常用給排水管材管件耐寒能力分析

王其峰

西安中財(cái)型材有限責(zé)任公司 陜西西安 710077

1 給排水管材管件應(yīng)用概述

1.1 管材的應(yīng)用

在對(duì)給排水管道進(jìn)行選擇時(shí)，要考慮管材管件的耐用性，一般都選擇耐腐蝕和容易安裝的管材，對(duì)于這種材質(zhì)的選擇有以下幾點(diǎn)：

（1）冷水系統(tǒng)：塑料管、復(fù)合管、薄壁不銹鋼管等。

（2）熱水系統(tǒng)：熱浸鍍鋅鋼管、薄壁不銹鋼管、塑料管、復(fù)合管等。

（3）埋地給水管道：塑料管、鑄鐵管等。

在輸水的管道系統(tǒng)中多使用塑料管，主要因?yàn)槠浔阋撕托阅芎肹1]。

1.2 常用給排水管材的特點(diǎn)和使用情況

鑄鐵管：鑄鐵澆注成型；輸送量大；強(qiáng)度高；多用于市政建設(shè)等；易生銹，多采用涂防銹瀝青使用；安裝強(qiáng)度和工作量大。

鋼管：強(qiáng)度大，耐腐蝕性好，但成本高，多用于高檔建筑和高層建筑中。

金屬塑料復(fù)合管：結(jié)合了金屬的強(qiáng)度和塑料的韌性和低成本等優(yōu)點(diǎn)，多用于高檔建筑和高層建筑，以及生產(chǎn)高性能管件等。

PP-R管：比傳統(tǒng)的鑄鐵管、鍍鋅鋼管、水泥管等優(yōu)點(diǎn)多，如它具有力學(xué)均衡性好、節(jié)能節(jié)材、環(huán)保、輕質(zhì)高強(qiáng)、耐腐蝕、內(nèi)壁光滑不結(jié)垢、施工和維修簡(jiǎn)便、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在很多的家庭在裝修時(shí)會(huì)使用這種管材。

PVC-U（UPVC）管：耐腐蝕的性能比較好，有自熄性和阻燃性的特點(diǎn)，耐老化性好，很難形成水垢，流體輸送能力比鑄鐵管高，安裝起來比較方便等優(yōu)點(diǎn)。這種管子被廣泛的使用在建筑排水和市政排污等很多地方。但它也有缺點(diǎn)，其韌性低、線膨脹系數(shù)大等問題。

PE管：廣泛用于給排水管道，是PVC-U飲用水管的換代產(chǎn)品。

2 管道系統(tǒng)的耐寒能力

2.1 耐寒問題和原因分析

管道在寒冬天氣中很容易出現(xiàn)凍裂凍爆的現(xiàn)象，生活中最常見的是給水管道的破裂，尤其在最近幾年的極端嚴(yán)寒環(huán)境中，南方的有些地區(qū)在安裝管道時(shí)沒有考慮周全，對(duì)管道凍裂凍爆的措施做得不到位，導(dǎo)致給水管道多次發(fā)生凍裂凍爆的情況。

在寒冷氣候條件下，管道發(fā)生爆裂的原因主要有以下幾個(gè)：

（1）冰的密度比水的密度小，在彎節(jié)，很容易出現(xiàn)滯留粘結(jié)的現(xiàn)象，就會(huì)阻礙水通過，導(dǎo)致管道堵塞，從而引發(fā)管道的爆裂。

（2）很多的管材管件都比較脆，遭到?jīng)_擊或高壓就會(huì)發(fā)生破裂，尤其是那些長(zhǎng)時(shí)間暴曬在陽(yáng)光的管道，是因?yàn)殚L(zhǎng)時(shí)間的暴曬使得這些管道的強(qiáng)度下降，承受壓力的能力就下降。

（3）由熱脹冷縮的原理可知，水結(jié)冰后體積會(huì)變大，就使得管子的內(nèi)部壓力增大，導(dǎo)致管道破裂。

（4）管材、管件在相互連接的地方強(qiáng)度比較低，在這些地方耐壓力低，很發(fā)生管道爆裂的現(xiàn)象。

2.2 管道系統(tǒng)耐寒能力

如上文所述，目前使用的管材中最常見的是金屬管材，比如鑄鐵管等，這種管材的比較厚，金屬?gòu)?qiáng)度比較高，一般不會(huì)出現(xiàn)脹破的現(xiàn)象，在管道的連接處進(jìn)行規(guī)范的施工，這樣就可以避免管道破壞的現(xiàn)象。

2.3 塑料管材管件標(biāo)準(zhǔn)考核分析

在家庭裝修中，給水管使用最多的是PP-R管，這種管子在結(jié)冰時(shí)很容易發(fā)生脹破管壁的現(xiàn)象，但根據(jù)以上冷熱水管道系統(tǒng)與聚丙烯的分析標(biāo)準(zhǔn)可知,在實(shí)際中并沒有有關(guān)水凍結(jié)導(dǎo)致管壁破裂現(xiàn)象的測(cè)試方法，也沒有進(jìn)行相關(guān)的試驗(yàn)。進(jìn)行的“簡(jiǎn)支梁沖擊試驗(yàn)”項(xiàng)目對(duì)管道在低溫（0±2）℃下的沖擊抗力進(jìn)行了評(píng)估，也就是對(duì)pp-r管道在冬季的耐凍能力進(jìn)行了間接的評(píng)估[2]。

Pvc-u管件主要用于排水，在高水壓下不能工作，管壁很難凍結(jié)和破裂。而pvc-u具有韌性低、線性膨脹系數(shù)大、溫度范圍窄等特點(diǎn)，“落鏢沖擊試驗(yàn)”對(duì)這個(gè)管件的低溫脆裂性進(jìn)行了考核。

3 管材管件耐寒注意事項(xiàng)

在我國(guó)實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)中，對(duì)水凍結(jié)爆破管壁沒有直接的試驗(yàn)方法，并且也沒有相關(guān)的試驗(yàn)項(xiàng)目，而是對(duì)管件在常溫和高溫下的耐壓性能提出了更高的要求。

在寒冬中，管材管件很容易出現(xiàn)爆列的情況，針對(duì)這種現(xiàn)象給出了預(yù)防措施，具體如下：

（1）在購(gòu)買管材管件時(shí)，要在合格的廠家進(jìn)行購(gòu)買，選擇生產(chǎn)合格的管材管件。

（2）確保施工的規(guī)范性，在管材管件連接的地方要嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行，對(duì)這些地方也要進(jìn)行有效的密封，因?yàn)楣艿莱Ｒ姷谋汛蠖喑霈F(xiàn)在這些地方。

（3）相關(guān)單位必須要對(duì)耐寒預(yù)防采取有效的措施，將一些需要埋在地下的管道系統(tǒng)埋的深一些，防止熱交換過于頻繁而對(duì)管道產(chǎn)生影響，在安裝管道時(shí)，最好將管道安置在室內(nèi)，如水表、水龍頭等[3]。

（4）如果有條件，可以用熱源來解決管道低溫的情況，常用的熱源有地?zé)帷㈠仩t等，也可以使用防凍液、電伴防凍等更高級(jí)的方法來防止管道被凍結(jié)。

（5）在用完水管后，把留在水管中的水清理干凈，這樣就能夠防止出現(xiàn)管道被凍結(jié)的情況。

（6）管道被凍住，導(dǎo)致堵塞時(shí)，不能用開水直接解凍，避免水管受熱膨脹突然爆裂，在管道凍住時(shí)，也不可以直接進(jìn)行火烤，或者使用硬的東西來敲打管道，應(yīng)先慢慢用溫水加熱水管，然后再適當(dāng)?shù)氖褂脽崴Ｓ胁糠旨彝セ騿挝挥龅焦艿纼鲎〉那闆r時(shí)，就會(huì)把水龍頭放小，讓小水流很長(zhǎng)一段時(shí)間，來達(dá)到解凍的目的，這樣是可以減少管道的壓力，將管道進(jìn)行解凍，但是這種方法是不可取的。因?yàn)檫@樣會(huì)浪費(fèi)水資源。

4 結(jié)語(yǔ)

上文中敘述了給排水中使用的管材管件，這些產(chǎn)品沒有一個(gè)明確的使用標(biāo)準(zhǔn)，缺乏低溫性能考核，這就影響了我國(guó)北緯地區(qū)塑料管件的廣泛使用。此外，不同的管道，它的壁厚也不同。管件壁厚過小或壁厚不合格，就使得管件抗壓強(qiáng)度不夠，低溫冷凍時(shí)易爆裂。