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pvc管道与铜管、不锈钢管的比较分析

2019-03-26 00:18

  1研究背景

目前,在国内热水管市场,各种产品丰富。管道是影响室内热水质量的重要因素之一。管道的选择需要掌握其特点和适用要求,并做出合理的选择。本文比较了目前广泛使用的三种类型的热水管,铜管,不锈钢管和塑料(CPVC)管,管道连接工艺,管道本身的物理性质,腐蚀比较了抗性,微生物和其他特性。 。

 

2每个热水管的性能特征


2.1铜管道



 (1)传统的铜管公称直径为DN15~DN250,系统工作压力为1.0MPa和1.6MPa。有多种连接方法,如插座焊接,套圈连接,压接和螺钉连接。

 

 (2)铜管经久耐用,可长时间在不同环境下使用。其使用寿命约为镀锌钢管的3-4倍。它具有良好的机械性能,高抗压强度,良好的韧性和高延展性。它具有出色的抗振动和抗冲击性能。

 

2.2 薄壁不锈钢管

 

 (1)薄壁不锈钢管(304,316不锈钢)标称直径DN15~DN250,系统工作压力1.0MPa和1.6MPa。有多种连接方法,如卡扣连接,环压连接,氩弧焊和沟槽连接。

 

 (2)薄壁不锈钢管具有重量轻,不变形,耐流速腐蚀和自钝化的特点。

 

2.3氯化聚氯乙烯PVC-C管

 

(1)PVC-C管的公称直径为DN20~DN160,系统工作压力为1.0MPa,采用粘接插座接口。

 

(2)PVC-C管具有良好的阻燃性,良好的保温性能和低热膨胀性。良好的抗冲击性。优异的抗老化和抗紫外线性自熄性,耐火性好等。

 

2.4  聚丙烯(PP-R)给水管

 

(1)PP-R标称外径:dn20~dn160,系统工作压力为1.0MPa,采用热熔连接。

 

(2)PP-R管具有良好的耐热性,保温性能好,安装方便,永久连接。原料可以回收利用而不会造成环境污染和易燃性。

 

3热水管的腐蚀问题

以及管道对水质的影响

3.1 铜管

 

3.1.1铜管腐蚀问题及其影响:

(1)点腐蚀和坍塌腐蚀:根据数据,1989年日本铜业中心对63栋建筑的冷水和热水管进行了全面调查,得出的结论是铜水管位于一个非常好的位置。水流速慢。发生点蚀。当水流速大于1.5米/秒时,水流严重腐蚀。在水流快的地方,铜管会被腐蚀。上述调查还发现,铜水管的流量,流量,水压,循环泵的运行周期,溶解气体和管道形状均引起铜管腐蚀,腐蚀分布率为5.7%-23%。之间,水的流速导致腐蚀。

下图显示了铜和不锈钢管之间水流腐蚀的比较:

图3.1-3流动腐蚀速率之间的关系

 

 

(2)软水腐蚀问题:经过调查,中国北方的酒店严重腐蚀了热水铜管。 6到7年后,中国的铜水管开始出现严重腐蚀。据报道,这是因为北方的硬水在通过离子交换器后变成软水,导致铜水管的腐蚀更加严重。北京的高端酒店包括:建国饭店,王府饭店,丽都假日酒店,京伦饭店等《水工业工程设计手册建筑和小区给水排水》[1]指出,水不稳定后,碳酸钙变成碳酸氢钠,稳定性更好。此时,水中的硬度降低,但软水中的稳定性指数表明腐蚀大大增加。 。来自北京一家酒店的测试报告显示,由于水中存在碳酸氢盐,加热后稳定性会下降,使热水容易腐蚀。

 

(3)氯离子含量高的水质会导致铜管腐蚀。

 

(4)腐蚀后的铜会产生蓝水并影响水质。

 

(5)对于铜管,如果发生腐蚀,随着氧含量的增加,点蚀会增加。

 

3.1.2铜水管可有效抑制包括军团菌在内的多种细菌。

Dick van der Kooij [2]和其他人通过实验装置测试(见图3.1-1):在250天内,铜管上的军团菌浓度远小于不锈钢管和PEX管的浓度(见图) 3.1)-2)。然而,铜管中的微生物膜与不锈钢管中的微生物膜非常相似,因此可以认为对铜具有高耐受性的微生物群落组合物不利于军团菌的增殖。然而,经过两年的操作,铜管中的军团菌量达到与其他两个管相同的水平。即使在第857天,铜管中的军团菌数量也高于其他。这种现象表明铜管对军团菌的抑制作用随着铜表面腐蚀的累积而逐渐消失。

 

图3.1-1测试设备系统示意图

 

 

图3.1-2不同管道中军团菌浓度的比较

 

 

与此同时,徐平[3]等人通过了国内热水模拟实验装置(包括水箱,加热器,温度计,循环水泵,阀门,温控装置和供水管道)的测试,以说明铜在热水管。管的细菌含量也小于PPR管和热浸镀锌钢管的细菌含量。细菌总检测结果如下:

 

不同温度和不同管道下测试装置中总细菌的测试结果(CFU/ml)

 

3.2薄壁不锈钢管

 

(1)不锈钢材料含有铬和镍等元素。当铬和镍被蚀刻成氧时,在材料表面上形成薄的铬和氧化镍层,以使材料与空气和水隔离。联系。氧化层在受损时会自行修复。它具有出色的抗均匀腐蚀性。

 

(2)王锐[4]等人通过实验发现,热水中的氯化物会对不锈钢管造成点腐蚀:316L和316薄壁不锈钢≤200mg/L,304L和304测试的热水中氯化物浓度薄壁不锈钢在热水中的氯离子浓度应≤75mg/L.

 

(3)耐流动冲击腐蚀,参见前一节与铜管的比较。

 

(4)与铜管相比,前一节详细介绍了水中细菌和军团菌的问题。

 

(5)溶解氧对于在不锈钢管的内壁上形成保护层非常重要,并且可以改善耐腐蚀性。当溶解氧浓度高于3毫克/升时,有利的是在不锈钢管的内壁上形成保护层;含量为6-8毫克/升,这在形成不锈钢保护层时是最有利的。

 

3.3塑料管(PP-R管,CPVC管)

 

(1)当PEX等塑料水管长时间使用时,较厚的杂质层会凝结在水管的内壁上。停止使用水几个小时后,内壁中的杂质会使水管中的水分降解,产生气味并滋生细菌。与不锈钢管和铜管相比,PEx管也更容易出现军团菌,CPVC管比PEX管更不容易发生细菌。

 

(2)在Dick van der Kooij [2]等人设定的试验模型中,回流管由CPVC管制成。在测试的第700天,在CPVC管道上没有发现军团菌,《氯化聚氯乙烯(CPVC)冷热水管系统》[5] CPVC管中的细菌不易出生。实验水样中军团菌的测试量是PEX管的1/13和PP-R管的1/17。下图显示了每个水管中细菌的生长120天。

 

 图3.1-4各种管道细菌生长速率的比较

 

 

 

(3)数据显示,在非合金钢管道中,溶解氧是pH6-8和水温1-20℃的电化学腐蚀的罪魁祸首。过量的溶解氧促进细菌生长。特别是在塑料有机材料管道中。

 
4结论

4.1热水管应采用耐腐蚀,易于安装和连接的管道,并符合饮用水的卫生要求和相关规定。

 

4.2热水管从安全和卫生的角度来看,最好使用不锈钢管,铜管,CPVC管和其他不易滋生细菌的管道。

 

4.2对于使用铜管的管道系统,应严格控制管道流量。管道系统不应太大。应尽量减少热水循环安装结构。

 

4.3酒店和其他水净化系统的水质不应是铜管。水质柔软,可溶性固体总量小于300毫克/升可能导致铜管腐蚀。

 

4.4选择铜管热水系统,工作温度应为50度,不宜过高。控制管道中的氯浓度。

 

4.5应采用不锈钢管系统控制氯化物热水含量:316不锈钢应小于200mg/l,304不锈钢应小于75mg/l。

 

4.6传统热水供应系统的水温有很大的周期性变化。对温度变化敏感且容易产生细菌的塑料热水管不适合。

 

4.7 CPVC管道比其他塑料排水管更不容易产生细菌。