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建筑给水管材-铝塑复合管

论文类型 其他 发表日期 2008-01-01
来源 中国水网
摘要 重庆市后勤工程学院刘兆勇吴恬丁昭霞王惠光地址:重庆市渝州路79号水暖教研室邮编:400041电话:023-68598076摘要:本文回顾了建筑给水管材的发展,分析了建筑给水管材的现状;指出铝塑复合管作为一种新型建筑给水管材正得到广泛应用,就铝塑复合管的结构特点、优越性进行了论述,并就经济性进行了比较。关键词:建筑给水管材铝塑复合管经济性一、建筑给水管材的发展及现状建筑给水采用传统的镀锌钢管已有近百年的历史。镀锌钢管强度高,但存在如下不足:(1)笨重,不易弯曲,长距离敷设需分段连接,接头多,易漏...

重庆市后勤工程学院  刘兆勇 吴恬 丁昭霞 王惠光
地址:重庆市渝州路79号水暖教研室  邮编:400041
电话:023-68598076

    摘要:本文回顾了建筑给水管材的发展,分析了建筑给水管材的现状;指出铝塑复合管作为一种新型建筑给水管材正得到广泛应用,就铝塑复合管的结构特点、优越性进行了论述,并就经济性进行了比较。
    关键词:建筑给水管材 铝塑复合管 经济性

一、建筑给水管材的发展及现状

    建筑给水采用传统的镀锌钢管已有近百年的历史。镀锌钢管强度高,但存在如下不足:(1)笨重,不易弯曲,长距离敷设需分段连接,接头多,易漏渗;(2)连接方式烦琐,需绞螺纹;(3)管壁粗糙、易锈蚀,造成流通截面小,同时水质易受污染;(4)寿命短,一般在10年左右。如果采取有色金属材料或防锈措施进行处理,则管材价格昂贵。
    近年来,铜管、新型塑料管材得到了大力发展。在复合材质方面,出现了衬里铜管和铝塑复合管。铝塑复合管,被建材专家称为“第四代新型管材”,它的出现,带来了给水管材的革命。目前,常见给水管材见表1。

表1 常见建筑给水管材一览表

金属管镀锌钢管、焊接钢管、无缝钢管系列
不锈钢管系列
紫铜管、黄铜管
非金属管塑料管材聚氯乙烯系UPVC 硬聚氯乙烯管
HIPVC 高冲击型聚氯乙烯管
HTPVC 高温型聚乙烯管
聚烯烃系HDPE 高密度聚乙烯管
PEX 交联聚乙烯管
PP 聚丙烯管
ABS系ABS 丙烯氰-丁二烯-苯乙烯工聚树脂管
复合管衬里钢管PVC 衬里钢管
PE 衬里钢管
铝塑复合管铝-聚乙烯复合管

    1999年12月15日,建设部、国家经贸委、国家质量技术监督局、国家建材局联合发文《关于在住宅建设中淘汰落后产品的通知》(建住房[1999]295号):从2000年6月1日起,在城镇新建住宅中,建筑给水管道禁止使用镀锌钢管,“推广应用铝塑复合管等新型管材”。

二、铝塑复合管自身的结构特点

    铝塑复合管基本结构为五层复合而成,即:HDPE-粘胶剂-铝管-粘胶剂-HDPE,或PEX-粘胶剂-铝管-粘胶剂-PEX。铝管接缝焊接方法有两种:搭接型和对接型。目前,我国尚无铝塑复合管国家标准。但已有多家企业可生产符合美国ASTM-93a标准(美国材料与测试协会高温高压铝塑复合管标准)的铝塑复合管。
    铝塑复合管结合了高分子材料HDPE/PEX、铝合金的各自特点,经过物理复合和化学复合过程,将各自优点得以充分发挥。

2.1 材料特点
    (1)HDPE/PEX
    HDPE/PEX系半结晶性饱和碳氢化合物,以乙烯为单体聚合而成,分子式为(CH2-CH2)n。该聚合物密度大,软化点高,燃点高,拉伸屈服强度大,脆化温度低,具有较好的耐溶剂性、乃蒸气渗透性和耐环境应力开裂性。其化学性质非常稳定,耐酸、碱及各种化学腐蚀物。此外,生产铝塑复合管的聚乙烯符合现行的国家标准“聚乙烯卫生树脂标准”(GBN88-80)和“聚乙烯成型品卫生标准”(GBN84-80)。
    (2)高强度铝合金
    铝合金管作为复合管道的内衬,发挥了金属管的优点。(1)一致性保证了100%隔氧,氧气渗透率为零,彻底消除塑料管透气性的缺陷;(2)良好的塑性变形能力,能吸收塑料管弯曲时的反弹能量,使复合管能任意成型而不反弹;(3)线膨胀系数远远小于塑料,两者结合可以使复合管的综合线膨胀系数大大见效,保持管道的稳定;(4)良好的导热性能,可以消除塑料的热能积聚,形成纵向散热带,增强复合管的耐热能力。
    (3)热融粘胶剂
    要将HDPE/PEX和铝合金的上述优点充分发挥,关键还在于使“复合”时铝塑之间的热融粘剂具有如下特性:(1)与HDPE/PEX、铝合金存在良好的亲和能力,与两者都能牢固粘连;(2)线膨胀系数、拉伸强度、热融指数等物性介于HDPE/PEX之间;(3)较高的耐热性,能够在熔融状态使用;(4)挤塑加工方便。

2.2 复合工艺
    制造时铝塑复合工艺是关键,机械连接、化学胶粘是不行的。采用物理复合与化学复合的方法,使HDPE/PEX处于高温熔融状态,铝合金处于加热状态,在铝合金和HDPE/PEX之间再挤入热融粘胶剂,形成良好的五层结构。最后再通过高温高压,形成铝塑复合管。

三、铝塑复合管作为建筑给水管的优势

3.1 机械及物理性能良好
    耐压、耐冲击、抗破裂能力强。塑性变形能力好,能在一定半径范围内,任意弯曲,不反弹;同时,有一定弹性,能减弱水锤现象,消除流体压力冲击和噪声。易于盘绕,连续长度可达200m以上。重量轻,相同流通直径铝塑复合管重量上是铜管的1/3~1/4,是镀锌钢管的1/15~1/17;运输安装轻便快捷,减轻了劳动强度。保温性能良好,导热系数是镀锌钢管的1/110,是铜管的1/700;用于热水时,一般情况不用保温。耐燃性能良好。耐温性能好,HDPE复合管工作温度-40~60℃。防老化性能好,冷脆温度低,防紫外线,抗热老化能力强,寿命长。

3.2 耐腐蚀、卫生性能良好
    耐酸、碱、盐的腐蚀,不需要进行防腐处理;不锈蚀,保证供水的洁净。铝塑复合管耐腐蚀情况见表2。

表2 铝塑复合管耐腐蚀情况表

温度

耐腐蚀情况

常温

不溶于任何溶剂,而浓硫酸、浓硝酸、铬酸仅能缓慢地侵蚀

60℃

耐各种浓度的酸、碱以及50%硫酸、40%硝酸

70℃

少量溶于甲苯、乙酸乙酯、三氯乙烯、矿物油

90~110℃

不溶于水、脂肪、醇、丙醇、甘油及植物油

    铝塑复合管内壁光滑,不积水垢,流体阻力小,流量大。内层为卫生级的HDPE/PEX,加工中不加入任何重金属类的稳定剂,无毒性,耐腐蚀,不积水垢和滋生微生物,中间铝层隔离氧气,是理想的建筑给水管材。

3.3 安装使用方便
    能够连续长度几十米、几百米敷设,减少接头;能够自行弯曲,减少弯头。管道类别齐全,有普通管、耐高温管及特殊用途管等。接头配件齐全,接头和管子均不用加工螺纹,采用嵌入压装式,不需专业管道工安装。铝塑复合管与其他管材的性能比较见表3。

表3 铝塑复合管与其他管材性能比较表

类 项目\种

镀锌钢管

不锈钢管

铜管

PVC/PE管

铝塑复合管

管材质

不锈钢

聚(氯)乙烯

HDPE/PEX中层铝合金

接头材质

铸铁

铜、不锈钢

聚(氯)乙烯

管与管件接合方式

套丝后绞入管件

套丝后绞入管件

焊接

涂抹胶油后挤入管件

管件套入管内再凝固

安装工具

套丝机

套丝机

瓦斯加热机

 

 

切管工具

机械

机械

旋转切管刀

剪管刀锯

操作难易

搬动不便套丝费时

搬动不便套丝费时

需技巧

简单

简单

弯曲难易

困难

困难

困难

需火烤

容易

安装能源

需用电

需用电

需用火

需用火

 

空气渗透性

会渗透

耐腐蚀性

易生锈腐蚀

较好

处理不当会生锈

较好

保温性较好
施工污染套丝时管内残留油渍套丝时管内残留油渍焊接污染胶油污染无污染
使用寿命

(注:空白格表示不需要工具或能源)
3.4 经济性问题

    不同管材的单位长度费用见表4。

表4 单位长度不同管材费用比较表

目  管材\项

管材费(元/m)

辅材费(元/m)

机械费(元/m)

施工费(元/m)

造价(元/m)

使用年限(年)

年均费(元/m·年)

铜管

54.2

5.3

2.1

6.4

68.0

30

2.27

镀锌钢管

8.9

3.9

1.0

4.2

18.0

10

1.80

铝塑复合管

15.0

9.3

0

3.4

27.7

50

0.55

    表4表明,材料费上,铝塑复合管比镀锌管要高一些,但比高档的铜管和不锈钢管则低得多。但如果把材料费、使用年限和安装工时等综合因素都相加起来,铝塑复合管的造价大大低于镀锌管,更比铜管低许多。不难看出:作为冷水管时铝塑复合管比镀锌钢管的一次性投入要高;但年均费仅为镀锌钢管的30%左右。作热水管使用时,铝塑复合管无论从一次性投入还是年均费用上都比铜管低。

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