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| 飲用水不銹鋼無縫管及不銹鋼管價格_哈氏合金管|800H不銹鋼管|monel400|C22管|625不銹管-浙江康鑫鋼管有限公司 |
2020-07-15 08:52 |
一、薄壁不銹鋼管道應用領域及發展前景
我國是一個世界人口大國，但是我國的水資源卻十分緊張，僅僅為全世界人均占有量的1/4，是世界上13個貧水國之一。全國600多個城市中有400多個城市季節性缺水，100多個城市嚴重缺水。不僅如此，我國又是一個水資源浪費嚴重的國家：許多城市水管網系統的漏水率大于20%，GDP耗用水資源是美國的8倍。并且，由于一些水管材料的耐腐蝕性能差或管材本身達不到健康標準，建筑物給水系統還普遍存在著二次污染問題，危害了居民的身體健康，導致一些疾病的產生。盡管我國大部分的城市自來水廠的出水口水質符合生活飲用水衛生標準，但經過輸配管網和貯水設備以后，水質已經明顯下降，多項指標達不到規定的飲用水質標準。所以，在城市供水領域，水資源緊張、浪費嚴重、水質污染成為影響我國經濟可持續發展的三大障礙。
面對嚴峻的形勢，國家已提出在認真保護水資源的同時，要建立高效節水型社會，大大提高水的有效利用率，并讓人民群眾喝上優質的飲用水。這就要求我們的供水部門和建設部門不僅要保證現在，而且要考慮到將來都能持續穩定的提供清潔優質的水源，大幅度的降低管網系統的漏水率。因此，無論是新建城市供水系統還是對原有供水系統的改造，或是近年發展起來的管道直飲水工程都迫切需要采用新技術和新材料使水資源得到更有效的保護和利用。
這樣的大背景下，不銹鋼管材以其幾乎為零的漏水率和無與倫比的健康性能被推上了城市供水系統和建筑物水管領域。研究并實際使用表明，一旦不銹鋼管材被廣泛運用，城市管網的漏水率將大幅度降低，建筑物水質將得到充分保障。薄壁不銹鋼管材以其所特有的安全性、可靠性、清潔性、耐用性、經濟性和環保性等各方面突出優勢，為保護水資源、改善水質、保護人們的健康和提高生活質量，保護環境和促進社會經濟的可持續發展發揮關鍵的作用。
1.采用薄壁不銹鋼水管有哪些好處？
1.1優良的力學性能和物理性能
不銹鋼水管強度非常高，見表1（是鍍鋅管的1.5倍，銅管的2-3倍，PPR管的8－10倍），而且有良好的延展性和韌性，低溫不變脆，對沖撞能有很強的吸收能力，抗震和抗沖擊性能強，優良的耐磨損和耐疲勞特性，較好的高溫強度，優良的防水和防熱輻射性能。
表1不同管材強度比較
|
管材 |
不銹鋼 |
銅 |
碳鋼 |
塑料 |
鋼塑復合 |
|
抗拉強度MPa |
530-750 |
200 |
400 |
50 |
280 |
|
熱膨脹系數10-6℃-1 |
17.3 |
17.6 |
11.6 |
80-180 |
26 |
導熱率
Wm℃-1 |
15 |
340 |
60 |
0.05 |
由內壁材料決定 |
1.2優異的耐腐蝕性能
不銹鋼表面薄而堅固的鈍化膜使不銹鋼在包括軟水在內的水質中都具有優異的耐腐蝕性能。無腐蝕和不良滲出物，無異味或渾濁問題。可保持水質純凈衛生，杜絕管路二次污染。能經受高達30m/s的高速水流，沖蝕、渦流、水錘不會造成任何影響。即使是用在高水頭電站的導流不銹鋼管道，管末端流速高達60m/s，腐蝕速率不超過0.003mm/年，仍可有長達百年的壽命。
1.3長壽命
不銹鋼優異的耐腐蝕性和機械性能使薄壁不銹鋼水管使用壽命很長（即使在周期振動情況下），實地腐蝕試驗數據表明，不銹鋼輸水管使用壽命可達70年。
壽命周期成本低，不銹鋼水管幾乎不需要維護，避免了管道更換的費用和麻煩，運行費用低，經濟性十分顯著，見圖1。
1.4水阻小
不銹鋼表面光滑，摩阻小，低流速時水阻僅為碳鋼管的40％，所以其內壁不宜被細菌沾污，不積垢，清潔衛生。而且節能，無瓶頸阻力現象，泵的能耗低，大面積的使用不銹鋼管網供水，可以節約一半泵站電力消耗。
1.5可再生
不銹鋼可以100％再生利用，不會造成巨大的環境污染，避免了留給子孫后代不可降解的垃圾。綠色環保，有利于可持續發展。
1.6美觀
不銹鋼外表美觀，清潔，時尚，給用戶以充分的信心，有利于提高城市建筑檔次。
1.7衛生
在各種建筑物水管材料中，不銹鋼是可植入人體的材料，其本身安全無毒，對水質沒有任何影響，對人體健康無害。
1.8連接可靠
隨著技術進步，卡壓等新型連接技術的成熟，使得薄壁不銹鋼具備多種連接方法和多種管件，連接可靠，絕無滲漏。顯著降低水的滲漏率，使水資源得到有效保護和利用。（日本東京由于全面維護使用薄壁不銹鋼水管，漏水率從1980年的14.7%下降到2000年的7％。這7％的漏水率是由于安裝等其他因素造成的）
1.9使用范圍廣薄壁不銹鋼管材可在直飲水、給水、熱水、消防、排水、采暖、醫藥、食品、化工、船舶等領域廣泛應用。漂亮的外觀既可明裝，也可暗敷。
2.國內外發展概況
2.1發達國家和地區建筑物給水管道發展過程
在建筑用給水管道領域，以德國和日本為代表的發達國家幾乎走過了同樣的發展道路，見圖2：
在普通水管領域：
約19世紀末至20世紀初，開始使用鍍鋅管，如日本東京1897年開始使用鍍鋅水管。
約20世紀40年底（二戰結束）在高檔管材領域開始規模使用銅管。
約20世紀50年代，在普通水管領域開始用塑料和復合管替代鍍鋅管。日本于1955年開始將鍍鋅管改為塑料水管和鋼塑復合管，因為漏水原因，1980年開始全面推行不銹鋼水管。目前，已經占有市場份額90％以上。
在中高檔水管領域：
約20世紀80年代在高檔水管領域開始規模使用不銹鋼管。21世紀初，不銹鋼管已經在全球發達國家和地區自來水管道中普及。東亞和東南亞是不銹鋼水管發展快的地區之一，到2002年底，韓國、新加坡，馬來西亞、菲律賓、泰國、中國臺灣地區和香港特區，在冷水、熱水和直飲水管上不銹鋼水管的年銷售比例已經達70％以上。
目前，德國不銹鋼材料幾乎成為自來水管材的選擇。德國MAPRESS公司為歐洲大的不銹鋼卡壓式管件生產企業，年生產管件4000萬只。2001年銷售數字顯示，不銹鋼管件占銷售量51％，碳鋼管件為銷售量的44％，銅管件僅僅為銷售量的5％。
在英國（蘇格蘭）醫院過去采用的是銅管，但蘇格蘭偏軟的水質導致銅管的腐蝕和失效，政府花費了巨資研究失效的原因和解決方案，冷熱水管道全部更換成不銹鋼管材。
在意大利，1995年起意大利各城市普遍采用無溝渠敷設技術將輸水主管道更換成不銹鋼管道。
在瑞典，K arlsKoga市經過10年試驗，將球墨鑄鐵和PVC埋地供水主管道全部更換為316不銹鋼管道。
在美國，環保署（EPA）對水管材料選擇做出硬性規定，管材的選擇必須滿足高水質、低維護、長壽命的要求。美國政府根據1996年凈水法案制定了國家標準/國家衛生基金國際標準ANSI/NSF61-1997a。該法案明確規定：“用于飲用水的金屬管道，只允許使用不銹鋼和球墨鑄鐵管。”城市自來水供水管網，凡主管改造，一律選用不銹鋼管和球墨鑄鐵；進入高樓的供水管，無一例外不銹鋼作為供水管道。2003版美國國際標準委員會的水管和住宅標準再次包括了這方面的內容。
經驗表面，不銹鋼管道耐腐蝕、強度高、在一定程度下能夠承受地面下沉和地震的影響。壽命可達70年，使用壽命周期內性價比高。
2.2我國薄壁不銹鋼管發展狀況
國內薄壁不銹鋼管是上世紀90年代末才問世的新型管材，但其發展勢頭強勁。它技術可靠、成本低，很有發展前途。已大量應用于建筑給水和直飲水管道。
中國的不銹鋼水管技術標準雖然起步較晚。但是經過建設部、國家質量監督檢驗檢疫總局，國家標準化協會以及相關企業的共同努力，中國的不銹鋼管和管件的標準以及施工規程已經完善，滿足了工程中使用不銹鋼管的設計、選擇和施工規范要求。到目前為止，已經建發布的不銹鋼水管相關標準規范有：
《建筑給水排水設計規范》GB50015-2003
《不銹鋼卡壓式管件》GB/T 19228.1-2003
《不銹鋼卡壓式管件連接用薄壁不銹鋼管》GB/T 19228.2-2003
《不銹鋼卡壓式管件用O形橡膠密封圈》GB/T 19228.3-2003
《流體輸送用薄壁不銹鋼管》GB/T 12771-2000
《建筑給水薄壁不銹鋼管道工程技術規程》CECS153-2003
《建筑給水金屬管道安裝－薄壁不銹鋼管》04S407-2
以上標準和規程的建立和完善，標志著中國不銹鋼管材使用的相關標準規范已經基本完成，大規模使用不銹鋼管材的時機已經成熟。
自2000年至今，中國許多城市中的重要工程項目、有檔次的賓館飯店、新建住宅和公共建筑、老管網的改造都配置了不銹鋼管道。采用不銹鋼管材的系統包括自來水系統、熱水系統、直飲水系統、供暖系統、工業管系統等等，工程案例遍布全國各地。
二、什么是不銹鋼？有哪些種類？
通俗的說，不銹鋼就是不容易生銹的鋼（含鉻在12％以上），實際上一部分不銹鋼既有不銹性，又有耐腐酸性（耐蝕性）。
不銹鋼的鋼種很多，約近100種，性能又各異，常見的分類方法有：
按鋼的結構分類，如鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼、奧氏體不銹鋼和雙相不銹鋼等。
按鋼中的主要化學成分或鋼中的一些特征元素分類，如鉻不銹鋼、鉻鎳不銹鋼、鉻鎳鉬不銹鋼以及超低碳不銹鋼、高鉬不銹鋼、高純不銹鋼等。
按鋼的性能特點和用途分類，如耐硝酸（硝酸級）不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐點蝕不銹鋼、耐應力不銹鋼、高強度不銹鋼等。
按鋼的功能特點分類，如低溫不銹鋼、無磁不銹鋼，易切削不銹鋼，超塑性不銹鋼等。
目前常用的分類方法是按鋼的結構特點和鋼的化學成分特點以及兩者相結合的方法來分類。例如，目前把不銹鋼分為：鐵素體鋼，馬氏體鋼，奧氏體鋼，雙相鋼和析出（沉淀）硬化型鋼等五大類
三、給水管道應選用何種不銹鋼？
任何一種被稱之為不銹鋼的鐵合金，至少含12％以上的鉻，所以不銹鋼有很多種，耐腐蝕性和機械性能也各不相同。不過對于供水管網，可考慮的實際上只有兩類奧氏體型不銹鋼――304和316，見表2。奧氏體型不銹鋼是不銹鋼中主要的一類，其產量和用量占不銹鋼總量的70％。
奧氏體不銹鋼強度高、韌性好，在低溫下不變脆，而且容易加工和焊接，耐蝕性高，因為它們只要與空氣接觸就會形成一層很薄的、高密度的、堅硬的表面的氧化膜，如果該膜被劃傷還可以自行修復。在管道輸送的水中有足夠的氧氣，有利于起到修復和保護氧化膜的作用。
奧氏體不銹鋼能夠承受的水的流速可高達30米/秒，所以沖蝕和渦流不會對它有任何影響。由于它的耐蝕性強，所以不存在腐蝕產物污染飲用水源的危險。
在管道和接頭用焊接連接的系統中，超低碳（<0.03%）類鋼種或含穩定化元素鋼種會使焊縫周圍保持佳耐蝕性。如316L或含鈦、鈮的不銹鋼。
在水中氯化物含量超過200ppm或有沉積物的部位，或管壁外面氯化物污染的風險很大的地方，好使用含鉬鋼種（316、316L和316Ti）以防止局部腐蝕。
警告：有一種易切屑不銹鋼（303型）它含有較高的硫，在合金中有助于形成硫化錳長條夾雜物，使得合金容易切削。這種不銹鋼在水系統中容易發生擇優點蝕，因此不建議在飲用水系統使用。
材料
牌號 |
化學成份% |
|
碳C |
硅Si |
錳Mn |
磷P |
硫S |
鎳Ni |
鉻Cr |
鉬Mo |
|
304 |
≤0.07 |
≤1.00 |
≤2.00 |
≤0.035 |
≤0.030 |
8.0～11 |
17.0～19.0 |
|
|
304L |
≤0.03 |
≤1.00 |
≤2.00 |
≤0.035 |
≤0.030 |
8.0～12.0 |
17.0～19.0 |
|
|
316 |
≤0.08 |
≤1.00 |
≤2.00 |
≤0.035 |
≤0.030 |
10.0～14.0 |
16.0～18.0 |
2.0～3.0 |
|
316L |
≤0.03 |
≤1.00 |
≤2.00 |
≤0.035 |
≤0.030 |
10.0～15.0 |
16.0～18.0 |
2.0～3.0 |
表2 飲用水系統常用不銹鋼標準牌號及化學成分[GB 1220]
注：以上材料牌號為習慣用法，其對應中國牌號如下：
304－0Cr18Ni9 304L－00Cr18Ni10
316－0Cr17Ni12Mo2 316L－00Cr17Ni14Mo2
四、不銹鋼是否一定不生銹？
不銹鋼的不銹性和耐蝕性是相對的。大量試驗表明，鋼在大氣、水等弱介質中和在硝酸等氧化性介質中，其耐蝕性隨鋼中鉻含量的提高而增加，當鉻含量達到某一數值時，鋼的耐蝕性發生突變――從易生銹到不生銹，從不耐蝕到耐腐蝕。研究進一步表明，當鉻含量≥12％后才使鋼具有不銹性，因此不銹鋼的鉻含量一般均在12％以上，這是這類鋼的一個共同特點。
不銹鋼的不銹耐蝕性主要是由于鋼的表面有富鉻氧化膜（鈍化膜）－Cr2O3。但是在一些特定條件下，不銹鋼還會生銹。碳鋼的“生銹”或腐蝕是均勻的，材料表面的陰陽極不斷變化。但是這種一般性腐蝕或均勻性侵蝕不會發生在不銹鋼上。對于不銹鋼而言，盡管化學環境、PH值、溫度、設備的設計、制作方法、表面光潔度、玷污和維護保養方法可能會影響不銹鋼的腐蝕，但也只會造成某些局部腐蝕。為了進一步說明這個問題，應將不銹鋼的各種局部腐蝕――點蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、應力腐蝕裂紋和電蝕區分開。
1、點蝕和縫隙腐蝕
由于點蝕和縫隙腐蝕很相似，造成這兩種腐蝕的因素也基本相同。點蝕是金屬表面不同位置純局部性的腐蝕。從圖4中可以看出蝕坑的大小、形狀和形態。有的蝕坑寬平，不很深，而有些很深，還有一些穿透鈍化膜，并在其下面向縱深發展。出現點蝕是因為不銹鋼鈍化膜受損、表面有雜質或有缺陷或沾有臟東西。
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