輸水管道特別是在管道過(guò)橋時(shí)要求管材具有優(yōu)秀的綜合力學(xué)性能和強(qiáng)度。因而，鑄鐵管和塑料管無(wú)法滿(mǎn)足使用要求。一般需要使用鋼管。普通鋼管，由于其不耐腐蝕，不太可能直接應(yīng)用。所以，涂塑復(fù)合鋼管和內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管兩種管材便是過(guò)路過(guò)橋的優(yōu)先選擇。
涂塑復(fù)合管是以鋼管為基管，在其內(nèi)表面或內(nèi)外表面涂覆塑料防腐層的鋼塑復(fù)合產(chǎn)品。普通碳鋼金屬管的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度好，缺點(diǎn)是不耐腐蝕；塑料的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕，缺點(diǎn)是強(qiáng)度差；將兩者復(fù)合為一體，則既具有了強(qiáng)度，也具有了耐腐蝕性。
內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管又稱(chēng)為“外包鋼增強(qiáng)不銹鋼管”，是由內(nèi)層不銹鋼鋼管，外層碳鋼鋼管緊密貼合而成。
與鋼塑復(fù)合管類(lèi)似，普通碳鋼金屬管的優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度好，缺點(diǎn)是不耐腐蝕；不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕，缺點(diǎn)是強(qiáng)度差（內(nèi)層不銹鋼壁厚0.5-1.0mm不等）；將兩者復(fù)合貼合緊密，則既具有了強(qiáng)度，也具有了耐腐蝕性。
管材使用對(duì)比
涂塑復(fù)合管和內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管都是在碳鋼管的基礎(chǔ)上進(jìn)行內(nèi)襯而得到，兩種管材的力學(xué)性能相近，但是由于內(nèi)襯材料的不同，在使用過(guò)程中會(huì)有較大不同。
膨脹系數(shù)對(duì)比
下表1是涂塑復(fù)合管和內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管所用材料的線膨脹系數(shù)。
表1 材料的線膨脹系數(shù)
材料 | 碳鋼 | 不銹鋼 | 聚乙烯 |
線膨脹系數(shù)×10-6/℃ | 12.19 | 17.30 | 180 |
注：涂塑層材質(zhì)設(shè)定為聚乙烯，下同。
從表中可以看出聚乙烯材料的線膨脹系數(shù)是碳鋼的15倍，而不銹鋼具有和碳鋼相近的線膨脹系數(shù)。在使用過(guò)程中，由于冷熱變化，十米長(zhǎng)的管道，在溫度變化10℃的情況下，碳鋼管、不銹鋼和聚乙烯的長(zhǎng)度變化分別為1.219mm、1.73mm和18mm，涂塑管的塑料層的長(zhǎng)度變化是碳鋼的15倍，長(zhǎng)時(shí)間使用后，會(huì)出現(xiàn)涂塑層剝落的情況，不銹鋼不會(huì)出現(xiàn)這類(lèi)問(wèn)題。
連接方式對(duì)比
口徑DN100-DN400的過(guò)路過(guò)橋管一般采用焊接連接。
涂塑復(fù)合管在焊接過(guò)程中，需要將管端部位的內(nèi)外涂塑層去除后進(jìn)行。在焊接過(guò)程中產(chǎn)生的熱量也會(huì)對(duì)管端附近的涂塑層的壽命有很大影響，同時(shí)，由于口徑較小，焊接完成后，管道內(nèi)部涂塑層無(wú)法進(jìn)行修復(fù)。這樣，在管道服役過(guò)程中，碳鋼與流體直接接觸，會(huì)產(chǎn)生腐蝕，污染水質(zhì)，降低使用壽命。
內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管在焊接過(guò)程中采取分層焊接。首先將內(nèi)層不銹鋼進(jìn)行氬弧焊焊接，保證其耐腐蝕性能和衛(wèi)生性。外層碳鋼普通的碳鋼焊條，滿(mǎn)足其強(qiáng)度、剛性、可靠性的要求。
輸水能力對(duì)比
涂塑復(fù)合管和內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的公稱(chēng)尺寸見(jiàn)表2，從表中可以看出，在任何尺寸，內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的內(nèi)通徑均大于涂塑復(fù)合管，不銹鋼和塑料層與水進(jìn)行接觸，對(duì)水頭損失基本無(wú)影響，因此，內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的輸水能力大于涂塑復(fù)合管。
表2 管材內(nèi)徑尺寸對(duì)比 | 單位：mm | ||||||
規(guī)格 DN | 涂塑復(fù)合管 | 內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管 | |||||
外徑 | 壁厚 | 內(nèi)徑 | 外徑 | 壁厚 | 內(nèi)徑 | ||
100 | 114.3 | 5.0 | 104.3 | 114.3 | 4.0 | 106.3 | |
125 | 139.7 | 5.0 | 129.7 | 139.7 | 4.0 | 131.7 | |
150 | 168.3 | 5.5 | 157.3 | 168.3 | 4.5 | 159.3 | |
200 | 219.1 | 6.2 | 206.7 | 219.1 | 5.0 | 209.1 | |
250 | 273.0 | 7.2 | 258.6 | 273.0 | 6.0 | 261.0 | |
300 | 323.9 | 8.2 | 307.5 | 323.9 | 7.0 | 309.9 | |
350 | 377.0 | 9.2 | 358.6 | 377.0 | 8.0 | 361.0 | |
400 | 426.0 | 9.2 | 407.6 | 426.0 | 8.0 | 410.0 | |
管材性?xún)r(jià)比
涂塑復(fù)合管和內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管的性?xún)r(jià)比如表3。
表3 管材性?xún)r(jià)比
規(guī)格 DN | 涂塑復(fù)合管 | 內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合管 | ||||||
價(jià)格 元/米 | 理論壽命 年 | 管材性?xún)r(jià)比 元/(米·年) | 價(jià)格 元/米 | 理論壽命 年 | 管材性?xún)r(jià)比 元/(米·年) |
| ||
100 | 80 | 8-10 | 8 | 105 | 357 | 1.5 |
| |
125 | 100 | 8-10 | 10 | 160 | 357 | 2.3 |
| |
150 | 130 | 8-10 | 13 | 220 | 428 | 3.1 |
| |
200 | 200 | 8-10 | 20 | 270 | 500 | 3.8 |
| |
250 | 280 | 8-10 | 28 | 570 | 571 | 8.1 |
| |
300 | 390 | 8-10 | 39 | 740 | 642 | 10.5 |
| |
350 | 500 | 8-10 | 50 | 920 | 714 | 13.1 |
| |
400 | 570 | 8-10 | 57 | 1050 | 857 | 14.9 |
| |
注1：涂塑復(fù)合管管材性?xún)r(jià)比按照使用壽命10年計(jì)算。
注2：內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管管材性?xún)r(jià)比按照設(shè)計(jì)壽命70年計(jì)算。
注3：內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管不銹鋼層厚度取自CJ/T 192,按照最小厚度計(jì)算,自來(lái)水中腐蝕速率0.0014mm/年（每個(gè)地方的自來(lái)水腐蝕性可能有所不同，但不會(huì)差別太大）。
由表中可以看出，使用內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管，僅在管材每年平均價(jià)格這一個(gè)單項(xiàng)上，節(jié)約成本約75%。實(shí)際上是單次投入，長(zhǎng)期受益。
1 推薦建議
從以上對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管在作為過(guò)橋管道的使用過(guò)程中，衛(wèi)生性能、使用壽命、連接的可靠性以及輸水能力均優(yōu)于涂塑復(fù)合管，綜合考慮后應(yīng)選用內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管作為過(guò)橋管道，安全可靠，一勞永逸。減少或避免了管網(wǎng)更換可觀費(fèi)用，性?xún)r(jià)比特高，利國(guó)利民。
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