建筑给排水工程中薄壁不锈钢管道设计选用要点

  选用优质管材是节水工作的重要环节。目前，建筑给排水管道分为金属管、塑料管、复合管和砼管几大类型，不同的管材因其不同的优缺点，适用条件也不同，如金属类管道易腐蚀，塑料类管道则主要存在耐火性差、抗渗氧、老化等问题，复合管道由不同材料复合制成，其限胀系数不同，由此带来复合后的分层和端面的腐蚀问题。在几大类不同材质管道中，金属管道中的不锈钢管虽然目前市场占有率不高，但由于其卫生性能好、耐腐蚀、强度和刚度大、可回收镍和铬、阻氧、抗低温、壁厚可减薄、传热系数小、外观漂亮、寿命周期成本低、性价比合理、水力条件好等特点，工程应用日趋广泛，生产厂家日益增多，管材的连接方式呈多元化的态势。不锈钢管不仅可广泛应用于给水、热水、直饮水、食品、医疗、还可用于消防、雨水系统等领域，具有很好的发展前景。在这种背景下，中国建筑金属结构协会给水排水设备分会左亚洲副会长详细解读了薄壁不锈钢管材的产品和工程标准，并讲解了在设计中的选用要点。

一、产品标准和工程标准

  目前，有关薄壁不锈钢管道的产品及工程标准有：《流体输送用不锈钢焊接钢管》（GB/T12771），《不锈钢卡压式管件》（GB/T 19228.1），《卡压式管件连接用薄壁不锈钢管》（GB/T 19228.2），《不锈钢卡压式管件用橡胶O型密封圈》（GB/T 19228.3），《薄壁不锈钢水管》（CJ/T 151），《薄壁不锈钢内插卡压式管材及管件》（CJ/T 232），《供水用不锈钢焊接钢管》YB/T（报批稿），《焊接钢管尺寸及单位长度重量》（GB 21835），《建筑给水排水设计规范》GB 50015 ，《建筑给水排水及采暖工程施工质量验收规范》（GB 50242），《建筑给水薄壁不锈钢管管道工程技术规程》（ CECS 153 : 2003），《建筑排水金属管道工程技术规程》（CJJ/T 127-2009），《建筑给水排水薄壁不锈钢管连接技术规程》（CECS报批稿〉）、《建筑给水金属管道工程技术规程》CJJ（送审稿已审查〉。

  有关薄壁不锈钢管道的标准可谓繁多，但左会长称，上述标准规范中仍存在一些问题，从而制约着行业的发展，并影响工程质量。他指出，第一，我国的薄壁不锈钢管材、管件的国标、行标中的规格呈多元化态势，故尺寸均不统一，兼容性差；第二，接口类型偏多；第三，应用领域混乱，对应标准不统一；第四，工程规程和产品标准不配套；第五，缺乏第三方的检测评价机制。材料、规格、尺寸、接口方式等的争论此起彼伏，硅橡胶能否用于生活给水系统？双卡压较单卡压抗拉拔力大？管材应有一个相同的最小壁厚？种种争议制约着行业的健康发展。

  为了解决上述问题，左会长提出几点建议：必须统一思想，统一标准，在市场经济条件下优胜劣汰；按产品应用领域编制标准；统一管材规格系列；统一公称外径；研究探讨第三方检测及评价机制的方案；在规格系列、外径统一基础上鼓励创新。　

二、设计选用要点

  什么叫薄壁不锈钢管，薄到什么程度叫薄壁不锈钢管？目前定义比校混乱。左会长认为，目前容易被接受的是CECS（报批稿）指出的，δ/OD≯6％且OD/δ≮17的不锈钢管。由于不同牌号的薄壁不锈钢管耐腐蚀性能不一，故应根据使用场所的环境条件、工程要求，选择不锈钢的牌号。

  左会长在详细介绍常用的材料牌号后，还特别强调，我国是镍资源缺乏的国家，开发和推广无镍的资源节约型不锈钢—铁素体不锈钢，是非常必要和具有十分广阔的前景，应采用439、443、444铁素体不锈钢代替304镍不锈钢。此外，在我国沿海地区，利用444铁素体不锈钢做生活储水箱已有几十年历史，利用铁素体不锈钢做虹吸屋面雨水排水管材也在鸟巢成功应用。左会长还就薄壁不锈钢管道的接口方式、胶圈选择、管道布置要点、

三、订货及交货等内容详细介绍

  最后，他总结道，薄壁不锈钢管材是绿色建材，适于安装在中、高档住宅及大型公共建筑中，发展前景看好。薄壁不锈钢标准间的兼容性、可操作性是可持续发展的必要条件。在设计选用中，设计人员要根据环境、介质等选择材质和接口方式，注意其特点，有针对性的设计。

四、室内用不锈钢管的腐蚀性能

  由于生活用不锈钢管在接头部位易产生腐蚀,日本日新制钢公司技术研究所对不锈钢管接头处耐蚀性进行了研究。

  焊接区发生腐蚀电位的测定是用SUS304TPD的20Cu管采用TIG周围焊接并切下10mm×40mm试样进行。晶间腐蚀电位测定是采用29mm×31mmSUS304冷轧板和把相同材料SUS304垫由钛(Ti)制螺栓螺母固定的试样进行试验。试验液体中有以下几种离子:Cl-、NO₃-、SO₄₂-、HCO₃-和CO₃₂-,并添加Na盐(Na₂SO₄),在20℃和60℃下进行测定。不锈钢固定电位0.25V。

  试验结果得出不同离子含量与腐蚀电位之间关系:在60℃热水条件含有20×10^-6Cl-+NaHCO₃下,(10×10^-6～615×10^-6)SO₄₂-、(2×10^-6～140×10^-6)NO₃-时,腐蚀电位比不锈钢固定电位高则不产生焊接区腐蚀和晶间腐蚀;(30×10^-6～600×10^-6)HCO₃-和(0～420×10^-6)CO₃₂-下产生腐蚀。其次(20×10^-6～1000×10^-6)氯离子使不锈钢腐蚀电位降低而产生腐蚀。从试验结果可知,控制各离子含量则不锈钢管焊接区不产生腐蚀。