管道材料应该符合以下要求：

（1）密闭性能好减少水量流失，降低产销差率，避免管网检修时外界污水渗入。

（2）化学稳定性好管道内壁具有耐腐蚀性，不会受到水中各种物质的侵蚀，同时也不会向水中析出有毒有害物质。

（3）水力条件好内壁光滑、不易结垢，减少水头损失，降低常年供水电耗。

（4）施工维修方便尽可能缩短维修所造成的停水时间。

（5）建设投资少管网建设费用占总费用的50%～70%，管材的价格占管道综合工程的50%以上，因此应选择既能保证质量，又价格相对便宜的管材。

（6）使用寿命长管网扩建对城市交通、环境产生很大影响，一般按永久性工程设施进行设计。

水管可以分为金属管和非金属管。水管材料的选择，取决于承受的水压、外部载荷、埋管条件、供应情况等。

2.6.1.1 钢管

钢管应用历史较长，范围较广，输水工程一般选用螺旋焊缝与直缝焊接钢管。螺旋焊接钢管采用卷板，利用螺旋管焊接生产线一次成型。螺旋焊接钢管受加工工艺影响，管材存在较大残余应力，这部分残余应力与管道运行期间工作应力组合后，降低了管道承受内压的能力。另外，螺旋焊接钢管的焊缝较直缝焊接钢管的焊缝长，这就意味着薄弱环节多，可靠性差。但由于输水工程管道内压一般不算太高，即使螺旋焊接钢管存在上述问题也不影响其应用。

钢管按其制造方法分为无缝钢管和焊接钢管两种。无缝钢管用优质碳素钢或合金钢制成，有热轧、冷轧（拔）之分。焊接钢管是由卷成管形的钢板以对缝或螺旋缝焊接而成，在制造方法上，又分为低压流体输送用焊接钢管、螺旋缝焊接钢管、直接卷制电焊钢管、电焊钢管等。无缝钢管可用于各种液体、气体管道等。焊接钢管可用于输水管道、煤气管道、暖气管道等。

1.焊接钢管

（1）低压流体输送用焊接钢管与镀锌焊接钢管低压流体输送用焊接钢管是由碳素软钢制造，是管道工程中最常用的一种小直径的管材，适用于输送水、煤气、蒸气等介质，按其表面质量的不同，分为镀锌管（俗称白铁管）和非镀锌管（俗称黑铁管）。内外壁镀上一层锌保护层的白铁管较非镀锌的黑铁管重3%～6%。按其管材壁厚不同分为薄壁管、普通管和加厚管三种。薄壁管不宜用于输送介质，可作为套管用。

（2）直缝卷制电焊钢管直缝卷制电焊钢管可分为电焊钢管和现场用钢板分块卷制焊成的直缝卷焊钢管，能制成几种管壁厚度。

（3）螺旋缝焊接钢管螺旋缝焊接钢管分为自动埋弧焊接钢管和高频焊接钢管两种。

1）螺旋缝自动埋弧焊接钢管按输送介质的压力高低分为甲类管和乙类管两类。甲类管一般用Q235、Q235F普通碳素钢及16Mn普通低合金结构钢焊制，乙类管采用Q235、Q235F、Q195等钢材焊制，用作低压力的流体输送管材。

2）螺旋缝高频焊接钢管，尚没统一的产品标准，一般采用Q235、Q235F普通碳素钢等钢材制造。

2.无缝钢管

无缝钢管按制造方法分为热轧管和冷拔（轧）管。冷拔（轧）管的最大公称直径为200mm，热轧管最大公称直径为600mm。在管道工程中，管径超过57mm时，常选用热轧管，管径小于57mm时常用冷拔（轧）管。管道工程常用的无缝钢管有以下三种：

（1）一般无缝钢管一般无缝钢管简称无缝钢管，用普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢和合金结构钢制造，用于制作输送液体管道或制作结构零件用。

无缝钢管按外径和壁厚度供货，在同一外径下有多种壁厚，承受的压力范围较大。通常钢管长度，热轧管为3～12.5m，冷拔（轧）管为1.5～9m。

（2）低中压锅炉用无缝钢管低中压锅炉用无缝钢管是用10号、20号优质碳素钢制造。

在给水管网中，通常只在管径大和水压高处，以及因地质、地形条件限制或穿越铁路、河谷和地震地区时使用钢管。钢管用焊接或法兰连接，所用配件如三通、四通、弯管和渐缩管等，由钢板卷焊而成，也可直接用标准铸铁配件连接。

2.6.1.2 镀锌钢管

镀锌钢管存在锈蚀问题，影响水质和使用年限，已经停止在饮用水方面的应用，主要用于消火栓和自动喷水灭火系统。生活用水采用的镀锌钢管为内衬聚乙烯或聚丙烯的镀锌钢管。

镀锌钢管衬料有两种方式，一种是内部衬涂聚乙烯；另一种是在薄镀锌钢管内部挤压聚乙烯管。前一种方式涂衬层既不容易粘牢，也不容易衬匀；后一种方式效果较好，钢塑复合管的连接管件内部，也都衬有聚乙烯。

2.6.1.3 铸铁管

铸铁管即用铸铁浇注成型的管道。铸铁管用于给水、排水和煤气输送管线，它包括铸铁直管和管件。按铸造方法不同，分为连续铸铁管和离心铸铁管，其中离心铸铁管又分为砂型和金属型两种。按材质不同分为灰口铸铁管和球墨铸铁管，柔性接口用橡胶圈密封。

由于灰口铸铁管口径不大、材质不稳定，因此事故较多，在输水工程中基本不采用。延性铸铁管也称为球墨铸铁管，其强度比钢管大，延伸率也高出10%。另外，球墨铸铁管如果没有进行退火处理，称为铸态球墨铸铁管，其材质的性能除延伸率低于球墨铸铁管外，其余性能指标均与球墨铸铁管相似，价格也低，应用也较多。

连续灰口铸铁管的公称口径为75～1200mm，采用承插式或法兰盘式接口形式。按功能又可分为柔性接口和刚性接口两种，直管长度有4m、5m及6m；按壁厚不同分为LA、A和B三级。砂型离心灰口铸铁管的公称口径为200～1000mm，有效长度有5m及6m；按壁厚不同分为P、G两级，其强度大、韧性好、管壁薄、金属用量少、能承受较高的压力。

球墨铸铁管与灰口铸铁管相比，强度大、韧性好、管壁薄、金属用量少、能承受较高的压力，有效长度有5m及6m，按壁厚不同分P、G两级。是铸铁管材的发展方向。(www.daowen.com)

管与管之间的连接，采用承插式或法兰盘式接口形式。按功能又可分为柔性接口和刚性接口两种。柔性接口用橡胶圈密封，允许有一定限度的转角和位移，因而具有良好的抗震性和密封性，比刚性接口安装简便快速，由于铸造方法不同，劳动强度小。

2.6.1.4 预应力混凝土管

按生产工艺分成两种，一种因加工工艺分为三步，通常称为三阶段预应力混凝土管；另一种方法是一次成型，通常称为一阶段预应力混凝土管。预应力混凝土管因加工工艺简单、造价低，较适合我国的经济状况而应用普遍。但管材制作过程中存在弊病，如三阶段管喷浆质量不稳定，易脱落和起鼓。一阶段管在施加预应力时不易控制（特别在插口端部），且因体积大、重量重而造成运输安装都不方便，使其应用受到了限制。

预应力混凝土管口径一般在2000mm以下，工作压力为0.4～0.8MPa，在口径大、工作压力高的工程应用时要慎重。

2.6.1.5 预应力钢筒混凝土管

预应力钢筒混凝土管（Prestressed Concrete CylinderPipe，简称PCCP），是目前世界上使用非常广泛的非金属-金属复合管材，是一种新型的钢性管材，是钢板、混凝土、高强度钢丝和水泥砂浆几种材料组成的复合结构，具有钢材和混凝土各自的特性。它是带有薄钢筒的高强度混凝土管芯缠绕在管芯外的预应力钢丝，喷以水泥砂浆保护层，两端分别焊有钢制承口圈和插口圈，同钢筒焊在一起，承插口有凹槽和胶圈形成了滑动式胶圈的柔性接头。

根据钢筒在管芯中位置的不同，预应力钢筒混凝土管可分为两种：内衬式预应力钢筒混凝土管（PCCPL）和埋置式预应力钢筒混凝土管（PCCPE）。预应力钢筒混凝土管（PCCP）具有合理的复合结构，管材在工作状态下，由管芯中（外）的薄钢板承担管材的抗渗功能，由缠绕在管芯外的预应力钢丝和管芯的混凝土壁承受管材的内水压和外载荷（动、静载荷），广泛应用于长距离输水干管、压力倒虹吸、城市供水工程、工业有压输水管线、电厂循环水工程下水管道、压力排污干管等。

预应力钢筒混凝土管的管径一般为DN600～3600mm，工作压力为0.4～2.0MPa，其中DN1200mm以下一般为内衬式，DN1400mm以上通常为埋置式。

2.6.1.6 塑料管

塑料给水管制造能耗低，以长度计，制造能耗仅为金属管道的18.7%、内表面光滑、水力条件优越、不生锈、不结垢、水质卫生、没有管道二次污染、重量轻、加工和接口方便、安装劳动强度低、节约综合施工费用，但管材强度低、对基础及回填土要求较高、膨胀系数较大、需考虑温度补偿措施、抗紫外线能力较弱、存在应变腐蚀问题（以蠕变系数来表示）。

塑料管有热塑性塑料管和热固性塑料管两大类。热塑性塑料管采用的主要树脂有聚氯乙烯（PVC）树脂、聚乙烯（PE）树脂、聚丙烯（PP）树脂、聚苯乙烯（PS）树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）树脂、聚丁烯（PB）树脂等；热固性塑料管通常是指玻璃纤维增强塑料（GRP）管，又称玻璃钢管，玻璃钢管的特点是强度较高，重量轻，耐腐蚀，不结垢，内壁光滑，阻力小，在相同管径、相同流量条件下，比金属管道和混凝土管道水头损失小，节省能耗。但玻璃钢管生产工艺复杂，价格较高，相对而言管壁薄，属于柔性管道，对基础与回填要求较高，也存在应变腐蚀问题。

2.6.1.7 给水管网常用管材性能比较

1）离心球墨铸铁管综合性能较好，有强度高、延伸性好、抗腐蚀、耐老化等特点，使用寿命达50～80年，由于较重，运输、安装不是很容易。

2）钢管耐高压，韧性好，管壁薄，管身长，接口少，抗震性能好，但耐腐蚀性差，刚性连接接头的防腐处理很难进行，相对使用寿命短。

3）铜管具有优良的性能，易于安装，经久耐用，安全卫生，口径小，但价格较高。

4）不锈钢管综合力学性能好，耐腐蚀，口径不大，但价格高。

5）预应力钢筋混凝土管耐腐蚀，不污染水质，承插连接，但重量大，运输安装不方便。

6）预应力钢筒混凝土管有较高的强度和刚度，耐腐蚀，不污染水质，承插连接，密封性能好，寿命长，与水泥管相比有较好的抗渗性，运输和安装不方便，施工时需要吊装工具。

7）塑料管道质轻，易于运输安装，耐腐蚀，内壁光滑、水头损失小，节约运行成本，对水质无二次污染，生产、安装、使用中可大量节能，使用寿命在50年以上，安装费用低，安装省时，有的品种更适合于非开挖敷设和管道的修复工程，有的品种可以卷盘运输，节省运输费用。有的材料耐高温、低温能力差，有的管道需要较大壁厚才能与金属管道有同等的耐压等级，壁厚增加的成本在经济上使其反而处于劣势。

8）塑料与金属的复合管道既有金属管的承压、强度和刚度，又有塑料管的优点，综合性能优越。如铝塑复合管最大的优势是结合了金属和塑料的长处，具有耐高低温、耐压、耐腐蚀、质轻、抗气体渗透等优点。管材级聚乙烯具有长期耐破坏性，耐环境应力，经过共聚交联可大幅度提高其耐热性，但其最大的缺点是强度和弹性模量较低，通过与金属材料复合可弥补此缺陷。

9）玻璃钢管质轻，强度高，运输安装方便，内壁光滑，水头损失小，输水能力强，耐腐蚀，但耐冲击性差，施工地基条件要求高，密封性一般，相对易老化。

2.6.1.8 管材与管道流失的关系

经过资料统计，在相同条件下，主要管材发生流失事故的可能性由大到小的排列顺序大致为：钢管（镀锌钢管）＞铸铁管＞石棉水泥管、钢筋混凝土管＞塑料管（PE、PVC等管）＞球墨铸铁管。造成这种现象的主要原因是各种管材所自有的特性。

据统计，在我国正在服役的城市供水管网中，灰口铸铁管在所有管材中要占80%以上的比例。20世纪60年代，我国开始大量生产灰口铸铁管，它采用了连续浇注的注管工艺，而这种方式铸造的管材材质问题比较多，在新管试压和投产运行时常常会发生管道断裂现象。究其原因，主要是连续浇铸工艺本身的缺点造成的，这种工艺使管材存在先天性缺陷，如组织疏松、气孔、黑渣和内沟等，不仅脆性大，而且达不到应有的应力要求。另外，铸铁管管壁偏薄，成品仅做泵试验，而且只有压力指标。因而，铸铁管很容易在较大的温变拉应力和水锤等冲击力下遭到破坏。再者，灰口铸铁管的连接方法多为承插口石棉水泥刚性连接，这种接口虽然握固力强，但不能承受剪力和进行伸缩补偿，这也就使得灰口铸铁管容易发生接口漏水。

镀锌钢管以及其他材质的钢管是我国初期选用较多的小口径管材，这类管材的流失率也很高。一般钢管的耐腐蚀性能差，管道埋设在土壤中，出于复杂环境，使用一段时间后管身容易腐蚀，导致管壁变薄，引起局部穿孔漏水，甚至发生爆管。镀锌钢管的管径一般较小，它是在钢管上镀锌来进行防腐的，但镀的锌一般都很薄，容易被消耗掉，特别是镀锌质量较差的情况下，所起的作用就更有限了。管道朝阳极腐蚀，因此极容易产生锈蚀结垢，发生漏水并影响水质，这也是后面章节按管径统计资料中小口径管道漏水的主要原因。

预应力钢筋混凝土管的流失率也是较高的。虽然这种管材有自身的优点，比如承压抗拉力强等，但基本都会存在质量上的问题，这些问题在设计或生产之初就形成了，比如钢筋布置不够恰当，保护层不好导致钢筋容易发生锈蚀，这些因素都会使其整体强度受到极大影响。石棉管和普通水泥管的流失率在所有管材的比较中，大致处在中间位置。对于普通水泥管而言，由于组成的基本原料是水泥，造价较低，抗压力也不错，但是它的抗拉强度很差，不能与预应力钢筋混凝土管相提并论，这使得它在受到拉应力时很容易发生流失。对于石棉管来说，使用年限长了以后漏水就很严重，而且自身材料有毒，不适宜用作饮用水管道。

塑料管一般为承插连接，如UPVC管[以聚氯乙烯（PVC）树脂为原料]等，橡胶圈密封，管道柔性好，抗拉强度很好，完全没有其他管材由于管道地基不均匀沉降而造成管道破裂的缺点，但将管道直接敷设于较干硬的原状土沟上时，就会造成管道受力不均匀，出现某一点或局部受压过大，导致管道承受过大压力而发生流失甚至爆管事故。此外，塑料管容易老化，使用年限超过10年以后就很容易变脆，这也造成了塑料管材流失的原因。

球墨铸铁管是近年来建设部大力推广使用的管材，在各种管材的综合比较中，这种管材有很多优点。球墨铸铁管的材质成分中的片状石墨组织变成了球状，这使得它既维持了原来灰口铸铁管抗压力好的性能，又增加了抗拉性、延伸性、弯曲性和耐冲击性，而且还具有耐腐蚀性好，强度高，有韧性等特质，这些都使得球墨铸铁管的流失率大大低于灰口铸铁管。此外，由于球墨铸铁管大多采用胶圈接口，而非原来的刚性接口，使它对较为复杂的土质状况的适应性较好，只要管道两端的沉降差在允许范围内，接口不致发生渗漏。

以上种种优点都造成了球墨铸铁管发生漏损事故的概率很低。总而言之，在对所有管材的统计分析之后，可以得出以下结论：在所有管材中，钢管（包括镀锌钢管）、普通铸铁管的漏损率都很高，石棉管、普通水泥管、塑料管、预应力钢筋混凝土管的漏损率居中，球墨铸铁管的漏损率较低。