國內給水管材現狀及發展（二）

二）室內給水管材

   同室外給水管材一樣，室內給水管材也主要分為金屬管和 非金屬管兩大類。

   1 金屬管

   現在應用較多的室內金屬給水管材主要有鋼管、給水鋁合 金襯塑管、給水銅管。

   1．1鋼管

   鋼管有焊接鋼管和無縫鋼管之分；以防腐蝕性能來說可分 為保護層型、無保護層型與質地型；按壁厚又有普通鋼管和加 厚鋼管之分。保護層型分為金屬保護層型與非金屬保護層型 。非金屬保護層型有鋼塑復合鋼管，金屬保護層型有表面鍍層 保護層型表面壓合保護層型。表面鍍層保護層型有冷、熱鍍 鋅鋼管，表面壓合保護層型。

   普通焊接鋼管、普通無縫鋼管、不銹鋼管和鍍鋅鋼管常用 規格在各種設計手冊中都有詳細的資料，其應用技術已經比較 成熟，因此我們就不再多介紹。這里分別按不銹鋼管、鋼復 不銹鋼管、金屬表面壓合保護層型鋼管、銅管等幾大類介紹。 　　1．1．1不銹鋼管

   不銹鋼管按制造方式有不銹焊接鋼管和不銹無縫鋼管兩種 。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 在國內出現的薄壁不銹鋼管的推廣應用正逐步為大家所認同和 接受。

   1．1．1．1薄壁不銹鋼管

   由特殊焊接工藝處理的薄壁不銹鋼管，因其強度高，管壁較薄，造價降低，從而有效地 推動了不銹鋼管的應用和發展。 　　薄壁不銹鋼管的優越性能還有：(1)經久耐用，衛生可靠， 防腐蝕性好，環保性好。(2)抗沖擊強。具有較好連接形式(如 插接壓封式連接技術)的管路強度是鍍鋅管和普通鋼管的2－3倍 。(3)韌性好。比一般金屬易彎曲、易扭轉，不易裂縫，不易 折斷。(4)采用成熟、可靠的專用連接技術，大大提高了工程進 度和效率。

   不銹鋼管連接方式[7]：常見的管件類型有壓縮式、壓緊式 、推進式、焊接式及焊接與傳統連接相結合的派生系列的連接 方式。

   薄壁不銹鋼管由于管價相對較高，用于沿建筑外墻安裝的 直飲水管或高標準建筑室內給水管路。

   1．1．1．2超薄壁不銹鋼塑料復合管

   超薄壁不銹鋼塑料復合管是一種外層超薄壁不銹鋼管，內 層塑料管和中間粘接劑復合而成的新型管材。

   其性能特點：(1)外層不銹鋼管管壁更薄，內襯塑料管壁厚 也減少，主材價格進一步降低。(2)表面不銹鋼把塑料管與外界 隔絕，克服塑料易氧化老化之缺點，又提高了塑料管阻燃性 能與承壓強度。(3)中間粘接劑約束了內襯塑料管膨脹，管材線 膨脹系數很小。

   既可使用不銹鋼粘結管件，又可采用的不銹鋼、銅等卡套 式管件，連接方式多樣，安裝方便。可以沿用已經有的塑料管 技術標準規范設計、施工。

   該管道的目前常用規格有外徑16－110mm十多種。

   1．1．2鋼塑復合鋼管

   鋼塑復合鋼管主要是給水涂塑復合鋼管與給水襯塑復合鋼 管兩大類。

   1．1．2．1給水涂塑復合鋼管

   給水涂塑復合鋼管的優異性能有：(1)安全衛生，價格低廉 。(2)良好的防腐性能，且耐酸、耐堿、耐高溫，強度高，使用 壽命長。優越的耐沖擊機械性能。(3)介質流動阻力低于鋼管4 0％。

   常用規格有公稱通徑DN15－DN150十多種。涂塑復合鋼管的連 接方式有管螺紋、法蘭和溝槽式三種。

   1．1．2．2給水襯塑復合鋼管

   給水鋼襯塑復合管主要性能與給水鋼涂塑復合管比較類似 ，對襯塑復合鋼管來說，導熱系數低，節省了保溫與防結露的 材料厚度。另外同外管徑條件下，過水斷面小，水流損失與 流速均增大。常用規格有公稱通徑DN15－DN150十多種。

   1．1．3金屬表面壓合保護層型鋼管

   表面壓合保護層型按生產工藝不同也分為物理覆蓋型復合 鋼管和化學爆破法覆蓋型復合鋼管。

   1．1．3．1物理覆蓋型復合鋼管

   物理覆蓋型復合鋼管目前已生產的有鋼復不銹鋼復合鋼管 、銅鋼雙金屬復合鋼管，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一定工藝壓合在鋼基管內壁上。

   其共同的性能特點：一方面發揚了鍍鋅鋼管耐高承壓力(2． 5MPa)、耐高撞擊力、適用溫度范圍較廣(－40－150℃)、強度較 高等優點，另一方面與鍍鋅鋼管相比具有輸水保護壁面厚、結 合較牢靠，因而抗腐蝕能力強、水力條件好等突出特點。

   這兩種管材的規格分別為DN15－DN300和DN15－DN150。管道連接 多采用專用配件連接。

   1．1．3．2化學爆破法覆蓋型復合鋼管

   化學爆破法覆蓋型復合鋼管有雙金屬復合管。它由航天科 技集團四院四十一所采用技術－“金屬管道燃爆加襯技術 ”生產的新型內襯防腐管道。據介紹[8]，該產品仍以碳鋼管 為基材，充分發揮碳鋼管優良的機械力學性能和廉價特征；以 耐腐蝕合金材料為防腐覆蓋層，充分發揮耐腐蝕合金優異的 耐腐蝕性能，從而使雙金屬復合管具有優異的耐腐蝕性能和優 良的機械力學性能。

   該管與物理覆蓋型復合鋼管相比突出的性能特點：(1)制造 和生產過程中無廢氣產生，管材衛生無毒。(2)兩種金屬材料的 壁面結合更加牢靠。(3)依輸送介質的要求標準不同，可根據 相應的標準選用不同的內襯合金管，有普通不銹鋼、雙相不銹 鋼、鈦合金、鋁合金、鋯合金、銅合金及其它耐蝕合金。品 種多。

   現有管道直徑范圍為DN25―DNl200。由于這種管道連接方式及 管件的特殊處理方式(較多采用翻邊環焊技術以防止出現電位 差腐蝕等)、專用性，管道系統的成本比一般的金屬管道系統 要高，但作為不銹鋼管道的替代品性能及價格均有優勢。

   1．2給水鋁合金襯塑管

   給水鋁合金襯塑管外層為無縫鋁合金，內襯聚丙烯(PP)，二 者通過特殊工藝復合。

   其特性：(1)管外層是剛性好、強度高、耐腐蝕的鋁合金無 縫管。機械性能好，耐壓能力高。(2)熱水管道熱穩定性好，線 性膨脹低。(3)外層有鋁合金保護，抗老化能力強，防火性能 好，減少了消防系統投資的費用。(4)兩種主材及加工工藝無有 害物質遺漏于過水面，有較好的環保持性。

   該管材規格有公稱通徑DN10－DN150mm十多種。公稱工作壓力為 1．OMPa。

   管道連接有卡套式快裝管接頭、法蘭盤等。但由于管 件為外接頭，不利于暗裝，又對堿性有一定的腐蝕性，有時也 限制了它的使用。

   1．3銅管

   銅管按材質不同分為：紫銅管、青銅管和黃銅管三大類。 紫銅管依其是否覆塑又分為紫銅光管、紫銅覆塑冷水管及紫銅 覆塑熱水管。建筑給水中采用紫銅管。國標GB／T18033－2000按 壁厚不同分為：A，B，C三種型號的銅管，其中A型管為厚壁型 ，適用于較高壓力用途；B型管適用于一般用途；C型管為薄壁 銅管。由制作工藝不同又有拉制成型的薄壁硬態銅管與半硬態 銅管。

   銅管的主要優點[9]：(1)經久耐用。銅的化學性能穩定，耐 腐蝕，耐熱，可在不同的環境中長期使用，使用壽命約為鍍鋅 鋼管的3－4倍。(2)機械性能好，耐壓強度高，同時韌性好，延 展性也高，具有優良的抗振、抗沖擊性能。(3)使用衛生性能 好。它對某些細菌的生長有抑制作用，同時銅還是人體所需的 微量元素之一。

   薄壁紫銅管的常用規格有公稱直徑DN15－250(mm)十五種。建筑 給水的銅管，公稱壓力推薦

   1．0MPa和1．6MPa。正在制定的《建筑給水銅管管道工程技術規 程》推薦采用TP2牌號的銅管。

   目前小口徑銅管的連接方式有3種基本類型：螺紋連接、釬 焊承插連接和卡箍式機械擠壓連接，也可延伸為法蘭式、溝槽 式、承插式、插接式、壓接式。

   通過不同地區的實際測算比較認為[10][11]：銅管安全衛生性 能好、總造價適中、使用年限長、可用于冷熱水供應系統及 飲用凈水系統，隨著我國經濟的發展和生活水平的提高， 隨著銅管實用技術的進步，會較快地進入逐漸普及的小康家 庭。

   2非金屬管材

   非金屬管材有玻璃鋼管、塑料管和塑料復合管三大類。在 較多資料中[12][13]將鋁塑復合管劃歸建筑給水塑料管之列，在 本文中為了便于細化分類介紹，將塑料復合管單列出來。

   由于玻璃鋼管在室內應用中管料和管件造價高等原因，除 特殊需要，一般較少采用，這里不再介紹。

   2．1塑料管

   塑料管主要有：交聯聚乙烯(PEX管，有的也叫PE－X管)管、改 性聚丙烯(PP－R，PP－C)管、氯化聚氯乙烯(PVC－C)管、硬聚氯乙 烯(PVC－U)管、聚乙烯(PE管，也分為高密度HDPE型管和中密度MDP E型管，通常代表高密度HDPE型管)管、聚丁烯(PB)管、丙烯腈－ 丁二烯－苯二烯(ABS)管、PPPE管(PP－R或PP－C與HDPE合成材料)、納 米聚丙烯管(NPP－R)等。其中PVC－U管、HDPE管和ABS管在室外給水 管中介紹較詳細，在此就不再單列介紹了。

   2．1．1PE－X管

   PE－X管采用上先進的一步法技術制造，采用普通聚乙 烯原料加入硅烷接枝料，在聚合物大分子鏈間形成化學共價鍵 以取代原有的范德華力，從而形成三維交聯網狀結構的交聯 聚乙烯，其交聯度可達到60％－90％。

   其特性：(1)優良的耐溫性能，使用的溫度為－70－100℃。(2 )優良的隔熱性能和耐壓力。PE－X管導熱系數低，熱量損失小 ，節約能源。(3)較長的使用壽命。可安全使用50年以上。(4)抗 振動，耐沖擊。(5)無污染環境的綠色環保管材，不含任何毒素 ，也不釋放有害物質，焚燒后只產生水和二氧化碳。

   管外徑規格為16－63mm。管道連接有卡箍式、卡套式、專用 配件式。生產企業常規產品壓力等級為1．25MPa(SDR11)。

   2．1．2改性聚丙烯(PP－R，PP－C)管

   改性聚丙烯管有PP－R管、PP－C管兩種大的類型。

   2．1．2．1PP－R管

   PP－R管[14]也叫Ⅲ型聚丙烯即無規共聚聚丙烯，其經歷了三個 產品更新換代發展的階段：代(PP－H)，采用均聚聚丙烯加 入一定量的增韌助劑共混造粒而成；第二代(PP－B)采用PP與PE嵌 段共聚工藝聚合而成；第三代(PP－R)，采用先進的氣相共聚工 藝將PE在PP的分子鏈中隨機、均勻地進行聚合而制成的無規共 聚聚丙烯(PE約占3％)基料，從而獲得更加優良的性能。

   其突出特點：(1)無毒、衛生。(2)耐熱、保溫性能好。PP－R 管的高耐熱可達131．3℃，高使用溫度為95℃，長期(50年) 使用溫度為70℃，完全可以滿足常用的工業和民用生活熱水和 空調供回水系統。同時，PP－R管的導熱系數只有鋼管的1／200 ，具有良好的保溫和節能性能，還可節省保溫管材的厚度。(3 )安裝方便且是永久性的連接。(4)原料可回收，不會造成環境 的污染。

   從PP－R管的特點可知，PP－R管不僅可用于建筑物內的冷熱 水系統，而且可用于建筑物內的采暖系統、直飲用水供水系統 、空調供回水系統、輸送化學介質等。在進行設計時宜 根據各產品的企業標準或技術規程選定合適的規格。

   PP－R管道的連接方式主要有兩種：熱熔連接、電熔連接。 也有專用絲扣連接或法蘭連接。

   PP－R管常用有公稱外徑dn20－160mm的十余種規格。按安全系 數C值不同有C=1．25和C=1．5兩大類。C=1．25有五種管系S5、S4、S 3．2、S2．5、S2分別與五種公稱壓力對應：PNl．25、1．6、2．O 、2．5、3．2MPa；C=1．5有五種管系S5、S4、S3．2、S2．5、S2分別 與五種公稱壓力對應：PN1．0、1．25、1．6、2．0、2．5MPa。

   2．1．2．2PP－C管

   資料[15]介紹，PP－C管是一種共聚聚丙烯管材。PP－C管一般 采用單螺桿擠出機擠成管材，連接方式為熱熔連接。

   其主要性能：(1)耐溫性能好、長期高溫和低溫反復交替管材不 變形，質量不降低。(2)不含有害成分，化學性能穩定，無毒 無味，輸送飲用水安全性評價合乎衛生要求。(3)抗拉強度和屈 服應力大，延伸性能好，承受壓力大，防滲漏，工作壓力完 全可以滿足多層建筑供水的需要。

   PP－C管管材的型號規格可達到DN100。PP－C管道采用熱熔連接。

   2．1．3PVC－C管

   PVC－C管又叫CPVC管是一種氯化聚氯乙烯

   (PVC－C)塑料管。其主要性能特點：(1)防腐性能很強。PVC－C管 道無論是在酸、堿、鹽、氯化、氧化的環境中，暴露在空氣中 、埋于腐蝕性土壤里。甚至在95℃高溫下，內外均不會被腐蝕 。(2)良好的阻燃性。PVC－C的著火溫度482℃，所以PVC－C管道不 自燃且不助燃，還具有限制煙霧的特性，不會產生有毒氣體 。(3)保溫性能佳，熱膨脹小。PVC－C熱傳導率低，所以PVC－C管 道夏天不易結露，冬天可節省大部分保溫材料及施工費用，也 不易扭曲變形。(4)抗震性好。PVC－C管道具有較好的彈性模量 ，抗震并能大大降低水錘效應。(5)具有優異的耐老化性和抗紫 外線性能。

   常用規格有：公稱通徑DN15～DN300。

   連接方式有承插粘接、塑料焊接，還有專用配件法蘭連接 、螺紋連接。

   PVC－C管優點比較多，且在熱水管道上應用較好，但因為材 料價格比較昂貴，在給水方面推廣應用受到較大局限。

   2．1．4PB管

   PB管是由聚丁烯樹脂通過一定的制管工藝生產而成的管材及 管件。聚丁烯樹脂是由于丁烯－1單體合成的高分子量全同聚 合物，是一種柔軟的熱塑性聚烯烴。其主要特性有：(1)良好的 耐溫性能。其長期使用溫度(系指管道在此溫度范圍內使用壽 命達30－50年)為≤90℃。(2)耐壓性能極佳和極強抗蠕變能力。 同樣條件下其管壁薄。其工作壓力：冷水時為1．6－2．5MPa ；熱水時為1．0MPa。(3)極好的韌性和耐沖擊力。(4)極好的抗腐 蝕能力。(5)較好的隔熱性能。材料的導熱率較小。(6)無毒、重 塑性強。

   常用的規格有公稱通徑：DNl5－DN63幾種。

   PB管主要采用熱熔式或電熔式承插式接頭連接，也采用膠圈 密封連接。PB材料屬于易燃材料，安裝加工或使用的場所必要 時需采取防火措施。由于這種管材的原材料主要依賴于進口 ，價格昂貴，在國內應用的大多依賴進口成品管材及管件，包 括施工連接的專用工具等，同時施工技術要求較高等原因， 故在國內應用很有限。

   2．1．5PPPE管

   PPPE管是以PP－R或PP－C與HDPE為主要材料，加以一定量的化學 助劑等合成材料，經擠壓成型的塑料管材。據報道[16]，該種 管材適用溫度范圍寬(－25－95℃)，耐壓高(公稱壓力為20MPa)， 不僅能象PE管、PB管、改性聚丙烯(PP－R，PP－C)管那樣進行熱熔 連接(有專用的PPPE管配套熱熔管件)，而且還能象熱鍍鋅鋼管 那樣在現場用普通套絲工具套絲，采用帶內螺紋的管件進行螺 紋連接。

   在同等承壓條件下，PPPE管的管材和管件的壁厚比PP－R管(Ⅲ 型聚丙烯，即無規共聚聚丙烯)的壁厚要小，且口徑越大小的 越多，因此PPPE管的價格比PP－R管低。據測算PPPE管整體工程造 價約比PP－R管的少80％左右。

   目前可使用的規格為DN15－DN50(不含DN32)五種，其規格與熱鍍 鋅鋼管相同(詳見各管材廠家產品的技術資料)。廠家正在開發 DN50以上規格的管材和管件。

   2．1．6NPP－R管

   NPP－R管材是以無機層狀硅酸鹽插層復合技術制備的含有納 米抗菌劑的納米聚丙烯(NPP―R)抗菌塑料粒料制成的。NPP－R管 材專用料研發成功，是我國納米技術的重大突破，屬國內創 ，達到國際先進水平。

   正光納米聚丙烯(NPP－R)管道集普通PP－R管道所有優點，質 量輕、耐熱性能好、耐腐蝕性好、導熱性低、管道阻力小、管 件連接牢固。其獨具特性為：(1)優異的力學性能。在安裝和 使用過程中不會因偶然的撞擊、敲打或軋壓而造成破壞。(2)線 性膨脹系數小。較進口PP－R料制成的管道小25－30％，不易因 使用溫度的變化而造成嵌件部分的松動滲漏。(3)縱向收縮率低 。較進口PP－R料制成的管道低30－40％，因溫度變化引起的變 形小，適合采用嵌墻和地坪面層內的直接暗敷設方式。(4)100％ 的殺菌功能。特別適用于飲用水管網輸水工程。(5)極好的綠 色環保產品。

   NPP－R管常用有公稱外徑DNl6－63mm的幾種規格。按公稱壓力 區分為：1．25、1．6、2．0MPa三種。主要連接方式為熱熔式插 接，部分使用在工廠內生產成型的絲扣進行連接。

   嚴格按照廠家所提出的技術規程、技術規定執行。不允許 在管材、管件上直接套絲。避免陽光直射。

   2．2塑料復合管

   塑料復合管按使用的骨架材料不同分為鋁塑復合管(PEX－AL －PEX或PAP)、銅塑復合管和(鋼骨架增強)塑料復合管。其中(鋼 骨架增強)塑料復合管在室外給水管中介紹較詳細，在此就不 再單列介紹了。

   PAP管PAP[7]管是中間層采用焊接鋁管，外層和內層采用中密 度或高密度聚乙烯或交聯高密度聚乙烯，經熱熔膠粘合而復合 成的一種管道。PAP管按中間骨料層鋁層的焊接方式區分為超 聲波焊接的搭接焊型和氬弧焊焊接的對接焊型。

   PAP管特性有：(1)良好的耐腐蝕性能，管壁內外均不存在銹 蝕的問題，且不含有害成分，化學性能穩定。(2)優良的機械性 能，防滲漏，耐壓強度較高，工作壓力完全可以滿足多層建 筑供水的需要。(3)抗振動、耐沖擊，能有效緩沖管路中的水錘 作用，減少管內水流噪音。(4)不用套絲，彎曲操作簡單，管 線連接施工方便。

   PAP管的規格公稱外徑De有12－75mm十種。管道連接方式宜采用 卡套式連接。管道宜采用管材生產企業配套的管件及專用工 具進行施工安裝。

   其水力計算及膨脹延伸量等的計算參見《建筑給水鋁塑復 合管管道工程技術規程》(CECS105：2000)。

   銅塑復合管的性能基本上與鋁塑復合管大多類似，銅的韌 性比鋁要好些，因此造價要高，這也是銅塑復合管比鋁塑復合 管推廣應用要少的緣故。這里不做介紹。

   為了便于我們對國內目前使用的給水管材有一個更宏觀的 了解，將收集整理的資料匯總為一份附表附在文章后邊。

   三、給水管材的發展展望

   1.大力發展納米技術在給水管道材料領域的開發創新和應用 。納米技術為我們提供了從分子、原于的微觀程度去“人為 干擾”(嚴格的說，是在尊重客觀規律的前提下)即促成物質的 組合向有利于人類的方向發展的工具。正光納米聚丙烯(NPP－R )管道，就是我們納米技術產業發展戰略在我國塑料給水 管材領域發展推廣的一個顯現。讓我們積極發展與推廣納米技 術在金屬、非金屬和金屬與非金屬交叉的給水管材科研和制 造領域應用，使我們盡快在給水管材技術及運用技術領域 占據一席之地，逐步改變我國多年來在這一領域落后與受制 于外國建材開發和應用技術限制的窘迫局面。

   2.立足實用，著眼發展，讓改進與跨越均為我們服務。事物 的發展也是有其客觀規律的，因此，我們必須將借助于新技 術的飛躍與立足現實的有序改進統一起來，創造可持續發展的 新的給水管材與技術體系，為我國的持續發展打牢根基，為 經濟的騰飛奠定堅實的基礎。具體說就是，(1)利用原有管材在 管道接口上做文章，提高管材的利用效益和工作效率。我們 在室外給水中說到的“擴脹成型承插式柔性接口鋼管”技術就 是例子。(2)多種材料的有機融合，揚長避短，積優淘劣，形 成低成本、高性能的新材料。我們說到的ABS管等，就是佐證。 當然，在塑料這個行業來說，綠色環保的特性會更加突出， 既無毒性，不傷害人類，又可回收再利用或在一定條件下的降 解。同時，應用高新技術使其增加新的功能，象殺菌消毒， 減少或根除二次污染等功效。在金屬行業中，材料的合成或添 加是出了一門的新專業技術科學，也產生了如今滿足我們多 種要求的新材料，象不銹鋼、鋁合金等等，保證了人類成功地 跨出地球，登上月球，在太空建立穩定的太空站等?？梢哉f ，新材料為人類作出了和正在履行著人類賦予它的多種巨大功 能，也必將為人類跨出必然王國，從容地邁進自由王國作出 不朽的貢獻。這種工作，我們過去做過，有突破，現在還在做 ，將來我們會做的更好。

   參考文獻

   [1]程金煦．大中型輸水管道管材選擇探討．給水排水，200 1，27(5)

   [2]陳慶松等．給水管材的價值分析．給水排水，2001，28(10 )

   [3]方育瑜．供燃氣(給水)用埋地聚乙烯管道，建筑工 業出版社

   [4]宋堅．新型建筑給水管材的選用．給水排水，2001，27(1) 　　[5]原芝泉等．鋼骨架增強塑料復合管及其應用．給水排水 ，2002，28(1)

   [6]高立新．塑料管在市政工程中的應用．給水排水，2003， 29(4)

   [7]黃汝宏等．薄壁不銹鋼管材及管件的應用研究．給水排 水，2002，28(11)

   [8]宋彬．雙金屬復合管的制造及應用．給水排水，2002，28 (10)

   [9]王真杰．銅管在建筑中的應用前景．給水排水，2002，28 (1)

   [10]馬杰．銅管在世紀村工程中的應用．給水排水，2003，2 9(2)

   [11]姜文源．銅管的應用和選用．給水排水，2002，28(12)

   [12]張淼．新型建筑給水塑料管應用技術綜述．給水排水， 1999，25(4)

   [13]章林偉．建筑冷熱水塑料管的對比研究．給水排水，20 00，26(12)

   [14]程建華等．PP－R給水管在工程中的應用淺議．給水排水 ，200l，27(4)

   [15]凌劍等．PP－C管在管道直飲水工程中的應用探討．給水 排水，2001，27(6)

   [16]水浩然．給水新管材－PPPE簡介．給水排水，2002，28(11)