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复合管材安全性成了人们关注的焦点

随着科学技术的不断发展 , 各种复合管材在给水工程 中有着非常广泛 的应用 。然而 , “ 健康” 与“ 安全” 是现代人最为重视 的两大主题。饮用水的水质及供水领域中复合管材的安全性就成 了人们关注的焦点 。 

过去人们广泛使用的镀锌钢管由于存在易腐 蚀 、 不卫生 、 使用寿命短等弊病 , 不久前遭到了全球 性的禁用命运。  镀锌钢管禁用后, 铜管、 不锈钢管等高档金属 管材在国内给水领域获得 了一定范围的应用。其 优点: 强度高、 耐蚀性好 、 外观华丽、 使用 寿命长 。  但是 , 其高昂的成本大大限制了其应用范围。由于 塑料管材存在一些难以克服的内在缺陷, 各种金属 与塑料的复合管材应运而生。 

复合管大多是由工作层( 要求耐水腐蚀) 、 支承 层、 保护层( 要求耐腐蚀) 组成 。目前市场上有代表 性的居住建筑供水领域的复合管材包括: 钢塑复合 管、 铜塑复合管 、 铝塑复合管、 钢骨架塑料复合管 、  碳钢与塑料复合管、 不锈钢与塑料复合管等。 

铜管按材质不同分为: 紫铜管、 青铜管和黄铜 管三大类。建筑给水中采用紫铜管。铜管经久耐 用。铜的化学性能稳定 , 耐腐蚀, 耐热 , 可在不 同的 环境中长期使用 , 使用寿命约为镀锌钢管的 3 ~4  倍。铜管机械性能好, 耐压强度高, 同时韧性好, 延 展性也高, 具有优 良的抗振、 抗 冲击性能。它对某 些细菌的生长有抑制作用 。由于铜管本身不耐酸,  在潮湿的环境下铜材表面易氧化形成铜绿 , 铜绿也 是一种有毒物质。另外 , 由于铜 的导热系数过大,  散热快 , 如用于输送热水就必须进行保温处理。目  前市场上出现了一种在铜管表面复合一层塑料的 保温性铜塑复合管产品。该产品除为了解决上述 问题之外 , 也有希望通过依靠减薄铜管管壁以达到 降低管材成本的目的。但由于铜本身强度不高, 无 法采用过薄的壁厚达到使用要求, 并产生外复塑层 易于老化而缩短使用寿命等缺陷。  铜塑复合管配件为纯铜 , 价格昂贵。管道易受 其他专业施工工序的破坏 , 修补时浪费配件, 造价 高于镀锌管道的。  管道系统的经济性并非是 由单一的管材决定 的, 而是有许多因素, 如施工、 安装 、 维护、 管理、 管 道系统的使用寿命等综合因素构成。目前铝合金 UP VC复合管材 相对于 uP VC管 材, 价格较 高。  它主要是增加了铝合金及特殊防腐材料层。 

铝塑复合管是近几年发展迅速的一种新型管 材。铝塑复合管是以铝合金为骨架, 铝管 内外层都 有一定厚度的塑料管。铝合金 UPVC复合管材是 在 UP V C管材上包覆铝带。其结构为三层管 : 内  层为 UP VC塑料管材, 中间为铝合金管, 外层为表 面特殊防腐涂层。塑料管与铝管间有一层胶合层 ( 亲和层) , 使得铝和塑料结合成一体不易剥离。目  前用于铝塑复合管的塑料几乎均是 PE管 ,PE管 又分 HDP E或 PE X。HDPE或称通用性铝塑复合 管 , 适用于 4 O℃的水温; PEX称 内外交联聚乙烯 铝塑复合管, 适用于 7 5℃ 的水温。铝塑复合管外 层聚乙烯厚度不小于 0 . 4   mm, 内层聚乙烯不小于 0 . 8   mm( 外层厚度的 2倍) , 铝带厚度 0 . 2 O ~0 . 2 5  mm。胶合层所使用的黏接剂( 热熔胶) 主要采用共 聚改性聚乙烯或化学接枝聚乙烯。铝塑复合管具 有 良好的金属特性和非金属特性。 

铝合金 UP VC复合 管材外层 为特殊防腐材 料。其特点 : 附着力强, 耐磨性好, 耐水性好, 以及 超强耐候性。  铝合金 UPVC复合管材中间层为铝合金管。  其特性是抗蚀性好, 无应力腐蚀开裂倾向, 能很好 保护 内层塑料管。内管为 UP VC管材, 可跟据需 求选用实壁 、 螺旋、 中空发泡、 压力给水等管材。  铝合金 UP V C复合管材具有抗 紫外线 , 使用 寿命长 , 耐冲击, 耐腐蚀, 防火 , 外观色彩多样化等 物理性能。  根据内管的结构, 铝合金 UP VC复合管的品 种有铝合金 UP VC复合管材 、 铝合金 UP VC中空 发泡复合水管、 铝合金 UP VC螺旋复合水管 、 铝合 金 UP VC压力复合水管等。它们能完全符合市场 对系列管材的要求。 

孔网钢带聚乙烯复合管是以冷轧钢带焊接的 孔网管为增强骨架, 以冷轧带钢和热塑性塑料为原 料, 以多孔薄壁钢管为增强体, 外层和内层 双面复 合热塑性塑料的复合压力管材。由于引入增强骨 架, 管材的耐压强度显著提高。这种复合管既克服 了钢管和塑料管各 自的缺点, 又具有钢管的刚性和 塑料管的耐腐蚀性。管道具有以下特点 : 钢管架管 道本身承受的外压强度能力较弱, 在遭受外力时变 形甚至破裂, 以及在地面沉降不均时破裂。DN2 5 0  口径以下最大工作压力通常在 1 . 6   MPa , 超过 DN2 5 0口径最大工作压力在 1 . 0   MPa ; 长期工作温度 应在 5 O℃以下 , 应用范围较窄。采用热熔方式连 接 , 施工要求较高。 

复合管用的钢带应采用 YB / T  5 0 5 9规定 的宽 度及厚度较高精度 的( K) 、 软态( R) 、 无没低碳钢 带。高 密 度 聚 乙 烯 ( HDP E) 、中 密 度 聚 乙 烯 ( MD P E ) 应是给水 ( 食 品级或卫生级) 用管材专用 料, 加入的添加剂应分散均匀; 冷水管的颜色为白 色或蓝色, 热水管为橙红色 ; 管的内、 外表面应光滑 平顺。两端应切割平整, 与封头环熔结 良好 , 无裂 缝 , 熔结处平整 , 无划伤、 毛刺 ; 复合管的公称长度 为 6   0 0 0   mm; 环刚度应不小于 1   MP a , 纵向回缩率 应不大于 0 . 3   。 

涂塑钢管是 国内新近开发 的一种新型管道材料。采用内外均有涂塑保护层 , 中间为增强焊接钢管或无缝承压钢管的复合结构。它克服 了钢管本身存在的易生锈、 腐蚀、 高污染, 以及塑料管强度低、 易变形等缺陷, 整合 了钢管和塑料产品的优点, 属于国家推广使用的环保产品。涂塑复合钢管是在钢管内壁熔融一层厚度为 0 . 5 ~1 . 0   mm的聚乙烯( PE) 树脂、 乙烯一 丙烯酸共 聚物 ( EAA) 、 环 氧( EP) 粉 末、 无 毒 聚丙 烯  ( P P)或无 毒 聚 氯 乙烯( P VC) 等有机物而构成的钢塑复合型管材。它不但具有钢管的高强度、 易连接、 耐水流冲击等优点还克服了钢管遇水易腐蚀 、 污染、 结垢及塑料管强度不高、 消防性能差等缺点 , 设计寿命可达 5 O年主要缺点是安装时不得进行弯 曲。热加工和电焊切割等作业时, 切割面应用生产厂家配有的无毒常温固化胶涂刷。涂塑复合钢管一般采用外层 为镀锌钢管或者黑铁管为基体, 内层为食品级环 氧树脂 , 外层为改性环氧粉末涂料 , 以先进的工艺在内、  外壁熔融、 喷涂或吸附环氧树脂粉末涂料, 并经高 温固化的新型复合管材, 作为普通 自来水管的更新 换代产品。它既有钢管的强度与刚度, 又具有塑料 管内壁非常光滑、 自润滑性好、 不生锈、 不结垢、 流 体阻力小、 耐冲磨 、 防腐蚀 、 抗菌卫生性能好及柔韧 性等优点。 

与内衬钢/ 塑复合管材相比: 涂塑复合钢管线 膨胀系数更低、 不缩径。由于食品级环氧树脂是一 种极性材料 , 与钢管的结合力极强, 在常温下长时 间不会出现分离、 脱落现象, 特别是在抗热胀冷缩 方面具有更佳的表现, 其耐候性更好 。涂塑复合钢 管完全可满足给水管、 燃气管等埋地铺设使用, 并 可采用传统方法安装, 施工非常方便 。 

双金属焊接复合涂塑钢管是 目前最新型的复 合管材。双金属焊接复合涂塑钢管 内壁涂敷塑料 防腐层 , 在管道的端口5 ~1 O   c m的范围内衬 1   mm 厚的不锈钢 薄板 。该管道 的防腐性佳 , 可保 障水 质 。双金属焊接复合涂塑钢管的特点 : 连接方式与 碳钢不锈钢复合管的相 同; 作 为焊接本体连接, 连 接 口的强度与钢管一致 ; 在地质沉降不均时比任何 其它钢塑复合管道的抗压强度都好; 管道的压力等 级可满足任何需求。该管道难于现场制作, 须在专 业制造厂生产 , 且制作完毕后无法修改。施工技术 要求较高, 碳钢不锈钢复合管 的端 口均有坡 口, 采 用双金属焊接连接时 , 先用不锈钢焊条焊接内层不 锈钢 , 然后用碳钢焊条焊接外层钢管。由于在焊接 过程中产生的高温会破坏 内涂塑层 , 应在焊缝热量 影响区用湿棉布包扎, 并在焊接时浇冷水降温。双 金属焊接复合涂塑钢管 内涂环氧树脂。环氧树脂 为热固性材料 , 管道制作完毕后, 与外侧钢管 的膨胀系数接近, 可避免热滚塑钢管在使用过程 中因管道热胀冷缩造成滚塑层的脱落。 

碳钢不锈钢复合管是以普通无缝钢管为基体 ,  内衬各种材质的不锈钢的管材。目前市场上碳钢 不锈钢复合管分为两种 : 一种是内衬不锈钢( 3 0 4 )  无缝管的复合管材 , 经过冷拔复合工艺 , 使不锈钢 管与外面的碳钢管紧密成型一体 ; 另外一种是 内衬 薄不锈钢卷的复合管。前者工艺 尚不成熟, 市场上 的最大口径一般也只做到了 DN1 5 0 , 价格也较高;  后者由于内衬不锈钢薄卷 , 如果焊接不当, 很容易 造成内衬不锈钢卷与外壁碳钢管之间脱开, 仍会引 起管道的损伤和腐蚀。目前实际使用 中的最大管 径为 3 0 0   mm, 价格也较低。  碳钢不锈钢复合管的特点 : 可直接用不锈钢焊 条堆焊连接 , 也可采用法兰连接 ; 管道便于现场修 改; 承受的环境温度可较高。但其技术尚不成熟且 价格高, 必须用无缝钢管制作。  碳钢不锈钢复合管在使用 中不会出现复合材 料脱落、 龟裂 , 脱层等情况 。复合层不会老化, 涂层 不可能厚薄不均匀, 压力 、 温度、 流速变化的情况下 对其内衬的复合材料是没有影响的。 

碳钢不锈钢复合管施工技术复杂。碳钢不锈钢复合管管道两端的不锈钢管伸 出外侧碳钢管 1~2   c m, 供焊接时使用。焊接连接时先焊内侧的不锈钢 , 然后在接 口处补钢带焊接, 一般要焊两道。  不锈钢复合管的优点 : 结构规格参照国标同比电焊钢管的力学性能和机械强度, 耐高压、 耐高温 ;  材料成本同口径每米 比镀锌管的低, 是不锈钢管的1 / 2 ~1 / 3; 管接件的结构形式和连接方法与铝塑复合管的相同, 不需攻丝和铰螺纹 ; 管内壁粗糙度 比铝塑复合管的低 , 流速高, 不结污垢, 流量 比其他 同 口径管的高 3 0   ~5 O   , 是净水工程最佳管材 ; 耐酸碱腐蚀性 , 使用寿命长。 

不锈钢塑料复合管是在普通塑料管的外壁 , 经过特殊的加工工艺 , 复合一层很薄的不锈钢管的新型复合管材 。因此 , 不锈钢塑料复合管刚既具备 了  塑料管卫生、 耐蚀、 导热系数小、 输水性能好等优点 , 又克服了塑料管表面硬度低、 刚性差、 线膨胀系 数大、 耐紫外线照射能力差、 易老化等缺点。它既 具备了不锈钢管表面硬度高、 强度好 、 耐冲击、 外观高档华丽等优点, 又克服了纯不锈钢管价格昂贵的 缺点 。因为不锈钢层很薄 , 用料少 , 管材主体仍为 塑料管, 成本低 。所以不锈钢塑料复合管综合 了不 锈钢管与塑料管各 自的优点, 是 目前技术条件下一 种综合性价比较好的新型管道, 是替代镀锌管的首 选产 品 。 

不锈钢塑料复合管材采取连续焊接式生产。  其外层为不锈钢, 内层为塑料管, 其之间有黏结层 形成三层结构。这种特殊结构使其具有 以下特点 :  不锈钢层经热熔胶与塑料管复合形成新 型材料成 为三层牢固结合的整体, 其强度大大超过较厚不锈 钢的空管 , 并使其质量减轻, 比强度高; 表面不锈钢 管层经抛光 , 坚硬 , 强度高, 装饰效果特别好 , 既可 用于流体输送管, 又可用于装饰管 , 并可用于某些结构用管。可因其使用场合不同选用不同的内层塑料和不同黏结剂, 使管材清洁无害。不锈钢塑料复合管其外层采用 S US   3 0 4不锈钢, 耐腐蚀, 极富装饰性。因采用特殊成型方法, 使外层不锈钢管直径壁厚比 S DR>8 0 , 成为超薄壁 , 在保证耐压强度的前提下减少了用料 , 提高了性价比。  薄壁不锈钢复合管 , 国内于 2 0世纪 9 O年代末才开始生产使用, 是当今管材领域崭露头角的新生族 , 已大量应用于建筑给水管路。薄壁不锈钢复合管经久耐用 , 已被工程界公认 , 而且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。由于配套的连接方法、 管件之可靠性及价格是决定发展的主要 因素, 同时, 建设部很重视薄壁不锈钢复合管材的推广应用, 特别是小 口径的不锈钢复合管价格不高, 有着广阔的发展前景。 

不锈钢复合管具有安全可靠、 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、 节能和环保型的管材之一 ,  也是一种很有竞争力的给水管材。