浙江至德鋼業(yè)有限公司介紹了薄壁不銹鋼管的發(fā)展和使用特性。提出了對薄壁不銹鋼管進(jìn)行合理選擇的方法:包括拉拔力測試、伸縮可撓性及耐沖擊和扭曲性測試等方法。20世紀70年代,由于日本、韓國、臺灣等國家和地區的經(jīng)濟高速發(fā)展,不銹鋼的生產(chǎn)水平和冶煉技術(shù)不斷進(jìn)步,使用不銹鋼材質(zhì)的管材顯著(zhù)增加。在使用初期,普遍都是使用不銹鋼鉸牙管,但不銹鋼是一種非常強硬的材料,在施工中加工和安裝困難,當鉸牙過(guò)于松、緊或過(guò)于長(cháng)、短都會(huì )導致無(wú)法工作,尤其在埋設使用時(shí),因為溫度的上升或下降,引起管的長(cháng)度加長(cháng)或減少,而兩邊的彎頭固定于水泥內無(wú)法延伸或縮短,受到推擠導致螺牙破裂,當發(fā)生漏水時(shí),均須全部拆卸重裝。因此,作為建筑給水用的一般配管,日本在1980年制定了JISG3448(一般配管用不銹鋼管)標準,與配管用不銹鋼管(JISG3459)相比,其主要特征就是薄壁,鋼種也只規定了SUS304(0Cr19Ni9)和SUS316(0Cr17Ni12Mo2)2種。后來(lái)在1982年7月日本水道協(xié)會(huì )制定了JWWAG115(給水用不銹鋼管)和JWWAG116(給水用不銹鋼管接頭)的標準規范。而作為不銹鋼協(xié)會(huì )的規范,除了SAS321,SAS322等性能標準以外,還制定了SAS354至SAS357的產(chǎn)品規范,制定了SAS358(閥門(mén))、SAS359(過(guò)濾器)、SAS360(風(fēng)箱式防振接頭)標準。從此,薄壁不銹鋼管的使用數量也突飛猛進(jìn)地增加,現在已達到相當可觀(guān)的市場(chǎng)份額。目前,我國的生產(chǎn)量和使用量也在不斷提高。

一、不銹鋼管特性

 作為給水用不銹鋼管(JWWAG115)主要是使用SUS304(0Cr19Ni9)和SUS316(0Cr17Ni12Mo2)2種不銹鋼,此類(lèi)不銹鋼管的主要優(yōu)點(diǎn)有:(1)耐腐蝕性佳。因為不銹鋼的表面會(huì )形成一層薄薄的保護膜,雖然此保護膜厚度約為3×10-6mm,但非常強韌,即使被破壞,只要有氧氣,可馬上再生而防止生銹,在冷水管或達100℃熱水管等腐蝕性較小的條件下,幾乎不用擔心會(huì )生銹。(2)衛生可靠。不銹鋼長(cháng)年使用在廚房機械、食品工業(yè)、釀造工業(yè)及醫療器具等領(lǐng)域,在衛生上的安全性有充分的保證。(3)由于較輕,可輕松搬運和施工并降低成本。(4)耐沖擊。從表可以看出,不銹鋼管的拉伸強度大約是鋼管的2倍,銅管的3倍,硬質(zhì)聚氯乙烯管的13倍,具有優(yōu)良的強度。但是不銹鋼管的線(xiàn)膨脹系數與銅管幾乎相同，并為鋼管的115倍,硬質(zhì)聚氯乙烯管的1/4,故一定要考慮因熱膨脹所引起的伸縮。

二、不銹鋼管件測試之評估方法

 對于室內建筑尤其是高層建筑,漏水現象絕大多數都發(fā)生在管材和管件的連接處,雖然現在有許多新型管材問(wèn)世,但一些管材和管件的連接方式還是值得商榷的。筆者曾在2001年第1期《給水排水》雜志上介紹的不銹鋼伸縮可撓接頭可以基本解決這個(gè)問(wèn)題,以下的一些參數或測試可以為薄壁不銹鋼管和管件的選用及安裝提供一定的參考。

 1. 管徑和連接方式

 因為管件和管材的連接結構決定了實(shí)際的使用效果,有的連接對小管徑毫無(wú)問(wèn)題,但到大管徑就會(huì )出問(wèn)題。如對直徑超過(guò)70mm的金屬管材最好用法蘭或焊接的連接方式,而直徑70mm以下的金屬管材可用鉸牙或其他方式。對材料的選用更決定了管材和管件的使用壽命以及工程造價(jià)。

 2. 拉拔力

 測試一般情況下,只要按照生產(chǎn)工藝正常生產(chǎn),對單獨的管材或管件的強度試驗和破壞試驗一般不成問(wèn)題。但當管材和管件連成一體時(shí),最薄弱環(huán)節就在連接處,表為對幾種常見(jiàn)管材與管件的拉拔測試(即在氣壓為0.12MPa狀態(tài),以1000N/min速度拉拔,拉到發(fā)生外漏為止)結果。

 可以看出不同的連接方式產(chǎn)生的拉拔力是完全不同的。而拉拔力的大小綜合反映了現場(chǎng)各種外力作用因素的影響(如外來(lái)沖擊力、水錘作用的沖擊力、冷縮時(shí)的拉力等)。

 3. 伸縮可撓性

 世界上的任何事物都是在不停地運動(dòng)著(zhù)的,作為給排水用的管道受到建筑物的振動(dòng)、水力的沖擊、熱脹冷縮及外力的影響,都是在不斷運動(dòng)的,因此有必要考慮管材與管件連接處的伸縮可撓性。如圖1所示,以水壓0175MPa上下垂直動(dòng)作10mm或軸向抽動(dòng)2mm,以每分鐘60次連續6h進(jìn)行測試,測試結果見(jiàn)表3。從上面的測試結果可以看出,塑料具有一定的柔性,可撓性無(wú)任何問(wèn)題。當管材與管件密封方式是剛性時(shí)(如銅管),就完全不具備伸縮可撓性,在實(shí)際應用中失敗率就會(huì )很高,應盡量避免使用剛性密封的方式。因為只要受到任何外在因素的影響,只要有松動(dòng),泄漏的可能性就會(huì )增加。建議密封盡量選用剛柔相濟的密封方式。

 4. 耐沖擊性

 30層的高層建筑,高度可達100m,當水管充滿(mǎn)水時(shí)自身壓力就達10MPa,而現在的建筑多采用變頻調速,水壓有時(shí)無(wú)法保證,有必要考慮管材與管件連接處的沖擊壓力問(wèn)題。我們對以上管件和管材加滿(mǎn)水,以0～415MPa的壓力進(jìn)行沖擊,共做2000個(gè)循環(huán),測試結果見(jiàn)表。

 5. 扭曲性

  在施工現場(chǎng),由于施工場(chǎng)地、空間和施工工具的限制,施工人員經(jīng)常利用管材的塑性而不按施工規范強行施工,所以,有必要考慮管材與管件連接處的扭曲因素。表5為接頭與管在壓力為1MPa的情況下,對管接頭將管左右旋轉90°兩次,再復原后的測試結果。

三、結語(yǔ)

  以上幾個(gè)方面的因素對薄壁不銹鋼管材和管件的可靠安全性有著(zhù)重要的參考價(jià)值,雖然有些片面,但對管材和管件的選用尤其是對新型管材和管件的開(kāi)發(fā)無(wú)疑是有利的,一個(gè)產(chǎn)品的可靠性一定要考慮存在的各種因素及可能發(fā)生的事情。在現實(shí)中,地震、地陷或重型車(chē)輛通過(guò)等惡劣使用環(huán)境都是不可預見(jiàn)的,但在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)中要考慮到,這樣才能保證在使用中更安全、更可靠?？傊?對于薄壁不銹鋼管材和管件的選用,一定要經(jīng)過(guò)綜合評估,既要考慮到經(jīng)濟性,更要考慮到安全衛生和可靠性,這樣才能達到理想的效果。