浅析国内给水管材发展现状及方向
- 2012/8/27 10:09:342094
供水管网具有使用周期长（30年或更长）、检修和改造难度大、事故不易察觉（埋在地下）的三个特点。供水管网的安全可靠有两方面的含义：一是管网不间断供水，尽量避免管道破裂、漏损，甚至爆管。二是管网输送的自来水水质，不因管自身的原因（如管道生锈），影响管网水质。在管网输配水过程中，管网水质不能有太大的变化：从水厂到用户，顺利到达，同时满足水量和供水服务压力。在管道工程中，有各种材质不同的管道，应用范围较广。由于技术进步，制造供水管道所用的材料不断在发展，新型供水管材的性能有了较大的改进。
金属管道
在早期建设的输配水管网中，使用过铅管，这是一种抗腐蚀较好的金属管道。在铅管表面形成的氧化膜一直被认为是无毒的。现在分析管网输配水过程中的水质变化，可以发现，导致管网水质降低的主要原因小口径镀锌钢管。特别是用户内部管道。一方面，在用的小口径镀锌钢管；很少采用衬涂等保护性措施，用户内部管道的管材质量较差；另一方面，小口径管复合管道来取代它。
铸铁管是人们熟悉，也是使用较广的一种管道。铸铁是铁和碳的合金，碳在铸铁中的质量分数要高于2.11%，含碳量低于这个比例，就是低碳钢。采用低碳钢制作的钢管，加工和安装比较方便。钢管的各项力学性能优于其他管道，但是它于钢管的表面防腐处理，比较麻烦，防腐成本高，一般只在特殊地段采用钢管。
随着铸铁管生产工艺的发展和技术进步。时至今日，离心球墨铸铁管已成为主要的铸铁管生产工艺。国内使用的灰口铸铁管已逐渐向离心球墨铸铁管转移。球墨铸铁管不仅应具有较高的抗拉强度，同时应具有较高的延伸率，按照标准ISO2531的要求，球墨铸铁管的抗拉强度≥420Mpa，DN40—DN1000的管道，延伸率≥10%，DN1200-26OO的管道，延伸率≥7%。灰口铸铁管由于木要求管道的延伸率，对铁水原料的有害成分的控制范围较宽。
塑料管道
常用于供水管网中的塑料管道可分为两类。一类是聚烯烃材料：聚乙烯（PE）、高密聚乙烯（HDPE）、聚丙烯（PP）、聚丁烯（PB），这类塑料管道适用于熔合（加热）连接。另一类是氯乙烯材料：聚氯乙烯（PVC），硬质聚氯乙烯（U—PVC）、过氯化聚氯乙烯（C—PVC）。适用于粘接（胶水）连接。
PVC和PE管道在60年代，同时应用于供水管道工程。在应用初期，PVC管道的连接方式比较简单，小口径PVC管道采用胶水，粘接连接，中等口径的PVC管道采用承插接口，使用橡胶圈密封，是一种较理想的柔性接口。因此如年代以前PVC管道的应用范围较广。对于推广初期的PE管道，采用加热连接的方法，施工不方便。早期的PE管，由于材料性能’的限制，抗压强度和抗开裂性能都不好。为了承受外压和内压，PE管道的口径越大，管壁就越厚。因为较厚的管壁才能保证管道有足够的刚度。大口径的PE管道，管壁相对厚。材料用量增加，加大了成本。因此，推广初期的PE管，一般不超过DN300，主要用于户内管道和配水管网。
为满足供水管网安全可靠运行的要求，管材的发展有两个方向：
一是选用新型管材，限制和逐步淘汰不符合发展要求的旧管材。发展性能优良、耐腐蚀性能好的新型管材，根据实际要求，选择合适的金属或非金属管材；
二是对管道表面采取保护措施，外部防腐和内部衬涂，以确保管网水质的安全。
铸铁管在管道工程中，仍占有重要位置，特别是钢铁产量在今后几十年内不会下降（目前全世界产量7-8亿吨）。铸铁管的性能已有了大幅度的提高。标准ISO2531中，离心球墨铸铁管的抗拉强度≥420MPa，已和低合金钢强度差不多，但离心球墨铸铁管的耐腐蚀性能优于钢管。为了抗腐蚀和保证管网水质，铸铁管内部和外部的衬涂和防腐材料，都在改进和完善。
塑料管道会有更大的发展，PVC管道的材料性能还将改善，避免使用含有重金属的稳定剂。各种关于新型塑料的新技术，都在不断地推广使用。但塑料管的稳定性和老化问题仍是人们担心的。
先进的复合材料管道在20世纪曾得到很大发展。如预应力钢筋混凝土管、PCCP管（铜筒混凝土管）和树脂基复合材料（玻璃管夹砂管GRP）在大口径输水管道工程中有应用；钢塑复合管和铝塑复合管，在小口径用户管道市场中用很大的需求。由此可见，供水管材将会有更大的发展，让我们拭目以待。