何維華

　　摘要:本文結合2020年行業遠景規劃的編制，扼要闡述了供水管網的功能要求；介紹了十五年內供水管網中建議常用的幾種管材；在中、大口徑管道上重點闡述了球墨鑄鐵管、預應力鋼筒混凝土管、鋼管；在中、小口徑管道上重點闡述了薄壁不銹鋼管及聚乙烯給水管。針對中國水協2005年7月在成都召開的‘管道材料設備優化選擇與應用培訓班’上本人的講稿，進行了一些補充，盡可能引用了近年擬定的囯標、行標的內容，調改了過去相關信息的闡述。
　　關鍵詞 管網 管材

1.供水管網的功能要求

　　供水企業的根本任務是向用戶提供清潔的飲用水，連續供應有壓力的水，同時降低供水費用。為此，供水管網作為供水系統的重要環節，對于它的硬件有以下六點要求：
1.1封閉性能高
　　供水管網是承壓的管網，管道只有在長期承內、外壓的狀況下具有良好的封閉性，才是連續供水的基本保證。
　　我國屬地震多發區，根據GB50011-2001《建筑抗震設計規范》介紹，2000年底，在全國663個城市中，有582個要求抗震設防(規定6度以上)，占全國城市總數的87.8%。在供水管網建設過程中，事先考慮到認真設防，盡可能減少損壞，這對保證生命安全，減少地震損失具有重大意義。
　　這里存在兩個要求：一是故障率低；二是漏水率低。
1.2輸送水質佳
　　自來水從水廠到用戶，要經過較長的管道，往往需要幾個小時乃至幾天。管網實際上是一個大的反應器，出廠水未完成的化學反應將在管網中繼續進行，并且含氯水與管壁發生新的接觸，有可能產生新的反應，這些反應有生物性的、感官性的以及物理化學性的。因此要求管道內壁既要耐腐蝕性，又不會向水中析出有害物質。
1.3水力條件好
　　供水管道的內壁不結垢、光滑、管路暢通，才能減小水頭損失，確保服務水頭，降低能耗。
1.4設備控制靈
　　一個大城市的供水管網，管道總長度少的有數百km，多的達數千km，在這樣的大型供水管網中有成千上萬個專用設備，維持著管網的良好運行。
　　在管網上的專用設備包括：閥門、消火栓、通氣閥、放空閥、沖洗排水閥、減壓閥、逆止閥、調流閥、水錘消除器、檢修人孔、伸縮器、存渣斗、測流測壓裝置、流量計、水表等。這些設備的完好是保證管網運行暢通、避免污染的前提。
1.5使用壽命長
　　作為輸、配水干管的建設應是百年大計，管道的使用壽命應立求達100年為妥，作為埋地及室內暗敷的配水支管道，達不到50年亦是不宜推薦使用的。通常推敲壽命的方法有二：一是實踐證實了它的使用壽命；二是理論及檢驗推算了它的使用壽命。在評述管道的質量、壽命問題，應包括管材、管件及附屬設備組成的管道，以下重點僅討論常用幾種管材與管件問題。
1.6建設投資省
　　供水管網的建設費用通常占供水系統建設費用的50～70％，因此如何通過技術經濟分析確定供水管網的建設規模，恰當選用管材及設備是優化管網合理化建設的保證。

2.管材類別

2.1金屬管材
2.1.1鋼管
　　鋼管包括：鋼板直縫焊管與鋼板螺旋焊管(適用于中大口徑管道)、無縫鋼管(適用于中小口徑管道)、不銹鋼管(適用于中小口徑管道)，鍍鋅鋼管(適用于小口徑管道)，近年多數城市已不用鍍鋅鋼管。
2.1.2鑄鐵管
　　(1)灰口鑄鐵管
　　包括離心灰口鑄鐵管、半連鑄灰口鑄鐵管(適用于中小口徑管道)，近年多數城市供水企業已不用灰口鑄鐵管。
　　(2)延性鑄鐵管
　　包括延性球墨鑄鐵管(以下簡稱球鐵管)、鑄態球墨鑄鐵管(適用于各種口徑管道，主要是中小口徑管道)，鑄態球墨鑄鐵管亦逐漸退出市場。
2.1.3有色金屬管
　　包括銅管、鋁管(適用于小口徑管道，由于衛生上的原因，鋁管不受歡迎；銅管屬有色金屬，通常在高檔建筑物內使用，價格較貴，不宜推廣使用)。
2.2非金屬管材
2.2.1水泥壓力管
　　(1)石棉水泥管現已不推廣使用；
　　(2)自應力管在小城鎮及農村用于中小口徑管道；
　　(3)預應力管?
　　包括管芯纏絲預應力管(又稱三階段管)、振動擠壓預應力管(又稱一階段管)、預應力鋼筒混凝土管，適用于大中口徑管道，其中預應力鋼筒混凝土管是前者的新一代產品。
2.2.2塑料管?
　　(1)熱塑性塑料管?
　　(1.1)單一材質塑料管
　　包括硬聚氯乙烯管、聚乙烯管(適用于中小口徑管道)；改性聚丙烯管(PP-R)、交聯聚乙烯管、聚丁烯管、尼龍管(適用于小口徑管道)；丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物為基材的工程塑料管(ABS)(主要適用于水廠投加氯及凈水劑的管道，目前也有中小口徑管道產品用于配水管上)。?
　　(1.2)復合材質塑料管
　　　 包括孔網鋼帶塑料復合管、鋼襯塑復合管(適用于中小口徑管道)；聚乙烯夾鋁復合管、不銹鋼襯塑復合管、鋁襯塑復合管(適用于小口徑管道)。
　　(2)熱固性塑料管?
　　玻璃纖維增強樹脂塑料管又稱玻璃鋼管。玻璃鋼管或加砂的玻璃鋼管又分兩種成型方法，即離心澆鑄成型法(Hobas法)及玻璃纖維纏繞法(Veroc法)，玻璃鋼管在大口徑工業用水管道上、排污管道及源水管道上有較大的適用前景。

3.建議常用的管材

3.1大口徑鋼管
　　鋼管通常選用Q235B(A3)鎮靜鋼鋼板制作，它的強度高，管材及管件易加工，管廠建設周期短，特別是地形復雜的地段，一般采用鋼管。但鋼管的剛度小，易變形，襯里及外防腐要求嚴，必要時需作陰極保護，施工過程中組合焊接工作量大。近些年在廣州、成都等地推行承插管節，坑下搭接焊作業，從而敷管效率高，坑下焊接環境得到改善。鋼管制成承口的方法有二：一是加焊承口短管；二是鋼管端口脹擴。前者增大焊接量；后者存在脹擴根部內應力集中的問題，若鋼管壁厚值選用較保守尚可，否則是有隱患的。另承插管節增大了鋼材的用量，增大了造價，因此此種方法建議用在快速搶工的地段較妥。在地下水位較高時，也有將承插鋼管的承口設計成膠圈柔性的接口，克服這一困難，但鋼管的剛度小，承插口的圓度難以保證，建議按預應力鋼筒混凝土管承、插口鋼環的方式處理較好。?
　　(1)鋼管規格
　　鋼管的規格有兩種表示方式，通常是以鋼管的外徑表示，如《普通流體輸送管道用螺旋縫埋孤焊鋼管》(SY/T 5037-92)中所列中、大口徑鋼管公稱外徑的規格，是以英制規格的變化轉換成公制的，比如dn96″相當于dn2438mm；另一種以公稱通徑表示，公稱通徑通常與鋼管實際內徑一致，也有與鋼管內襯后的實際內徑一致，這樣有利于和水泥壓力管、球鐵管連接時內徑趨于相同，如表1。這方面還有待多方面商討，比如查找鋼管水力計算表上的數值，也是按公稱通徑計算的，更應注意鋼制法蘭盤內孔尺寸的銜接。個人認為以鋼管外徑的系列表示法仍隱含著英制表示的規則，倘若能將公稱通徑與鋼管實際內徑一致，以公稱通徑表示鋼管的規格，在水力計算、各管材的互配以及貫徹我國度量衡的體系上都是有利的。

表1 公稱通徑 200 250 300 350 400 450 500 600 700 800 900 1000 1200～2000 公稱外徑系列1 219.1 273 323.9 355.6 406.4 457 508 610 711 813 914 1016 1220～2020 公稱外徑系列2 219 273 325 377 426 480 530 630 720 820 920 1020 1220～2020

　　注：1.單位mm。

　　鋼管壁厚是鋼管規格的第二個重要參數，對于工程量較大的鋼制管道，應根據內壓力、覆土深度、內襯里材質、外防腐材質等因素計算確定，在工程量零星的中、大口徑鋼管亦可參考表2選用。

表2

公稱通徑 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 參考壁厚 6～10 6～10 8～10 10～12 10～12 12～14 14～16 16～18 16～20 16～20

　　注：單位mm。

　　(2)制管工藝?
　　大口徑鋼管有兩種成形工藝，即直縫焊管與螺旋焊管。直縫焊管的工藝流程：?
　　剪板—刨坡口—鋼板翻面—壓兩頭園弧—卷管(含點焊)—焊內外直縫(自動焊)—管段對接(含點焊)—焊環形口(自動焊)。?
　　螺旋焊管的制造標準選用SY/T5037-92《普通流體輸送用螺旋縫埋弧焊鋼管》，制作過程分三個階段，即條形鋼帶制作，螺旋成形及內焊，螺旋管外焊及管段定長的切割。
　　直縫焊管的焊縫長度較短，可多臺焊機流水作業，是通常使用的鋼管成形工藝；螺旋焊管需專用設備，焊管效率高，管材長度可任意選定，螺旋焊管剛度較好，可連續超聲波探傷提高焊接質量，鋼材損耗小。
　　(3)鋼管制作質量的主要要求?
　　鋼管焊接符合現行的《給水排水管道工程施工及驗收規范》（GB50268-97）、《工業金屬管道工程施工及驗收規范》(GB50235-97)及《現場設備、工業管道焊接工程施工及驗收規范》(GB 50236-98)的規定。?
　　通常供水鋼管焊接質量屬Ⅲ級要求，焊縫抽檢探傷數量，在工廠為5％，在現場為10％。?實際檢驗時可任選一種方式，但當選用超聲波探傷時，應對超聲波探傷部位作X射線探傷復檢，復檢長度為規定探傷數量的20％。鋼管出廠前還有時逐根作水壓試驗，試壓值為管線試驗壓力的1.25倍。直縫焊管焊縫外觀應符合相應要求外，管節幾何尺寸允許偏差，應符合表3規定。

表3

　　項目
　　允許偏差（mm）
　　周長 　　D≤600 　　±2.0 　　D>600 　　±0.0035d 　　橢圓度

管端0.005D;其他部位0.01D 　　端面垂直度

0.001D,且不大于1.5

　　注：1、D為管內徑(mm)；
　　　 2、橢圓度為同端管口相應垂直的最大直徑與最小直徑之差，除以D。

　　管節拼裝時，縱向焊縫錯開300mm，管徑小于600mm時，間距也應大于100mm。?
　　(4)鋼管內襯質量的主要要求
　　(4.1)管內腐蝕、結垢的機理
　　水廠出水含有某些無機物及微生物，水在管網內流動時，有些水中化合物會分解，水和管內壁的材質亦會發生化學作用，水中殘存的細菌還可再繁殖，加之管網受到外來的二次污染，管網水質發生變化，引起諸多問題。
　　水在管網流動的過程中，往往形成管內腐蝕、沉淀及結垢的情況，結垢層的厚度和管道材質、內襯狀況、管道輸配水的年數（管齡）有關，隨著時間的延續，管道有效截面積的縮小，直接影響管道的輸配水能力。這些結垢層又是細菌孳生的場所，形成“生物膜”，國內學者稱“生長環”，直接威脅著飲用水的安全。形成管內結垢層的原因，歸納起來有以下五個方面。
　　A.水對金屬管道內壁腐蝕形成的結垢
　　對金屬管道而言，輸送的水就是一種電解液，水的pH影響著管道的腐蝕速度，水中的溶解氧及二氧化碳的存在，是管道腐蝕的重要因素。
　　因電化學反應，對于偏堿性水，且無侵蝕性二氧化碳時，首先生成的是氫氧化亞鐵，然后被水中溶解氧氧化，生成氫氧化鐵，形成鈍化保護膜，使管壁的腐蝕速度減慢。否則，在生成氫氧化亞鐵后，與二氧化碳作用生成重碳酸亞鐵，它具有可溶性而流失于水中，被水中溶解氧氧化，生成氫氧化鐵，出現紅水，其中部分脫水形成鐵銹Fe₂O₃·nH₂O。它質地疏松，不能起保護作用，以上反應繼續進行，鐵銹不斷沉積于管內表面形成銹垢。
　　在與水接觸的管內表面，有一層似乎不流動的薄水層，流速增大，該水層減薄，通過該水層水流中的氧的擴散、補給容易，故促進銹蝕；當管內流速再加快，氧的補給量增多，鐵管表面由于氧過剩，趨于鈍態化，反使腐蝕減小；若流速繼續增大，劇烈紊流將導致發生氣蝕，因機械作用使鐵管表面產生空隙腐蝕。
　　配水管網末端的小口徑管道，管內流速較小，甚至有時不流動，水中的氧氣難以補充，銹蝕較嚴重。相反，輸水干管通常流速大，氧不斷由水帶入，管內壁趨于鈍態，腐蝕速度放慢。就是發生腐蝕，也往往因過大速度使銹垢剝離，故發生銹瘤的機會減少。
　　由于腐蝕的生成物能溶于酸性介質中，而不易溶解于堿性介質中。因此pH偏低的酸性水能促進腐蝕作用，而pH偏高能阻止或完全停止腐蝕作用。
　　B.水中碳酸鈣（鎂）沉淀形成的水垢
　　在所有的天然水中幾乎都含有鈣鎂離子，并且水中的重碳酸根離子分解出二氧化碳和碳酸根離子，這些鈣鎂離子和碳酸根離子化合成碳酸鈣（鎂），難溶于水而變為沉渣。
　　C.水中含鐵量過高所引起的問題
　　作為給水的水源一般含有鐵鹽，當鐵的含量過大時容易在管網中形成大量沉淀。水中的鐵常以重碳酸鐵、碳酸鐵等形式存在，以重碳酸鐵的形式存在時最不穩定，分解出二氧化碳，而生成的碳酸鐵經水解成氫氧化亞鐵。這種氫氧化亞鐵經水中溶解氧的作用，轉為絮狀沉淀的氫氧化鐵。它主要沉淀在管內底部，當管內水流速度較大時，上述沉淀就難以形成；反之，當管內水流速度較小時，就促進管內沉淀物的形成。
　　D.管道內的生物性堵塞
　　鐵細菌是一種特殊化的營養菌類，它依靠鐵鹽的氧化，以及在有機物含量極少的清潔水中，利用細菌本身生存過程中所產生的能而生存。這樣，鐵細菌附著在管內壁上后，在生存過程中能吸收亞鐵鹽和排出氫氧化鐵，因而形成凸起物。由于鐵細菌在生存期間能排出超過其本身體積499倍的氫氧化鐵，所以有時能使水管過水截面嚴重的堵塞，并且這些凸起物是沿著管內壁四周生成的，不僅是管底面而已。大量的亞鐵離子儲存在鐵細菌，而在細菌表面生成了氧化后的產物（三價鐵的氫氧化合物），為棕色粘泥。
　　硫酸鹽還原菌是一種腐蝕性很強的厭氣細菌，它常存在于管內壁上，在沒有氧的條件下，在金屬管道電化學腐蝕過程中主要在陰極起極化劑的作用，能把硫酸鹽還原成硫化合物，這樣就加快了管道的腐蝕結垢速度。據報道，在鐵硫菌參與下的腐蝕速度會增大300～500倍。
　　任何一種細菌對pH都有一定的適應性，通常細菌在中性和偏堿性介質中生長最好。鐵細菌和硫酸鹽還原菌亦是如此，當pH在8.0時，它們的生長就受到抑制，pH在8.4以上時基本不生長，試驗表明pH在5.96～7.89范圍內鐵細菌生長；pH在5.96～8.35范圍內硫酸鹽還原菌生長。
　　E.水中懸浮物的沉淀
　　水中懸浮物的沉淀是形成沉渣的最簡單過程，盡管多數給水管道所輸送的水中懸浮物含量很少，可仍然有沉淀物形成。當深夜用水極少時，配水管道水流速度極小，乃至停流，為水中微粒自然沉降創造了條件。特別是直接向管網輸送的井水，往往把井周圍粉砂、細砂隨水流帶入管內，由于生物的集聚粘附性能，使這些懸浮無機物很容易在管道內沉淀。然而當出廠水濁度長期保持在≤0.5NTU時，這樣的沉淀應該是微弱的。
　　以上五種情況引起的管內沉淀與結垢，因形成的條件和時間的差異，可分為堅硬性結垢和松軟性沉淀。形成堅硬性結垢主要是因為金屬管道自身的腐蝕和生物性結垢，它為金屬管道所獨有。松軟性沉淀主要是水中的懸浮鐵質及碳酸鹽的沉淀，它在金屬管道或非金屬管道內都可能存在。
　　(4.2)管道內襯材料的要求
　　要求管道內襯材料不會對水質造成壞的影響，有優越的防腐蝕性能，附著力強，長時間通水也不會使附著力下降，內襯層不易受到損傷，即使局部受損，也不會因此引起周圍內襯層的劣化…。
　　(4.3)鋼管內襯材料
　　鋼管內襯材料有水泥砂漿或環氧樹脂等。?
　　A.水泥砂漿內襯的質量要求?
　　水泥砂漿襯層應該符合GB/T17457-1998(等效采用ISO4179：1985)標準的要求。
　　(A)具體襯層厚度要求見表4。

表4

序號

公稱通徑(mm)

DN(mm)

內襯厚度(mm)

備注 公稱厚度 最小平均厚度 某一點最小厚度 1 40～300 3.0 2.5 1.5 2 350～600 5.0 4.5 2.5 3 700～1200 6.0 5.5 3.0 4 1400～2000 9.0 8.0 4.0 5 2200～2600 12.0 10.0 5.0

　　(B)襯層用的水泥應符合GB/T 175。
　　(C)襯層選用的砂子，按GB/T 14684取樣篩分應滿足以下要求：
　　a.細砂(通過尺寸為0.125mm的篩孔)的質量分數≯10％；
　　b.含有最大直徑等于襯層厚度1/3的砂粒的質量分數應≮50％；
　　c.最粗砂(≯襯層厚度1/2的砂粒)的質量分數應≯5％；
　　d.砂中有機雜質及含泥土的質量分數應≯2％。
　　(D)砂漿中，水泥與砂子的質量比為≤3.5；砂漿中可摻用對襯層及輸水水質無害的添加劑。
　　(E)襯層的金屬表面應先除掉浮銹及附著物，無需拋丸除銹，表面金屬凸瘤應≯50％。
　　(F)襯層采用離心法澆注，襯層表面應無空穴或明顯的氣泡，離心的時間及轉速調控應使砂子的粒度從管壁至表面按由粗至細的規律分布。
　　(G)襯層可采用蒸養、常溫養護或相結合的方式養護，養護期間應采取措施確保砂漿中水分緩慢蒸發，水泥砂漿內襯在養生28天后的抗壓強度≮50MPa。
　　(H)襯層表面的局部缺陷可以修補，為了與未損傷部位的粘著良好，砂漿可加添加劑；襯層的結構與離心工藝有關，襯層表面形成的細砂與水泥薄層宜占襯層厚度的1/4，襯層表面的干縮裂縫是常見的問題，裂縫允許寬度≯0.8mm。
　　(I)為了襯層表面的光潔度，帶水離心砂磨的措施應慎重，不要導致襯層中的砂子離析事故。
　　(J)襯層的砂漿強度達標后，亦可在預熱的條件下噴涂一層不飽和聚酯樹脂或衛生級環氧涂層，厚度≮0.2mm，從而提高襯層的抗滲性及表面光潔度。但應通過檢驗，確保涂層長期附著的可靠性。
　　B.環氧樹脂內噴襯的質量要求
　　 內噴襯用環氧樹脂的材質及作業要求，由于目前國家還沒有相應標準，而是參考石油天燃氣行業標準‘SY/T4057--93’以及實踐的體會，提出以下要求：
　　(A)鋼管內壁噴砂等方式除銹達到GB/T8923的Sa2.5級標準的要求，使管壁呈現金屬本色；
　　(B)作內噴涂的液體環氧樹脂應具有衛生部的衛生許可證，且施工過程中對人體無害；?
　　(C)襯層總厚度≥400μm（通常噴涂五道，第一道底漆在噴砂除銹后一小時內完成，待表干后噴下一道）；
　　(D)涂層附著力達1～2級（試驗方法GB1720）；
　　(E)表面硬度，用2H鉛筆試劃無劃痕（試驗方法GB6739）；
　　(F)柔韌性1.0mm（試驗方法GB1731）；?
　　(G)耐沖擊性能≥4.9（試驗方法GB1732）；
　　(H)粘度≥0.2Pa.s（試驗方法GB1723）；
　　(I)細度≤80μm（試驗方法GB1724）；
　　(J)表干時間≤4h，實干時間≤24h（試驗方法GB1728）；
　　(K)甲組份固體含量≥70％，乙組份固體含量≥80％（試驗方法GB1725）；
　　(L)分別在10％NaOH、30％H2SO4、10％NaCl中耐化學試劑性180d合格（試驗方法GB1763）；
　　(M)耐鹽霧性500h試驗達一級（試驗方法GB1771）；
　　(N)耐污水性100ºC 90d 合格（試驗方法GB1733乙法）；
　　(O)涂襯后應抽檢涂層厚度、孔隙、氣泡 ，機械損傷等，對發現的缺陷及時修補。
　　（5）鋼管外防腐的質量要求?
　　(5.1)土壤對管材的腐蝕
　　金屬是以氧化物或硫化物等礦石的穩定狀態存在于自然界，從礦石里用人為的還原方式提煉出的金屬，在有水和空氣的環境中，就會氧化而失去金屬的特性，這是一種腐蝕現象。
　　引起金屬腐蝕的主要原因是化學腐蝕和電化學腐蝕。化學腐蝕是由于金屬和周圍介質接觸發生化學作用而引起金屬被溶解的過程，化學腐蝕對鋼管壁厚度是均勻地減薄，因此它的危險性較小；電化學腐蝕是指金屬和電解質組成原電池所發生的氧化還原過程，埋于土壤中的金屬管道腐蝕是土壤腐蝕，土壤腐蝕基本上屬于電化學腐蝕，因為土壤含有水分，少量的酸、堿或其它鹽類，是一種復雜的電解質，使金屬管道與土壤之間構成各種類型的腐蝕電池。
　　地下雜散電流對管道的腐蝕作用，是一種由外因引起的電化學腐蝕之特殊情況。土壤中某些細菌的活動和金屬管道的腐蝕有一定關系，它主要是通過某些細菌的侵蝕活動引起或加速電化學腐蝕的過程。
　　鋼管受到電化學腐蝕時，通常發生穿孔；球鐵管、灰口鑄鐵管受到腐蝕后，最終管壁成分只剩下石墨、硅酸鹽和氧化物，鐵管雖保持著外形，只需較小外力就可擊散，這種現象稱為“石墨化現象”；對于鋼筋混凝土管只要土壤電阻率小于30Ω·m及土壤pH＜7時，砂漿或混凝土會受酸性地下水的侵蝕，砂漿或混凝土中的堿性消失，鋼筋腐蝕，最終導致管道爆破，它的腐蝕機理仍屬于電化學腐蝕的概念。
　　由于金屬的腐蝕屬于電化學反應，腐蝕的速度與其周圍環境的電阻系數關系非常密切。土壤的電阻與腐蝕性的關系見表5。

表5 腐蝕性程度 強 中 弱 非 土壤電阻率Ω·m <20 20～50 50～100 >100

　　(5.2)防止管道腐蝕的措施
　　防止管道腐蝕的措施除選用耐腐蝕的管材外，管道外壁的防腐方法歸納為覆蓋式防腐蝕法及電化學防腐蝕法。
　　A.覆蓋式防腐蝕法
　　覆蓋式防腐蝕法是在金屬管道外表面采用防腐絕緣層，使埋地金屬管道與土壤間的過渡電阻增大，阻止電流流入或流出管道，就可防止電化學腐蝕的發生。管道的防腐層通常應滿足以下要求：
　　·防腐層與金屬管道粘結性好，保持連續完整；
　　·防腐層的電絕緣性能好，對擊穿電壓有足夠的耐壓強度和有足夠的電阻值；
　　·防腐層具有良好的防水性和化學穩定性；
　　·防腐層能防止微生物的侵蝕，有足夠的機械強度、韌性及塑性；
　　·材料來源充足，價格合適、便于機械化施工，若防腐層破損易于修補。
　　在鋼管的外防腐方法上，過去常用的石油瀝青法，雖造價較低，但操作較繁，熔化瀝青容易引起火情，且土中微生物要破壞石油瀝青層；聚乙烯粘膠帶雖產品質量不斷改進，完成外防腐的鋼管日曬雨淋數月，常存在分層問題。以下介紹兩種目前較常用的方法：
　　(A)環氧瀝青防腐
　　參考石油部部標準‘SYT28’及實踐體會，提出以下要求：
　　a.鋼管表面除銹應達到GB8923的Sa2.5級標準，呈現金屬本色，無可見的油脂、污垢、鐵銹等附著物；?
　　b.防腐材料應耐酸、耐堿、耐微生物侵蝕，涂有防腐材料的鋼板在10％鹽酸及10％苛性鈉溶液中，分別浸泡90d；在30％硫酸溶液中浸泡7d，防腐層外觀無變化；
　　c.剪切粘結強度≥4MPa；抗沖擊強度1.2J；工頻擊穿強度≥20kv/mm²；體積電阻率≥1×1012Ω.cm；陰極剝離≥3級；吸水率≤0.4%；耐好氣性微生物侵蝕≥2級；
　　d.防腐層應在24h內固化，厚度均勻、密實、不翹、不皺、不空鼓、不漏色，不粘手，外觀完整；?
　　e.防腐層固化后，用小刀劃開舌形切口，無法使涂層分層剝落，底漆與金屬表面粘結良好；
　　f.防腐層表面硬度好，耐磨性好，鋼絲繩懸吊不產生0.1mm的痕跡；
　　g.防腐涂層固化后及三個月后，絕緣性能均良好，要求電火花儀檢測的擊穿電壓達10000v，最低不小于6000v，且每m²面積上只允許二處6000v以上針孔擊穿，擊穿方位亦應修補；
　　h.操作方便，對人體及環境無害；
　　i.采用環氧煤瀝青防腐蝕涂料時，底漆應在噴砂除銹后一小時內完成，以五油二布、總厚度≥600μm，可符合以上要求。曾經將采用該法作dn2438mm鋼管防腐處理后，放在露天近一年，防腐層仍完好，電火花檢測符合上述要求。
　　(B)三層聚乙烯防腐
　　近幾年推出的三層聚乙烯防腐工廠化作業法，在防腐質量上有了較大的改善，且造價提高僅20～30%，是當前值得關注的防腐工藝，它的工藝流程如圖1。

　　圖1

　　(C)鋼管管節的防腐層在兩端應預留200mm不作，以便現場組焊需要，但為了提高現場組焊后的防腐質量，工廠作防腐的同時端口刷涂可焊漆是必要的。
　　B.電化學防腐蝕法
　　金屬管道作覆蓋式防腐處理是必要的，但在強腐蝕性土壤中埋設金屬管道，上述處理又是不完備的，通常還需采取電化學防腐措施。
　　電化學防腐措施包括排流法和陰極保護法，在大型變電站或整流站附迎有采取排流法的措施保護管道，但在多個變電站綜合影響的管網，使這種措施復雜化，在國內還不清楚有無應用。
　　陰極保護法是從外部給一部分直流電源，由于陰極電流的作用，將金屬管道表面不均勻的電位消除，從而不再產生腐蝕電流，達到保護金屬管道不受腐蝕的目的。從金屬管道流入土壤的電流為腐蝕電流，從外部流向金屬管道的電流為防腐蝕電流，陰極保護法包括犧牲陽極法和外加電流法。
　　犧牲陽極法是用被保護金屬電位更低的金屬材料做陽極，和被保護的金屬管道連在一起，利用多種金屬之間固有的電位差，產生防腐蝕電流的一種防腐蝕法，陽極隨著流出的電流而逐漸消耗，故為犧牲陽極法。當土壤電阻率高的地區釆用鋅合金陽極，否則用鎂合金陽極。
　　外加電流法是通過外部的直流電源裝置，把必要的防腐電流通過地下水或埋設在水中的電極，流入金屬管道的一種方法。
　　陰極保護措施有犧牲陽極法及外加電流法，應根據具體情況選用與設計計算。(略)通常，外加電流法增大管道綜合造價僅1％，但存在長期運行管理費用；犧牲陽極法增大管道綜合造價達2％。在城市供水管網中，防止對其它管線的影響，一般采用犧牲陽極的陰極保護法。
3.2薄壁不銹鋼管?
　　(1)薄壁不銹鋼水管簡介
　　不銹鋼是在碳鋼中加入一定量(不小于12.5％)的鉻而形成的一類鐵合金，當不銹鋼接觸空氣或水時，其表面會立即形成一層薄而粘著的保護性鉻氧化物鈍化膜，它使不銹鋼具有優異的耐腐蝕性，這層膜如果被劃傷可自行修復，飲用水中有足夠的氧氣來促進這一修復和保護過程。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，容易成形和焊接。還可添加鉬，進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、雙相等各種不銹鋼，它們有各不相同的耐蝕性和機械性能。
　　不銹鋼自20世紀60年代中期以來，開始應用于國外的飲用水工業，如今在經濟發達國家，不銹鋼在建筑給水、水處理系統的應用非常普遍。英國、德國、美國、日本、新加坡和馬來西亞都有不銹鋼水管的標準，還有ISO標準。甚至在美國、瑞典、新加坡、英國…，在近期城市管網改造中將不銹鋼管替換其它管材，包括球墨鑄鐵管。1982年日本開發了不銹鋼波紋水管，管道用手就可容易地彎曲成任意角度，減少管接頭數量，節約了安裝時間和成本。
　　國內薄壁不銹鋼水管是20世紀90年代末才問世的新型管材，我國于2000年制定了《流體輸送不銹鋼焊接鋼管》國家標準(GB/T12771-2000)，建設部于2001年12月發布了《薄壁不銹鋼水管》行業標準(CJT151-2001)。相關的管道工程技術規程即將出臺，建筑冷熱水用的不銹鋼管道安裝標準圖集已經完成編制。目前江蘇、浙江、四川、北京、上海、廣東等省市都有了專業廠家生產薄壁不銹鋼水管，分別自主開發了各種連接技術和管件，產品已日趨成熟。在城市供水行業中推廣應用的時機亦已到來。
　　(2)薄壁不銹鋼水管的特性
　　(2.1)薄壁不銹鋼水管的耐腐蝕性強
　　A.薄壁不銹鋼水管的耐腐蝕性強，從而不需要留腐蝕余量，推用薄壁管材，減輕重量，節省材料和能耗；
　　B.能夠適應各種質量水的輸配，如直飲水、自來水、海水、污水…；
　　C.無腐蝕和滲出物，無異味或渾濁問題，易保持輸送水的水質不出現“紅水”、“綠水”的困擾；
　　D.能承受高達30m/s的高水流速的沖蝕，用于高水頭電站的導流管道上，管口末端流速達60m/s以上，仍有100年以上的使用壽命；
　　E.光滑的不銹鋼管的水力曲線近似于直線關系，在流速10m/s以下時，可忽略紊流關系，低流速時水頭損失僅為碳鋼管的2/5，從而節省輸配水的能耗；
　　F.明管敷設，外表美觀，一般不必要涂層保護，埋地管往往罩上一層交聯聚乙烯松套或使用犧牲陽極的涂層。
　　(2.2)薄壁不銹鋼管優良的力學和物理性能
　　不銹鋼管強度高，有良好的延展性和韌性，低溫不變脆；對沖撞能有很強的吸收能力，抗震和抗沖擊性能強；優良的耐磨損和耐疲勞特性；優良的防火和防熱輻射性能，有較好的高溫強度；熱傳導率低，熱脹冷縮緩慢…。因此不銹鋼管具有：
　　A.安全可靠，能很好地經受振動沖擊、水錘、熱脹冷縮，不易漏水與爆裂；
　　B.管材加工容易，易切割、成形和焊接，有多種連接方式可供選擇；
　　C保溫性能較好，適應熱水輸送。
　　(2.3)綜合優勢
　　A.使用壽命長，在周期性震動條件下，實測腐蝕試驗數據表明，不銹鋼管使用壽命達100年；
　　B.壽命周期成本低，幾乎不需要維護，減少管材更換費用，運行費用低，經濟性顯著；
　　C.綜合使用成本低；
　　D.顯著降低水的滲漏，使水資源得到有效的保護和利用。
　　(2.4)不銹鋼管是綠色環保管材
　　不銹鋼管是綠色環保管材，安全無毒(倘若不銹鋼材質達不到牌號的要求，重金屬會游離到水中的，影響水質)，可100％的回收再利用，且有很大經濟價值，有利于可持續發展。
　　(3)薄壁不銹鋼水管行業標準的主要規定
　　按照建設部發布的《薄壁不銹鋼水管》行業標準(CJT151-2001)，規定了最大工作壓力為1.6MPa；規定了公稱通徑范圍在DN10mm～DN150mm之間；規定了管材外徑的允許偏差類同于ISO1127-1992標準；工藝性能按GB/T122771-2000國家標準，作擴口試驗、壓扁試驗、彎曲試驗的要求；規定了相關的衛生要求。
　　(3.1)管材的化學成分
　　按照行業標準，對于供水管材，實際上選用三類主要鋼種牌號304、316和316L奧氏體不銹鋼。其主要成分含量比例如表6：
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 表6 鋼種牌號 碳(C) 鉻(Cr) 鎳(Ni) 鉬(Mo) 0Cr18Ni9(304) ≤0.07 17.0-19.0 8.0-11.0 0Cr17Ni12Mo2(316) ≤0.08 16.0-18.0 10.0-14.0 2.0-3.0 00Cr17Ni14Mo2(316L) ≤0.03 16.0-18.0 12.0-15.0 2.0-3.0

　　另外，Si≤1.00、Mn≤2.0、P≤0.035、S≤0.03。
　　(3.2)管材的力學性能
　　鋼種牌號304、316和316L奧氏體不銹鋼，其主要力學性能如表7。

表7

鋼種牌號 抗拉強度(MPa) 伸長率(％) 0Cr18Ni9(304) ≥520 ≥35 0Cr17Ni12Mo2(316) ≥520 ≥35 00Cr17Ni14Mo2(316L) ≥480 ≥35

　　(3.3)管材的物理性能
　　鋼種牌號304、316和316L奧氏體不銹鋼，其主要物理性能如表8。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 表8 比重 　(g/cm³) 平均熱膨脹系數(10­6/°C) (0-100°C) 熱導率(W/m°C)
(100°C) 比熱容
(J/kg°C)
(0-100°C) 電阻率
(Ωmm²/m) 楊氏模量(KN/mm²) 磁性 7.9-8.0 16 15 500 0.72 200 無

　　(3.4)管材的幾何尺寸
　　薄壁不銹鋼水管的基本尺寸，如表9規定。
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 表9 公稱通徑
(DN) 管材外徑(Dw) 外徑允許偏差 管材壁厚(S) 卡壓式管件壁厚
(S′) 10 10 ±0.10 0.6 0.8 12 15 14 16 20 20 1.0 22 25 25.4 0.8 28 32 35 ±0.12 1.0 1.2 38 40 40 42 ±0.15 50 50.8 54 ±0.18 1.2 65 67 ±0.20 1.5 70 80 76.1 ±0.23 1.5 2.0 88.9 ±0.25 100 102 ±0.4%Dw 108 125 133 2.0 150 159 3.0

　　注：1.單位-mm；
　　2.壁厚允許偏差為規定壁厚的±10％。
　　(3.5)原材料及制造方法
　　A.水管的原材料為不銹鋼冷(熱)軋鋼帶，其要求應符合GB/T4239和YB/T5059的規定；
　　B.在制管設備上，不銹鋼帶用自動氬弧焊接或等離子焊接制成，焊后不進行熱處理。
　　(3.6)管材的工藝性能要作以下檢驗
　　A.壓扁性能
　　水管壓扁至外徑的1/3時，不存在裂紋和破損。
　　B.擴口性能
　　當DN≤50mm時，用60°的園錐擴口達25％，擴口的管壁不出現裂紋和破損。
　　C.彎曲性能
　　當DN≤25mm時，彎曲半徑為管外徑的4倍，彎曲角度達90°時管壁不出現裂紋和皺紋。
　　D.水壓檢驗
　　在承受2.45MPa試驗水壓下，持續10s，水管無滲漏和永久變形為合格。
　　E.衛生要求
　　管材浸泡水后的衛生檢測應符合GB/T 17219的規定。
　　(3.7)水管檢驗規則
　　A.水管出廠前，應逐根進行外觀檢驗、尺寸檢驗、水壓檢驗；
　　B.每批(DN≤25mm為400根；DN≮25mm為200根)任抽2根作抗拉強度和延伸率檢驗，若不合格抽2倍試樣復驗，若再不合格，則該批水管不得出廠；
　　C.水管型式檢驗時，應作化學成分、力學性能、外觀檢驗、尺寸檢驗、壓扁性能、擴口性能、彎曲性能、水壓檢驗、衛生檢驗等項。型式檢驗通常在工廠首次制造或產品轉產時的定型鑒定；產品原料、制造工藝等重大改變時；產品停產半年后，恢復生產時；出廠檢驗結果與上次型式檢驗有較大差異時進行。
　　每批任抽2根作型式檢驗，若不合格抽2倍試樣復驗，若再不合格，則該批水管型式檢驗不合格。
　　(3.8)產品標記
　　產品標記由產品代號(SG)、管材外徑×壁厚、材料牌號和制造標準號組成。
　　(4)管材的連接方式
　　(4.1)焊接式連接
　　不銹鋼管的配管之間及配管與管件之間的焊接式連接，通常采用自動氬弧焊接或等離子焊接，焊接分對接焊與承插搭接焊兩類，對接焊方式適用于DN150～200mm的范圍；承插搭接焊方式適用于DN15～100mm的范圍。
　　(4.2)螺紋接口
　　薄壁不銹鋼管的配管兩端嚙入螺紋后，使配管兩端具有內、外螺紋，從而配管之間可直接扣接，節省過渡的連接配件。
　　三通、彎頭的配件類同鍍鋅鋼管的配件形式，可采用鑄造不銹鋼配件，也可用薄壁不銹鋼管焊接、彎曲成型后嚙入螺紋。
　　在安裝現場裁截管段，用專用機具嚙入螺紋，安裝時只需在螺紋處纏繞上生料帶，用手直接旋緊即可，安裝簡便、快捷、施工費用低。
　　(4.3)錐螺紋連接
　　螺套(外螺紋)與配管作環向焊接，用管件將配管以錐螺紋連接，完成配管間連接的方式。適用于DN65～100mm的范圍。
　　(4.4)環壓式接口
　　環壓式接口，是用專門工具，將特種密封圈連同管件與配管，圓周擠壓為一體的一種柔性連接方式。
　　環壓接操作要點：
　　(A)配管下料的端面切斜度≤0.2mm；若端面失圓，應使用專用整形器將管段斷面整形，至可插入管件承口底端為止。
　　(B)選擇好與管件對應的液壓工具，將鉗口與壓塊組裝好即可進行壓接操作。
　　(C)將密封圈套在配管上，將配管插入管件承口底端，沿管件外緣在配管上劃線。
　　(D)將密封圈推入配管、管件的間隙內，鉗頭壓塊在待壓接部位就位且與配管垂直，即可環壓操作。
　　(E)在施壓時，當下壓塊與鉗頭刻度線齊平時，卸壓，將配管與管件相對工具旋轉≥30º，再次加壓直至上、下壓塊無間隙穩壓3s后卸壓，環壓操作完畢。
　　(F)環壓操作后，認真檢查壓接部位四周壓痕均勻，管件與配管結合緊密無間隙。
　　(G)環壓操作的空間尺寸不足時，應改用其它連接方式。如DN15～50mm時，用活接頭連接；如DN≥65mm時，可用法蘭連接或卡箍連接。
　　(4.5)壓縮式連接
　　先把螺母管件套在配管上，再用專用工具將配管脹成一山形臺凸緣，將密封圈放入連接管件的內壁，用手擰螺母，使螺母與連接管件相接，后用扳手擰緊。此種連接方式有防滑脫的功能，亦便于裝拆，適用于DN15～50mm的范圍。
　　(4.6)法蘭式連接
　　法蘭式連接分快接法蘭與活接法蘭兩類。
　　A.快接法蘭式連接
　　快接法蘭式連接是將法蘭與配管作環向焊接，用快夾使法蘭間的密封墊壓縮后，起到密封作用，從而完成配管間連接的方式，適用于DN15～100mm管道的常拆部位。
　　B.活法蘭連接
　　榫槽型法蘭與配管(或配件)作環向焊接，用緊固件通過活套法蘭、榫槽法蘭和密封圈起到密封作用，完成配管間連接的方式。適用于DN150～200mm的范圍。
　　(5)管件材質
　　薄壁不銹鋼管的管件有鑄造管件及焊接擠壓管件。
　　若是管道埋于墻壁內，通常用對接焊連接，局部用法蘭連接。輸送熱水的管道，外套保溫膠管。薄壁不銹鋼管的管件制造有鑄造成型及焊接沖壓成型等工藝，以后者的質量較穩定，且美觀。
　　近幾年國內已有一些企業可制造各種規格的管材、管件及閥門、水嘴等已形成“白鋼系列”產品，它在小口徑管材中將是競爭力很強的品種。
　　3.3球墨鑄鐵管?
　　3.3.1發展動態
　　鑄鐵管是供水管網中使用量最多的一種管材，離心球墨鑄鐵管自20世紀40年代發明至今近60年歷史。國外從二十世紀六十年代以來就得到迅速的發展，目前世界的鑄管年產量約900～1000萬t，其中球墨鑄鐵管產量約800萬t，并每年以3％的速度遞增。
　　（1）國外生產概況?
　　國外工業發達國家從六十年代開始逐漸淘汰了普通灰口鑄鐵管，普遍采用了球墨鑄鐵管，法國莫松橋公司、日本久保田公司為世界上規模較大，技術先進的球管生產廠家。
　　目前國外球墨鑄鐵管鑄造技術發展方面，主要是采用的水冷金屬型離心鑄管技術；對大口徑管用熱膜法或樹脂砂襯離心鑄造技術。
　　（2）國內生產概況?
　　我國據不完全統計，原有鑄鐵管生產廠家達200多家，絕大多數廠家是用連續鑄造工藝。1985年開始從德國、美國等引進了水冷金屬型離心鑄管技術及設備；國內也自行研制開發了水冷金屬型、熱模法及樹脂砂襯離心球管工藝生產線。近10多年來，我國鑄鐵管廠家進行技術改造，在技改過程中將材質已由灰鑄鐵轉向球墨鑄鐵，鑄造方法由連續鑄造轉向離心鑄造，也有不少連鑄管廠趨向淘汰。生產球鐵管的廠家已發展到20余家，110多臺離心機，口徑DN100～3000mm，總生產能力已達300萬t。年產量已由1990年的不足10萬t迅速增加到2003年的近190.2萬t，年增長率平均為35～40%，占全部鑄鐵管產量的70%左右。2003年離心球墨鑄鐵管和球鐵管件的出口量已達30萬t，使我國球墨鑄鐵管鑄造技術，已趕上及達到國際較好水平。
　　于1992年10月頒布實施了“離心鑄造球墨鑄鐵管（GB/T13295-91）國家標準”；“球墨鑄鐵管件（GB/T13294-91）國家標準”；2003年國標進行了修訂，于2003年8月1日開始實施“水及燃氣管道用球墨鑄鐵管、管件和附件”(GB/T 13295-2003)，代替原管材、管件標準，相當于國際標準ISO2531：1998(E)。
　　標準按管的公稱通徑可分為DN40、50、60、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1400、1500、1600、1800、2000、2200、2400及2600共30種；
　　按管的接口型式可分為滑入式(T型)、機械式(K型、NⅡ型、SⅡ型)和法蘭式三類接口形式；
　　管材的壁厚級別分K9、K10、K11、K12四個級別，不同級別管材，管壁厚度不一，承水壓能力不一，凡購管合同中不注明要求的均按K9級供貨(國標未闡明管件是否類同管材的級別，按1991年的原標準，管件均按K12級別供貨，這么就存在管材、管件實際內徑不一致的問題，實質上消失模工藝鑄造的管件壁薄，無須按K12鑄造)；
　　管材、管件的標準壁厚按公稱通徑DN的函數關系來計算，其計算式如下：
　　e=K(0.5+0.001DN)　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 (1)
　　式中：
　　e---標準壁厚(mm)；
　　DN—公稱通徑(mm)；
　　K—壁厚級別系數，取…9、10、11、12…。
　　國標規定K12級別球鐵管內徑的標準值，含水泥砂漿公稱襯層厚度后，相當于公稱通徑DN值；換言之，其他級別管材內徑標準值應大于公稱通徑DN值。
　　各種級別、各種規格的管材及管件揷口端外徑的正偏差均為+1mm，負偏差與規格、型式有關。
　　管材、管件插口不圓度為：DN40～200mm，在插口外徑公差范圍內；DN250～600mm，不超過插口標準外徑的1％；DN600～2600mm，不超過插口標準外徑的2％。否則應組裝前重新校圓。
　　管材、管件標準壁厚允許偏差如表10。

表10 鑄造類型 管壁厚(mm) 　　允許偏差(mm) 　　離心 6 　　-1.3 >6 　　-(1.3+0.001DN) 　　非離心和管件 7 　　-2.3 >7 　　-(2.3+0.001DN)

　　注：僅給出負偏差以保證對內壓力的足夠抗力。
　　3.3.2球墨鑄鐵管在管網中應用的角色?
　　（1）球墨鑄鐵管是供水管網的主要管材
　　（1.1）城市供水管網的功能需要球墨鑄鐵管
　　A.城市供水管道是輸送飲用水的，必須內襯材料符合衛生要求。
　　球墨鑄鐵管內襯了水泥砂漿，管內輸水符合衛生要求；若輸送水的水質不穩定，則砂漿內表面應刷涂衛生級樹脂保護，從而不比非金屬管材差。
　　B.城市供水管道是輸送有壓力的水，必須管道有承內壓的功能。
　　球墨鑄鐵管可承受內水壓力超過2.0MPa以上，它比非金屬管材強。
　　C.城市供水管道是敷設在道路下面，必須管道有承受土壤靜荷載及地面動荷載的功能。
　　球墨鑄鐵管系延伸率、剛度、抗拉強度均較大的金屬管道，承受土壤靜荷載及地面動荷載的能力通常比其它管材強。當然若覆土過淺、過深時，也應通過結構計算確定相關措施。
　　D.城市供水管道的分支管件規格多、數量大。
　　球墨鑄鐵管的管件規格齊全，能適應新安裝需要，也能適應運行管道上不停水引接分支的需要，它比非金屬管材解決起來方便。
　　E.城市道路下面管線種類多、布置緊湊、立面交錯、更改頻繁，這些都要求管材的適應性強、拆裝方便。
　　球墨鑄鐵管系柔性接口，拆裝方便、承受局部沉陷的能力好，特別在有地下水或管內有少量余水的狀況下維修容易，它比化學管材維修難度小。
　　F.城市道路下面的雨、污水管道容易滲漏，土壤腐蝕性強，要求管道耐腐蝕性好。
　　球墨鑄鐵管通常外表面首先噴涂鋅層，再噴涂瀝青保護，這方面比非金屬管材弱，但比鋼管強。
　　G.在城市道路已按規劃定型的條件下，要求道路下面的管道能長期不維修。
　　球墨鑄鐵管通常有50～100年的使用壽命，比化學管材及鋼管使用壽命長。
　　（1.2）當前城市供水管網組成狀況，預示著球墨鑄鐵管的發展前景
　　A.我國城市供水管網中，鑄鐵管占80％以上，近幾年逐漸淘汰了灰鑄鐵管，大量使用球墨鑄鐵管。
　　B.我國臺北市至1996年敷設3412km管道中，球墨鑄鐵管占84.82％。
　　C.日本東京市城市供水管網中，球墨鑄鐵管約占90％。
　　D.美國近幾年內，年安裝供水管道23萬km，球墨鑄鐵管占47.7％。
　　（2）城市供水管網不一定使用單一管材
　　以上所述，球墨鑄鐵管是城市供水管網的主要管材，在國外DN50～2900mm之間均有球墨鑄鐵管的產品，在國內DN100～2200mm之間也有球墨鑄鐵管的產品，但并不說明城市供水管網要使用單一管材，其理由如下：
　　（2.1）DN≥1400mm及DN≤200mm的球墨鑄鐵管，鑄造難度大、相對價格高。
　　（2.2）大口徑球墨鑄鐵管的管件，鑄造難度大、相對價格高。
　　（2.3）大口徑球墨鑄鐵管管壁簿，承、插口端容易變形，影響管道敷設。
　　綜上所述，在國內各城市供水管網中，球墨鑄鐵管目前宜適用于DN300～1200mm之內。
　　3.3.3推廣球墨鑄鐵管時應注意的幾個問題
　　（1）管材質量控制是關鍵
　　(1.1)球墨鑄鐵管不同于灰鑄鐵管的鑄造，它是鑄管行業的高科技產品，它從原料選擇及每道工序的質量控制都有嚴格的要求。
　　(1.2)球墨鑄鐵的原材料要求含磷≤0.1％、含硫≤0.015％，否則應有脫磷、 脫硫措施。
　　(1.3)熔煉的鑄鐵鐵水，再以電爐提高鐵水溫度達1550℃左右。
　　(1.4)隨之添加鎂、鈣、鈰等堿土金屬或稀土金屬的球化劑，使含在鑄鐵中的石墨組織從片狀變成球狀；
　　(1.5)添加球化劑后的鐵水應以光譜儀快速檢驗鐵水中主要化學元素的含量及金相分析。
　　主要化學元素含量應符合要求（碳3.6～3.75%；硅1.8～2.1%；錳≤0.4%；磷≤0.05%；硫≤0.02%；鎂0.03～0.05%；稀土元素0.01～0.03%）。
　　按GB9441-88標準進行金相檢驗，要求球化等級以二級為主；球化率大于80%；石墨大小為6～7級(在400倍視場下，球徑為1.5～4mm)，石墨球數達600～800個/mm²；滲碳體≤1%；小口徑管鐵素體≥90%，大口徑管為85%左右(球光體控制在8～12%內)。
　　(1.6)上述快速檢驗合格后，則鐵水在10～15min內倒入鋼模中離心鑄造成管坯。
　　(1.7)這種管坯必須熱處理后成可延性的球墨鑄鐵管(DN≤1000mm的離心管材伸長率應≥10％，若壁厚級別超過K12時，伸長率應≥7％；DN1100-2600mm的離心管材伸長率應≥7％；管件、非離心球鐵管伸長率應≥5％)。
　　(1.8)根據國標的要求，這種球墨鑄鐵管的力學性能指標為：抗拉強度≥420MPa；當DN≤1000mm，伸長率≥12％時或DN>1000mm，伸長率≥10％時，允許屈服強度270MPa，否則屈服強度≥300MPa；布氏硬度≤230HB(管件、非離心球鐵管的布氏硬度≤250HB)。
　　(1.9)由于材質與壁厚偏薄，球鐵管比灰口鑄鐵管耐腐蝕性弱些，因此球鐵管根據ISO8179-1995標準(國內標準為GB/T17456－1998)，外涂層應為鋅+瀝青，噴涂應在管材表面潔凈、預熱的條件下進行，噴鋅涂層應符合GB/T 17456-1998要求，規定平均噴鋅量≥130g/m²，涂層厚度≥0.07mm，外表面涂刷富鋅涂料應符合ISO 8179-2的要求；對瀝青層要求采用GB/T17459－1998標準，焦油瀝青噴涂層厚度約0.08mm。現不少用戶忽略了噴鋅這一要求，國外明確提出只有鋅層與管表面結合為一體時，再噴涂瀝青后才能對管材提供有效的保護。對于腐蝕性強的土壤中埋設，需要采用更高的防腐蝕保護層。選擇的范圍有：
　　1、瀝青漆改為環氧樹脂漆；
　　2、加厚鋅層200g/m²；
　　3、增加聚乙烯管套；
　　4、鋅鋁合金（85%鋅+15%鋁）層400g/m²（可以代替聚乙烯管套）；
　　5、直接涂聚氨酯涂層1mm以上；
　　6、擠壓成型的聚乙烯層；
　　等等。
　　(1.10)根據GB/T17457-1998(相當于ISO4179)標準，管內表面均應水泥砂漿襯里，日本還在砂漿表面噴涂衛生級不飽和樹脂，但是樹脂層應均勻滲透于砂漿表面，在長期水中浸泡不應剝離。
　　(1.11)管材、管件表面不應有重皮、裂紋；承、插口密封工作面不應有連續的軸向溝紋；國標規定管材、管件和附件不影響整體壁厚的表面缺陷和局部損傷可以焊補，但沒有闡明消除焊補引起的內應力問題。作為用戶，原則上不同意管材、管件進行補焊；若管材、管件進行了補焊，并通過了相應復核性檢驗，建議向用戶說明原因，向愿意接受的用戶出售。
　　(1.12)管材出廠前逐根試壓檢驗；承口內清除鐵瘤、拋光處理、承口、插口膠圈工作面均應刷涂衛生級的環氧樹脂；口徑≥400mm時建議管材運輸與堆放期間，承口端應加內支撐。
　　（2）管件
　　管件的問題包括管件質量及規格品種配套的問題。
　　（2.1）管件質量長期影響著球墨鑄鐵管的發展，與球鐵直管配套的球鐵管件，材質與直管完全一致，接口形式與直管全部對應，在管道分支、變向、變徑時必須使用，是球鐵管道最重要的配件，也是球鐵管管道最薄弱、故障率最高的部位，其質量直接制約球鐵管管道的服務能力。在有抗震設防要求的地區選用球鐵管，必須優先考慮配套管件的質量。管件的成型工藝主要有手工砂型、樹脂砂型和消失模鑄造等。手工砂型由于不能很好保證管壁均勻性，局部薄弱處強度很低，且受工藝局限，砂眼、夾渣嚴重導致打壓滲漏，而且表面粗糙，生產效率低，此工藝管件作為落后工藝已于近年被淘汰。而消失模鑄造和樹脂砂鑄造工藝正處于穩步發展的時期，其中消失模鑄造工藝（EPS）負壓實型鑄造管件的優勢已進一步凸顯，以其外觀質量好、生產效率高、可使管件厚度減少1/4，工作結合面免機械加工和內在品質優，并以獨特的環保型作業環境正得到迅速推廣。目前國內最好的消失模鑄造球鐵管件產品，已經做到一次成型，圓滿解決了失圓變形難題，最小延伸率高于國家標準一倍、穩定在10%以上，達到國際先進水平，且具有很高的性價比，為球鐵管的廣泛應用提供了可靠的保障。這種鑄造法的工藝流程如下：

　　消失模法負壓實型鑄造的主要設備有：制模設備（預發機、成型機）；模型粘結組合設備（簡易或自動粘結機）；涂料及涂層制備設備（涂料研磨機、涂料箱）；造型設備（振動臺、加砂裝置）；落砂設備（翻箱機、底泄砂裝置）；砂處理設備（篩分設備、冷卻裝置、水平及垂直輸送設備）；負壓澆注設備（真空系統）；拋丸除銹設備；環保設備（除塵系統、澆注尾氣凈化裝置）。
　　消失模法負壓實型鑄造的主要原輔材料有：泡塑模型原材料（可發性聚苯乙烯珠粒EPS）；模型粘結膠；模型粘結膠帶紙；模型表面修補劑、修補膏；型砂等。
　　利用消失模法負壓實型鑄造球墨鑄鐵管件，表面平整，可使管件厚度減少1/4，法蘭盤端面及法蘭盤孔不另行加工，承、插口工作面可不加工或少加工。
　　消失模法負壓實型鑄造屬精密鑄造工藝，目前主要在中、小口徑管件上應用，各個工序上質量控制較嚴，泡塑模型原材料的質量、模型粘結膠的質量、模型成型的質量、涂層的質量、造型工藝、澆注工藝等對鑄件的質量影響是不可忽視的，只有嚴把質量關才能使鑄件質量穩定。鑄件外觀質量好了，還不能說明鑄件質量的全面情況，法蘭盤的平整度及尺寸、柔性接口工作面尺寸，都應核查。如何使泡塑模型熔化抽排的過程中，不使殘渣留在鑄體內，仍是另一項難點，這將影響管件的強度，因此產品逐件的水壓檢驗不可免除。
　　消失模法鑄造的管件售價較高，但管件重量輕、免機械加工，工程造價基本持平，它應是當前球墨鑄鐵管件的較理想的鑄造工藝。
　　大口徑管件目前較好的鑄造還是采用樹脂砂成型，質量較好，但機械加工難以避免。
　　近年國內有廠家試用金屬模上高壓噴射樹脂砂，一方面使金屬模重復使用，再方面使管件表面質量提高，也是很有前途的鑄造工藝。
　　(2.2)管件的規格品種一定要與管材的口徑配套，一定要與異形管件柔性接口防滑脫的措施銜接好。
　　(3)接口形式及膠圈問題
　　球鐵管按國家標準的規定，接口形式分為滑入式、機械式兩類。機械式的接口型式又分為K型、NⅡ型和SⅡ型三種，供水的球鐵管通常DN≤1400mm一般采用T型滑入式接口，DN≥1600mm，采用K型機械式接口，球鐵管管件也有采用機械式接口。
　　機械式接口一般先將管材、管件及配件入溝槽就位排管，然后再組裝接口部件，施工質量容易保證，日后更換膠圈亦較容易，NⅡ型和SⅡ型形式在煤氣管道上使用，由于有支撐圈及防滑脫的功能，在供水管道上也值得探討。
　　(3.1)制造橡膠圈的材料
　　制造橡膠圈的材料有橡膠、促進劑、防老劑、硫化劑等。制造橡膠圈的促進劑、防老劑等應選用符合飲用水衛生規范的無污染型添加劑。
　　橡膠有天然及合成兩種，前者伸長率比后者好，但易受霉菌侵蝕，且價貴，在埋地球墨鑄鐵管道中接口對橡膠圈的伸長率要求并不高，人工合成完全能滿足需要，且不受霉菌及細菌噬害，而且價廉。
　　用于供水管道上的合成橡膠品種有聚異戊二烯、三元乙丙、丁苯、硅橡膠等，而聚異戊二烯、三元乙丙橡膠抗老化性能遠比丁苯橡膠強，聚異戊二烯的抗拉強度、斷裂伸長率比其它合成橡膠強，聚異戊二烯、三元乙丙的使用壽命可達100年，目前國內尚沒有進口聚異戊二烯合成橡膠。
　　(3.2)膠圈形狀
　　在國標GB/T13295－2003中，對供水工程使用的柔性接口球墨鑄鐵管橡膠圈性能有明確規定，球墨鑄鐵給水管用密封橡膠圈應符合ISO4633：1996標準(國內標準HG3091-2000)要求，現在球鐵管使用的T、K型橡膠圈統一按GB/T13295－2003掌握。
　　T型膠圈截面由馬蹄形和球形復合而成，兩種不同斷面的膠料復合在一起，經模壓硫化而成。
　　接口安裝時，首先將密封圈馬蹄形部位的凸緣嵌入管承口凹槽內定位，然后將管插口端沿管軸線方向插入密封圈內環內，密封圈球形部位在承插口環隙內被壓縮產生反彈力從而實現柔性接口的密封。
　　(3.3)承插柔性接口對橡膠密封圈材質的要求
　　承插式球鐵管用的橡膠密封件應采用整體成型環形件。其技術性能應符合管道接口密封圈材料規范的執行標準HG3091-2000等同ISO4633：1996。其物理機械性能符合以下規定：
　　A.物理力學性能
　　(A)T型橡膠密封圈馬蹄形部分硬度為88°±3°（邵氏）度；球形部分為50°±3°（邵氏）度；K型橡膠密封圈硬度為52°±3°（邵氏）度；
　　(B)扯斷伸長率，當硬度為88°時應>100%，當硬度為50°時應>375％；
　　(C)拉伸強度≮9MPa；
　　(D)壓縮永久變形，當24h×70℃時≯20%；當72h×23℃、硬度88°時≯15％，當72h×23℃、硬度50°時≯12％；當72h×(-10)℃、硬度88°時≯60％，當72h×(-10)℃、硬度50°時≯40％；
　　(E)熱空氣老化（7d×70℃）時，硬度變化為+8°/-5°，扯斷伸長率變化為+10°/-(40°-30°)，拉伸強度變化≯(-20％)；
　　(F)應力松弛，當7d×23℃、硬度88°時≯18％，當7d×23℃、硬度50°時≯14％；
　　(G)在水中的體積變化，當7d×70℃時為+8％/-1％；
　　(H)耐臭氧試驗時，在未經放大的條件下觀察時看不到裂紋。
　　B.膠圈壓縮比
　　埋地的輸水管道接口內的膠圈被封閉在狹小的接口間隙間，除受到一定壓縮變形的壓應力外，促使橡膠老化的氧氣、臭氧、紫外線等都幾乎不存在，而膠圈的壓縮變形及其壓應力松弛，是致使膠圈密封壓縮應力隨應用年限增長逐漸降低，這也就是變形應力老化。因此選擇適當的結構和壓縮比對膠圈的耐久性就顯得更重要。壓縮比過小，容易接口滲漏；壓縮比過大，一方面接口安裝困難，叧一方面橡膠密封部位長期處于較大應力狀態下造成疲勞破壞，縮短膠圈使用壽命。通常球鐵管T型膠圈壓縮比選用20～30%范圍較宜。
　　C.橡膠材質宜采用三元乙丙橡膠（EPDM）、丁笨橡膠（NBR）或硅橡膠，橡膠件不得摻入再生膠。
　　在GB/T 13295-2003中，密封圈的材料沒有硬性規定，天然膠與合成膠并用，近些年國內傾向使用三元乙丙橡膠。三元乙丙橡膠是一種飽和橡膠，具有優異的耐老化性、耐臭氧、耐候、耐熱、耐水、耐蒸汽、耐化學藥品性和優良的電絕緣性，能在陽光、潮濕、寒冷的自然環境中使用。由此看來，選用三元乙丙橡膠制作T型密封圈，雖價格較高，其耐久性優于天然橡膠和丁苯橡膠。需要注意的是目前三元乙丙橡膠原料尚需進口。
　　D.橡膠件的衛生性能應符合《食品用橡膠制品衛生標準》（GB4806.1）的規定，且應符合《生活飲用水輸配水設備及防護材料的安全性評價標準》（GB/T17219-1998）的規定。
　　其它材質的管道，其柔性接口所用的橡膠圈，物理力學性能若無專門規定，原則上可參照以上規定。
　　球墨鑄鐵管可使用50～100年的問題可以理解，橡膠圈能否達到這樣的壽命？沒有把握，這也是所有柔性接口存在的同一疑問。因此廠方提供配套膠圈時應向用戶說明以下內容：
　　(A)膠圈由那個橡膠廠供貨，該廠的相關證件；
　　(B)膠圈是選用什么材料制作，執行的什么標準，該批膠圈化學、物理檢驗數據。
　　(3.4)柔性接口的膠圈務必按標準定點供貨
　　總的而言，當前膠圈重視的程度是不夠的，產品標準中對此規定得亦不細，建議相關部門應指定專業科研單位作進一步工作，用管單位在訂貨時應有明確要求，在大批量訂貨時，應委托省、市質檢部門作化學、物理抽驗。
　　（4）柔性接口應有防滑脫措施
　　柔性接口的優點己經得到公認，但在異形管處支墩尺寸較大，有時在道路下面無法實施，因此研究柔性接口防滑脫問題十分迫切，歸納起來有以下幾種方式：
　　(4.1)承插接口處加拉箍------利用拉箍與管表面的摩擦力來減少柔性接口滑脫力，從而減小支墩尺寸。如若管道口徑不大，多個承插接口處又加拉箍，甚至免砌筑支墩。
　　(4.2)SⅡ型機械接口-----由于接口內有鎖環，插口端加工有止退槽，故具有防滑脫功能。建議鎖環采用球鐵材質，以免鎖卡時產生電化學腐蝕的問題。
　　(4.3)帶止退槽的螺旋式接口------管承口端有內螺扣，螺紋壓蘭壓緊擋環，使密封膠圈限位，若插口端加工有止退槽，則具有防滑脫功能。
　　(4.4)自錨式接口-----它是一種特殊的機械式接口，它由焊接于管插口端的擋環、外形帶曲率的鎖緊環、特殊的壓蘭及螺栓組成，它通過壓蘭、鎖緊環實行自錨，較好地結合了柔性接口的密封性與防滑脫性。
　　(4.5)座圈卡固接口----它也是一種特殊的機械式接口，承口較長，承插口間用座圈卡固，其抗剪強度大，抗滑脫性能好，適用于較大口徑管道上。
　　(4.6)復合接口----它是承口端用傳統的T型接口外增加了防滑脫接口，因此承口較長，防滑脫接口系防滑脫膠圈與錐形鋼環組成。
　　(4.7)防滑脫膠圈-----它是不改變管承插口T型接口的形式，僅是傳統的T型膠圈的內斜面均勻分布了數個防滑脫金屬釘，從而具有8～9倍傳統的T型膠圈的防滑脫力。需要注意的是防滑脫金屬釘與球鐵管間緊密卡住，如何避免產生電化學腐蝕問題，而不影響管道使用壽命。
　　除以上列舉的方式外，尚還有一些方式，這些方式均有待在研制、實踐中去鑒別與完善。
　　(5)安裝點點滴注意事項
　　(5.1)大口徑球鐵管在較大或太淺覆土條件下，必須通過結構計算，采取相應措施，才能確保球鐵管管道的安全運行。
　　(5.2)大口徑球鐵管剛度較差，在管材從出廠至工地組裝前，插口端應有支撐設施，保持圓度。
　　(5.3)柔性接口組裝要求管子放平，中線對齊，一次性接口安裝就位。若施力過大則應退出，查找原因后返工。強行安裝就位、膠圈卷曲，難以退出。球鐵管敷設時亦可弧形借轉，注意管壁與承口間應有間隙。
　　(5.4)膠圈柔性接口基本上均采取推入式滑動安裝就位方式，故插口工作面應涂潤滑劑，潤滑劑的選擇應對膠圈及水質無害。接口安裝就位后的內間隙不宜過大，膠圈不到工作面，出現局部沉降時容易滲漏水；內間隙沒有也是不好的，接口的柔性受到削弱。?
　　(5.5)球鐵管上的異形管件（三通、彎管等）的受力面應設支墩，為了減小支墩尺寸，可增安防滑脫部件。
　　(5.6)管材、管件的接口不推薦剛性接口，就是搶爆修復中，力求安裝柔性快速搶修接頭，這樣減少停水時間，又可提高管道的安全性。
　　(5.7)閥門在管道上連接，應有可拆裝的活動部件。對于DN≤300mm的可使用活法蘭(單盤連接器)，否則用可固位的伸縮器。倘若選用終身免維護的軟密封橡膠閘閥，閘閥側旁的固位伸縮器應免設。
3.4預應力鋼筒混凝土管
　　預應力鋼筒混凝土管(PCCP)是在帶鋼筒（薄鋼筒的厚度約1.5mm左右）的混凝土管芯上，纏繞一層或多層環向預應力鋼絲，并作水泥砂槳保護層而制成的管子。它的開發應用已有半個多世紀的歷史，這一技術是法國Bonna公司最先研制的，到上世紀四十年代歐、美競相開發，目前美、法各國的年產量達數十萬km，其中美國、加拿大是世界上推廣使用預應力鋼筒混凝土管最多的國家，廣泛應用于城市輸配水干管、火電站供水管、水利工程、雨污水干管、工業供水及廢水管線等方面，目前世界上規模最大的利比亞"人工河"工程，全長數千km，就是使用直徑4m、工壓2.8MPa的預應力鋼筒混凝土管敷設，工程完工部分運行情況良好。
　　由美國水工協會負責制定的《預應力鋼筒混凝土管》美國國家標準，代表了國際先進水平，主要包括了ANSI/AWWA C301-1999《AWWA STANDARD FOR PRESTRESS CONCRETE PRESSURE PIPE，CYLINDER TYPE(鋼筒型預應力混凝土壓力管)》產品標準和ANSI/AWWA C304-1999《AWWA STANDARD FOR DESIGN OF PRESTRESS CONCRETE CYLINDER PIPE(預應力鋼筒混凝土壓力管設計標準)》。
　　世界上主要制造預應力鋼筒混凝土管的廠家有美國"Ameron"公司(DN1200～4000mm)，美國的"Price Brather"公司(DN1200～4000mm)，法國的"Bonna"公司(DN600～2500mm)，德國的"Dyckerhoff-Widmann"公司(DN600～2500mm)。
　　二十世紀八十年代末，隨著我國城市供水、工業用水、農田水利建設的迅猛發展，對于輸水管材提出更高的要求，山東電力管道有限公司、無錫華毅管道有限公司先后從美國"Ameron"公司引進技術及關鍵設備，深圳太陽管道公司從美國的"Price Brather"公司全套引進該公司的制管技術及設備。經過近十年對引進技術及設備的消化，完全己能國產化了。于1996年此類管材在我國建材行業頒布了《預應力鋼筒混凝土管》行業標準（JC625-1996），2002年國內頒布了CECS 140：2002《給水排水工程埋地管芯纏絲預應力混凝土管和預應力鋼筒混凝土管管道結構設計規程》，但ANSI/AWWA C301-1999和ANSI/AWWA C304-1999仍為國內預應力鋼筒混凝土管設計、生產、鋪設及監理的主要技術依據，近年已編制了國家標準(報批稿) ，該標準結合國內傳統標準要求，列入了成品管材的物理力學性能檢驗內容和方法，列入了產品制造過程控制條款和部分生產工藝參數，方便了國內預應力鋼筒混凝土管的產品設計，產品制造、安裝鋪設及施工監理部門的工作。
　　短短十多年來，國內從無到有，已建成了40多條生產線，年設計生產能力達1000多km，涉及管材規格范圍從DN600mm到DN4800mm，適用工作壓力最高達1.6MPa，適用最大覆土深度達10m以上。近幾年來不完全統計，全國巳安裝此類管材達400多km，在廣東、江蘇、江西、山東、四川等省使用情況良好，通常試壓檢驗一次成功，通水后沒有發現大的故障。
3.4.1預應力鋼筒混凝土管的制造
　　此種管材分兩個類型：內襯式管及埋置式管。內襯式(Lined Cylinder Type)和埋置式(Embedded Cylinder Type)的區別，前者系指在鋼筒內壁成型混凝土層后，在鋼筒外表面上纏繞環向預應力鋼絲，并作水泥砂槳保護層而制成的管子；后者系指在鋼筒內、外側成型混凝土層后，在管芯混凝土外表面上纏繞環向預應力鋼絲，并作水泥砂槳保護層而制成的管子。前者采用離心工藝成型，口徑偏小(DN≤1400mm)，后者采用立式振動工藝成型，口徑偏大(DN≥1200mm)。此種管材抗滲壓力很高，工作壓力通常為1.5～3.0MPa，可達5.0MPa。此種管材的管徑范圍是DN400～4000mm，最大可達DN7600mm。
　 產品型號以代號PCCPL表示內襯式結構(其中PCCPSL為單膠圈密封；PCCPDL為雙膠圈密封)；以代號PCCPE表示埋置式結構(其中PCCPSE為單膠圈密封；PCCPDE為雙膠圈密封)。管子的產品標記以管材代號、公稱內徑、有效管長、工作壓力(P)、覆土深度(H)和標準號組成。如公稱內徑1600mm、有效管材長度為5000mm、工作壓力為0.8MPa、覆土深度為4m的雙膠圈埋置式預應力鋼筒混凝土管。標記為：PCCPDE1600×5000/P0.8/H4 GB/T ××××-××××。
　 埋置式PCCP生產線的關鍵設備有螺旋制筒設備、鋼筒水壓檢驗設備、管芯立式振動成型及蒸養設備、立式差速纏繞預應力鋼絲的設備、立式輥射噴漿設備、承插口環成型設備(采用分層手工對接焊)、薄鋼板埋弧焊設備。以上設備現國內均能自制，多數廠家僅焊接設備外購。
　 內襯式PCCP生產線，除山東電力管道工程公司有進口的螺旋制筒設備外，均采用平板直縫焊接卷筒設備，其它設備有鋼筒臥式水壓檢驗設備、管芯臥式離心成型設備、蒸養設備、臥式差速纏繞預應力鋼絲的設備、臥式輥射噴漿設備、承插口環成型設備(采用分層手工對接焊)、薄鋼板埋弧焊設備。
　　以上兩條生產線的設備，主要是仿制美國‘Ameron’公司的工藝。致于美國的‘Price Brather’公司的工藝，采用平板直縫焊接卷筒設備，管芯成型、纏繞預應力鋼絲、輥射噴漿等均采用臥式設備，承插口環成型采用了高頻對接焊設備。
　　預應力鋼筒混凝土管（‘Ameron’公司埋置式制管）的工藝流程如下：

3.4.2管件
　　與預應力鋼筒混凝土管（PCCP）配套使用的管件，是一種厚壁鋼管和混凝土的復合管材。其基本結構型式是：帶鋼制承插口或其它特殊接口的鋼件，內外襯敷焊接鋼絲網，而后內外涂覆砂漿。管道接口采用橡膠圈密封或法蘭等其他相應的接合方式。
　　配件的設計和生產目前還沒有國家標準，其設計一般是依據AWWA M9《混凝土管手冊》；產品的生產、檢驗一般是依據《壓力鋼管制造安裝及驗收規范》及《埋地給水鋼管道水泥砂漿襯里技術標準》。
　　目前，PCCP管件已經實現了從類型到口徑的全系列設計、生產，并成功應用于國內大型、重點工程項目，如深圳嶺澳核電站、山西萬家寨引黃工程等工程。與PCCP配套的管件，接口形式與標準管、其它類型管道或閥門等可以全部對應，但是它也是PCCP管道管線中最薄弱、故障率最高的部位，其質量直接制約管線的服務能力。因此，必須重視PCCP管件的制造和安裝質量。管件制造的每項工序，均應有質量控制要求與檢驗手段；承揷口應校調圓度；DN≥600mm的承揷口在組裝前應設米字撐。
　　(1)異形管
　　異形管如短管、半(全)斜口管、開孔直徑較小的開孔管等。它亦是釆用標準預應力鋼筒混凝土管相同的生產工藝制成的非標準直管。
　　(2)管配件
　　管配件是釆用厚鋼板焊接制成鋼筒，兩端焊有鋼制接頭連接件(包括承插口鋼圈、法蘭)，鋼筒內外配以規定的鋼絲網片，內部用水泥砂漿或混凝土襯砌，外部作水泥砂漿或混凝土保護層。常用的配件有：彎管、三通、四通、漸縮管、承插合龍短管、雙承合龍短管、雙插合龍短管、吐泥管、人孔等。配件鋼筒的鋼板壁厚最小值如表11。

表11

管徑(mm) 400～500 600～900 1000～1200 1400～1600 1600～2000 2000～2200 2200～2400 壁厚(mm) 4.0 5.0 6.0 8.0 10.0 12.0 14.0

　　配件上如需要開孔則應根據實際工況進行設計計算，確定是否需要采用襯圈、護套或翼板對配件開孔處進行加強。
　　配件的制作和焊接應符合GB50236-1998的規定，焊縫可采用染色法(PT法)或磁粉法(MT法)加以檢驗，對于重要部位的焊縫應采用超聲法(UT法)或X射線法(XT法)進行檢驗。
　　配件的內外表面應配置鋼筋焊接網，鋼筋網的網格尺寸不大于50×100mm，鋼筋的最小直徑不應小于2.3mm。配件外配的鋼筋網應固定在離鋼板表面約10mm的位置，配件內配的鋼筋網可直接焊在鋼板內表面。
　　配件外側可采用纖維混凝土或纖維水泥砂漿噴抹，厚度不小于25mm；配件內側可采用微膨脹混凝土或微膨脹水泥砂漿襯抹，最小厚度不小于10mm。且采用適宜方式進行養護。
　　(3)管體的開孔方式
　　管體的開孔，主要為了引接分支管、引接通氣閥、放空閥的需要。由于鋼筒的存在，它的開孔方式優于一、三階段預應力混凝土管的開孔，開孔的結構設計與安裝制作應分別符合GB50236、DL5017及其它相關標準的規定，管體的開孔處應采用襯圈、護套板加強。開孔部位的襯圈與分支管端面連續焊接，因開孔切斷的環向預應力鋼絲應牢牢固定在護套板邊緣，且開孔配件內外應作水泥砂漿或環氧樹脂保護。襯圈邊緣開坡口，且與鋼筒整體焊接，若襯圈較重，鋼筒難以支撐，不應在鋼筒上加肋，而應鋼筒壁厚增加，因為鋼筒加肋影響混凝土成型時不易密實。
　　(4)限制性接頭
　　為了防止承插式接口軸向位移，特制的限制性接頭，它用于管件附近可減小或免作支墩。包括鎧裝接頭、焊接接頭、法蘭接頭等。
　　焊接式接頭分外焊式接頭，內焊式接頭。外焊式接頭便于操作，通常以相同焊接長度沿圓周對稱施焊；對于大口徑管，內焊式接頭更為經濟實用，通常接頭處膠圈不應安裝，施焊時內部應設排風設施。
　　鎧裝式接頭是通過機械方式傳遞管材接頭處所受的縱向推力，它包括夾鉗式鎧裝接頭、承口螺栓式鎧裝接頭、卡環式鎧裝接頭、開口環限制性接頭。配用了鎧裝接頭的標準管、異形管均稱為鎧裝管；鎧裝接頭的配件均稱為鎧裝配件。鎧裝管的鋼筒壁厚，應通過計算增加。
3.4.3預應力鋼筒混凝土管的特點
　　(1)此類管材由于管芯中嵌入了一層薄壁鋼筒，實質上是一種鋼板與預應力混凝土的復合管材，它比一階段、三階段預應力管具有較好的抗滲性。
　　(2)此類管材由于承插端的工作面是定型鋼制口環，幾何尺寸誤差小，承插工作面間隙僅1～2mm，O型膠圈占滿凹型槽內，密封性能良好，在內水壓力下，膠圈無法沖脫，往往滴水不漏，從而改善了一階段、三階段管膠圈安裝不到位則容易沖脫、承插口容易滴水的問題。
　　承口、插口的鋼制口環，有單膠圈及雙膠圈兩種，單膠圈的插口鋼環上為一個凹形槽，雙膠圈的插口鋼環上為兩個凹形槽。
　　此類大口徑管材的承插口，若設計成雙膠圈，在在接口安裝就位后可在承插口雙膠圈之間的小孔處，用小型人工試壓的方法檢驗接口的密封性，有利及早發現問題，及時進行返工。致于接口試壓后，管道仍需作水壓檢驗。
　　(3)此類管材的承插接口是半柔性接口，要求承插鋼制口環首先噴鋅或刷可焊漆，再在完成成品管后作衛生級的環氧樹脂刷涂，通常為1道底漆、2～3道面漆，刷涂總厚度≥0.4mm。若是采用非衛生級的帶銹防銹漆是欠妥的，口環卷制成型后不作噴鋅處理亦是較差的。
　　刷涂環氧樹脂的防腐效果與鋼板端面除銹的效果關系密切，防腐作業往往在管材最后一道工序完成，除銹方式受多方面的限制，畢竟會影響效果，因此管材承插接口安裝就位后，在接口內外間隙處要用水泥砂漿灌注封口或用衛生級的雙組份密封膏填嵌，鋼板則在高堿度的鈍化區內，從而不易發生腐蝕。
　　但半柔性接口承擔不均勻沉降引起接口處的應力集中，將比柔性接口困難，故管道基礎及管胸腔的回填，比一階段、三階段預應力管要求較嚴，通常在較硬的溝底應作砂墊層。如同一階段、三階段預應力管在接口安裝就位前，溝底是要挖接頭坑的。
　　(4)此類管材承內水壓力高、埋土深度大，由于管材是復合管材，承受內水壓力可達2～3MPa，最高可達5MPa，由于預應力鋼絲可多層重疊，故可適應較大深度的覆土。
　　(5)此類管材可適應腐蝕性土壤的惡劣環境，在一般性土壤中敷設，由于混凝土、砂槳使鋼筒四周受高堿性環境保護，鋼材處于鈍化狀態，可以減緩腐蝕。若埋設在腐蝕性強的土壤中，通常管外壁應作防腐處理，必要時將管體之間的鋼筒端面用導線連接在一起，采取犧牲陽極的陰極保護措施進行更好的保護，此類管材采用陰極保護方法比一階段、三階段預應力管更容易實施，這也是此類管材的一個優點。
　　(6)此類管材的管件配套齊全、簡便、可靠。在推廣使用一階段、三階段預應力管時，成都水司已成熟地采用相應的專用管件，引接分支管一律使用套管三通后開孔措施，從而使預應力管可用于配水管線上，而不依賴大量金屬配套管材轉換，既方便、可靠，又節省造價，這一經驗在預應力鋼筒混凝土管道上可以同樣適用。由于此類管材具有鋼板口環及鋼筒，使推廣復合轉換管件的接口性能可靠，若在工廠里管材開孔接分支時，只要如前面所述，在鋼筒上作加強處理，可免用套管三通，節省費用，這對此類管材的推廣使用將是重要的因素。
　　(7)此類管材雖屬非金屬管材，但它是復合管材，埋于土中容易巡管定位。
3.4.4預應力鋼筒混凝土管使用中的注意事項
　　盡管在前面述及了此類管材的特點，使用它的工程造價雖比三階段預應力管高，但它的綜合質量比后者強得多；它的工程造價比鋼管低，它的敷設速度、防腐性能等方面比后者好，它是大口徑輸水管材中比較理想的管材。在選用此類管材時希能關注以下問題：
　　(1)原材料的質量控制
　　(1.1)水泥
　　水泥應釆用由大型回轉窯生產的符合GB/T175、GB/T748及GB/T1344的硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、抗硫酸鹽硅酸鹽水泥或礦渣硅酸鹽水泥，水泥強度等級不低于425，堿含量不大于0.6％，C3A(3Cao.Al2o3)含量不大于5％。
　　(1.2)細骨料
　　用于管芯混凝土宜釆用細度模數Mx為3.2～2.3的中粗砂；用于保護層砂漿宜采用細度模數Mx為2.2～1.6的細砂。砂的質量應符合GB/T14684的規定，比重不小于2.6t/m³，含泥量不大于1％，且不應具有堿活性。
　　(1.3)粗骨料
　　制管混凝土用的粗骨料應用質地堅硬、清潔、多重級配的人工碎石或卵石，碎石質量符合GB/T14685的規定，比重不小于2.6t/m³，含泥量不大于0.5％，且不應具有堿活性，最大粒徑不超過30mm，且不大于混凝土層厚度的2/5。
　　(1.4)水
　　制管及養護過程中使用的水，應符合JGJ63的規定。
　　(1.5)活性摻合料
　　成品粉煤灰、磨細礦渣或硅粉等活性摻合料，均可作為水泥的替代物，其最大替代量應經試驗確定，替代物的質量應符合相應標準的規定。
　　(1.6)混凝土外加劑
　　所用外加劑不應對管材及輸送的水質產生有害影響，其質量應符合GB/T8076的規定；混凝土外加劑的使用，應符合GB/T50119的規定。
　　(1.7)制作鋼筒的簿鋼板
　　制作鋼筒的簿鋼板可釆用冷軋薄鋼板或熱扎薄鋼板，應符合GB/T700、GB/T912、GB/T11253的規定，厚度不應小于1.5mm，最小屈服強度不應低于215MPa，標距50mm時的斷裂伸長率不應小于15％。
　　(1.8)配件用的厚鋼板
　　配件用的厚鋼板應符合GB/T699、GB/T700、GB/T3274的規定，鋼材的最小屈服強度不小于205MPa或不小于配件設計時工壓得出環向應力的2倍，兩者取大值。
　　(1.9)承口鋼板和插口異型鋼
　　接頭鋼圈所用的承口鋼板、插口異型鋼應符合GB/T699、GB/T700、GB/T3274的規定，鋼材的最小屈服強度不應小于205MPa，標距50mm內的最小伸長率為20％。
　　(1.10)預應力鋼絲
　　預應力鋼絲應釆用力學性能符合ASTM C648及GB/T5223-2002規定的冷拉鋼絲，鋼絲直徑可選用5、6、7mm，鋼絲應滿足氫脆性靈敏度要求，鋼絲在拔制過程中表面任何點溫度不應超過182℃。
　　(1.11)鋼筋焊接網
　　水泥砂漿保護層及配件加強用鋼筋焊接網應采用機械制造，鋼絲網的網格尺寸為50×100mm，鋼絲直徑不小于2.3mm，焊接鋼絲網的技術符合GB/T1499.3-2002的規定。
　　(1.12)加強鋼筋
　　加強用鋼筋應分別符合GB/T1499、GB/T13788的規定，鋼筋的最小屈服強度不應低于335MPa。
　　(1.13)接頭密封膠圈
　　(1.13.1)管材接頭用橡膠密封圈應采用圓形截面的實心膠圈，膠圈的尺寸和體積應與承插口鋼環的膠槽尺寸和配合間隙相匹配。其基本性能和質量要求，應符合JC/T748-1987(1996)的規定。
　　(1.13.2)膠圈采用AWWA C301標準中規定的聚異戊二烯或合成橡膠(三元乙丙橡膠、丁苯橡膠)制造，由于圓形橡膠圈安裝上預應力鋼筒混凝土管的插口端槽內，需要膠圈拉長，這一點不同于球鐵管的膠圈，因此膠圈不應是純合成橡膠，務必在合成橡膠中天然膠含量不得少于50％(按體積計)。其它填料中不得有橡膠代用品、再生膠，不得污染飲用水的有毒有害物質。
　　(1.13.3)膠圈的主要物理力學指標應滿足以下要求：
　　A.抗拉強度：聚異戊二烯(美國常用的一種合成橡膠)膠圈的抗拉強度應至少為18.6MPa，其它合成橡膠膠圈的抗拉強度應至少為13.8MPa。
　　B.斷裂伸長率：聚異戊二烯膠圈的斷裂伸長率應不小于400％，其它合成橡膠膠圈的斷裂伸長率應不小于350％。
　　C.比重控制在0.95～1.45，波動范圍應不大于±0.05。
　　D.壓縮永久變形以原始變形的百分率表示的壓縮永久變形不得大于20％。
　　E.膠圈老化后的抗拉強度不得低于老化前抗拉強度的80％。
　　F.膠圈硬度為邵氏硬度50°～65°（邵氏）度。
　　G.按10％的頻率檢查外觀質量及尺寸，膠圈不得龜裂、裂縫、起皮或其它損環跡象。
　　H.檢查膠圈的接頭時，至少將其拉伸至原長度的2倍，轉360º，目檢經拉伸的接頭，有剝落或裂縫的接頭為不合格。
　　(1.14)接口試壓
　　采用雙膠圈的管材，承插對接后，可用預留孔對接頭密封性進行試壓，預留孔通常一個，用氮氣鋼瓶對接頭進行試壓。若水壓檢驗，必須預留孔為兩個，一個注水加壓，另一個預留孔打開排氣。總之接頭試壓力求用氣體簡單、安全；水壓檢驗繁瑣，少量水不易排出，留在間隙內呈‘呆滯水’是欠妥的。
　　(1.15)封口材料
　　接頭內、外間隙應采用硅酸監水泥砂漿進行灌漿處理，灌漿前接頭間隙應清理干凈，并噴水濕潤，外用纖維布扎實在后灌漿，對腐蝕性強的地段，砂漿內應摻和阻銹劑；內間隙填嵌的砂漿略干，灌填在頂部間隙的砂漿不至于自然掉落，且用抹刀手工抹平或用衛生級的雙組份密封膏填嵌。
　　(1.16)管體防腐
　　當管材用于輸送具有腐蝕性的海水或污水時，或用于含有腐蝕性介質的土壤環境中，或架空敷設時，應按GB50046-1995的規定，對管芯混凝土或水泥砂漿保護層進行防腐設計，涂覆防腐材料時應遵循GB50212的規定。防腐施工的質量應按GB50224-1995的規定進行評定。
　　(2)采購須知
　　采購合同中明確以下技術參數及要求：
　　管徑、管材長度、工壓、覆土深度、地面荷載、土壤類別、土壤腐蝕性、密封膠圈具體要求（單條或雙條）、運輸中的護管措施（包括二次搬運）、到貨日期、數量、價格、驗管細則等。
　　(3)驗管質控要點
　　在管材運至目的地時應進行以下質檢：
　　管徑、管材長度、工壓、標記、制管日期、管內外表面質量（應包括平整度，無殘缺、裂縫、空鼓、剝落、浮渣、露石，承插口金屬面防腐良好及光潔、無臟物）、混凝土與鋼筒之間無裂隙現象。
　　此類管材的空鼓問題是至關重要的，若鋼筒與混凝土之間出現空鼓或裂隙，將會使接觸鋼筒面混凝土中的堿析出，最終導致鋼筒銹蝕，管材報廢。尤其是離心成型的的管材，更應加強這方面的管理與檢查。
　　混凝土與水泥砂漿表面出現裂縫是常見的，管子內表面不允許出現裂縫長度大于150mm的縱向可見裂縫；螺旋狀和環狀裂縫寬度小于0.5mm，距管端300mm以內的環向裂縫寬度小于1.5mm時通常是容許的，否則應予修補。覆蓋預應力鋼絲表面的水泥砂漿保護層不允許存在任何可見裂縫，覆蓋在非預應力鋼絲區域的水泥砂漿保護層出現的可見裂縫寬度不應大于0.25mm，否則應予修補。
　　水泥砂漿保護層出現損壞的表面積超過管材外保護層表面積的5％，則應退貨到廠方鏟除后重新制作水泥砂漿保護層。
　　(4)管材苯重不是管道安裝的重大障礙
　　此類管材的重量類同三階段預應力管，比其它管材重，在山區人工安裝時是困難的，但在平原地區采用機械化安裝時，問題就不那么嚴重，這是由于大口徑管道安裝都得用起重機械的。
　　(5)管溝基礎是重要條件
　　此類管材是半柔性接口，它要求管道基礎局部變形不應過大，在砂夾石的管基上應作砂墊層，在松軟粘土層上應作砂夾石過渡層，使管道敷設過程中較少產生局部應力集中。因此在敷設此類管材時，不重視管基處理是不好的，當然其它管材敷設中，管基處理同樣也不可忽視。
　　(6)管材不應閑置過久
　　購置的管材應力求盡早敷設，閑置于堆場數月時，應定期用水噴灑，不使砂漿與混凝土干裂；閑置過久又未噴水養護，管材質量會受嚴重影響，甚至報廢。
　　復合式鋼板、混凝土管件運至工地以及安裝過程中，均應用濕麻袋遮蓋保護，定期灑水養護。
　　(7)引出分支短管的要點
　　主管道水平向引出分支短管時，應配加肋的法蘭盤，以便與分支管的平承柔性接口組合，通過柔性接口，使分支管道局部沉降時不使主管分支開孔部位承受過大的彎矩應力與剪切應力。對于較大的分支管，主管分支口部位的背向應作擋墩。
　　(8)管道可弧形借轉
　　此類管材類同一階段、三階段預應力管，在敷設中每根管材可弧形借轉一定角度，DN600～1000mm時允許相對轉角1.5°；DN1200～2000mm時允許相對轉角1.0°；DN2200～3000mm時允許相對轉角0.5°。借轉時，亦是接口沿軸向安裝就位，然后借轉。借轉角度過大，使承插口環相碰，在受力狀況下容易產生應力腐蝕，管道損壞。
3.5聚乙烯管(PE)?
3.5.1聚乙烯管的發展史
　　20世紀20年代德國科學家揭示了聚合物的奧秘，為高分子材料科學奠定了基礎。
　　1931年在第二次世界大戰戰爭中開發了聚氯乙烯（PVC），1933年英國ICI公司最先發明聚乙烯（PE）等塑料，聚乙烯是由乙烯合成的高分子材料，是一種生態環保的碳氫化合物，開始研究在燃氣、給水管網中應用，1940年后一些公司批量使用塑料管道后，生產行業才認識到塑料管道發展的潛力巨大，由于其獨特的性質和特性，并克服了金屬管道的缺點，從此揭開了塑料管在城市市政管網中的地位。
　　聚乙烯管的使用已有近半個世紀的歷史。最初是水管，后來發展到燃氣領域；中、高密度聚乙烯較低密度聚乙烯增強了剛度和承壓能力，因此是聚乙烯壓力管的主導材料，到目前為止，商業化的已有三代產品。
　　第一代聚乙烯管材，樹脂共聚單體含量相當低，為提高性能，不得不通過提高分子量來補償。該種類型的第一個產品于上世紀50年代后期在歐洲首先商業化，這類樹脂具有所謂的PE63級材料的性能，最小要求強度（MRS）通常為6.3MPa，因而通常認為這類樹脂是PE63及PE63以下等級，第一代樹脂是高密度聚乙烯。
　　第二代樹脂即為目前的PE80材料，是在第一代樹脂基礎之上，考慮到20℃時長期靜液壓強度（MRS）的要求，提高了共聚單體含量，極大地改進了聚乙烯管材級樹脂的耐環境應力開裂ESCR性能。同時可以稍微降低分子量，繼而提高了樹脂的流動性，以利于加工。第二代樹脂是MDPE或HDPE，它的主要缺點是如果進一步提高ESCR性能，就會較大地損失材料的耐壓能力，從而降低使用該材料擠出管子的壓力等級。另一方面，如果想進一步提高壓力等級，則增大了20℃時在50年（要求壽命）前發生脆性破壞的可能性。
　　第三代樹脂即為PE100，出現在80年代末，PE100具有雙峰型分子量分布，這使得第三代聚乙烯管樹脂具有較高的密度或剛度，20℃，50年的蠕變抵抗能力高；同時又保持了較好的ESCR性能。
　　對于未加改性的聚乙烯來說，有研究者認為PE140等級為理論極限。PE125等級可通過交聯聚乙烯獲得；有試驗研究表明，雙軸取向的聚乙烯管材可以達到PE250等級。
　　從聚乙烯管的發展階段而言，1940年前為塑料（聚合物）的發現階段；1940～1954年為材料的評價與實驗階段；1954～至今為聚乙烯管道應用的普及階段。普及階段也是聚乙烯管開發的成熟期，連接方式的定型、管件的深入開發、機具的開發，并形成自動化生產線的大批量生產，減少了人的因素，產品質量的不斷上升，成本不斷下降， 聚乙烯管作為壓力管道已成功的使用了50年，已為眾多國家在輸水、輸送燃氣的管道中得到應用。
　　國內從上世紀六十年代起步開發聚乙烯管材，當時的材料相當于現在的PE32、PE63，dn≤110mm，主要應用于農業給水、灌溉方面。
　　上世紀九十年代初，《給水用聚乙烯（PE）管材》GB/T 13663－1992標準的發布，部分城市開始試用聚乙烯管，原料以PE32、PE63為主。
　　1997年以建設部、化學工業部、中國輕工業總會、國家建材局、中國石油總公司聯合下發“建科(1997)154號”文件，關于印發<<國家化學建材推廣應用“九五”計劃和2010年發展規劃綱要>>等化學建材文件的通知； 印發了加速化學建材推廣應用和限制淘汰落后產品的規定。
　　2000年《給水用聚乙烯（PE）管材》GB/T13663－2000標準的發布，推動了聚乙烯給水管材的生產與應用，據前年資料統計，國內有制管企業150余家，年生產能力達50萬t，生產規模在1萬t/a以上的企業有10余家。
3.5.2國內聚乙烯給水管生產的相關問題
　　(1)進一步推廣聚乙烯給水管材的時機成熟
　　(1.1)自從國家質量技術監督局2000年11月21日發布《給水用聚乙烯（PE）管材》國家標準（GB/T13663-2000）以后，推動了聚乙烯給水管材的生產與應用，為了適應管材供貨半徑的合理化，大型專業制管企業，先后在多座興建了分公司。
　　(1.2)目前國內使用的原料日趨多元化，主要來自歐洲、韓國、東南亞和中東。
　　歐洲：北歐化工、BP、阿托菲納、蘇威等；
　　韓國：三星石化、大林、現代石化、大韓油化、LG；
　　東南亞和中東的工廠：美國菲利蒲斯公司在新加坡的工廠（卡塔爾的工廠正在籌建中）、北歐化工廠在阿聯酋的工廠、BP馬來西亞的工廠。
　　生產聚乙烯給水管的主要原料為石腦油，目前它的價格變化仍然大，待歐洲及美國廠家在中東的聚乙烯裝置投產后、其低廉的價格可能會對國內原料供應格局造成較大的影響。另外上海金山石化PE100的原料開發已處于論證鑒定階段，聚乙烯混配料的價格將會有一定幅度的下降。
　　(1.3)盡管與聚乙烯給水管材相配套的管件國標尚未發布，近五年各制管企業在管材型式、品種、規格上做了大量工作，電熔管件、注塑管件、對接制管件及鋼塑轉換管件，均形成了系列化產品，品種多、規格全。與此同時，江蘇江陰大偉塑料制品有限公司研制、開發了承插柔性連接（非鎖緊型及鎖緊型）管件，包括活絡連接管件，豐富了聚乙烯管的組裝形式，更有利于聚乙烯給水管在不同環境的推廣使用。
　　（1.4）建設部于今年5月8日發布了《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》行業標準（CJJ101-2004），它必將對推廣聚乙烯給水管的應用，提供了技術支持。
　　（1.5）近五年來，各城市的供水企業對推廣應用新型管材，合理改造原有管網，改善管網水質，提高供水的安全可靠性，給予了極大的關注和人力、財力的支持。這將使聚乙烯給水管在舊管非開挖改造及新型居住區的管道敷設碰上極好的機遇。
　　(2)聚乙烯管材、管件質量的關鍵是原料
　　(2.1)按照《給水用聚乙烯（PE）管材》國家標準（GB/T13663-2000）的規定，PE80、PE100的聚乙烯給水管材應使用混配專用料生產。
　　(2.2)按照建設部行業標準《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》（CJJ101-2004）的強制性條文規定，埋地聚乙烯給水管道系統應選用最小要求強度（MRS）不小于8.0MPa的聚乙烯混配專用料生產的管材和管件。
　　(2.3)大多數企業的生產線或庫房內存在白料與色母料，他們抱怨用戶一再壓價，引起白加黑自配料無法堵絕。但這些企業卻一致贊同用混配專用料，是確保制管質量的重要措施。用作水管的PE材料須加入2.5%的碳黑,以保證管材的老化速度在管材壽命設計范圍內；碳黑的分散度要達到≤3級，以其均勻性來消除不平衡的應力點。然而目前韓國材料是混配料及本色料并存；歐洲提供的材料均為混配料，即為出廠成品粒料已完成了碳黑及其它添加劑的共混造粒,沒有本色料,這樣就充分維護了其品牌的質量聲譽。因為制管企業自行采取本色料加黑色母料的做法存在以下隱患及不穩定因素：
　　A.碳黑品種選用難達合理程度；
　　B.碳黑加入量難達到標準要求；
　　C.碳黑分散度達不到標準要求；
　　D.色母的基料選用的隨意性大。
　　因此‘白加黑’的做法對管材的壽命、應力開裂性能、衛生安全性均會產生嚴重的質量隱患。
　　據悉聚乙烯PE100、PE80的混配料國產化的速度正在加快，不久的將來會推向市場，當然積極試用國產化的原料是義不容辭的責任，但全面選用國產料還應有一段路程，因此建議近期生產聚乙烯給水管材、管件的原料仍應使用歐洲品牌的、獲得國際權威實驗室頒發了原料等級認證證書的混配專用料。
　　(3)完備的檢驗體系是確保產品質量的重要環節
　　（3.1）按照《給水用聚乙烯（PE）管材》國家標準（GB/T13663-2000）的規定，每批原料應檢驗：炭黑含量；炭黑分散等級；氧化誘導時間（200℃）min；熔體流動速率（5kg，190℃）。另外，有些制管企業還按prEN12201：2002歐洲標準對原料作密度、揮發份含量、含水量、拉伸強度、耐慢速裂紋增長(SCG)、耐快速裂紋擴展（RCP）進行檢驗。
　　（3.2）按照《給水用聚乙烯（PE）管材》國家標準（GB/T13663-2000）的規定，管材出廠前應對顏色、外觀、尺寸、80℃靜液壓強度(165h)、斷裂伸長率、氧化誘導時間的檢驗；管材型式檢驗還包括20℃靜液壓強度（100h）、80℃靜液壓強度（1000h）、縱向回縮率、衛生性能的內容。對于藍色管材還需對‘耐候性’做專門的檢驗。
　　(3.3)以德國巴頓菲爾全自動聚乙烯管材生產線為代表的過程控制，是確保制管質量的關鍵。全自動原料烘干設備可對原料進行充分的水分烘干，并自動上料補料；“蓓達鐳射”能自動檢測管材的壁厚、自動對進料進行均勻的控制，使管壁厚度精確無誤，確保管材的受壓均衡。
　　(4)回用料問題
　　(4.1)按照《給水用聚乙烯（PE）管材》國家標準（GB/T13663-2000）的規定，按本標準生產管材時產生的潔凈回用料，只要能生產出符合本標準的管材時，可摻入新料中回用。
　　(4.2)也就是允許添加潔凈的回用料應是本次生產產生的潔凈回用料。不可將PE100和PE80級料混用；若是同等級但熔融指數相差太大也不能混用。從設備及工藝的角度講回用料用量<5%新料為好；標準規定管子的熔融指數不應超過原料的±25 %，從這個角度講回用料的量也不能加的太多。
　　（4.3）有些企業的回用料含雜質較明顯，控制均勻添加的措施不嚴謹，應改善。并應將摻加回用料情況填表歸檔，向相關用戶通報。
　　(5)多類型的連接方式，有助于管材在不同場合的應用
　　熱熔連接、電熔連接、法蘭連接、鋼塑過渡連接是聚乙烯管早先開發應用的連接方式，在歐洲某兩家公司2000年推出了聚乙烯管非熔接連接的技術趨向及系列產品。與此同時，國內亦獨立自主地提出這一思路，經幾年的攻關，參照ISO14236-2000《給水系統聚乙烯壓力管材用機械連接管件》的技術要求，成功地推出了聚乙烯給水管道工程承插連接這一技術，推出了系列產品，在國家行業標準CJJ/T98-2003《建筑給水聚乙烯管道工程技術規程》和國家行業標準CJJ101-2004《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》中，列入了這種新型的連接形式，有助于管材在不同場合的應用。
　　參照建設部行業標準《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》（CJJ101-2004）的（3.3.1）條文規定，各種連接方式的適用場合如表12。

表12

序號 連接方式 適用管徑范圍 適用的環境 1 熱熔連接 1.1 熱熔對接 dn≥63mm 管路單一，管件少，障礙少，應有溫度補償措施，適宜非開挖工程，工程集中且量大，需電源、昂貴的熱熔設備，環境條件要求嚴，施工速度慢，異形管受力方向的部位需筑支墩，待專業隊伍施工，需專業電工參與。 1.2 熱熔承插連接 dn32-dn110mm 入戶支管，水表節點，室內管道，應有溫度補償措施，需電源、熱熔設備，異形管受力方向的部位需固定，待專業隊伍施工，需專業電工參與。 1.3 熱熔鞍型連接 dn63-dn315mm 熱熔對接工程中，引接小口徑分支管的方式之一，需電源、熱熔設備，應砼全包，待專業隊伍施工，需專業電工參與。 2 電熔連接 2.1 電熔承插連接 dn32-dn315mm 配水管道，室內管道，應有溫度補償措施，需電源、電熔設備，相對工程造價高，待專業隊伍施工，需專業電工參與。 2.2 電熔鞍型連接 dn63-dn315mm 配水管道停水，不停水引接分支管，組裝質量可靠，應砼全包，需電源、電熔設備，待專業隊伍施工，需專業電工參與。 3 機械連接 3.1 承插柔性連接 3.1.1 非鎖緊型 dn90-dn315mm 配水管道，小區配水支管，適應不同環境條件，施工速度快，不存在溫度補償問題，異形管受力方向應筑支墩，工程綜合造價低，原管道施工隊伍施工。 3.1.2 鎖緊型 dn32-dn315mm 配水管道，小區配水支管的管件連接口，室內管路，適應不同環境條件，施工速度快，不存在溫度補償問題，穿越障礙容易，異形管受力方向砌筑支墩小，工程綜合造價低，原管道施工隊伍施工。 3.2 法蘭連接 dn≥63mm 管道中控制閥門，伸縮節等設施的連接方式，原管道施工隊伍施工。 3.3 鋼塑過渡連接 dn≥32mm 聚乙烯管與金屬管，金屬閥門、金屬水嘴等的連接方式，原管道施工隊伍施工。

　　(6)原料、產品的存放、包裝問題
　　(6.1)個別制管企業的進口原料露天堆放，管材也有露天無遮蓋堆放，這樣是欠妥的。
　　(6.2)對于管材出廠前兩端應加堵蓋；盤管整體應用編織布包扎，且不超出運輸車輛的寬、高限度；對于柔性承插管的堵蓋應加長，確保端口密封面的圓度及完好。
　　(6.3)中、小口徑管材出廠應捆扎成形，互不相擦；為了節省運輸費用而小管套入大管的方式，一方面要用戶認可、二方面小管在大管中卡固穩妥、三方面小管堵蓋隨車運去，到目的地再行封堵。
　　(6.4)管件務必用編織袋密封運輸。
　　(7)管材的縮徑問題
　　(7.1)生產聚乙烯給水管的工藝流程如下：
　　聚乙烯原料→干燥→擠出→真空定型→噴淋冷卻→打印標識→直管(盤管)切割→翻料(盤卷)堆放→檢測→合格品→入庫。
　　(7.2)管材定長切鋸后，管兩端面外徑要縮小，當dn315～1600mm時，管兩端外徑要縮小20～60mm，兩管熱熔對接后，加之內翻邊的存在，管材接口處，縮徑達40～80mm，在dn1600mm聚乙烯管生產線上縮徑現象更為明顯。這樣管道容易積氣，這對輸配水的過水能力影響很大，也容易引起微生物在管道內的滋生。
　　(7.3)制管企業在生產線定長鋸切后應增添一擴口工序，保證出廠的管材端面不縮小。
　　(7.4)制管企業在工廠采用熱熔對接焊制的管件，為了減少輸水阻力應采取措施避免產生內翻邊。
　　(7.5)同樣原因，管段現場熱熔對接時，亦應有措施避免或切除內翻邊。在亞大塑料制品有限公司總部考察時，見到他們就已引進了一臺內翻邊去除工具，遺憾的是一直沒有應用過，據了解操作麻煩，業主或規程上均沒有強行要求。
　　(7.6)管材熱熔對接形成內、外翻邊，是否對接口的強度有加固作用，去除內、外翻邊后，接口的強度是否削弱，應該立題論證。
　　(8)密封橡膠圈的材質要求
　　(8.1)在承插柔性連接方式上，密封橡膠圈的材質是相當重要的，在《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》（CJJ101-2004）的3.3.12條中，從材質、物理力學性能、衛生要求等均作了明確規定。
　　(8.2)制管企業應從水管密封膠圈定點供貨的專業橡膠廠訂購。
　　(8.3)橡膠材質可采用三元乙丙、丁苯橡膠，由用戶選定，建議采用進口的三元乙丙橡膠原料生產。
　　(8.4)橡膠廠批量供貨時，應提供原料材質及來源證明，物理力學檢測報告，衛生檢測報告。
　　3.5.3對于供水企業應用聚乙烯管的幾個問題
　　(1)在城市供水管網中，聚乙烯給水管首先推廣的范圍
　　(1.1)在管網技改工程中，非開挖鉆孔牽引管道、管中管工程、浮沉法穿越湖泊及江河的工程，采用熱熔對接的聚乙烯給水管，是可選用的方案之一。
　　(1.2)非車行道下的配水管道，特別是小區內的配水支管，宜采用承插式柔性非鎖緊型聚乙烯給水管材，管件采用鎖緊型接口。
　　(1.3)配水支管引接入戶支管，采用止水栓管件時，務必管卡部位全包混凝土。
　　(1.4)停水、不停水從配水支管引接入戶管時，電熔鞍型連接形式是可靠的連接方式。
　　(1.5)水表節點及入戶支管，熱熔承插連接的聚乙烯給水管材，亦是可選用的方案之一。
　　(1.6)在城市供水管道中采用的聚乙烯給水管材、管件，宜采用PE100歐洲品牌的混配專用料生產。
　　(2)選購管材、管件的須知
　　(2.1)選購混配專用料的技術性文件，主要應包括以下方面
　　A.原料廠家在國際權威實驗室進行的原料等級認證證書；
　　B.應標明原料的級別和牌號；
　　C.應標明該批號的原料是‘給水管用混配專用料’，因水管原料要特別注意應符合輸水設備的衛生性能要求；
　　D.應標明該批號原料出廠的物理性能檢驗報告單，檢驗項目包括炭黑含量；炭黑分散等級；氧化誘導時間（200℃）min；熔體流動速率（5kg，190℃）。另外，有些制管企業還按prEN12201：2002歐洲標準對原料作密度、揮發份含量、含水量、拉伸強度、耐慢速裂紋增長(SCG通過缺口試驗和錐體試驗方法檢驗)、耐快速應力開裂(RCP通過S4方法檢驗)檢驗；
　　E.制管企業對該批號采購的混配專用料，應委托有資質的檢驗單位，對上述C、D兩項涉及的內容進行復驗，提供相應檢驗報告單；
　　F.建議國家相關檢驗部門向用管、制管單位提供鑒別聚乙烯原料品牌、級別的檢驗方法。
　　(2.2)企業資歷
　　考察制管企業的相關證書、檢驗手段、過程控制等是否滿足《給水用聚乙烯（PE）管材》國家標準（GB/T13663-2000）和建設部行業標準《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》（CJJ101-2004）的規定。
　　(2.3)采購方應提供以下相關數據
　　A.管道的工壓、輸送水的最高水溫；
　　B.管材、管件的用材級別；
　　C.管道公稱外徑、管材長度、連接方式；
　　D.不同管徑等的管道長度；
　　E.管件的類別、規格、型式、數量；
　　F.管材、管件的外覌顏色。
　　(2.4)采購方應提供以下相關要求
　　A.管材、管件的出廠合格證、檢測報告；
　　B.密封橡膠圈的材質、牌號、合格證、檢驗報告、規格、數量；
　　C.管材、管件（包括輔件）的包裝要求；
　　D.管材、管件的運輸方式及相關要求；
　　E.付款方式、付款細則；
　　F.交貨日期、交貨地點、交貨方式、驗收細則；
　　G.要求的服務細則、承諾條款等。
　　(3)敷設聚乙烯給水管道的措施
　　建設部行業標準《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》（CJJ101-2004）中，已對埋地聚乙烯給水管道工程的設計、安裝施工、工程驗收等方面均作了規定與闡述，它是指導我們敷設聚乙烯給水管道的守則。為了貫徹這一規程，扼要商討以下問題：
　　(3.1)防老化問題
　　A.聚乙烯給水管可以是藍色管，也可以是黑色管上擠出藍色條，通常后者抗紫外線和防老化的性能好些；
　　B.聚乙烯管不宜明敷，實在需要明敷也建議加套管保護；
　　C.聚乙烯管在運輸、存貯過程應防止陽光直射，工地擺放時間力爭很短；
　　D.作了防老化處理的聚乙烯管違背上述兩點也是可用的，但使用年限要打折扣。
　　(3.2)關于溫度相關問題
　　A.聚乙烯管輸送的介質溫度高于20℃時，選用管材的公稱壓力應按《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》（CJJ101-2004）中4.1.1式計算，它將大于管網的工壓值；
　　B.《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》（CJJ101-2004）中4.2.4條，要求埋地聚乙烯管道與熱力管道間距不得小于1.5m，并按聚乙烯管道表面溫度不超過40℃的條件計算間距；
　　C.局部明敷管道加了套管，亦要核定陽光直射套管是否使聚乙烯管表面溫度超過40℃，否則應添隔熱層；
　　D.聚乙烯管的線膨脹系數是鋼管、球鐵管的10多倍，但聚乙烯管的彈性模量卻比金屬管低的多，說明雖然聚乙烯管伸縮的程度比較高，但是伸縮產生的應力卻明顯的小， 因此敷設聚乙烯管時克服季節溫差引起的軸向變形的措施是相當重要的，可控制這種伸縮所需的固定方法常常簡單而經濟，它利用聚乙烯獨特的優點--應力松弛性能來控制機械活動和變形，最基本的有兩種方法：一是不固定管道，使管道隨著溫度變化自由運動，如在規劃允許的范圍內熱熔、電熔連接的管道蛇形敷設，適應管道溫度變化的需要；二是通過錨定的方法來控制其尺寸變化，如熱熔、電熔連接的管道與金屬管道、水泥壓力管道連接時，應對聚乙烯管道牢固卡住，避免聚乙烯管溫度變化的軸向力，影響與金屬管道、水泥壓力管道連接口的密封性。當然，各管段閉合時的氣溫盡量趨向年平均氣溫；非鎖緊型承插柔性連接的聚乙烯管道，可自行適應管道溫度變化的需要。
　　(3.3)聚乙烯管道剛度較弱、材質較輕的對策
　　A.管槽溝底是卵石等硬土層時，應墊砂或碎土，管體四間亦應回填砂或碎土；
　　B.管道埋深不宜小于0.6m，在輕型車行道下不宜小于1.0m，管道穿越車行道應設套管保護；
　　C.管線上的閥門應有墊墩，并閥座兩側采取卡固措施，防止閥門啟閉時的扭力影響管道的接口；
　　D.承插非鎖緊型柔性管道敷設時，建議每根管有2-3點用磚等與溝壁卡緊；
　　E.聚乙烯管材較輕，敷設過程中若溝槽積水容易浮管，因此聚乙烯管道入溝后，隨即覆土，防止發生浮管事故。
　　(3.4)聚乙烯管與閥門等法蘭連接時，建議增設雙法蘭短管
　　《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》（CJJ101-200）條文說明的表3，列出了常用規格的聚乙烯管和金屬管、閥門的相應配套關系表。具體數據如下表13。

表13 聚乙烯管公稱外徑dn 32 40 50 63 75 90 110 160 200 315 400 450 500 560 630 閥門、金屬管公稱通徑DN 25 32 40 50 65 80 100 150 200 300 350 400 450 500 600

　　注：單位mm。
　　由于聚乙烯管與金屬管的內、外徑配套關系不一、管壁厚度不一，故聚乙烯管與閥門、金屬管法蘭連接時，建議增添一雙法蘭短管。短管一側法蘭盤尺寸與閥門、金屬管法蘭尺寸一致；短管另一側法蘭盤尺寸與聚乙烯管法蘭尺寸一致。從而法蘭盤連接規范、合理，管內徑過渡平滑，減少水流阻力。
　　(3.5)金屬示蹤線
　　聚乙烯管埋于地下后，難以用常規方式巡示，給管網的維護管理帶來困難，故《埋地聚乙烯給水管道工程技術規程》（CJJ101-2004）中4.2.10條規定，管道敷設后宜沿管道走向埋設金屬示蹤線。
　　后記
　　本文針對供水管網中建議釆用的管材，作了較系統的介紹，在選擇管材時應結合當地具體情況作技術經濟比較，特別要高度重視管件的規格配套性、質量可控性、壽命可比性、技術經濟性…，因篇幅所限沒進行相關的討論。
　　作者Emil：hwh1937@yahoo.com.cn
　　發稿日期：2005年8月11日