不銹鋼水管的發(fā)展及與其他管材的比較

不銹鋼水管的發(fā)展及與其他管材的比較 

一、不銹鋼水管的發(fā)展起源

我們知道，水資源的綜合利用效能是可持續(xù)發(fā)展的重要指標(biāo)，目前中國的水資源利用卻面臨著三重困境。首先，我國水資源嚴(yán)重缺乏，中國被列為世界上13個(gè)貧水國家之一，人均水量僅為世界平均水平的1／4，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程加快，全國660多個(gè)城市有400多個(gè)城市長期缺水，100多個(gè)城市嚴(yán)重缺水。其次，我國不僅嚴(yán)重缺水，還普通存在著由于水管耐蝕性差或管材本身達(dá)不到健康標(biāo)準(zhǔn)不僅導(dǎo)致的供水管網(wǎng)系統(tǒng)的二次污染問題，危害人類健康，還導(dǎo)致管道滲漏率較高。國家有關(guān)部門進(jìn)行的全國性水質(zhì)狀況調(diào)查表明，我國城市自來水廠的供水水質(zhì)均符合生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，但經(jīng)輸配水管網(wǎng)，貯水設(shè)備到用點(diǎn)龍頭，由于管道、水箱銹蝕導(dǎo)致的二次污染，使水質(zhì)明顯下降，已有多項(xiàng)指標(biāo)超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

水是城市的生命線，水的問題已成為影響滿足人民群眾對美好生活需求的重要因素，面對嚴(yán)峻的形勢，國家已提出在認(rèn)真保護(hù)水資源的同時(shí)，要建立高效節(jié)水型社會，大大提高水的有效利用率并讓人民群眾喝上優(yōu)質(zhì)的飲用水。這就要求供水部門不僅要保證，而且要考慮到將來都能持續(xù)穩(wěn)定地提供清潔優(yōu)質(zhì)的水。因此，無論是新城市供水系統(tǒng)還是原有供水系統(tǒng)的改造（包括貯存、輸送設(shè)施和建筑物內(nèi)供水管道），或是近年發(fā)展起來的管道直飲水工程迫切需要采用新技術(shù)新材料使水資源得到更有效的保護(hù)和利用，而采用綠色管道，正是解決我國水資源面臨的三重矛盾的明智之舉，也是可持續(xù)發(fā)展的必然選擇。

在這樣的大背景下，鍍鋅管這種人們已經(jīng)使用了幾十年的管材因耐腐蝕性差已被國家明令廢止使用。各種塑料管、復(fù)合管、銅管粉墨登場，建筑給水管材的種類已近20余種，大都宣稱自己是綠色管材，那么究竟什么樣的管道才是真正的綠色管道呢？

首先，材料本身是環(huán)境友好型的，不含環(huán)境污染物（元鉛、無聚氯乙烯、無環(huán)境荷爾蒙等），可無數(shù)次再生；

第二，具有很高的耐腐蝕性和強(qiáng)度，可靠耐用，長壽命、低維護(hù)、壽命周期成本低（在建筑物使用使命期內(nèi)綜合成本低）；

第三，材料本身安全衛(wèi)生，可保持水質(zhì)純凈，對人體健康沒有任何影響；

第四，大大降低水管的滲漏率，節(jié)約水資源；

第五，具有優(yōu)越的流通性和較好的保溫性能，節(jié)約能源，減少輸水中的能耗和熱能損失，同時(shí)滿足以上條件的材料才稱得上是真正的綠色管材。

通過以下各部分詳細(xì)的了解和比較，我們將不難發(fā)現(xiàn)，不銹鋼管材本身所固有的優(yōu)異特性及其所帶來的安全性、可靠性、清潔性、耐用性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保等各方面的突出優(yōu)勢無一不符合綠色管道的定義和特征，因此不銹鋼水管是真正的綠色管材，必將為保護(hù)水資源，改善水質(zhì)，保護(hù)人們的健康和提高生活質(zhì)量，保護(hù)環(huán)境和促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮關(guān)鍵的作用。

二、我們?yōu)槭裁匆走x不銹鋼水管？

不銹鋼自20世紀(jì)發(fā)明以來，是當(dāng)今唯一的產(chǎn)能和需求持續(xù)上升（年均增長率6%）的金屬材料，20世紀(jì)50年代世界的不銹鋼產(chǎn)量為100萬噸，到2018年快速發(fā)展為8000多萬噸。由于技術(shù)的更新與進(jìn)步，成本的降低，不銹鋼的價(jià)格已由過去每噸一萬多美元降到不足二千美元。成本的下降和產(chǎn)品性能的突出使得不銹鋼管材在所有的管材發(fā)展中一枝獨(dú)秀。不銹鋼天生具有許多其它管材無法比擬的優(yōu)勢，而且已被國內(nèi)外多年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證實(shí)是壽命周期成本最低，綜合性能最佳和具有很大發(fā)展?jié)摿Φ?/span>21世紀(jì)的綠色管材。

2.1優(yōu)異的耐腐蝕性

不銹鋼表面薄而堅(jiān)固的氧化膜使不銹鋼在包括水在內(nèi)的所有水質(zhì)中都具有優(yōu)異的耐腐蝕性，即便埋地使用也有優(yōu)良的耐蝕性，而且還有很好的耐沖蝕性能。由此帶來的好處包括：

l 可以使用薄壁的管材（不需要留腐蝕余量，壁厚是鍍鋅管一1/3），減輕重量，節(jié)約材料和能耗，可以降低運(yùn)輸和安裝成本（對高層建筑特別有利）；

l 能夠用于各種水質(zhì)，除消毒滅菌外，不需要對水質(zhì)進(jìn)行控制；

l 無腐蝕和不良滲出物，無異葉或渾濁問題。保持水質(zhì)純凈衛(wèi)生，杜絕管路二次污染和“紅

水”、“綠水”問題，衛(wèi)生安全性得到完全保證；

l 能經(jīng)受高達(dá)30米/秒的高速水流，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(dǎo)流不銹鋼管道，管末端流速高達(dá)60米/秒，仍可有長達(dá)百年的使命；

l 一般不需要涂層防護(hù)。

2.2優(yōu)良的力學(xué)和物理性能

不銹鋼水管強(qiáng)度非常高（是鍍鋅管的2倍，銅管的3～4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(qiáng)的吸收能力（奧氏體不銹鋼變形時(shí)吸收的能量比碳鋼高2.5倍），抗震和抗沖性能強(qiáng)；優(yōu)良的耐磨損和耐疲勞特性；較好的高溫強(qiáng)度，優(yōu)良的防火和防熱輻射性能；不銹鋼熱傳導(dǎo)率低（是銅管的1/25，是鋼管的1/4），熱脹冷縮緩慢。所以不銹鋼水管：

l 非常安全可靠，不銹鋼管能很好地經(jīng)受振動沖擊、水錘和熱脹冷縮，不漏水，不爆裂，防

火，抗地震；

l 加工容易，不銹鋼水管容易切割、形成和焊接；

l 保溫性能好，特別適合熱水輸送；

2.3不銹鋼優(yōu)異的耐腐蝕性和機(jī)械性能使不銹鋼水管具有以下優(yōu)勢：

l 使用壽命很長（卻使在周期性震動的情況下），實(shí)地腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，不銹鋼輸水管使

用壽命可達(dá)100年；

l 壽命周期成本低，不銹鋼水管幾乎不需要維護(hù)，避免了管道更換的費(fèi)用和麻煩，運(yùn)行費(fèi)

用低，經(jīng)濟(jì)性十分顯著；

l 顯著降低水的滲漏率，使水資源得到有效保護(hù)和利用。

l 不銹鋼表面光滑，摩阻小，低流速時(shí)水阻僅為碳鋼管的2/5。

l 清潔衛(wèi)生，不易被細(xì)菌沾污，不積垢。很容易清潔，清冼費(fèi)用少；

l 節(jié)能，無瓶頸阻力現(xiàn)象，泵的能耗低，大面積地利用不銹鋼管網(wǎng)供水，可以節(jié)約一半的泵

站電力消耗。同樣口徑的管材，不銹鋼管比其它金屬管的水流量大。

l 不會造成環(huán)境污染，綠色環(huán)保，有利于可持續(xù)發(fā)展；

l 不銹鋼廢料也有很大經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

2.4不銹鋼材料介紹：

所有種類的不銹鋼都是鉻含量在11%以上的鐵合金，當(dāng)不銹鋼暴露在空氣或水中時(shí)，其表面會立即形成一層薄而致密的保護(hù)性鉻氧化物鈍化膜，它使不銹鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性。這層膜如果被劃傷可以自行修復(fù)，飲水中有足夠的氧氣來促進(jìn)這一修復(fù)和保護(hù)過程。

不銹鋼的主要合金元素除了鉻，還有鎳。鎳使材料具有良好的延展性和韌性，容易型和焊接。還可以添加鉬及錳、氮和其他元素進(jìn)一步提高耐局部腐蝕性。通過改變合金成分的含量和比例，可以得到鐵素體、奧氏體、雙相等種種不銹鋼，它們有各不相同的耐蝕性和力學(xué)性能。對于供水管網(wǎng)，目前使用最多的鋼種是304和316奧氏體不銹鋼，化學(xué)成分、力學(xué)性能及物理性能見表5-7.

表5 水管常用的奧氏體不銹鋼　名義成分/ ％

表6 不銹鋼管材的力學(xué)性能

表7 不銹鋼管材的物理性能

可見，不銹鋼是現(xiàn)代先可靠的功能與結(jié)構(gòu)材料，壽命周期成本低的長壽材料，健康衛(wèi)生的綠色材料，可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保材料。發(fā)達(dá)國家基于人體健康第一和壽命周期成本的考慮，不銹鋼水管的應(yīng)用已日趨普及。最大限度地實(shí)現(xiàn)人民群眾提高生活質(zhì)量追求美好生活的的目標(biāo)。因此，必須大力推廣使用不銹鋼水管之一綠色管材。

三、國外不銹鋼水管的應(yīng)用已趨普通

國外的飲用水管道自20世紀(jì)60年代中期開始在飲用水處理和配送系統(tǒng)中采用不銹鋼。半個(gè)多世紀(jì)以來，不銹鋼管在許多國家得到了日益廣泛而成功的應(yīng)用，獲得了非常明顯的社會效益和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。美國、歐洲和日本等發(fā)達(dá)國家水工業(yè)已經(jīng)越來越多地摒棄了鍍鋅鋼管、塑料管和銅管傳統(tǒng)管材而轉(zhuǎn)而使用不銹鋼水管。所以，不銹鋼水管的運(yùn)用正在成為全球發(fā)達(dá)國家的一種趨勢。

日本

日本東京的自來水供水管道經(jīng)歷了鍍鋅管　　塑料管和復(fù)合鋼管　　不銹鋼管的發(fā)展過程。

1955年以前，普通使用的是鍍鋅管材。1955-1980年間，大量使用的是塑料管和鋼塑復(fù)合管。盡管鍍鋅管的水質(zhì)問題和漏水問題得到部分解決，但是東京供水管網(wǎng)漏水現(xiàn)象仍十分嚴(yán)重，滲漏率在70年代曾達(dá)到令人難以接受的40%-45%，而且“隱患水”的問題也逐步反映出來，塑料管和鋼塑復(fù)合管不能達(dá)到環(huán)保的基本要求。

東京供水局對漏水問題進(jìn)行了10多年大量的試驗(yàn)研究，據(jù)分析，60.2%的漏水是因?yàn)樗懿牧?/span>

強(qiáng)度不足受外力的作用造成的，24.5%的漏水是因?yàn)楣艿澜宇^設(shè)計(jì)不合理造成的，8.0%的漏水是由于塑料膨脹過高而導(dǎo)致管道線路設(shè)計(jì)不合理造成的。為此，日本水道協(xié)會建議是改進(jìn)水管材料和連接方式，從1980年5月開始，從輸水輔助干線到水表之間，供水管道全部采用不銹鋼管、管接頭、彎管和水龍頭，結(jié)果從根本上解決了漏水問題。不銹鋼水管的采用大大降低了水的滲漏率。

1980年日本制定了工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《JISC3448—一般配管用不銹鋼管》，1982年制定了日本水道協(xié)會制定《JWWA C115—自來水用不銹鋼管道》和《JWWA C116—自來水用不銹鋼鋼管接頭》標(biāo)準(zhǔn)。表明不銹鋼用作自來水輸水管道和建筑內(nèi)給水管道步入了標(biāo)準(zhǔn)化軌道。據(jù)東京自來水部門的統(tǒng)計(jì)，隨著不銹鋼化率從1982年的11%上升到2010年的98%以上，漏水?dāng)?shù)量相應(yīng)地從70年代末的每年5萬多處下降到2000年的2-3處（由雜散電流引起接頭處滲漏）。

日本使用不銹鋼管材至今已有40年歷史?，F(xiàn)在不銹鋼管材已經(jīng)被日本人公認(rèn)為“最佳飲用水容器材料”。

美國

美國不銹鋼管材的使用，開始于60年代，盛行于90年代。美國環(huán)保署（EPA）對水管材料選擇做出硬性規(guī)定，管材的選擇必須滿足高水質(zhì)、低壽命的要求。美國政府根據(jù)1996年凈水法制定的國家標(biāo)準(zhǔn)/國家衛(wèi)生基金國際標(biāo)準(zhǔn)ANSI/NSF61-1997a明確規(guī)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(wǎng)，凡干管改造，一律選用不銹鋼管和球墨鑄鐵；進(jìn)入高樓的供水管，首選不銹鋼水管。最新的2003版美國國際標(biāo)準(zhǔn)委員會的水管和住宅標(biāo)準(zhǔn)再次包括了這方面的內(nèi)容，說明不銹鋼水管的使用已正式得到美國官方批準(zhǔn)。其他國家如加拿大衛(wèi)生部、荷蘭衛(wèi)生鑒定委員會和世界衛(wèi)生組織也確認(rèn)了這一標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在越來越多的國家要求飲用水系統(tǒng)的管道和系統(tǒng)部件必須符合上述標(biāo)準(zhǔn)，以此作為健康保證的基礎(chǔ)，符合該標(biāo)準(zhǔn)要求的第一批材料有304/304L、 316/316L不銹鋼。

在美國，不銹鋼已在100多家飲用水處理廠和輸送系統(tǒng)得到成功應(yīng)用。紐約的供水系統(tǒng)自20世紀(jì)60年代起采用不銹鋼。紐約市原有的飲水配送系統(tǒng)老化陳舊，無法滿足需求，當(dāng)局在對備選材料進(jìn)行了15年評估的基礎(chǔ)上，于1993年在城市輸水管道的大口徑立柱管和其它管道大規(guī)模地采用了304不銹鋼，其目標(biāo)是使系統(tǒng)壽命長達(dá)100年。華盛頓地區(qū)供水改造，也規(guī)模采用了不銹鋼水管。美國底特律耗資3億新建的大型運(yùn)動場—幅特體育場內(nèi)的給水系統(tǒng)的給水管道包括各售貨點(diǎn)的直飲水管道，全部采用了304不銹鋼。

美國之所以選擇不銹鋼，完全是基于經(jīng)濟(jì)和健康兩個(gè)角度的考慮，不銹鋼材料符合環(huán)保署（EPA）準(zhǔn)則，常常用于對水質(zhì)要求較高和難于更換、要求低維護(hù)、長使用壽命的場合。盡管第一次材料成本比鍍鋅管高約10%-20%，但由于不銹鋼優(yōu)異的耐腐蝕性，安裝和加工費(fèi)用大大降低，管線的日常運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用也大幅降低，而且水系統(tǒng)的使用壽命可長達(dá)100年，因此在整個(gè)壽命期內(nèi)的總成本是最低的。

德國、英國、瑞典等歐盟國家，經(jīng)過十多年的水管改造，其絕大部分供水管道已經(jīng)更換為不銹鋼管道。

東南亞地區(qū)

東南亞是不銹鋼發(fā)展最快的地區(qū)之一，韓國、新加坡、馬來西亞、菲律賓、泰國、中國臺灣地區(qū)等在冷水、熱水和直飲水管上采用不銹鋼的比例已大幅上升。

在馬來西亞，水務(wù)當(dāng)局自1997年來與水工業(yè)各方合作起草了供水系統(tǒng)使用不銹鋼焊管和不銹鋼管件的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范：2001年4月，馬來西亞水務(wù)當(dāng)局正式頒布標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定與公共輸水主管道相連的水表前后的給水管道只允許使用奧氏體不銹鋼焊管。

在新加坡，水務(wù)當(dāng)局正準(zhǔn)備將所管轄的給水管更換成不銹鋼水管，目的是為21世紀(jì)的新加坡提供可持續(xù)的水資源，顯著改善水質(zhì)，提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性和大降低運(yùn)行成本。

在中國臺灣地區(qū)，不銹鋼的消費(fèi)名更世界前芧，人均不銹鋼消費(fèi)已達(dá)35公斤。臺灣地區(qū)由于地震多發(fā)，而且供水管網(wǎng)的滲漏率超過20%，效仿東京，將供水管道更換為不銹鋼管道。

當(dāng)然，不銹鋼管材不僅僅在以上列舉的國家和地區(qū)獲得廣泛應(yīng)用。50多年來，不銹鋼已被越來越多國家的給水系統(tǒng)、熱水系統(tǒng)、直飲水系統(tǒng)、水處理系統(tǒng)采用。除了國際標(biāo)準(zhǔn)以外，許多國家，如英國、德國、日本、馬來西亞和新加坡等，根據(jù)自己的國情制定了相應(yīng)的不銹鋼水管和管件的標(biāo)準(zhǔn)。

四、中國成為不銹鋼管材運(yùn)用發(fā)展最快的市場

中國的不銹鋼市場是世界上發(fā)展最快、潛力最大的市場。國內(nèi)薄壁不銹鋼管是上世紀(jì)90年代才問世的新型管材，但其發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。它技術(shù)可靠、成本降低，很有發(fā)展前途，已大量應(yīng)用于建筑給水和直飲水管道。2017年5月15日，國家住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑與小區(qū)管道直飲水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程》（編號為CJJ/T110-2017），并于2017年11月1日開始正式實(shí)施，規(guī)程規(guī)定建筑與小區(qū)管道直飲水管選用薄壁不銹鋼管或其他符合衛(wèi)生要求的管道。長沙市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會也于2017年11月1日同步實(shí)施了《長沙市住宅供水技術(shù)導(dǎo)則》。2018年5月5日、2018年7月2日，北京、廣東江門市、江蘇省海門市南通市、四川省等也先后發(fā)布了新建住宅推廣使用不銹鋼管材的通知。

4.1標(biāo)準(zhǔn)的制定

中國的不銹鋼水管技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)雖然越步較晚，但是經(jīng)過建設(shè)部、國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會以及相關(guān)企業(yè)的共同努力，中國的不銹鋼管和管件的標(biāo)準(zhǔn)以及施工規(guī)程已經(jīng)完善，滿足了工程中使用不銹鋼管的設(shè)計(jì)、選擇和施工的規(guī)范要求。
到目前為止，已經(jīng)建立的不銹鋼水管相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有：

《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》CB50015-2003“熱水及飲用水供應(yīng)部分”，管材已首推薄壁不銹鋼管作為飲用水管材。

《不銹鋼環(huán)壓式管件》GB/T33926-2017

《環(huán)壓連接管道工程技術(shù)規(guī)程》CECS 305：2011

《不銹鋼卡壓式管件》GB/T19228.1-2011

《薄壁不銹鋼管道技術(shù)規(guī)范》GB/T 29038-2012

《建筑給水金屬管道安裝—薄壁不銹鋼管》10S407

《薄壁不銹鋼水管》CJ/T151-2016

《薄壁不銹鋼卡壓式和溝槽式管件》CJ/T 152-2016

《流體輸送用不銹鋼焊接鋼管》GB/T12771-2008

《建筑給水不銹鋼管材管道工程技術(shù)規(guī)程》CECS 153

《建筑給水金屬管道安裝圖集----不銹鋼管材》10S407-2

以上標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程的建立和完善，標(biāo)志著中國不銹鋼管材使用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范已經(jīng)基本完成，大規(guī)模使用不銹鋼管材的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟。

4.2不銹鋼水管在中國成功的使用

隨著不銹鋼管道市場的不斷發(fā)展。越來越多的房產(chǎn)開發(fā)商把不銹鋼水管作為提高樓盤素質(zhì)和促銷的重要賣點(diǎn)。如綠城集團(tuán)、恒大房產(chǎn)、碧桂園、綠地集團(tuán)、萬科等，自2000年至今，中國許多城市中的重要工程項(xiàng)目、賓館飯店、醫(yī)院、新建和改建的住宅和公共建筑都配置了或正在配置不銹鋼管道和管件（見附錄-1）。

輸送優(yōu)質(zhì)飲用水，管材管件選擇至關(guān)重要。不銹鋼無疑是首選材料，因?yàn)樗浅０踩l(wèi)生，確保水質(zhì)純凈，同時(shí)強(qiáng)度高、耐蝕性好、堅(jiān)固耐用、壽命長、免維護(hù)、美觀，能充分滿足人們對健康和高品質(zhì)生活的要求。

實(shí)踐證明，使用不銹鋼水管，用戶反映非常好，感到衛(wèi)生可靠，健康有保證，而開發(fā)商也增加了一個(gè)有吸引力的賣點(diǎn)。雖然不銹鋼管材的使用在中國僅僅經(jīng)歷了二十多年時(shí)光，但它已經(jīng)成為房屋建筑管材使用的新趨勢。不銹鋼給水管的廣泛運(yùn)用，對提高城市建筑的檔次和滿足人民群眾對美好生活向往追求有著重要的意義。

五、不銹鋼與其它管材（銅管、塑料管、復(fù)合管和鍍鋅管）的比較

如果把人類居住的空間比做人的身體，則居住空間鋪設(shè)的各種管道就好比血管和神經(jīng)。輸送優(yōu)質(zhì)飲用水，管材管件的選擇至關(guān)重要。如今建筑用水管大多是隱蔽工程和管道井工程，如果管材選用不當(dāng)，據(jù)測算，將會給投資者造成水管材料本身價(jià)值10-20倍的經(jīng)濟(jì)損失。另外管材選材選用也是水工業(yè)發(fā)展進(jìn)步的一個(gè)晴雨表。

面對五花八門、琳瑯滿目的管材，用戶應(yīng)如何選擇呢？一般給水管材有5個(gè)選用原則：安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性、衛(wèi)生性、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展。只有能夠很好地滿足這些原則的管材才是真正的好管材。以下從六個(gè)方面對5大類常用的給水管道材料不銹鋼、銅管、鍍鋅管、復(fù)合管（包括鋼塑、鋁塑、銅塑等）及塑料管（包括PE、PPR、PVC等）進(jìn)行比較。

5.1強(qiáng)度比較

表1 不同管材強(qiáng)度的比較

從表1可見，304不銹鋼管的抗拉強(qiáng)度是鋼管的2倍，是銅管的3-4倍，塑料管的8-10倍。材料的強(qiáng)度決定了水管是否堅(jiān)固耐撞，安全可靠。安全可靠是建筑給水中最重要的要求，在受到外力撞擊的情況下，不銹鋼水管漏水的可能性極小，而銅管和塑料管漏水率就比較高，管道易被施工或二次裝修損壞。國內(nèi)幾大主要城市居民對塑料水管投訴的主要原因是漏水，漏水的一個(gè)主要原因是塑料水管經(jīng)不住外力撞擊。

高樓供水系統(tǒng)工作壓力一般>0.6MPa，對管材承壓要求較高。塑料管用于給水系統(tǒng)工作壓力均小于此值，無法勝任；復(fù)合管兩種材料膨脹系數(shù)差別大，如粘合不牢或溫度變化大時(shí)易產(chǎn)生離層；而薄壁不銹鋼由于優(yōu)良的機(jī)械性能，能夠承受很高的供水壓力，可達(dá)10Mpa以上，特別適合高樓供水。

5.2熱膨脹性能和保溫性能比較

表2 不同管材熱膨脹性能和保溫性能比較

由表2可見，不銹鋼管熱膨脹系數(shù)與銅管差不多，是鋼管的1.5倍，復(fù)合管是不銹鋼管的1.5倍，相比之下不銹鋼管具有熱脹冷縮緩慢的特點(diǎn)。塑料管膨脹系數(shù)過大是其致命弱點(diǎn)，不適合作熱水管。在環(huán)境溫度變化的條件下，塑料管易發(fā)生滲漏等安全隱患，尤其在隱蔽工程中危害更大。復(fù)合管存在兩種材料膨脹系數(shù)不一致的問題，兩種材料連接處易發(fā)生開裂，造成水管爆裂。

不銹鋼管的熱傳導(dǎo)率是銅管的1/25，是鋼管的1/4，特別適合熱水輸送，比銅管的保溫性能好得多。

5.3耐腐蝕性能比較

不銹鋼管材最突出的優(yōu)勢之一是其優(yōu)異的耐腐蝕性能，在五種管材中是最佳的。因?yàn)椴讳P鋼可以氧發(fā)生鈍化作用，在表面形成一層堅(jiān)韌致密的富鉻氧化物保護(hù)膜（Cr2O3），有效阻止氧化反應(yīng)的進(jìn)一步發(fā)生。而其作金屬管材，如鍍鋅水管、銅管鈍化能力很小，這就是鍍鋅管和銅管耐腐蝕性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及不銹鋼管材的關(guān)鍵原因。

不銹鋼不會像碳鋼那樣發(fā)生均勻腐蝕，所以設(shè)計(jì)時(shí)不需要留腐蝕余量，使用時(shí)無需保護(hù)涂層；采用不銹鋼水管，對水的化學(xué)成分沒有限制，因?yàn)椴讳P鋼在各種氧含量、溫度、PH和硬度的水中均有很好的耐蝕性；不銹鋼水管能夠經(jīng)受很高的流速，即使流速大于40米/秒，仍然保持極低的腐蝕速率，不超過0.003毫米/年，特別適合高樓供水。

不銹鋼一般不發(fā)生局部腐蝕，304不銹鋼可以耐受的氯化物含量高達(dá)200ppm，316不銹鋼能夠耐受的氯化物含量可達(dá)1000ppm，這一結(jié)論基于暴露實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并已得到使用經(jīng)驗(yàn)的證實(shí)。

而使用銅管和鍍鋅鋼管時(shí)，水流速不應(yīng)超過2米/秒，否則腐蝕速率將明顯增加。當(dāng)流速達(dá)到2米/秒時(shí)，銅管腐蝕程度為不銹鋼的3倍左右，而當(dāng)流速大于6米/秒時(shí)，其腐蝕程度將是不銹鋼的20倍之多（見圖1）.

日本東京對大型建筑物內(nèi)輸送各類水質(zhì)（包括熱水）的不銹鋼管道和各種接頭進(jìn)行了10多年的現(xiàn)場試驗(yàn)和分析，結(jié)果顯示不銹鋼管道和接頭使用情況非常好，沒有任何腐蝕。歐洲和美國的飲用水系統(tǒng)目前采用不銹鋼的越來越多，原因就是水對現(xiàn)有管道系統(tǒng)有侵蝕。腐蝕是很多管材問題的關(guān)鍵，腐蝕問題導(dǎo)致漏水、污染水質(zhì)、危害健康、資源浪費(fèi)。因此采用不銹鋼管材，提高耐腐蝕性能意味著降低管材投資成本，意味著社會資源極大的節(jié)約，見圖。

5.4衛(wèi)生性能和環(huán)保性能的比較

表3 不同管材的衛(wèi)生性能和環(huán)保性能的比較

注：1.指內(nèi)壁襯塑的復(fù)合管，如同塑料管一樣與水直接接觸的界面是塑料。

2.世界衛(wèi)生組織十分強(qiáng)調(diào)材料的再生性能，并作為環(huán)保的一項(xiàng)重要指標(biāo)來衡量。

不銹鋼水管衛(wèi)生性能優(yōu)越（見表3）：杜絕了“紅水、藍(lán)綠水和隱患水”問題：無異味、不結(jié)垢，無有害物質(zhì)析出，保持水質(zhì)純凈，對人體健康無害。國外數(shù)十年使用實(shí)踐和不同國家的實(shí)驗(yàn)室檢測均顯示：不銹鋼金屬元素的析出量比WHO和歐洲飲用水法令（世界各國的規(guī)定均參照這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)值的5%還要低。其實(shí)不銹鋼材料本身安全無毒，清潔性好等特性，早已被不銹鋼在涉及人體健康的各領(lǐng)域數(shù)十年成功應(yīng)用的歷史所充分證明，成為眾所周知的事實(shí)。不銹鋼不僅在食品工業(yè)包括飲料、乳品、釀造，制藥工業(yè)、餐具飲具等行業(yè)長期使用并成為這些行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)用材，并成為對潔凈度要求極高的半導(dǎo)體工業(yè)潔凈室的標(biāo)準(zhǔn)用材。隨著人們對水質(zhì)要求的不斷提高和法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)對水中管材污染物釋放量限制的日益嚴(yán)格，輸送優(yōu)質(zhì)飲水的最佳管材非不銹鋼莫屬。

銅管存著銅過量問題、腐蝕造成的藍(lán)綠水問題和所產(chǎn)生的腐蝕性苦澀異味，還有結(jié)垢現(xiàn)象。銅離子可以使蛋白質(zhì)凝固，這既是其殺菌作用的原理，也是銅離子傷害人體健康的原因?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究已經(jīng)表明：飲用銅含量過高的水（無論是否已達(dá)到藍(lán)綠水的程度）對健康有極大的危害。（詳見相關(guān)鏈接部分）。

塑料類水管的安全衛(wèi)生隱患最多，主要表現(xiàn)在：管材添加劑等化學(xué)物質(zhì)的滲出造成飲用水污染，塑料隨溫度變化產(chǎn)生的異味和靜電吸附產(chǎn)生的電凝聚異味和采用劣質(zhì)或垃圾原材料（中國特有），威脅人體健康。所以一般發(fā)達(dá)國家的塑料類水管大量運(yùn)用在下水管、花園用水管，很少用于給水管和直飲水管。

5.5使用壽命比較

表4 不同管材使用壽命的比較

不銹鋼管材具有最長的使用壽命（見表4）,從國外的不銹鋼使用狀況分析，不銹鋼水管的使用壽命可達(dá)100年，至少也有70年，與建筑物的壽命一樣長；

復(fù)合管的壽命受主材壽命和熱膨脹的影響和限制，而且復(fù)合管由于是兩種材料復(fù)合在一起，發(fā)生結(jié)合層脫落的可能性很大，也影響壽命；

塑料管的壽命在國內(nèi)難以確定，很大程度上取決于生產(chǎn)工藝和原料質(zhì)量，質(zhì)量參差不齊，大企業(yè)優(yōu)質(zhì)的管材最長可達(dá)25-30年，而偽劣管材壽命可能只有幾年。塑料管的老化問題比較突出，陽光、溫度、化學(xué)物質(zhì)、機(jī)械因素、時(shí)間都會引起它的老化，老化的塑料在水壓的沖擊和水錘作用下易發(fā)生爆裂，使壽命大大降低。此外熱熔連接法易使連接處漏水或材料劣化。

5.6經(jīng)濟(jì)性比較和不銹鋼壽命周期成本優(yōu)勢

選用不銹鋼水管，初始投資并不高

人們通常認(rèn)為采用不銹水管是昂貴的，實(shí)際情況并非如此，薄壁不銹鋼管的誕生為不銹鋼管進(jìn)入民用市場創(chuàng)造了條件。

隨著國內(nèi)外不銹鋼材料的發(fā)展和薄壁不銹鋼管的日益普及，其初期投資成本正經(jīng)歷穩(wěn)中有降的過程，價(jià)格越來越平民化，根據(jù)有關(guān)城市2018年工程實(shí)例調(diào)查，規(guī)格為DN15-100的五種管材管件初始價(jià)格；不銹鋼管材管件的平均價(jià)格低于銅管，而與復(fù)合管（襯塑鍍鋅管）略高1.25，比PPR管高2-4倍。如青島某高層住宅樓2萬平方米，主管為DN65，立管為DN32，支管為DN15的304不銹鋼冷熱水管，材料采購金額20萬元，材料費(fèi)用平均10元/平方米左右。

用戶安裝五種管材的直接造價(jià)：以二衛(wèi)一櫥的住宅，50米冷熱水管為例，優(yōu)質(zhì)復(fù)合鍍鋅鋼管每戶約1800元，優(yōu)質(zhì)鋁塑復(fù)合管和優(yōu)質(zhì)PPR管每戶約1000元，優(yōu)質(zhì)銅管每戶約2500元左右，優(yōu)質(zhì)不銹鋼每戶約2000元。

可見，薄壁不銹鋼管比塑料管和復(fù)合管價(jià)格雖高些，但高得十分有限，而且，北京、上海等大城市房地產(chǎn)項(xiàng)目供水管的費(fèi)用只占房價(jià)的0.2%-0.5%，因不銹鋼水管而增加的費(fèi)用更顯得微不足道?？刹牧闲阅軈s優(yōu)越得多，檔次大大提高了。按現(xiàn)在人們的生活水準(zhǔn)，這個(gè)價(jià)位是完全可以接受的。而且開發(fā)商采用不銹鋼供水管，為購房人提供清潔安全的直飲水，也能夠成為項(xiàng)目一個(gè)很好的賣點(diǎn)。以案例分析，某房地產(chǎn)商開發(fā)高層商品房，輸送冷熱水、直飲水的主管、立管、支管均采用不銹鋼管，平均10元/平方米，因增加了買點(diǎn)創(chuàng)立了品牌，銷售價(jià)格提高到50-100元/平方米。每平方米增值40-90元。

可以說，不銹鋼水管檔次高，價(jià)格并不高。事實(shí)上，選用不銹鋼水管不但初始投資并不高，最值得關(guān)注的是其壽命周期成本非常低，這是不銹鋼材料在經(jīng)濟(jì)上為其它材料所無法比擬的最大優(yōu)勢。

對建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行投資時(shí)，不但要考慮初始的一次性投資，更要考慮運(yùn)行過程中的維護(hù)和更換費(fèi)用，甚至使用終了回收再利用的價(jià)值及對環(huán)境的影響。因?yàn)榻?jīng)驗(yàn)表明，維護(hù)成本和更新成本實(shí)際上是一筆巨大的成本，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過初期的投資。因此在壽命周期內(nèi)，無需要更新、免維護(hù)、沒有相關(guān)損失、可100%回收的產(chǎn)品才是最經(jīng)濟(jì)的。現(xiàn)在考慮壽命周期全成本這種眼光長遠(yuǎn)的投資理念越來越為人們所重視，歐美等國在工程建設(shè)中都要求做壽命周期成本分析。隨著中國不斷與國際接軌，不斷引進(jìn)項(xiàng)目管理方法和觀念，壽命周期成本的概念會越來越深入人心。

壽命周期成本＝初始成本（包括材料、加工和安裝）+設(shè)備運(yùn)行成本（包括維護(hù)、更換和拆除）

水管投資最典型的經(jīng)濟(jì)性特征是：水管的初始投資占建筑物總投資的比例極小，不到1%，但因水管材料選用不當(dāng)造成漏水，增加的維護(hù)和更新費(fèi)用及給業(yè)主、施工方等帶來的損失往往是水管材料本身費(fèi)用的10倍以上，這是由于管道的隱蔽安裝和管道井安然特點(diǎn)所決定的。

水管材料的投資成本＝更換次數(shù)×（更新成本+財(cái)產(chǎn)損失+材料成本+安裝成本+維護(hù)成本）+運(yùn)行成本-回收成本

該公式列出了水管材料經(jīng)濟(jì)性能的衡量指標(biāo)。其中，壽命是管材經(jīng)濟(jì)性能的關(guān)鍵，水管壽命越長，更換次數(shù)越少，成本越低；更新費(fèi)用和財(cái)產(chǎn)損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水管材料的投資，分別是管材開始投資的10倍和2-8倍；使用期內(nèi)單次維護(hù)成本往往是水管投資的10%-20%以上，也不可忽視，而免維護(hù)產(chǎn)品的維護(hù)成本為零；運(yùn)行成本包括動力費(fèi)用、熱能損失、漏水損失費(fèi)用等。所以長壽命免維護(hù)、免更新的水管材料才是最經(jīng)濟(jì)的。

不銹鋼水管壽命周期成本最低

盡管不銹鋼水管的初期成本包括材料及工程費(fèi)在內(nèi)比塑料管、復(fù)合管高約20%，但由于使用過程中成本的節(jié)約，不銹鋼水管較高的初始費(fèi)用早已被這諸多優(yōu)勢所抵消，使不銹鋼成為壽命周期成本最低、最經(jīng)濟(jì)的管材。

l 不銹鋼水管一經(jīng)使用，在100年的壽命周期內(nèi)不需要更換，而其它管材無法達(dá)到這么長的

使用壽命，只要在建筑物70年的壽命期內(nèi)更換一次，其綜合成本將至少是不銹鋼水管初始投資的2-4倍；

l 不銹鋼管材內(nèi)壁光潔，不結(jié)垢，運(yùn)行能耗低；

l 減少檢查次數(shù)和費(fèi)用；

l 維護(hù)費(fèi)用低；

l 不必進(jìn)行管道維修和更換；

l 減少停機(jī)時(shí)間；

l 不易滲漏，節(jié)約水資源；節(jié)水效益好；

l 與銅管和鍍鋅管相比，保溫性能好，節(jié)約熱能，降低費(fèi)用。

l 壽命結(jié)束后可100%再生，目前的回收價(jià)值仍然高達(dá)7000元/噸。

l 安裝成本低，如不銹鋼管件的安裝成本僅僅為鍍鋅管的1/3，焊接鋼管的1/4。

近年隨著不銹鋼消費(fèi)的高速增長，以及不銹鋼進(jìn)口關(guān)稅的繼續(xù)下調(diào)，不銹鋼水管的原料和制造

成本會有所變化，價(jià)格還有下浮的空間。

從經(jīng)濟(jì)性比較得出結(jié)論：綜合性能最佳的不銹鋼水管，無論從初始成本還是壽命周期成本看，

經(jīng)濟(jì)性均十分顯著。毫無疑問，薄壁不銹鋼水管是綜合性能最佳的，也是壽命周期成本最低的，任何管材無法與之相比。選擇不銹鋼水管，就等于選擇了完美、選擇了放心。

六、不銹鋼管環(huán)壓連接介紹 

環(huán)壓技術(shù)（又稱第三代卡壓技術(shù)）是對老一代卡壓連接技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，其連接原理是環(huán)壓管件的承口分為穩(wěn)定段和密封段，密封段端口是敞開的，環(huán)壓后端口才封閉。環(huán)壓連接時(shí)將圓筒狀的硅橡膠密封圈套在管子上裝入管件的承口，使用液壓工具和環(huán)壓模具對管件與管材連接部位施加足夠大的徑向壓力，將管件外徑收縮下凹嵌入管材，同時(shí)在管件密封段形成一個(gè)封閉的密封腔，通過進(jìn)一步壓縮密封腔的容積，使密封材料充分填充整個(gè)密封腔從而實(shí)現(xiàn)密封。

3、環(huán)壓連接密封段的收縮量與抗拉拔檢測

環(huán)壓技術(shù)的核心內(nèi)容就是通過壓縮管徑使不銹鋼管件嵌入管材，兩者相互咬合，連接強(qiáng)度成倍增大。收縮量的大小對管道抗拉拔至關(guān)重要，收縮量太少則連接強(qiáng)度不足，管線容易失穩(wěn)、滲漏；收縮量太大，管子會褶皺失穩(wěn)導(dǎo)致環(huán)壓失敗，大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)表明，環(huán)壓連接最合理的收縮量為2個(gè)壁厚左右。此外，為保證足夠的收縮量，環(huán)壓工具的油泵壓力為50MPa,作用力為：7～23噸。

環(huán)壓連接系統(tǒng)的收縮量及抗拉阻力表

4、環(huán)壓技術(shù)相對于卡壓連接的創(chuàng)新點(diǎn)

1）、環(huán)壓連接的緊固方式與卡壓連接相比具有實(shí)質(zhì)性改變和突破。

卡壓連接的緊固方式是通過外力將管件和管材強(qiáng)制擠壓為六角形，通過變形在六角

形的6個(gè)角點(diǎn)產(chǎn)生強(qiáng)大的抱緊力，這6個(gè)方向的抱緊力讓管材頂住管件實(shí)現(xiàn)連接。環(huán)壓連接不改變管材的外部形狀，而是通過外力沿圓周方向強(qiáng)制收縮管件的外徑迫使管件下凹嵌入管材，環(huán)壓后管件與管材連接處如同絲口相互咬合，同時(shí)強(qiáng)制收縮在管件環(huán)壓同心圓360°的每一個(gè)點(diǎn)上均產(chǎn)生有抱緊力使管件死死地箍住管材。

2）、環(huán)壓連接密封腔的設(shè)計(jì)確保了系統(tǒng)連接防漏性能更加可靠。

卡壓連接是以橡膠O型圈進(jìn)行密封，其密封接觸面有限，呈“線”狀結(jié)構(gòu)。從理論上講，密封的實(shí)現(xiàn)只需要一條完全封閉的線，但這樣對管材管件及密封圈的精度要求就非常高，同時(shí)安裝過程也要求小心謹(jǐn)慎，稍有差池就會出現(xiàn)滲水。而環(huán)壓連接針對工程施工相對比較粗放的實(shí)際專門設(shè)計(jì)有一段密封腔，由管材套上圓筒狀密封材料插入管件密封段后在現(xiàn)場施工中環(huán)壓形成。環(huán)壓時(shí)首先會在密封部位形成一個(gè)封閉的密封腔，通過壓縮腔體的容積使密封材料充分填充腔內(nèi)的空間和縫隙，然后進(jìn)一步施壓擠出多余的密封材料后鎖死密封腔。環(huán)壓連接為“面”密封，腔體兩端呈楔狀密封，加之密封腔的工作面寬，確保了系統(tǒng)連接防滲漏性能的萬無一失。

3）、環(huán)壓連接技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成效更明顯。

環(huán)壓連接的經(jīng)濟(jì)成效體現(xiàn)在管件和管材兩個(gè)方面。首先，環(huán)壓管件的結(jié)構(gòu)和造型與其它非焊連接方式相比更為簡單，其管件頭部只有兩道擴(kuò)口臺階面，減少了卡壓管件制作0型圈內(nèi)箍槽的繁雜工序，故而對生產(chǎn)的精度要求也不高，采用常規(guī)工藝和通用設(shè)備就能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)，產(chǎn)品成品率高，制造成本更加經(jīng)濟(jì)。其次，環(huán)壓連接強(qiáng)度對管材壁厚的依賴程度比卡壓連接要低，例如同為DN15的不銹鋼管，卡壓連接對鋼管壁厚的要求為0.8 mm ,環(huán)壓連接方式對壁厚的要求為0.6 mm；而在系統(tǒng)抗拉拔強(qiáng)度方面卡壓連接為＞3.0Mpa，環(huán)壓連接為＞4.5Mpa，故環(huán)壓式不銹鋼管材比卡壓連接的管材更節(jié)省材料，更具備推廣普及的經(jīng)濟(jì)技術(shù)條件。

5）、環(huán)壓連接的安裝更簡單可靠。

環(huán)壓連接對施工人員的技能素質(zhì)要求不高，配有專用工具，安裝只需將密封圈套在管材上插入管件，然后用環(huán)壓工具進(jìn)行壓制，壓制時(shí)工具模塊自行找位，到位后自行卸壓，操作全過程“傻瓜化”能有效地保證施工的質(zhì)量。此外，環(huán)壓連接還具有低精度安裝、旋轉(zhuǎn)不滲漏、n次壓接等特性，對提高工程安裝的質(zhì)量和效率具有積極的作用，深受施工作業(yè)人員的歡迎和好評。

在國家行業(yè)規(guī)范（CJJ94-2009)第78頁4.3.1（4）中闡明：環(huán)壓式連接是在卡壓連接方式基礎(chǔ)上的改進(jìn)和發(fā)展。