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市政供水管网中塑料管材的性能及选择

时间:2020年06月05日 所属分类:科学技术论文 点击次数:

摘要:供水管网作为城市市政给水的重要设施之一,在应用中必须具有较高的性能和质量,能够保证城市居民用水的安全性。随着管材技术的不断提升,现在很多新兴材料被应用到供水系统中,当前应用较多的就是塑料管材,不同类型的塑料管材具有一定的性能差异性,

  摘要:供水管网作为城市市政给水的重要设施之一,在应用中必须具有较高的性能和质量,能够保证城市居民用水的安全性。随着管材技术的不断提升,现在很多新兴材料被应用到供水系统中,当前应用较多的就是塑料管材,不同类型的塑料管材具有一定的性能差异性,其应用范围也有所不同,正确掌握管材性能并根据供水需求选择合适的塑料管材极为重要,本文主要对供水管网中不同塑料管材的性能进行了分析,并对管材选用提出了建议。

  关键词:供水管网;塑料管材;性能分析;应用选择

中国市政工程

  引言

  随着城市规模的不断扩大,人口数量猛增,对城市供水能力和供水安全提出了更高的要求。供水管网的管材选用必须根据管网的供水需求以及管材的特性进行确定,只有保证两者的相符性,才能保证供水能力以及供水的安全性。现在城市给排水管网中应用较多的就是塑料管材,随着塑料管材性能的不断提升,其与传统混凝土管道和钢管等相比具有较强的经济性、便利性和安全性,所以,加强对塑料管材特性以及管网选型应用的研究具有重要的现实意义。

  1市政给水工程对管材的要求

  为了满足不断提升的城市用水需求,城市政府也加大了对供水管网的建设,为了有效保证城市居民的用水安全,在管网建设中也提高了管材质量要求,从而有效保证市政供水建设水平。第一,供水管网系统必须具有足够的强度,保证管网在水源运输过程中能够满足水压要求,同时还要能承受外部的在载荷应力;第二,城市地下水中含有较多的矿物质,会对管材产生一定的腐蚀,所以,用于市政供水管网建设的管材抗腐蚀性能必须满足要求,同时还要能承受长时间的输水冲刷,在其设计寿命期限内保证供水的安全性。

  第三,管网管材要具有较强的防渗性能,不透水也是对管网管材的最基本的要求,从而保证供水过程中能够不发生透水现象,防止管网内部水源和地下水源的相互渗透,保证居民用水安全;第四,市政管网管材选用时还要具有加强的经济性,最好可以通过就地取材来实时调整人力财力的投入,可以通过预制功能来加快管网建设,有利于降低供水管网建设成本,从而保证市政管网建设经济效益和社会效益的双向提升。

  根据上述市政管网对管材的要求,在市政管网建设中塑料管材的应用越来越多,主要因为塑料管材的各项性能与钢管和混凝土管道相比更能满足市政管网建设要求,强度较高、耐腐蚀性较强,同时还有很强的经济性和施工的便利性,所以今后有必要投入更多的精力进行管材性能研究,加大塑料管材在市政给水管网中的应用。

  2市政给水管道管材的应用现状和发展趋势分析

  2.1管材选用

  在市政供水管网建设中,管网管材的选型直接关系到市政给水的稳定性和安全性,市政供水管网通常都是地下运输,一旦出现问题的话不容易被发现,在进行修复时需要破坏地面进行抢修,不仅造成了巨大浪费,同时也会影响市民的正常工作和生活,所以,供水管网建设必须选取合适的管材。现在很多城市的供水管网的管材基本上以金属管材、非金属管材以及复合管材三种类型为主,其中金属管材就是常见的钢管,非金属管材主要是钢筋混凝土管材,而复合管材材质种类较多,比如钛合金管材、钢骨架管材等等。上述管材都能够满足市政管网久埋于地的要求,抗压性能较好,同时也能满足耐腐蚀性要求,并且也具有较好的防渗性,能够避免透水事故的发生。市政供水管网选择时除了需要性能符合要求外,还要尽量选择经济性较好的管材,并且要保证施工的便利性。所以,在市政供水管网建设中必须结合城市的地理特征、气候特征等选择性能符合要求的管材,同时,还要兼顾管网建设的实用性和经济性。

  2.2管材应用现状和趋势分析

  在以往的给水管道建设中应用较多的管材就是混凝土管材和铸铁管材,虽然这些材料的特性都能满足市政给水管网的要求,但是在建设和应用中也存在一些弊端。在管材技术不断提升的几天,塑料管材已经成为当前市政给水管网建设的主要应用材料,塑料管材的各项性能不仅能够满足市政给水管网的建设要求,同时也具有较强的耐久性,并且重量较轻,利于现场的搬运,同时部分塑料管还能够实现预制,从而降低了材料的运输成本,与铸铁管和混凝土管相比优势明显。另外,塑料管材本身的制造成本较低,具有较强的耐腐蚀性能,在带来施工便利的同时,也能保证市政管网的建设质量和成本。

  从当前塑料管材的应用情况以及塑料管材技术的发展情况来看,城市管网对供水管网的耐久性要求将会更高,可以有效延长管网使用寿命、减少管网修复以及重复建设的次数,从而减少市政管网的建设成本,同时也会降低管网建设对城市居民带来的社会影响。所以,在未来管网建设中,势必会将塑料管材的耐久性和耐腐蚀性作为重要的考核指标,并且要具有灵活的柔性,便于施工,便于后期管网漏水问题的修复。

  3塑料管及其复合管材的性能分析

  3.1硬聚氯乙烯管材

  将铅、汞、锡、镭等金属化合物在一定温度条件上融入PVC树脂中,形成的新型材料就是硬聚氯乙烯(UPVC),在初次使用这种管材制造的管道时会出现一定的重金属析出,所以,在室外管道铺设中应用较多。硬聚氯乙烯本身密度小,同时具有很高的强度,并且韧性较好,管材之间的缝隙可以利用橡胶圈进行密封连接。硬聚氯乙烯管道在进行连接时可以采用承插式粘结,水温宜控制在40度以内。该类材料是国内早期开发的一种塑料管材,价格低,应用较多。

  3.2聚乙烯(PE)管

  由于聚乙烯管在具有其他塑料管材高强度、耐腐蚀等特征之外,还具有无毒的特性,所以,由其制成的管材可以用于给水管网的建设。另外,由于塑料管材不会发生锈蚀现象,所以可以将其用来代替供水用的铸铁管,并且能够用于室内和室外的管道建设,再者,用于生产聚乙烯的材料较多,工艺简单,所以成本较低,因此,性能优良、价格低廉的绝对优势奠定了聚乙烯管道被广泛应用的基础。

  3.3钢骨架塑料复合管

  其主要是以钢丝作为骨架,并将聚氯乙烯缠绕在骨架上,两者相互结合形成的复合管材,其中钢丝必须要具有较高的强度,聚氯乙烯也必须具有较强热塑性,这样才能保证复合管材的性能符合管网要求。钢骨架塑料复合管韧性强、耐腐蚀,同时强度高、耐压能力强,在应用中,管材和管件之间能够密封连接,可以避免漏水现象,实际应用价值较高。

  3.4玻璃钢管

  利用玻璃纤维在夹砂管表面进行缠绕而形成的管材就是玻璃钢管,其主要以玻璃纤维为原料,具有较高的强度和延展性。在市政管网应用中不仅可以抵抗环境的腐蚀,同时也能满足供水压力的强度要求。另外,玻璃钢管的主要辅料是无机材料,经过离心浇灌和缠绕两道工艺,有效提高了玻璃钢管的优质性能,可以摘得给水管道材质第一位的桂冠。

  4市政给水管道应用塑料管材时的注意事项

  4.1管道基础、埋设深度和管槽回填中的注意事项

  市政给水管道的设计和规划必须在城市整体规划的基础上予以开展,为了保证给水管道设计的科学性一定要尽量减少管道建设对土地的占用,缩短管线的整体长度,同时还要减少对其他管网的影响,保证各类管网的安全运行。市政供水管网施工中由于测量误差等原因导致管线位置偏移,甚至出现积水,基于此,在管道施工中一定要做好管槽的回填工作,并保证管线的埋深符合设计要求,保证管道的耐冲击性,避免出现管道附近位置出现地基下沉现象。

  4.2曲线敷设管道的注意事项

  曲线敷设是市政给水管道建设中的重要敷设方式,在施工中一定要首先对日供水量进行确定,并根据区域整体需求来对管线进行布置,并选择相应的分支干道,保证整个管线的敷设路径中弯曲最少,长度最短。给水管道安装完成后,还要对其进行强度试验、严密性试验,在该过程中一定要对整个管网系统进行检查,判断管道施工的合格性。

  4.3保证市政给水管道的适应性

  塑料管材的选用标准首先需要管材的性能参数能够满足当地的供水压力要求,同时还要满足城市环境要求。根据多种塑料管材的特征可以看出并不是所有的管材都适合室外管道敷设,对于一些地形复杂的城市,由于其地面水平标高高低不一,所以,水流的流动状态也存在一定波动,因此,平原地区所采用的普通管材对其适应性就不佳,在管材选用中必须保证管材特征和地区环境的适应性,确保供水安全。

  结束语:总之,在材料技术和工艺高度发展的环境下,塑料管材凭借其高强度、高耐腐蚀性、低廉的价格以及施工的便利性等优点,在市政给水管网中被广泛应用,并具有良好的发展前景。由于各种塑料管材的性能参数不同,其应用范围有所差异,所以,在进行管材选用时,必须要综合衡量管材性能参数与管网要求两者的相适应性,保证市政管网运行的安全性和稳定性。

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  参考文献:

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  [2]李晓莹,李德平,林阳.关于塑料管在市政给水管道工程中的应用探讨[J].城镇供水,2017(3).

  [3]王燕,黎朝栽.浅析钢筋混凝土管和UPVC管的施工及优缺点[J].中国科技信息,2010(2):57-58.

  作者简介:金鑫