管材根据制造工艺和材质的不同有很多品种。其中,按材质可分为金属管材、非金属管材和复合管材等。
1)金属管材
(1)钢管
钢管的机械强度好,可以承受较高的内外压力,可焊性较好,方便制造各种管件,特别能适应地形复杂及要求较高的场合。其最大的缺点是易腐蚀。钢管按其制造方法分为焊接钢管、无缝钢管。
①焊接钢管:又称有缝钢管,是用钢板或钢带经过卷曲成型后焊接制成的钢管,按焊缝可分为直缝焊管(普通焊接钢管)和螺旋焊管。
直缝焊管生产工艺相对简单,生产效率高,成本低,通常用于较小口径。直缝焊管又名水煤气管,可分为镀锌钢管(白铁管)和非镀锌钢管(黑铁管)。水煤气管适用水、煤气、空气、油等介质工作压力低和要求不高的管道系统中。其规格常用公称直径“DN”表示,如DN80表示该管的公称直径为80mm。常用直缝焊管的规格见表1.1。镀锌钢管有冷镀锌管和热镀锌管两种,热镀锌管因其保护层致密均匀、附着力强、稳定性比较好,在工程中大量应用。
表1.1 常用直缝焊管规格
注:①公称直径是为了使用方便而规定的一种标准直径,一般情况下,它既不等于管子的实际内径,也不等于管子的实际外径。
②公称直径相同的管道、管件、阀门有互换性,可以相互连接。
螺旋焊管的强度一般比直缝焊管高,能用较窄的坯料生产管径较大的焊管,还可以用同样宽度的坯料生产管径不同的焊管;与相同长度的直缝焊接钢管相比,螺旋焊接焊缝长度增加30%~100%,生产速度较低;螺旋焊管用于大口径管道焊接。螺旋焊管规格常用“外径D×壁厚”表示,如D325×6表示该管的外径为325mm、壁厚为6mm。
焊接钢管的连接方式有焊接连接、螺纹连接、法兰连接和沟槽连接等,镀锌钢管应尽量避免焊接。
②无缝钢管:用普通碳素钢、优质碳素钢或低合金钢用热轧或冷轧制造而成,其外观特征是纵横向均无焊缝,常用于各种高温、高压、低温等相对要求比较高的介质输送。采用低合金钢轧制而成的合金钢管用于各种加热炉工程、锅炉耐热管道及过热器管道等。无缝钢管在同一外径下往往有几种壁厚,其规格一般采用“外径D×壁厚”表示,如D108×4表示该管的外径为108mm、壁厚为4mm。
无缝钢管通常采用螺纹连接、焊接连接或法兰连接等。
(2)铸铁管
铸铁管是由铸铁浇铸成型的管子,按材质分为灰口铸铁管、球墨铸铁管及高硅铸铁管等。灰口铸铁管多用于室内排水,球墨铸铁管多用于给水管道的埋地敷设。铸铁管的优点是耐腐蚀、耐用、价格较低,缺点是质脆、重量大、加工和安装难度大、不能承受较大的动荷载。铸铁管常用公称直径“DN”表示,如DN100表示该管的公称直径为100mm。
(3)有色金属管
有色金属管通常指除去铁(有时也除去锰和铬)和铁基合金以外的所有金属管,主要有铜管、铅管、铝管和钛管等。有色金属管的规格常用“外径ϕ×壁厚”表示,如ϕ159×4表示该管的外径为159mm、壁厚为4mm。
铜管又称紫铜管,是压制和拉制的无缝管。铜管具有坚固、质量较轻、导热性好、低温强度高、耐腐蚀等特性,常用于生活水管道、供热和制冷管道,也用于制氧设备中装配低温管路。直径小的铜管常用于输送有压力的液体(如润滑系统、油压系统等)和用作仪表的测压管等。
制冷铜管常用的规格有ϕ6.35×0.75、ϕ9.52×0.8、ϕ12.7×1、ϕ16×1、ϕ19×1、ϕ22×1.2、ϕ25×1.2、ϕ28×1.2、ϕ32×1.5、ϕ35×1.5、ϕ38×1.8等,其连接方式通常采用焊接。生活水、供热等铜管常用的规格见表1.2,其连接方式通常采用螺纹连接、焊接连接等。
表1.2 铜管的外形尺寸及允许偏差
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2)非金属管材
非金属管材主要由耐火材料、隔热材料、耐蚀非金属、陶瓷材料、高分子材料(橡胶、塑料、合成纤维)等组成。非金属管材具有化学性能稳定、耐腐蚀、不燃烧、无不良气味、质量轻、光滑易加工、强度低、不耐高温的特点,广泛应用于工程领域中。非金属管材有塑料管、钢筋混凝土管、石棉水泥管、玻璃钢管等。随着科技的进步,石棉水泥管和玻璃钢管逐渐被其他管材取代,在工程中应用较少。
(1)塑料管
塑料是现代经济发展中实现“减量化、再利用、资源化”的重要材料之一,其加工成型的过程无污染排放、消耗低、效率高。绝大部分塑料使用后能够被回收再利用,是典型的资源节约型、环境友好型材料。
塑料管属于化学建材,以聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等高分子材料为原料,添加增塑剂、阻燃剂、抗冲改性剂等加工而成。它具有较好的防腐蚀性能、自重轻、生产应用能耗低、施工便捷等特点。
①PVC管:是由聚氯乙烯塑料通过一定工艺制成的管材。PVC管材不导热、不导电、耐腐蚀、力学性能好、易加工、使用寿命长,在工程中广泛用于给水、排水、线缆保护中。其规格常用“外径De×壁厚”或“ϕ外径”表示。如De50×2表示该管的外径为50mm、壁厚为2mm;ϕ16表示该管的外径为16mm。PVC管的主要连接方式有承插式连接、螺纹连接、法兰连接等。
②PE管:由乙烯经聚合制得的一种热塑性树脂管。PE管有很多优点:无毒、不含重金属添加剂、不结垢、不滋生细菌;柔韧性好、抗冲击强度高、耐强震、耐扭曲;独特的电熔焊接和热熔对接技术使接口强度高于管材本体,保证了接口的安全可靠。PE管分为高密度HDPE型管、中密度MDPE型管和低密度LDPE型管。PE管被广泛应用于建筑给排水、采暖、燃气等管道系统。其规格常用“外径De×壁厚”或“ϕ外径”表示。如De110×4.2表示该管的外径为110mm、壁厚为4.2mm;ϕ110表示该管的外径为110mm。PE管的连接方式主要有电熔连接、热熔对接焊连接和热熔承插连接等。
③PPR管:由丙烯经聚合制得的一种热塑性树脂管。PPR管有很多优点:卫生无毒;壁光滑,不结垢;耐低温、高压;强度、刚度、硬度、耐热性均优于低压聚乙烯。PPR管被广泛应用于建筑物的冷热水、采暖、可直接饮用的纯净水供水、中央空调、输送或排放化学介质等管道系统。其规格常用“外径De×壁厚”或“外径ϕ×壁厚”表示。如De20×2表示该管的外径为20 mm、壁厚为2mm;ϕ25×2.3表示该管的外径为25mm、壁厚为2.3mm。PPR管的连接方式主要有热熔连接、电熔连接和螺纹连接等。
(2)钢筋混凝土管
钢筋混凝土管有普通钢筋混凝土管(RCP)、自应力钢筋混凝土管(SPCP)、预应力钢筋混凝土管(PCP)和预应力钢筒钢筋混凝土管(PCCP)。它们具有节省钢材,价格低廉,防腐性能好,能够承受较高的压力(0.4~1.2MPa),抗渗性、耐久性较好等特点。但因钢筋混凝土管的接口易渗漏,容易造成二次污染,部分地区限制其小管径的管道在排污工程中使用。
目前,钢筋混凝土管管径有100~1500mm,预应力钢筒钢筋混凝土管最大管径可达9m,承压达4.0MPa。钢筋混凝土管的规格常用“D内径×管长”表示,如D800×2000表示该管的内径为800mm、长度为2000mm。
钢筋混凝土管的接口形式有套环式、企口式、承插式3种。
3)复合管
复合管是一种由两层及以上管材经一些加工工艺复合而成的具有多层结构的管材。目前,市场较普遍的有钢塑复合管、铝塑复合管、铜塑复合管等。
(1)钢塑复合管
钢塑复合管是以钢管或钢骨架为基体,与各种类型的塑料(如聚丙烯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等)复合而成。按塑料与基体结合的工艺又可分为衬塑复合钢管和涂塑复合钢管两种。
衬塑复合钢管是由镀锌管内壁置一定厚度的塑料(PE、UPVC、PEX等)复合而成,因此同时具有钢管和塑料管的优越性。涂塑复合钢管是以普通碳素钢管为基材,内涂或内外均涂塑料粉末,经加温熔融黏合形成。
钢塑复合管广泛应用于石油、天然气、给水管、排水管等各种领域,其连接方式主要有螺纹连接、沟槽式连接、法兰连接等。
(2)铝塑复合管
铝塑复合管是中间为一层焊接铝合金,内外各一层聚乙烯,经胶合层黏结而成的五层管子,具有聚乙烯塑料管耐腐蚀性好和金属管耐压高的优点。铝塑复合管按聚乙烯材料不同分为两种:一种适用于热水的交联聚乙烯铝塑复合管;另外一种是适用于冷水的高密度聚乙烯铝塑复合管。铝塑复合管采用夹紧式配件连接,主要用于建筑内配水支管和热水器管,价格较贵。
(3)铜塑复合管
铜塑复合管是一种新型管材,通过外层为热导率小的塑料、内层为稳定性极高的铜管复合而成,从而综合了塑料及铜管的优点,具有良好的保温性能及耐腐蚀性能,有配套的铜制管件,连接方便快捷,但造价较高,主要用于高级宾馆热水供应系统。
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