摘要:隨著科技的高速發(fā)展各類新型管材不斷在建筑工程中涌現(xiàn),目前行業(yè)內(nèi)常用的給水管材種類繁多、性能各異。在眾多管材中薄壁不銹鋼管因其獨(dú)有的材料特性近年來在建筑給水工程中得到廣泛推廣。筆者作為醫(yī)院后勤水暖工程師,結(jié)合日常工作經(jīng)驗(yàn),對(duì)薄壁不銹鋼管在醫(yī)院建筑給水工程中的特性進(jìn)行簡(jiǎn)析。
關(guān)鍵詞:薄壁不銹鋼管 醫(yī)院 建筑給排水
作為醫(yī)院的后勤管理者,工作重心是保障醫(yī)療服務(wù)順利開展,既要保證基礎(chǔ)設(shè)備、動(dòng)力設(shè)施安全穩(wěn)定運(yùn)行,又要謹(jǐn)記環(huán)保、節(jié)約、可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略思想。薄壁不銹管在醫(yī)院建筑給水系統(tǒng)中得以廣泛應(yīng)用的重要因素,大都源于不銹鋼的耐腐蝕性能和力學(xué)物理性能。不銹管應(yīng)用于建筑給水管道,可集結(jié)為“安全耐用、環(huán)保衛(wèi)生、價(jià)格合理、美觀豪華”。如今,薄壁不銹鋼水管在英、德、美、日、韓、新加坡、馬來西亞等國(guó)家大范圍使用,其經(jīng)久耐用早已在應(yīng)用中得到證實(shí)。但因其價(jià)格因素、連接方式等制約條件未能在我國(guó)醫(yī)院建筑領(lǐng)域中得到廣泛使用。本文重點(diǎn)闡述薄壁不銹鋼管承插氬弧焊接連接方式的創(chuàng)新,給醫(yī)院后勤管理者提供更優(yōu)的選擇。
1.薄壁不銹鋼管的基本特性
不銹鋼就是不易生銹的鋼,碳鋼中含鉻Cr元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于12%的鐵基合金鋼。而薄壁不銹鋼管是指是指壁厚與外徑之比不大于6%的不銹鋼管道,F(xiàn)將其基本特性介紹如下:
1.1耐腐蝕機(jī)理
許多不銹鋼都具有不銹性和耐腐蝕性雙重特性,其機(jī)理是含有Cr—Ni元素的奧氏體晶體結(jié)構(gòu)的鐵合金,其中Cr在空氣中易氧化,形成一層百萬(wàn)分之2~3 的鉻鐵氧化物[(CrFe)2O3]薄膜,稱之天然的鈍化膜。它堅(jiān)韌、致密且穩(wěn)定,如果受到機(jī)械損傷,也能在常態(tài)下,立即氧化恢復(fù)成新的鈍化膜。
1.2耐腐蝕特性
用于建筑給水的不銹管,以著名的18Cr-8Ni鋼(304)為代表,能與氧化劑發(fā)生鈍化作用,經(jīng)試驗(yàn)和實(shí)踐應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)證明,在大氣、水等弱電介質(zhì)和酸類氧化性介質(zhì)中具有優(yōu)異的不銹性和耐蝕性。它用于給水管,對(duì)水的化學(xué)成分沒有限制,水介質(zhì)中含氧量多少都無(wú)妨,硬水或低PH 值軟水也無(wú)關(guān),輸送高溫介質(zhì)也暢通無(wú)阻,能經(jīng)受30m/s 高速水流的沖擊,這也是其獨(dú)有的特性之一。
1.3 固有的力學(xué)物理性能
不銹鋼號(hào)稱“大力士”。以常用的“304”不銹管為例,其抗拉強(qiáng)度為520-750MPa,是鍍鋅管的2倍,銅3倍,PPR管的8~10倍。延伸率大于35%。因此,只有不銹管的壁厚有理由減至最薄,達(dá)到薄壁型甚至高徑壁比(管徑:壁厚=50:1) 的要求,以真正符合節(jié)材節(jié)能的國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策,這也是降低其造價(jià)的決定性因素。
1.4良好的焊接性能
奧氏體不銹鋼具有極好的塑性和韌性,這類塑、韌性兩好的鋼,不但容易彎折、卷曲和冷擠壓成型,而且無(wú)任何淬火硬化等弊端存在。在焊接過程中極少出現(xiàn)冷裂紋現(xiàn)象,其焊接量在工程中的應(yīng)用面也比其他不銹鋼大得多,奧氏體不銹鋼焊接的工程實(shí)例非常廣泛,尤其是薄壁不銹鋼管制造與安裝,均以氬弧焊為最佳選擇。
1.5薄壁不銹鋼管道應(yīng)用于醫(yī)院案例
我院新門診病房樓于2008年竣工使用,給水系統(tǒng)主管道選用的四川民生管業(yè)的薄壁不銹鋼管,連接方式為螺紋連接,管件連接處加密封圈,其材質(zhì)大多選擇硅橡膠、丁腈橡膠和三元乙丙橡膠等,且符合對(duì)熱水輸送管橡膠密封圈材料的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在經(jīng)過十年的使用過程中發(fā)現(xiàn),因?yàn)楣艿劳獠坑醒趸けWo(hù),因此沒有發(fā)生氧腐蝕,管道內(nèi)部沒有發(fā)生Cl離子腐蝕的現(xiàn)象,用水末端沒有二次污染的水出現(xiàn)。冷水和熱水管道相比較,熱水管道由于不是24小時(shí)循環(huán)熱水,在子夜以后水溫下降時(shí),管道密封圈易形成熱脹冷縮,細(xì)微的變化能夠引起個(gè)別管件連接處滲水現(xiàn)象。但是總體說來,經(jīng)過一站式服務(wù)中心數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),應(yīng)用薄壁不銹鋼管材的維修量不足其他管材的1/5。維修量的下降,間接為醫(yī)院節(jié)約了費(fèi)用支出,這也充分體現(xiàn)了薄壁不銹鋼管經(jīng)久耐用、安全穩(wěn)定的特點(diǎn)。
2.薄壁不銹鋼管與其他管材對(duì)比
我院歷時(shí)悠久,成立至今已有百余年,隨著醫(yī)療服務(wù)的高速發(fā)展,老舊的基礎(chǔ)設(shè)施難以滿足當(dāng)今的醫(yī)療需求。因此,近二十年來醫(yī)院陸續(xù)進(jìn)行基礎(chǔ)建設(shè),建筑內(nèi)部的給水系統(tǒng)也相繼采用了各個(gè)階段最“知名”的管材.
2.1鍍鋅鋼管
鍍鋅管在我國(guó)建筑給水領(lǐng)域長(zhǎng)期以來占據(jù)統(tǒng)治地位,但鍍鋅管易受腐蝕,管道內(nèi)的污染水質(zhì)使其使用壽命一般只有 8~15 年,因此國(guó)家出臺(tái)文件明令淘汰鍍鋅鋼管。我院2號(hào)樓為百年建筑,給水主系統(tǒng)多為老舊管道主要以碳鋼管為主,管材局部經(jīng)常因腐蝕嚴(yán)重發(fā)生漏水現(xiàn)象,增加維修工作量及維修困難的程度,為了及時(shí)解決此問題,經(jīng)常以塑料管材應(yīng)急搶修。
2.2塑料管
塑料管的耐腐蝕性能好,在自來水輸送中不會(huì)產(chǎn)生二次污染,是目前使用比較廣泛的給水管材,其種類繁多、性質(zhì)各異。塑料管的缺陷是容易老化、管材強(qiáng)度及剛性不足。工作實(shí)踐中發(fā)現(xiàn),雖然各種塑料管道施工方便,但是強(qiáng)度方面仍滿足不了需求,同時(shí)在熱水管道使用過程中管道材質(zhì)容易改性老化。
2.3復(fù)合管
復(fù)合管一般由金屬和塑料復(fù)合而成,它兼有金屬管材強(qiáng)度大、剛性好和塑料管材耐腐蝕的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也摒棄了兩類管材的缺點(diǎn),但由于塑料和金屬熱膨脹系數(shù)差異大,所以管材離層問題一直困擾著復(fù)合管的發(fā)展。我院4號(hào)樓給水管材選用鋼襯塑復(fù)合管,防腐蝕效果令人滿意,但是其應(yīng)用在熱水系統(tǒng)中會(huì)出現(xiàn)內(nèi)壁受熱后離層現(xiàn)象,內(nèi)層脫落導(dǎo)致管道堵塞,嚴(yán)重影響醫(yī)院的供水系統(tǒng)正常使用。
2.4銅管
銅管是優(yōu)良的給水金屬管,其用做供水管材歷史悠久,實(shí)踐證明其經(jīng)久耐用、壽命較長(zhǎng),但銅管的最大問題是價(jià)格昂貴。銅是一種相對(duì)緊俏的資源,從發(fā)展看,銅的供需矛盾還將加劇。醫(yī)院3號(hào)樓采用的鋼襯銅給水管材,投入使用四年局部出水末端仍有“紅水”現(xiàn)象,主管道卡扣連接處產(chǎn)生金屬電位差,造成化學(xué)電腐蝕,出現(xiàn)離層現(xiàn)象。
3.薄壁不銹鋼管實(shí)際應(yīng)用技術(shù)要點(diǎn)
隨著國(guó)家大力發(fā)展區(qū)域性醫(yī)療中心,醫(yī)院在渾南區(qū)建設(shè)22萬(wàn)平方米的渾南國(guó)際醫(yī)院即將竣工,建設(shè)理念為:以人為本,綠色節(jié)能。在選取建筑內(nèi)部給水管材時(shí),充分結(jié)合老院區(qū)27萬(wàn)平方米建筑內(nèi)給水管材的使用經(jīng)驗(yàn),從安全性,環(huán)保性,經(jīng)濟(jì)性原則出發(fā),選用了薄壁不銹鋼管(承插氬弧焊管道連接方式)。
3.1連接方式的特點(diǎn)
眾所周知,任何一種管材的開發(fā)和應(yīng)用,都應(yīng)以連接技術(shù)為基礎(chǔ),薄壁不銹鋼管連接方式,國(guó)內(nèi)外分機(jī)械連接和非機(jī)械連接兩大類,機(jī)械連接包括壓縮式、壓緊式(卡壓式)、推進(jìn)式等,現(xiàn)場(chǎng)安裝比較方便,主要依靠橡膠圈達(dá)到密封的目的;非機(jī)械連接以焊接式為主,壓力管道100%用焊接連接。目前國(guó)內(nèi)薄壁不銹鋼管道承插氬弧焊接的連接方式已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)人士的共識(shí),主要克服了機(jī)械連接中橡膠圈易老化、適用管徑范圍小的通病;焊接接頭的耐壓力、拉拔力比機(jī)械連接大得多;薄壁不銹鋼管承插氬弧焊管道連接結(jié)構(gòu)技術(shù)獲得了“薄壁不銹鋼管承插氬弧焊管道連接結(jié)構(gòu)zl200620103152.5”的國(guó)家專利,通過了“國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)、國(guó)家特種設(shè)備(壓力管道)生產(chǎn)許可證、ISO 9001/ISO 14001認(rèn)證、英國(guó)WRAS認(rèn)證”,并列入了國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃項(xiàng)目。
隨著連接方式的技術(shù)改進(jìn),薄壁不銹鋼管在中央國(guó)家機(jī)關(guān)辦公樓、奧運(yùn)場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、學(xué)校、會(huì)議中心等重點(diǎn)工程項(xiàng)目得到越來越多的安裝和使用,應(yīng)用領(lǐng)域包括直飲水、生活冷熱水、暖氣輸送及消防自動(dòng)噴淋系統(tǒng),在應(yīng)用工程中均表現(xiàn)出了良好的安全和衛(wèi)生性能。因此,雖然其首次投資費(fèi)用較高,但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度分析,其使用壽命長(zhǎng)、無(wú)二次污染、日常維修費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì),奠定了薄壁不銹鋼管在醫(yī)院建筑給水工程廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)。
文獻(xiàn)參考:
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2.建筑給水薄壁不銹鋼水管管道工程技術(shù)規(guī)程.中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)
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