径0.15～1.2mm)，水泥砂浆重量配比在1∶1～2内选用，坍落度宜取60～80mm，抗压强度≥30mpa。?
c.内衬厚度及答应公差如表2。

d.水泥砂浆内衬后的内壁粗糙系数n≤0.012。?
e.内衬因收缩引起的裂缝，当其宽度≤0.8mm，且轴向长度不大于园周长度和不大于2m时，可不修补，否则应修补。?
f.表面缺陷(麻面、砂***、空窝)面积大于5cm2，深度大于内补厚度答应公差值，空鼓面积大于400cm2则应修补。
b.环氧树脂内喷衬的质量要求
?内喷衬用环氧树脂的材质及作业要求，由于目前国家还没有相应标准，而是参考石油天燃气行业标准‘sy/t4057--93’标准提出以下要求:
a.钢管内壁喷砂等方式除锈达到gb/t8923的sa2.5级标准的要求，使管壁呈现金属本色；?
b.作内喷衬的液体环氧树脂应具有卫生部的卫生许可证，且施工过程中对人体无害；?
c.衬层总厚度≥400μm（通常喷涂五道，第一道底漆在喷砂除锈后一小时内完成，待表干后喷下一道）；
d.涂层附着力达1～2级（试验方法gb1720）；
e.表面硬度，用2h铅笔试划无划痕（试验方法gb6739）；
f.柔韧性1.0mm（试验方法gb1731）；?
g.耐冲击性能≥4.9（试验方法gb1732）；
h.粘度≥0.2pa.s（试验方法gb1723）；
i.细度≤80μm（试验方法gb1724）；
j.表干时间≤4h，实干时间≤24h（试验方法gb1728）；
k.甲组份固体含量≥70％，乙组份固体含量≥80％（试验方法gb1725）；

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