目前我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，各種產(chǎn)品比較豐富，人民生活水 平不斷提高。但是，人類(lèi)最基本的日常生活用水問(wèn)題還時(shí)不時(shí) 困擾我們，尤其是影響室內(nèi)外給水水質(zhì)重要因素之一的管材 問(wèn)題。一方面是給水管材品種非常繁多，需要通過(guò)試用驗(yàn)證產(chǎn) 品的性能，確定統(tǒng)一的使用、選用和施工要求等；另一方面 設(shè)計(jì)技術(shù)人員如何選擇適合施工單位有效施工，并切合建設(shè)單 位經(jīng)濟(jì)與發(fā)展實(shí)際水平的給水管材，這都需要我們系統(tǒng)地熟 悉掌握其特性與適用要求，作出科學(xué)合理地選擇。截止現(xiàn)在， 我們尚難于找到一個(gè)完整的、系統(tǒng)歸類(lèi)的模式。本文試圖在國(guó)內(nèi)給水管材的發(fā)展歷史進(jìn)行一些有益地探索。
一、給水管材的過(guò)去
同我國(guó)建筑給水排水專(zhuān)業(yè)的發(fā)展一樣，我國(guó)給水管材也經(jīng) 歷了品種單一、衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)低、緩慢發(fā)展的過(guò)去與品種多樣、衛(wèi) 生標(biāo)準(zhǔn)提高快、更新發(fā)展迅速的現(xiàn)在。沿用了近三十多年的 不鍍鋅鋼管(黑鐵管)，包括曾經(jīng)被視作提高建筑標(biāo)準(zhǔn)檔次象征 之一的鍍鋅鋼管，現(xiàn)在已經(jīng)被多數(shù)省份部分(冷鍍鋅鋼管)淘汰 ；為節(jié)省鋼材，五十年代推廣使用的鋼筋混凝土管(又分為鋼 筋混凝土管、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管和自應(yīng)力鋼筋混凝土管)， 可承受較高的工作壓力(0．40－1．20MPa)、耐腐蝕、價(jià)格低廉(和 金屬管材相比)、經(jīng)久耐用，不會(huì)減少水管的輸水能力，但自 重大，質(zhì)地硬而脆，怕碰撞，接口易滲漏，管溝溝底平整堅(jiān)實(shí) 要求高，配件缺乏給日后維修增加難度，現(xiàn)在用量正逐漸減 少；……；塑料管具有較好的防腐與抗震能力，有一定的抗拉 抗彎曲的彈性，表面光滑水力條件好，耐凍性能比金屬管強(qiáng) ，重量輕等優(yōu)點(diǎn)。由于管材承壓力不夠高，質(zhì)脆易老化，而且 價(jià)格昂貴，僅用于室內(nèi)的小口徑管道上。
二、給水管材的現(xiàn)狀
目前給水材料品種非常繁多，我們的重點(diǎn)就是對(duì)新型室內(nèi) 、室外給水管材給予介紹，并對(duì)過(guò)去使用目前又有一些新的性 能提高的應(yīng)用點(diǎn)給予介紹。下面從管材主要使用場(chǎng)所上分兩 大類(lèi)歸納介紹：
(一) 室外給水管材
室外給水管材可分為金屬管和非金屬管兩大類(lèi)。
1 、金屬管
現(xiàn)在推廣應(yīng)用較多的室外金屬給水管材主要有鋼管、給水 球墨鑄鐵管。
（1） 鋼管
鋼管有焊接鋼管和無(wú)縫鋼管之分；以防腐蝕性能來(lái)說(shuō)可分為保 護(hù)層型、無(wú)保護(hù)層型與質(zhì)地型；按壁厚又有普通鋼管和加厚 鋼管之分。
焊接鋼管分為螺旋縫焊和直焊鋼管，螺旋縫焊鋼管分為自 動(dòng)埋弧焊接鋼管和高頻焊接鋼管，直焊鋼管又分為普通直焊鋼 管和不銹焊接鋼管。無(wú)縫鋼管按制造方法分為熱軋管和冷軋( 拔)管，其精度分為普通和高級(jí)兩種。冷軋(拔)管的{zd0}公稱(chēng)直 徑為200mm，熱軋管{zd0}公稱(chēng)直徑為600mm。無(wú)縫鋼管還有不銹鋼 無(wú)縫鋼管，不銹鋼無(wú)縫鋼管分為熱軋、熱擠壓不銹鋼無(wú)縫鋼管 和冷軋(拔)不銹鋼無(wú)縫鋼管兩種。
無(wú)保護(hù)層型有無(wú)保護(hù)層鋼管，過(guò)去通常叫不鍍鋅鋼管(黑鐵 管)。質(zhì)地型鋼管主要是指不銹鋼無(wú)縫鋼管和不銹鋼焊接鋼管 ，在室外大中管道給水上，由于造價(jià)、連接等原因未曾推廣應(yīng) 用過(guò)。
保護(hù)層型(主要指的是管道內(nèi)壁)現(xiàn)在有金屬保護(hù)層型與非金 屬保護(hù)層型，金屬保護(hù)層型常用的有表面鍍層保護(hù)層型、表 面壓合保護(hù)層型。表面鍍層保護(hù)層型中常見(jiàn)的是鍍鋅管，鍍鋅 管也有冷鍍鋅管和熱鍍鋅管，熱鍍鋅管因?yàn)楸Ｗo(hù)層致密均勻 、附著力強(qiáng)、穩(wěn)定性比較好，目前仍大量應(yīng)用。而冷鍍鋅管由 于保護(hù)層不夠致密均勻、穩(wěn)定性差，一般使用壽命不到5年就銹蝕，出 現(xiàn)“紅水”、“黑水”，鐵腥味嚴(yán)重，各種有害xj超過(guò)國(guó)家 生活飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，各地已在生活給水管道禁止使用。表 面壓合保護(hù)層型按生產(chǎn)工藝不同也分為物理覆蓋型復(fù)合鋼管和 化學(xué)爆破法覆蓋型復(fù)合鋼管，其中物理覆蓋型復(fù)合鋼管目前 已生產(chǎn)的有鋼復(fù)不銹鋼復(fù)合鋼管、銅鋼雙金屬?gòu)?fù)合鋼管，都是 利用物理的方法將受熱軟化薄壁不銹鋼管或冷薄壁銅管通過(guò) 一定工藝壓合在鋼基管內(nèi)壁上。這兩種管材的規(guī)格分別為DNl5 －DN300和DNl5－DNl50。物理覆蓋型復(fù)合鋼管管道連接多采用專(zhuān)用 配件連接。化學(xué)爆破法覆蓋型復(fù)合鋼管有雙金屬?gòu)?fù)合管。
2 給水鑄鐵管
給水鑄鐵管能承受較大工作壓力(0．45～1．00MPa)、耐腐蝕、價(jià) 格便宜，管內(nèi)壁涂瀝青后較光滑，因而被大量用于外部給水管 上。但是它的缺點(diǎn)是質(zhì)硬而脆、重量大、施工困難。公稱(chēng)直 徑從DN75～DNl500，工作壓力有0．45、0．75、1．00MPa等幾種。鑄 鐵管的接頭通常有承插式、法蘭式和柔性接口三種。給水鑄鐵 管按制造材質(zhì)不同分為給水灰口鑄鐵管和給水球墨鑄鐵管兩 種。由于同給水灰口鑄鐵管比較起來(lái)給水球墨鑄鐵管具有強(qiáng)度 高、韌性大、密閉性能佳、抗腐蝕能力強(qiáng)、安裝施工方便等 優(yōu)點(diǎn)，給水球墨鑄鐵管已經(jīng)成為給水灰口鑄鐵管的替代產(chǎn)品。
給水灰口鑄鐵管過(guò)去通常稱(chēng)為給水鑄鐵管，給水灰口鑄鐵管 按鑄造方式不同分為砂型離心鑄鐵直管和連續(xù)鑄鐵立管，砂型 離心鑄鐵直管按壁厚分為P和G兩級(jí)，連續(xù)鑄鐵立管按壁厚分為 LA、A和B三級(jí)。這些在已經(jīng)出版使用的各種設(shè)計(jì)手冊(cè)上均有較 詳細(xì)完善的技術(shù)資料。給水球墨鑄鐵管按接口方式不同分為K 型機(jī)械式柔性接口管和T型承插式柔性接口管。這種管材由于 受配件品種數(shù)量少而影響推廣應(yīng)用的局面，現(xiàn)已基本緩解，有專(zhuān)門(mén)從事配件生產(chǎn)的大型廠家 ，供國(guó)內(nèi)建設(shè)選用 。據(jù)已有的資料[3]可知，綜合比較給水球墨鑄鐵管承壓、耐 腐等功能以及管材造價(jià)、開(kāi)挖施工、維護(hù)等各種費(fèi)用，實(shí)際建 設(shè)選用管徑在DN200－DN800其優(yōu)勢(shì)比較突出。
2 、非金屬管材
非金屬管材有混凝土管、鋼筋混凝土管、石棉水泥管、玻 璃鋼管、塑料管和(鋼骨架增強(qiáng))塑料復(fù)合管幾大類(lèi)。其中混凝 土管由于承壓小、管壁較厚現(xiàn)在在壓力給水方面應(yīng)用較少，其 技術(shù)資料在一般手冊(cè)也有，這里就不做介紹。
（1）鋼筋混凝土管
鋼筋混凝土管有普通的鋼筋混凝土管(RCP)、自應(yīng)力鋼筋混凝土 管(SPCP、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管(PCP)和預(yù)應(yīng)力鋼筒鋼筋混凝土管( PCCP)。它們共同的特點(diǎn)是：節(jié)省鋼材，價(jià)格低廉(和金屬管材相 比)，防腐性能好，不會(huì)減少水管的輸水能力，能夠承受比較 高的壓力(從0．4－1．2MPa不等)，具有較好的抗?jié)B性、耐久性， 能就地取材，節(jié)省鋼材。資金不足的情況下，應(yīng)用價(jià)值大些 。目前大多生產(chǎn)的鋼筋混凝土管管徑從100－1500mm規(guī)格。預(yù)應(yīng)力 鋼筒鋼筋混凝土管我國(guó)80年代后期開(kāi)始試制應(yīng)用，{zd0}管徑可 達(dá)9m，承壓達(dá)4．0MPa。但鋼筋混凝土管重量大而質(zhì)地較脆，裝 卸和搬運(yùn)困難。管配件缺乏，日后維修難度大。這些都制約了 該類(lèi)管道的應(yīng)用。
(2) 石棉水泥管
石棉水泥管的優(yōu)點(diǎn)是：重量輕，內(nèi)壁光滑，通水能力較鑄 鐵管大，抗腐蝕性能好，容易鋸斷，加工方便，價(jià)格低廉等。 但是，它質(zhì)脆，抗沖擊能力與抗動(dòng)荷性能差。目前應(yīng)用較少 。
(3) 玻璃鋼管
玻璃鋼管按制造工藝不同分為：離心澆鑄型玻璃鋼管和纖 維纏繞型玻璃鋼管。給水上常用的是屬于纖維纏繞型的玻璃鋼 夾砂給水管。玻璃鋼夾砂給水管具有管輕、強(qiáng)度好、耐腐蝕 、水頭損失小等優(yōu)點(diǎn)，并且運(yùn)輸、吊裝、連接方便。但管價(jià)較 其他管材高，以及由于剛性較低，易損壞，管坑的開(kāi)挖回填 的要求高，專(zhuān)業(yè)性安裝要求高，增加了安裝費(fèi)用。這制約了該 類(lèi)管的普及使用。玻璃鋼夾砂給水管規(guī)格有DN25－3000mm的30多 種，一般小于或等于DN400的玻璃鋼管道不夾砂。使用壓力范圍 為0．1－1MPa，而大于0．6MPa的產(chǎn)量較少。據(jù)已有的資料[2]可知 ，綜合比較給水玻璃鋼管性能及各種費(fèi)用，實(shí)際建設(shè)選用管徑 在DN500以上其優(yōu)勢(shì)更突出。
(4) 塑料管
近些年，陸續(xù)出現(xiàn)了品種繁多的室外給水塑料管材。主要 有：聚乙烯(PE)管、硬聚氯乙烯(PVC－U)管、丙烯腈－丁二烯－ 苯乙烯(ABS)管等。
（二）室內(nèi)給水管材
同室外給水管材一樣，室內(nèi)給水管材也主要分為金屬管和 非金屬管兩大類(lèi)。
1、金屬管
現(xiàn)在應(yīng)用較多的室內(nèi)金屬給水管材主要有鋼管、給水鋁合 金襯塑管、給水銅管。
（1）鋼管
鋼管有焊接鋼管和無(wú)縫鋼管之分；以防腐蝕性能來(lái)說(shuō)可分 為保護(hù)層型、無(wú)保護(hù)層型與質(zhì)地型；按壁厚又有普通鋼管和加 厚鋼管之分。保護(hù)層型分為金屬保護(hù)層型與非金屬保護(hù)層型 。非金屬保護(hù)層型有鋼塑復(fù)合鋼管，金屬保護(hù)層型有表面鍍層 保護(hù)層型表面壓合保護(hù)層型。表面鍍層保護(hù)層型有冷、熱鍍 鋅鋼管，表面壓合保護(hù)層型。
普通焊接鋼管、普通無(wú)縫鋼管、不銹鋼管和鍍鋅鋼管常用 規(guī)格在各種設(shè)計(jì)手冊(cè)中都有詳細(xì)的資料，其應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)比較 成熟，因此我們就不再多介紹。這里分別按不銹鋼管、鋼復(fù) 不銹鋼管、金屬表面壓合保護(hù)層型鋼管、銅管等幾大類(lèi)介紹。
不銹鋼管
不銹鋼管按制造方式有不銹焊接鋼管和不銹無(wú)縫鋼管兩種 。按管壁厚度不同又有不銹鋼管與薄壁不銹鋼管。90年代末才 在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)的薄壁不銹鋼管的推廣應(yīng)用正逐步為大家所認(rèn)同和接受。
鋼塑復(fù)合 管是一種比較好的防腐管材，鋼塑復(fù)合管目前較大的管徑有DN l25－DN300，在室外大中管道給水上使用受到一定的局限。低壓流體輸送用焊接鋼管與鍍鋅焊接鋼管也有普通鋼管和 加厚鋼管之區(qū)別。對(duì)焊接鋼管來(lái)說(shuō)，管壁加厚其承壓能力隨之 適當(dāng)提高，而相對(duì)無(wú)縫鋼管類(lèi)型管材來(lái)說(shuō)，造價(jià)仍屬低廉型 鋼管之列。無(wú)縫鋼管主要體現(xiàn)在管壁厚度隨多種檔次和材質(zhì)之 分而承壓不同。
我們知道，鋼管的機(jī)械強(qiáng)度{zh0}，可以承受高的內(nèi)外壓力 ，管身的可焊性方便制造各種管件、特別能適應(yīng)地形復(fù)雜及要 求較高的管線使用。易腐蝕是其{zd0}缺點(diǎn)。但鋼管內(nèi)外防護(hù) 處理得當(dāng)，使用年限也很長(zhǎng)。據(jù)介紹，上海楊樹(shù)浦水廠一根1m 直徑的出廠管已使用60年，至今仍然很好。
鋼骨架增強(qiáng))塑料復(fù)合管
鋼骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管[5]是以鋼骨架為增強(qiáng)體，以熱塑性 塑料為連續(xù)基材，在自動(dòng)控制生產(chǎn)線上將兩者均勻復(fù)合在一起 的一種新型雙面防腐壓力管道。基體原料為高密度聚乙烯、 聚丙烯、交聯(lián)聚乙烯，還可加入必要的添加劑、抗氧劑、紫外 線穩(wěn)定劑和著色劑等。增強(qiáng)體原料為優(yōu)質(zhì)低碳鋼鋼板網(wǎng)和低 碳素結(jié)構(gòu)鋼絲網(wǎng)。按骨架形式可分為：鋼板網(wǎng)骨架增強(qiáng)塑料復(fù) 合管、鋼絲網(wǎng)骨架增強(qiáng)塑料復(fù)合管。按基體原料可分為：鋼 骨架增強(qiáng)高密度聚乙烯管、鋼骨架增強(qiáng)聚丙烯管、鋼骨架增強(qiáng) 交聯(lián)聚乙烯。
該管的特點(diǎn)有：
(1)較強(qiáng)的承壓能力，鋼板網(wǎng)骨架增強(qiáng)塑料 復(fù)合管其管徑de50－200，其承受壓力1．00－2．50MPa；鋼絲網(wǎng)骨 架增強(qiáng)塑料復(fù)合管其管徑de80－300，其承受壓力1．00－3．50MPa 。
(2)既有柔韌性，又有較高的強(qiáng)度和剛性。管道連接有電熔連 接和法蘭連接兩種。管道連接工藝要求高，并且管材、管件 等造價(jià)也比較高，這些也制約其大量推廣應(yīng)用。 PVC－U管、ABS管在專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)手冊(cè)中有詳細(xì)資料。PE類(lèi)管的室 內(nèi)管道工程技術(shù)規(guī)程今年上旬已通過(guò)審查。在價(jià)格上，PVC－U 管比HDPE管有優(yōu)勢(shì)。但是它剛性差，硬度高不易煨彎加工。
四、發(fā)展
近年來(lái)有不少同行問(wèn)我．替代鍍鋅給水管究竟哪一種管材最合適?我說(shuō)：不能肯定地說(shuō)哪一種最合適，可以有多種合適的選擇。對(duì)此，同行頗不滿(mǎn)意。我認(rèn)為，若不能具體地針對(duì)某一工程考慮，是不能確定哪一種給水管最合適的；即使對(duì)一個(gè)具體的工程來(lái)說(shuō)，也往往由兩種或多種管材組合，也許更合適。?
首先，管材的技術(shù)經(jīng)濟(jì)特性不是僅由管材自身特性決定的。一種管材能在某地區(qū)、國(guó)家得到充分發(fā)展，除了管材自身特性之外，更主要地取決于該地區(qū)的地理環(huán)境、工況條件、資源特點(diǎn)、居民習(xí)慣及生活質(zhì)量水平、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平等因素。這也就是為什么某種管材在某地區(qū)特別有發(fā)展而在另一地區(qū)坡冷落的原因。
其次，給水管雖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅是一圓截面的構(gòu)件，但其內(nèi)涵是很豐富的。其口徑有多種，連接方法有多種，每種口徑、連接方法都可以使管材顯示一種傾向，從而影響其競(jìng)爭(zhēng)力。工作壓力為1MPa的15mm給水管、塑料管一般壁厚2mm、鍍鋅管2.75mm、1OOmm給水管，塑料管是8.1mm，而鍍鋅管僅4mm。管材的價(jià)格同材料用最是有幾乎正比的關(guān)系，顯然，即使對(duì)同一工程來(lái)說(shuō)，不同口徑時(shí)選用合適管材的結(jié)果可能是不一樣的。
日本同我國(guó)是近鄰，在民族文化等方面同我國(guó)有許多相近之處，日本在許多方面較西方同我國(guó)更接近，因此他們?cè)诮o水管材方面的經(jīng)驗(yàn)更值得我們借鑒。近十年來(lái)，日本生產(chǎn)和使用給水管材主要為塑料管(PVC、PE)及襯里鋼管(PVC襯里鋼管、PE粉末樹(shù)脂襯里鋼管)。兩者年用量均達(dá)十余萬(wàn)t。其他的給水管材，如銅管、鉛管雖有使用但量較少依日本給水管的發(fā)展過(guò)程及現(xiàn)狀，結(jié)合我國(guó)特別是上海地區(qū)現(xiàn)狀，本人提出以下看法：
1．要大力發(fā)展塑料給水管，除了對(duì)UPVC重視之外，還應(yīng)對(duì)PE管、ABS管給予關(guān)心。因?yàn)閁PVC是50年代發(fā)展的技術(shù)，由于塑料業(yè)近20年的快速發(fā)展．出現(xiàn)了新的平衡點(diǎn)。
2．襯里鋼管是很有前途的，在很多場(chǎng)合下是塑料管所難以替代的，PE襯里鋼管是在PVC襯里鋼管之后發(fā)展的經(jīng)濟(jì)性更好的管材，我們對(duì)其更加注意是合適的。
3．開(kāi)發(fā)方便的、經(jīng)濟(jì)的、能用于薄壁不銹鋼管的管件系統(tǒng)是值得探索的一個(gè)方向
