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pvc管道與銅管、不鏽鋼管的比較分析

2019-03-26 00:18

  1研究背景

目前,在國內熱水管市場,各種產品豐富。管道是影響室內熱水質量的重要因素之一。管道的選擇需要掌握其特點和適用要求,並做出合理的選擇。本文比較了目前廣泛使用的三種類型的熱水管,銅管,不鏽鋼管和塑料(CPVC)管,管道連接工藝,管道本身的物理性質,腐蝕比較了抗性,微生物和其他特性。 。

 

2每個熱水管的性能特征


2.1銅管道



 (1)傳統的銅管公稱直徑為DN15~DN250,係統工作壓力為1.0MPa和1.6MPa。有多種連接方法,如插座焊接,套圈連接,壓接和螺釘連接。

 

 (2)銅管經久耐用,可長時間在不同環境下使用。其使用壽命約為鍍鋅鋼管的3-4倍。它具有良好的機械性能,高抗壓強度,良好的韌性和高延展性。它具有出色的抗振動和抗衝擊性能。

 

2.2 薄壁不鏽鋼管

 

 (1)薄壁不鏽鋼管(304,316不鏽鋼)標稱直徑DN15~DN250,係統工作壓力1.0MPa和1.6MPa。有多種連接方法,如卡扣連接,環壓連接,氬弧焊和溝槽連接。

 

 (2)薄壁不鏽鋼管具有重量輕,不變形,耐流速腐蝕和自鈍化的特點。

 

2.3氯化聚氯乙烯PVC-C管

 

(1)PVC-C管的公稱直徑為DN20~DN160,係統工作壓力為1.0MPa,采用粘接插座接口。

 

(2)PVC-C管具有良好的阻燃性,良好的保溫性能和低熱膨脹性。良好的抗衝擊性。優異的抗老化和抗紫外線性自熄性,耐火性好等。

 

2.4  聚丙烯(PP-R)給水管

 

(1)PP-R標稱外徑:dn20~dn160,係統工作壓力為1.0MPa,采用熱熔連接。

 

(2)PP-R管具有良好的耐熱性,保溫性能好,安裝方便,永久連接。原料可以回收利用而不會造成環境汙染和易燃性。

 

3熱水管的腐蝕問題

以及管道對水質的影響

3.1 銅管

 

3.1.1銅管腐蝕問題及其影響:

(1)點腐蝕和坍塌腐蝕:根據數據,1989年日本銅業中心對63棟建築的冷水和熱水管進行了全麵調查,得出的結論是銅水管位於一個非常好的位置。水流速慢。發生點蝕。當水流速大於1.5米/秒時,水流嚴重腐蝕。在水流快的地方,銅管會被腐蝕。上述調查還發現,銅水管的流量,流量,水壓,循環泵的運行周期,溶解氣體和管道形狀均引起銅管腐蝕,腐蝕分布率為5.7%-23%。之間,水的流速導致腐蝕。

下圖顯示了銅和不鏽鋼管之間水流腐蝕的比較:

圖3.1-3流動腐蝕速率之間的關係

 

 

(2)軟水腐蝕問題:經過調查,中國北方的酒店嚴重腐蝕了熱水銅管。 6到7年後,中國的銅水管開始出現嚴重腐蝕。據報道,這是因為北方的硬水在通過離子交換器後變成軟水,導致銅水管的腐蝕更加嚴重。北京的高端酒店包括:建國飯店,王府飯店,麗都假日酒店,京倫飯店等《水工業工程設計手冊建築和小區給水排水》[1]指出,水不穩定後,碳酸鈣變成碳酸氫鈉,穩定性更好。此時,水中的硬度降低,但軟水中的穩定性指數表明腐蝕大大增加。 。來自北京一家酒店的測試報告顯示,由於水中存在碳酸氫鹽,加熱後穩定性會下降,使熱水容易腐蝕。

 

(3)氯離子含量高的水質會導致銅管腐蝕。

 

(4)腐蝕後的銅會產生藍水並影響水質。

 

(5)對於銅管,如果發生腐蝕,隨著氧含量的增加,點蝕會增加。

 

3.1.2銅水管可有效抑製包括軍團菌在內的多種細菌。

Dick van der Kooij [2]和其他人通過實驗裝置測試(見圖3.1-1):在250天內,銅管上的軍團菌濃度遠小於不鏽鋼管和PEX管的濃度(見圖) 3.1)-2)。然而,銅管中的微生物膜與不鏽鋼管中的微生物膜非常相似,因此可以認為對銅具有高耐受性的微生物群落組合物不利於軍團菌的增殖。然而,經過兩年的操作,銅管中的軍團菌量達到與其他兩個管相同的水平。即使在第857天,銅管中的軍團菌數量也高於其他。這種現象表明銅管對軍團菌的抑製作用隨著銅表麵腐蝕的累積而逐漸消失。

 

圖3.1-1測試設備係統示意圖

 

 

圖3.1-2不同管道中軍團菌濃度的比較

 

 

與此同時,徐平[3]等人通過了國內熱水模擬實驗裝置(包括水箱,加熱器,溫度計,循環水泵,閥門,溫控裝置和供水管道)的測試,以說明銅在熱水管。管的細菌含量也小於PPR管和熱浸鍍鋅鋼管的細菌含量。細菌總檢測結果如下:

 

不同溫度和不同管道下測試裝置中總細菌的測試結果(CFU/ml)

 

3.2薄壁不鏽鋼管

 

(1)不鏽鋼材料含有鉻和鎳等元素。當鉻和鎳被蝕刻成氧時,在材料表麵上形成薄的鉻和氧化鎳層,以使材料與空氣和水隔離。聯係。氧化層在受損時會自行修複。它具有出色的抗均勻腐蝕性。

 

(2)王銳[4]等人通過實驗發現,熱水中的氯化物會對不鏽鋼管造成點腐蝕:316L和316薄壁不鏽鋼≤200mg/L,304L和304測試的熱水中氯化物濃度薄壁不鏽鋼在熱水中的氯離子濃度應≤75mg/L.

 

(3)耐流動衝擊腐蝕,參見前一節與銅管的比較。

 

(4)與銅管相比,前一節詳細介紹了水中細菌和軍團菌的問題。

 

(5)溶解氧對於在不鏽鋼管的內壁上形成保護層非常重要,並且可以改善耐腐蝕性。當溶解氧濃度高於3毫克/升時,有利的是在不鏽鋼管的內壁上形成保護層;含量為6-8毫克/升,這在形成不鏽鋼保護層時是最有利的。

 

3.3塑料管(PP-R管,CPVC管)

 

(1)當PEX等塑料水管長時間使用時,較厚的雜質層會凝結在水管的內壁上。停止使用水幾個小時後,內壁中的雜質會使水管中的水分降解,產生氣味並滋生細菌。與不鏽鋼管和銅管相比,PEx管也更容易出現軍團菌,CPVC管比PEX管更不容易發生細菌。

 

(2)在Dick van der Kooij [2]等人設定的試驗模型中,回流管由CPVC管製成。在測試的第700天,在CPVC管道上沒有發現軍團菌,《氯化聚氯乙烯(CPVC)冷熱水管係統》[5] CPVC管中的細菌不易出生。實驗水樣中軍團菌的測試量是PEX管的1/13和PP-R管的1/17。下圖顯示了每個水管中細菌的生長120天。

 

 圖3.1-4各種管道細菌生長速率的比較

 

 

 

(3)數據顯示,在非合金鋼管道中,溶解氧是pH6-8和水溫1-20℃的電化學腐蝕的罪魁禍首。過量的溶解氧促進細菌生長。特別是在塑料有機材料管道中。

 
4結論

4.1熱水管應采用耐腐蝕,易於安裝和連接的管道,並符合飲用水的衛生要求和相關規定。

 

4.2熱水管從安全和衛生的角度來看,最好使用不鏽鋼管,銅管,CPVC管和其他不易滋生細菌的管道。

 

4.2對於使用銅管的管道係統,應嚴格控製管道流量。管道係統不應太大。應盡量減少熱水循環安裝結構。

 

4.3酒店和其他水淨化係統的水質不應是銅管。水質柔軟,可溶性固體總量小於300毫克/升可能導致銅管腐蝕。

 

4.4選擇銅管熱水係統,工作溫度應為50度,不宜過高。控製管道中的氯濃度。

 

4.5應采用不鏽鋼管係統控製氯化物熱水含量:316不鏽鋼應小於200mg/l,304不鏽鋼應小於75mg/l。

 

4.6傳統熱水供應係統的水溫有很大的周期性變化。對溫度變化敏感且容易產生細菌的塑料熱水管不適合。

 

4.7 CPVC管道比其他塑料排水管更不容易產生細菌。