水工程领域中不同材质管道的优缺点及其适用范围(给水 排水 建筑给排水)

1、水工程领域中不同材质管道的优缺点及其适用范围,给水 排水 建筑给排水,一、选材的重要性： 在给水工程中, 管道工程投资在工程总投资中占很大的比例, 而管道工程总投资中, 管材费用约占50%左右。给水管道属于城市地下永久性隐蔽工程设施, 要求具有很高的安全可靠性。因此, 合理选择管材非常重要。,室外给水管道管材,二、对管材的要求 1、有足够的强度 2、水密性好 3、内壁光滑 4、价格较低，使用年限长 5、抗侵蚀 6、尽量就地取材,室外给水管道管材,三、管材选择考虑因素，按重要性从高到低排列为:,( 1) 符合卫生要求。 ( 2) 足够的机械强度韧性，能承受要求的内压和外荷载，满足本地地质及各种实

2、际运行工况的需要。 ( 3) 接口安全可靠。 ( 4) 制造/施工/安装质量容易控制，管材性能可靠。 ( 5) 耐腐蚀性能好。,( 6) 阻力小，能耗低，输水能力可基本保持不变。 ( 7) 综合成本合理。 ( 8 ) 管材来源有保证，管件配套方便。 ( 9) 便于运输，安装。 ( 10 ) 寿命长，维修量小，便于管理。,室外给水管道管材,四、管材种类,金属 非金属,灰铸铁 球墨铸铁 钢管,钢筋混凝土：预应力、自应力 玻璃钢 塑料：硬聚氯乙烯、聚乙烯,室外给水管道管材,1、灰铸铁管 优点：有较强的耐腐蚀性，以往使用最广。 缺点：质地较脆，抗冲击和抗震能力较差； 重量较大； 易发生接口漏水，水管断

3、裂和爆管事故。,室外给水管道管材,灰铸铁管,室外给水管道管材,2、球墨铸铁管 优点：抗腐蚀； 机械性能好； 重量较轻； 很少发生爆管、渗水和漏水现象。 缺点：价格较高 使用情况： 输配水经常采用，常与PE管配合使用,室外给水管道管材,球墨铸铁管,室外给水管道管材,3、钢管（SP） 钢管管材一般采用Q235B( A3) 碳素镇静钢 优点：耐高压、耐振动、重量较轻、单管的长度大和接口方便 缺点：承受外荷载的稳定性差； 耐腐蚀性差，管壁内外都需要有防腐措施； 使用情况： （1）在管径大和水压高处使用泵站内使用 （2）因地质、地形条件限制或穿越铁路、河谷、地震地区时使用,室外给水管道管材,钢管,室外给

4、水管道管材,镀锌钢管,室外给水管道管材,预应力与自应力钢筋混凝土管的区别： 自应力钢筋混凝土管是利用自应力水泥的膨胀力张拉钢筋而产生预应力的钢筋混凝土管。 预应力钢筋混凝土管是通过机械张拉钢筋产生预应力的钢筋混凝土管。,室外给水管道管材,4、预应力钢筋混凝土管（PCP) 优点：造价低，抗震性能强，管壁光滑，水利条件好，耐腐蚀，爆管率低，造价低。 缺点：重量大，不便于搬运和运输 预应力钢筒混凝土管（PCCP): 是在预应力钢筋混凝土管内放入钢筒，其用钢量比钢管省，价格比钢管便宜。,室外给水管道管材,预应力钢筋混凝土管,室外给水管道管材,预应力钢筋混凝土管,室外给水管道管材,预应力钢筒混凝土管,室

5、外给水管道管材,5、玻璃钢管 优点：耐腐蚀，不结垢； 内壁光滑，水头损失小； 质量轻； 缺点： 玻璃钢管较脆，易破裂，除工作压力外，更应注重管材的刚度及做好管 道基础，减少管道不均匀沉降。 应用： 在强腐蚀性土壤中使用,室外给水管道管材,室外给水管道管材,6、塑料管；硬聚氯乙烯（UPVC),聚乙烯（PE) 优点：强度高、表面光滑、不易结垢、水头损失小、耐腐蚀、重量轻、加工和接口方便。 缺点：管材的强度较低，膨胀系数较大，用作长距离管道时，需考虑温度补偿。 （1）硬聚氯乙烯（UPVC) UPVC 管由硬聚氯乙烯塑料通过一定工艺制成。UPVC 管材不导热、不导电、阻燃。突出应用于高腐蚀性水质的管道

6、输送, 质量和经济效果甚佳。,室外给水管道管材,（2）聚乙烯（PE) PE 管除具有UPVC 管的优点外, 该管属柔性管, 对小口径管可用盘管供应, 运输、敷设方便, 连接时采用热熔对接可将管道连接长达数百米进行弹性敷设。 适用范围： 当塑料管管径在一定范围时, 与金属管相比具有经济优 势, 随着管径增大, 经济性下降; 其次, 大口径塑料管管件由于生产投资大, 生产企业很少, 容易造成管件与管材不配套, 给工程施工带来不便。因此, 市政供水塑料管以DN500 以下为主,室外给水管道管材,PE管,室外给水管道管材,PE管,室外给水管道管材,室外给水管道管材,1、力学性能,钢管 球墨铸铁管 预应

7、力钢筒混凝土管 预应力钢筋混凝土管 玻璃钢管 PE 管,室外给水管道管材,2、质量控制 给水管道质量控制包括生产质量和施工安装质量两方面。 述各种管材质量控制由易到难依次是: 球墨铸铁管 钢管 PE 管 预应力钢筋混凝土管 预应力钢筒混凝土管 玻璃钢管。 3、防腐 述各种管材防腐性能高低依次是: 玻璃钢管 PE 管 预应力钢筒混凝土管= 预应力 钢筋混凝土管 球墨铸铁管 钢管。,室外给水管道管材,4、造价,室外给水管道管材,室外排水管道管材,一、选材的重要性： 在现代城市发展中市政排水设施必不可少，甚至成为保障城市稳定发展，人们生命财产安全的重要防线，是城市与居民赖以生存与发展的基础。若选材不

8、当，亦会带来很多负面影响，管道堵塞、排水不畅等问题极有可能导致城市内涝进而危机居民安全。因此, 合理选择排水管材非常重要。,室外排水管道管材,二、对管材的要求 1、有足够的强度，抗压抗折 2、抗冲刷，耐磨损 3、有抗腐蚀、浸蚀能力 4、不透水 5、内壁光滑，使水流阻力尽量减小 6、货源充足，价格便宜,室外排水管道管材,三、管材的选择,合理地选择管渠材料，对降低排水系统的造价影响很大。选择排水管渠材料时，应综合考虑技术、经济及其他方面的因素。,室外排水管道管材,管渠材料应尽可能就地取材，便于供应和运输,考虑管材的造价,根据输送水质情况，进行比较选择,考虑管材的适用条件,四、常用的排水管渠,室外排

9、水管道管材,混凝土和钢筋混凝土管,陶土管,金属管,砖石浆砌或钢筋混凝土大型管渠,其他管渠,1、混凝土和钢筋混凝土管（PCP） 优点： 制造方便，成本低，抗压能力强，适用于大管径 缺点： 抗酸、碱和浸蚀能力低；抗渗透性能低；管节短，接头多，施工困难；重量大，搬运不便,室外排水管道管材,1、混凝土和钢筋混凝土管（PCP） 适用范围： 混凝土管的管径一般小于450mm，长度多为1m，适用于管径较小的无压管。当管道埋深较大或敷设在土质不良地段，为抗外压，当管径大于400mm时通常都采用钢筋混凝土管（泵站的压力管及倒虹管）,室外排水管道管材,钢筋混凝土管,室外排水管道管材,2、陶土管 优点： 内外壁光滑

10、，水流阻力低，不透水性能好，耐磨损、抗腐蚀 缺点： 强度低，质脆易碎，不宜远运，不能受内压。抗弯抗压强度低，管节短，需要较多的接口,室外排水管道管材,2、陶土管 适用范围： 抗弯抗拉强度低，不宜敷设在松土中或埋深较大的地方。适用于居民区室外排水管及工业废水中。由于耐酸抗腐蚀性好，特别适用于排除酸性废水，或管外有侵蚀性地下水的污水管道。,室外排水管道管材,陶土管,室外排水管道管材,3、金属管 优点： 抗高压、抗渗透能力强；内壁光滑，阻力小；长度大，接头少 缺点： 成本高，抗酸、碱腐蚀和抗地下水浸蚀能力低，需作防腐处理,室外排水管道管材,3、金属管 适用范围： 较少采用（成本高）；管道承受内外高压

11、；震区；对渗漏要求高的地区；地下水位高，流砂严重的地区。,室外排水管道管材,金属管（铸铁）,室外排水管道管材,4、砖石浆砌或钢筋混凝土大型管渠 特点： 现场浇筑，抗压、抗震、抗腐蚀能力强，无法预制 适用条件： 大管径，管径大于2.0m,室外排水管道管材,5、其它管材 石棉水泥管，木管，竹管，塑料管，玻璃钢管等,室外排水管道管材,5、其它管材 石棉水泥管由石棉纤维和水泥制成。 优点： 抗渗性好，表面光滑，重量轻，长度大，接头少 缺点： 质脆，耐磨性差，管径多为50600mm，长度为2.54.0m 我国产量不大，在排水工程中应用少。,室外排水管道管材,石棉水泥管,室外排水管道管材,塑料管,室外排水

12、管道管材,5、其它管材 硬聚氯乙烯双壁波纹管（PVC-U或UPVC） 优点： 管内壁光滑，不易结垢，水头损失小，耐腐蚀性小，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。 缺点： 管材强度低，性质脆，抗外压和冲击性差。,室外排水管道管材,5、其它管材 硬聚氯乙烯双壁波纹管（PVC-U或UPVC） 适用范围： 多用于小口径，如城市住宅内部使用的管道。室外管道的安装，一般不宜在城市车行道下。,室外排水管道管材,硬聚氯乙烯双壁波纹管,室外排水管道管材,6、国内应用较多的新型管材 高密度聚乙烯管（HDPE） 内壁光滑，耐腐蚀性好，柔韧性好，重量轻，采用热熔粘结性接口，对管道

13、基础要求低，长度一般12m，600800口径的管价格低于玻璃钢夹砂管。为新型实用性管材。,室外排水管道管材,高密度聚乙烯管,室外排水管道管材,6、国内应用较多的新型管材 玻璃钢夹砂管（RPM） 重量轻，运输安装方便、摩阻小、耐腐蚀性强，使用寿命可达50年以上。但价格略高。,室外排水管道管材,玻璃钢管,室外排水管道管材,6、国内应用较多的新型管材 钢筋混凝土管衬胶管（RCP） 除具有混凝土管的造价低的特点，同时兼备塑料管内壁光滑摩阻小、耐腐蚀性好的优点，采用橡胶圈承插柔性接口，密封性能较好。,室外排水管道管材,钢筋混凝土衬胶管,室外排水管道管材,室外排水管道管材,一、选材的重要性 1、可靠性 2

14、、安全性,建筑给水排水管道管材,金属管 塑料管 复合管,建筑给水排水管道管材,二、管材种类,1.1 金属管 1.1.1 镀锌钢管 优点：耐腐蚀；延长使用寿命。 缺点：二次污染 适用范围：仅用于消防系统,建筑给水排水管道管材,1、给水管,镀锌钢管,建筑给水排水管道管材,1.1.2 给水铸铁管 优点：抗腐蚀；造价低；耐久性好 缺点：质地脆；重量大；长度小 适用范围：埋地敷设，给水明管,建筑给水排水管道管材,给水铸铁管,建筑给水排水管道管材,1.1.3 铜管 优点：耐腐蚀；耐高温；韧性好；线膨 胀系数小；卫生 缺点：价格高 适用范围：热水，经济能承受,建筑给水排水管道管材,铜管,建筑给水排水管道管材

15、,1.2 塑料管 1.2.1 硬聚氯乙烯管（UPVC） 优点：耐腐蚀；价格低；质地坚硬；柔软性 好；内壁光滑 缺点：耐热性差；线膨胀系数大；噪音 适用范围：普遍适用除了热水,建筑给水排水管道管材,UPVC管,建筑给水排水管道管材,1.2.2 聚乙烯管/高密度聚乙烯管（PE/HDPE） 特别点：柔韧性和抗冲击能力强 1.2.3 聚丙烯管/改性聚丙烯管（PP/PPR） 特别点：PP使用温度较高；低温脆性突出 PPR加入橡胶弹性改性 1.2.4 聚丁烯管（PB） 特别点：高分子惰性聚合物 1.2.5 ABS管 特别点：共聚物,建筑给水排水管道管材,PE管,建筑给水排水管道管材,PPR管,建筑给水排水管道管材,PB管,建筑给水排水管道管材,ABS管,建筑给水排水管道管材,1.3 复合管 1.3.1 PVC衬塑钢管 优点：兼备金属管材和塑料管材优点 缺点：价格高；热膨胀系数不同 1.3.2 PE粉末涂塑钢管 1.3.3 铝塑复合管