长距离供排水管道的材质对比和选择

随着国家经济的发展,矿产资源开发的力度也越来越大,许多资源丰富却因干旱缺水而导致无人问津的荒凉之地,逐渐变为热土,开发的 步就要解决水的问题,而长距离管道输水,则是干旱地区引水方式的 ,选用何种管材,则决定着工程的安全性和经济性。 一、常用管材 输水管材一般分为金属管材、非金属管材和复合管材三大类:常用的金属管材有普通焊接钢管和离心球墨铸铁管;常用的非金属管材有各种玻璃钢管、塑料管和混凝土管;常用的复合管材有钢塑复合压力管和各种钢骨架塑料复合管。下面介绍几种目前在国内应用广泛、市场上十分畅销、大家比较认可的管材。 1.普通焊接钢管（SP） 耐腐蚀性:管材虽然耐腐蚀性能较强,但内、外壁仍需做防腐处理;卫生特性:内衬水泥砂浆易结垢,对水质有一定影响;水力特性:内衬粗糙系数n=0.012,阻力大、能耗高;密封性能:一般采用现场焊接,密封性能优;安装性能:管长≤12m,自重较大,接口少但需要焊接,敷设要求低,安装性能良;力学性能:强度、韧性、抗冲击等性能优,但刚度较差,承压较高;抗震性能:管材强度高、韧性好,可承受高压,抗震性能优;安全程度:不会漏水,不会爆管,安全程度高;使用寿命:估计＜2 。 可见其大优点是力学和机械性能优越、强度高、承压大,大缺点是不耐腐蚀,故必须对内、外壁做防腐涂层,且在计算壁厚时,应考虑2mm厚腐蚀余量。钢管防腐质量、尤其现场焊缝防腐质量,对安全运行、使用寿命影响较大。 2.离心球墨铸铁管（DIP） 耐腐蚀性:管材虽然耐腐蚀性能较强,但内、外壁仍需做防腐处理;卫生特性:内衬水泥砂浆易结垢,对水质有一定影响;水力特性:内衬粗糙系数n=0.012,阻力大、能耗高;密封性能:采用橡胶圈柔性接口,密封性能良;安装性能:管长≤6m,自重大,接口多但方便,敷设要求较低,安装性能良;力学性能:强度、刚度、韧性、抗冲击等性能优,承压较高;抗震性能:采用柔性接口,管材强度高,韧性较好,但不能弯曲,抗震性能良;安全程度:不易漏水,不易爆管,安全程度较高;使用寿命:接近50a。 3.夹砂玻璃钢管（FRPM） 耐腐蚀性:管材本身抗腐蚀,不需要做任何防腐处理;卫生特性:管材环保卫生,内壁不结垢,对水质无影响;水力特性:内壁粗糙系数n=0.009,阻力小、能耗低;密封性能:采用丝扣活接头连接,密封性能优;安装性能:管长≤9m,自重轻,接口较少且方便,敷设要求较高,安装性能优;力学性能:强度、刚度、韧性等性能优,承压极高;抗震性能:管材强度高,且有一定柔性,抗震性能优;安全程度:不会漏水,很难爆管,安全程度高;使用寿命:设计50a。 4.塑料合金玻璃钢复合管 耐腐蚀性:管材本身抗腐蚀,不需要做任何防腐处理;卫生特性:管材环保卫生,内壁不结垢,对水质无影响;水力特性:内壁粗糙系数n=0.009,阻力小、能耗低;密封性能:采用双“O”形橡胶圈柔性接口,密封性能良;安装性能:管长≤12m,自重轻,接口少且方便,敷设要求高,安装性能良;力学性能:强度、刚度、韧性等性能良,但不耐撞击,承压较高;抗震性能:采用柔性接口,管材强度较高,有一定柔性,抗震性能良;安全程度:不易漏水,不易爆管,安全程度较高;使用寿命:设计50a。 5.涂塑复合钢管（PSP） 耐腐蚀性:基管易腐蚀,但内、外壁涂塑后耐腐蚀性能大幅度提高;卫生特性:内壁涂塑后不结垢,对水质无影响;水力特性:内涂粗糙系数n=0.009,阻力小、能耗低;密封性能:采用卡箍件柔性连接,密封性能优;安装性能:管长≤6m,自重较大,接口多但方便,敷设要求低,安装性能良;力学性能:强度、韧性、抗冲击等性能优,但刚度较差,承压较高;抗震性能:采用柔性接口,且管材强度高、韧性好,抗震性能优;安全程度:很难漏水,不会爆管,安全程度高;使用寿命:估计＜50a。 涂塑复合钢管是以焊接钢管为中间层,聚乙烯或环氧树脂为内外层,采用专用热熔胶,通过挤出成型方法复合而成,实际上是已做好防腐涂层的焊接钢管。由于防腐质量上乘、涂层光滑,其耐腐蚀性能大幅度提高、水力特性大为改善,几乎可以与塑料管篦美。 6.钢骨架聚乙烯塑料复合管（SRPE） 耐腐蚀性:管材本身抗腐蚀,不需要做任何防腐处理;卫生特性:管材环保卫生,内壁不结垢,对水质无影响;水力特性:内壁粗糙系数n=0.009,阻力小、能耗低;密封性能:采用电热熔连接方式,密封性能优;安装性能:管长≤12m,材质轻,接口少但需要电熔,安装性能优;力学性能:韧性、抗冲击性能优,强度、刚度等性能良,承压较低;抗震性能:管材强度较高,抗冲击和不均匀沉降,抗震性能优;安全程度:不会漏水,很难爆管,安全程度高;使用寿命:预期50a。 此管材是以低碳钢丝绕焊成型的网状骨架（内侧为线形经线、外侧为环状纬线）为增强相、以中密度或高密度聚乙烯热塑料树脂为基体,通过挤出成型方法复合而成,其力学、水力、卫生、防腐、密封、安装、抗震等性能优越,大缺点是耐温性能较差。该管材一般采用热熔连接,根据行业标准CJ/T123-2004,管径≤600mm、管长≤12m,公称压力与管径相关。 7.超高分子量聚乙烯管 无漏损：超高分子量聚乙烯管在供排水工程中的应用突出的特性就是无漏损，我国供排水管道主要采用P管材、铸铁管材、玻璃钢管材，采用承插口连接，橡胶圈密封，管网存在严重漏损，平均漏损率约15-30%，既浪费资源又增加管材维护费用。超高分子量聚乙烯管以优异的性能成功的解决了这一难题，为供排水工程带来重大变革；低耗能：超高分子量聚乙烯管糙率为0.0065，而钢管糙率为0.012，水泥管糙率为0.013，相同口径的超高分子量聚乙烯管的输水流量大于P管材及铸铁管材。同等流量下，超高分子量聚乙烯管可节能25%；免维护：超高分子量聚乙烯管拥有耐腐蚀、耐低温、不结垢、无漏损等系列特性，因此管材运行后几十年不需要进行防锈、除污和检修，可节约运行维护费用95%以上；耐腐蚀：超高分子量聚乙烯化学稳定性极高，能耐各种腐蚀介质（酸、碱、盐）及有机溶剂的侵蚀。可用于海底供水、海水输送以及酸碱性水的输送。；耐低温：超高分子量聚乙烯管具有优异的耐低温性，在零下70℃低温下，仍可保持其机械性能不改变，特别适合于寒冷地区供排水管道的使用；不结垢：由于超高分子量聚乙烯管材内壁光滑，粗糙度仅为Ra0.00022，长期使用不结垢、不滋生细菌；而P管材、铸铁管壁内粗糙度为Ra0.01-0.09，易结垢、长苔，影响管材的输水流量并污染水质，影响人的身体健康；高环保：超高分子量聚乙烯材料是国家已认证的环保材料，毫无毒性，对人体无害，是供水管材的佳选择；高承压：超高分子量聚乙烯管的抗压强度是PE100的2倍，是PE80的2.5倍，能够承受管道供排水内压的大幅波动；环刚度高达8KN/m2以上，能够满足管道埋设高载荷的要求；高韧性：超高分子量聚乙烯管材具有较好的韧性，伸长率≥350%，当地壳发生沉降时管道及接口也不易开裂，大限度地保证正常供水；抗冲击：超高分子量聚乙烯管具有很强的抗冲击性，可承受水锤的冲击，转弯处不需要建设镇墩。 二、性能比较 其上述管材的性能比较来看,超高分子量聚乙烯管的综合性能佳，塑料合金玻璃钢复合管、钢骨架塑料复合管与涂塑复合钢管的综合性能明显占有优势,离心球墨铸铁管的综合性能次之,普通焊接钢管和夹砂玻璃钢管的综合性能相对要差一些。 三、造价比较 在管道规格相同前提下,综合造价超高分子量聚乙烯管＞钢骨架塑料复合管＞塑料合金玻璃钢复合管＞涂塑复合钢管＞离心球墨铸铁管＞普通焊接钢管＞夹砂玻璃钢管,低与高管材之间综合造价大约相差50%。 四、选择原则 1.应根据建设项目的重要程度、输水距离、敷设根数、管道规格、压力大小、外部荷载、地质地形、地震烈度、管材性能以及及有无调节设施等综合分析后确定。 2.在满足安全耐久、经济合理、环保卫生、节约电能、接口可靠、施工方便、维护容易的前提下,力争体现“以塑代钢、节约钢材”的精神,尽量不要与国家的产业政策相抵触。 3.兼顾市场供应、建设工期、运输距离、施工季节等因素 4.在此，建议大家购买超高分子量聚乙烯管，它不仅是一种环保型的管道，受国家产业政策的支持，而且性价比比其他材质的管道要高。

超高分子量聚乙烯管道为何被誉为“神奇的塑料”?

超高分子量聚乙烯管道(UHMW---PE)技术在我国日渐成熟，越来越多的工程采用了这种管道，成为一种价格适中性能优良的新型热塑性工程塑料，它几乎集中了各种塑料的优点，耐磨抗冲击，自润滑，耐腐蚀、耐低温、卫生无毒、不粘附、不吸水等综合性能，是一种较为理想的管材。 可广泛应用于冶金矿山(矿浆输送、注浆回填）、电力（粉煤灰输送）、疏浚抽沙（湖泊清淤的泥浆输送，抽沙船的抽沙管）、石油、天然气、纺织、造纸、食品（粮食加工输送）、化工、机械、电气等行业。 超高分子量聚乙烯管道性能十大优势 1、超高分子量聚乙烯管道的抗冲击性。抗环境应力、开裂能力、抗刻划能力居各类塑料之首，其中抗冲击强度常温下是PE100的10倍以上，环境温度越低，抗冲击能力越强。 2、超高分子量聚乙烯管道的耐磨性是钢的4～7倍，聚乙烯、聚丙烯的10倍，是PE的2.3倍输送粉煤灰一类小颗粒浆体效果更佳。 3、超高分子量聚乙烯管道是一种饱和分子团结构，化学性能非常稳定，能耐各种腐蚀性介质和有机溶剂的侵蚀，比聚乙烯、聚丙烯、尼龙、ABS等塑料更耐腐蚀。 4、超高分子量聚乙烯管道具有不粘着性，它的化学和物理极性低于普通塑料，结垢物质也难以附着。只要浆体流速达到2.3～4.6米秒，结垢就难以形成。即使长期缓慢积累形成垢层，也不牢固，容易清除。 5、超高分子量聚乙烯管道的理论使用寿命可达几百年，超高的老化速度和脆化速度非常缓慢，埋地使用50年，其机械性能仅降20%左右。 6、超高分子量聚乙烯管道的摩擦系数仅为新钢管的1/6，普通聚乙烯的1/5，橡胶的1/20，聚丙烯的1/2。而且超高的耐磨性和不粘性、耐腐蚀性又可使管壁始终保持光滑畅通，流通能力一般高出钢管50%以上，使传输系统长期保持低压畅通状态。 7、超高分子量聚乙烯管道的抗拉屈服强度和抗拉断裂强度较高，热变形温度高出普通塑料十几度，而冷脆温度几乎没有下限，加之100%的延伸率，所以，可在较大温度范围内，承受较大的管子应力，吸收冲击载荷和关停出现的水压波动。 8、超高分子量聚乙烯管道的焊接工艺简便、直观、效率高，焊缝强度超过管材本体，为长距离管道，特别是中、高压管道的安装提供了方便和保证。超高管无需防腐，管道质轻柔软，便于搬运铺设，允许根据地形变化改变走向。 9、超高分子量聚乙烯管道的价格较为适中。中等直径，中、低压管道的工程总造价甚至比无缝钢管还低，更低于复合管和合金管道，而使用寿命却高于钢管6倍以上、复合管4倍以上，经济效益十分显著。