世纪建筑给水管节能环保型薄壁不锈钢管材及管件

　0 引言

　建筑业是国民经济支柱产业之一，应用新型建筑给水管材又是当今建筑领域热点问题之一。借鉴国外成熟应用经验，研制开发综合性能优越管材和管件，对提升中国现代建筑档次、改善供水水质、保障人民身体健康和节省水资源含相关键意义。

　薄壁不锈钢管材和管件(简称不锈管)，经久耐用，外表精美，属节能环境保护产品，已被中国外工程界所公认。不锈管有压缩式管件等多个成熟连接方法，安装简便，安全可靠，在降低壁厚降低成本方面，更含有开发和推广应用意义。

　1 国外不锈管应用已趋普及［1］

　1.1 对应标准

　国外应用薄壁不锈管起始于上世纪 60 年代，现在，发达国家在建筑给水、水处理系统应用日趋普遍。英国、德国、美国和日本全部有不锈钢管标准，也有 ISO 和 DINEN 标准。美国依据净水法制订 AN-SI/NSF61-1997a 国家标准/国家卫生基金国际标准，明确要求用于处理饮用水金属材料仅不不锈钢和球墨铸铁。其它如加拿大卫生部、RvA(荷兰判定委员会)和世界卫生组织也确定了这一标准，现饮用水系统管道和系统部件也以上述标准作为健康确保基础，经过符合该标准要求第一批材料有不锈钢 AISI304、304L、316 和 316L。

　1.2 日本应用情况

　日本早在上世纪 70 年代初，因为管网中饮用水水质不停恶化，开始在楼宇内安装使用了不锈钢管道，随即推广到埋地供水管道。1980 年后二十年间，东京地域历年更新给水管，现在已经有 80%以上住户将原进水管(住户和主管道之间连接管)换成了不锈钢管，从而使管网漏损率下降了 7.7%，节省了水资源。另外在水处理厂、水管桥和桥梁添架管方面全部应用也十分广泛。

　1.3 欧美各国应用情况

　欧美各国已广泛应用不锈钢管，美国底特律某体育场内给水系统，甚至包含各售货点直饮水管路，全部采取了 304 不锈钢管。瑞典 KarlsKoga 市，经过十多年试验，埋地给水主管道正被 316 不锈钢管所替换。现不锈钢管已成为美国新建 1600 多座城市废水处理厂(WWTP)标准用材。

　2 中国不锈管发展概况

　2.1 问题提出

　在建筑给水管系中，因为镀钢管已经结束了百年辉煌历史，以铝塑管为代表复合管和 PE、PP-R 等塑料管发展迅猛，但多种管材“还不一样程度地存在着部分不足，远不能完全适应供水管系需要和国家对饮用水相关水品质要求”［2］。所以，相关教授预言：建筑给水管材最终将恢复到金属管时代。依据国外应用经验，在金属管中认定薄壁不锈钢为综合性能最好管材之一。

　2.2 发展应用概况

　薄壁不锈管，中国于上世纪九十年代末才闻出，是当今管材领域中崭露头角新生族，已大量应用于建筑给水和直饮水管路。建设部很重视这一新型管材，《薄壁不锈钢水管》行业标准已于去年出台，管道工程技术规程正在确定；以建筑冷(热)水用不锈钢管管道安装国家建筑标准设计图集，建设部也于去年发文，正由同济大学负责主编。现在，浙江、广东、江苏、四川等地全部有了专业厂家生产薄壁不锈管，产品已趋成熟期，所以，推广应用时机也已成熟。

　2.3 不锈管连接方法

　2.3.1 常见管件类型有压缩式、压紧式、推进式、焊接式及焊接和传统连接相结合派出系列连接方法，其原理、适用范围等详见表 1。

　2.3.2 凡连接方法采取密封圈或密封垫，其材质大多选择硅橡胶、丁腈橡胶和三元乙丙橡胶

　等，且应符合对热水输送管橡胶密封圈材料国家标准。

　2.4 中国市场看好

　2.4.1 建筑给水管道需求大

　依据《建筑事业“九五”计划和 20XX 年远景目标纲要》测算，20XX-20XX 年间，每十二个月管材需求量为 50-60 万 km，其中住宅建筑室内冷热水管需求量为 40 万 km［3］。伴随不锈钢管等新型给水管开发，对提升城市现代建筑档次，意义重大。

　2.4.2 管道直饮水发展快速

　伴随国民经济发展，管道直饮水在中国深圳、上海等城市发展快速，经济发达中等城市也主动计划直赶而上。在直饮水管道中，不锈管系无疑是首屈一指。因为开始富裕中国人民，“健康第一”是大家共同关注话题，现在中国上档次宾馆，全部已配置或正在配置管道直饮水。深圳等城市关键活动中心有无偿饮水系统，“街头渴了不要紧，只需弯腰就能饮”公益项目也已在宁波等城市实施，这些管路全部采取不锈钢管作为健康确保。

　2.4.3 国产替换进口前途广

　深圳市自来水集团企业曾在梅林一村25栋高层住宅和滨海小区10栋住宅楼管道直饮水项目中，使用了日本卡压式薄壁不锈钢管材及管件，该企业现又在深圳万科集团金色家园二期 4栋 36 层、彩田新村 14 栋 26-28 层公寓管道直饮水项目中，安装了国产压缩式薄壁不锈钢管材及管件，开创了以国产替换进口先例。

　3 不锈管性能和特点

　3.1 力学性能，见表

　3.3 耐蚀性能

　3.3.1 不锈钢在饮用水中含有很好耐蚀性，原因在于①其表面有一层致密铬氧化保护薄膜，且一旦划纹时，在有空气存在情况下能立即形成新氧化保护膜；②能承受 30m/s 高流速冲击，所以能抵御流经管口、弯管、阀门和泵后涡流造成腐蚀；③在设计采取不锈钢时，无须考虑腐蚀余量。

　3.3.2 管道漏损原因，其最大“杀手”就是 C1。而 304 不锈钢能耐 200ppm 氯化物、316 不锈钢能抵御 1000ppm 氯化物天然水，这对大型建筑尤为关键。

　3.3.3 从电势序列看，不锈钢比碳钢和铸铁更不易起化学作用，在实际应用中，可和铜基合金接头(或铜制热水泵)组装，实用性强，效果好。

　3.4 节能性

　3.4.1 管壁为镀锌管 1/3，重量轻能降低运输和安装成本，DN25 及以上管材全部属高径壁比范围；

　3.4.2 内壁光洁、摩阻小，在同一工况下，比其它金属管流量大；

　3.4.3 导热系数小，保温性能好。

　3.5 环境保护性

　3.5.1 无毒、无积垢，能杜绝管路二次污染；

　3.5.2 耐多种酸碱盐溶液，耐高速水流冲击；

　3.5.3 和其它管材相比，浸析到水中重金属(Ni、Cr、Mo)量最少，浸析到纯净水中金属(Na、Fe、Ca)量最少；

　3.5.4 产品能 100%回收，符合国家产业政策。

　3.6 创新性

　3.6.1 管件应用冷挤压成型工艺，能有效地克服传统浇铸成型易使管件产生气泡、缩松和应力集中等缺点；

　3.6.2 多种管件连接方法，管壁薄，节材；多数还可拆卸，维修便捷。

　3.7 经济性

　详见以下 4 经济分析。

　4 经济性分析

　4.1 使用寿命长［1］

　不锈管是使用寿命最长管种之一，能永保管道洁净水质。意大利米兰 Canegrate 水处理厂，对其采取碳钢和不锈钢寿命成本逐项剖析，由

　此得出结论：在 30 年寿命周期中，其维修和更新费用是企业成本关键原因：采取不锈钢比采取碳钢愈加经济转换点是使用到。

　4.2 控制漏损率［1］

　由 1.2，日本出于饮用水二次污染而应用了不锈钢管，却从实践中得出了不锈管能有效控制城市管网漏损率结论。如日本东京管网应用不锈钢管比率从1983年11%提升到20XX年80%以上，城市管网漏损率却从 14.7%降至 7%，使自来水产业效益大为提升，同时节省了水资源，见表

　4。

　4.3 实例比较

　宁波市一户一表管道工程，以 6 层多层住宅为例，每单元 12 户，需 DN50 管材 22m，DN20管材 44m，弯头 49 只，异径直角四通 5 只，其它三通、活接头、转换接头等 54 只。选择多种管材造价对见表 5。

　4.4 不锈管价格还有下浮空间，一是取决于生产工艺成熟度提升和生产规模扩大；二是以国产料替换进口料；三是因为进口料关税下调已定局，见表 6。

　5 结语

　5.1 综合所述，薄壁不锈管材和管件，发达国家出于人体健康第一和寿命周期成本初衷，应用已趋普及。在中国，市场前景看好，推广应用时机也已成熟。

　5.2 不锈管根据不一样管径范围，有多种管件和连接方法相匹配。不锈管力学物理性能、耐腐蚀性能好，含有节能性、环境保护性、创新性和经济性，是二十一世纪应用于给水系统综合性能最好、新型、节能和环境保护型管种之一。

　5.3 提议生产厂家应继续不停开发适销对路多个类型管件和连接方法，以适应中国外市场需求。产品应用范围也应从现在建筑给水、直供水管道扩大至暖气、燃气管网及食品、医药、化工和电子等行业。

　5.4 提议国家相关部门应继续关注这一新型管材发展，意在适应提升产品档次、满足人民群众提升生活质量需要，且能替换进口管材和出口创汇，含有显著社会效益和经济效益。

　参考文件：

　［1］NiDI 资料 不锈钢在水工业中应用(一)、(二

　［2］相关推广应用“高径壁比高精度不锈钢中、高压供水管及配套管件和专用技术”通知 国科市字［20XX］71 号

　［3］建筑给排水管材回顾和展望 黄汝宏 在中国建筑金属结构协会给水排水设备分会管道委员会成立大会上讲话

　［4］中国不锈钢及其原材料进口关税减让情况 《不锈》20XX 年 1 期

　作者：丁再励 地址：北京车公庄大街 19 号(100044) 单位：中国建筑标准设计研究院 电话：

　作者：黄汝宏 地址：北京太平路 22 号(100036) 单位：总后建筑设计研究院 电话：

　作者：缪德伟 地址：宁波市育才路 288 号怡景阁 3A2(315016) 单位：宁波市华涛不锈钢管

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