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    淺析薄壁不銹鋼管在醫院建筑中的應用

    放大字體  縮小字體 發布日期:2018-05-11  瀏覽次數:903
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    核心提示:摘要:隨著科技的高速發展各類新型管材不斷在建筑工程中涌現,目前行業內常用的給水管材種類繁多、性能各異。在眾多管材中薄壁不
     摘要:隨著科技的高速發展各類新型管材不斷在建筑工程中涌現,目前行業內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。筆者作為醫院后勤水暖工程師,結合日常工作經驗,對薄壁不銹鋼管在醫院建筑給水工程中的特性進行簡析。
     
    關鍵詞:薄壁不銹鋼管  醫院  建筑給排水
     
    作為醫院的后勤管理者,工作重心是保障醫療服務順利開展,既要保證基礎設備、動力設施安全穩定運行,又要謹記環保、節約、可持續發展的戰略思想。薄壁不銹管在醫院建筑給水系統中得以廣泛應用的重要因素,大都源于不銹鋼的耐腐蝕性能和力學物理性能。不銹管應用于建筑給水管道,可集結為“安全耐用、環保衛生、價格合理、美觀豪華”。如今,薄壁不銹鋼水管在英、德、美、日、韓、新加坡、馬來西亞等國家大范圍使用,其經久耐用早已在應用中得到證實。但因其價格因素、連接方式等制約條件未能在我國醫院建筑領域中得到廣泛使用。本文重點闡述薄壁不銹鋼管承插氬弧焊接連接方式的創新,給醫院后勤管理者提供更優的選擇。
     
    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元素質量分數大于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將其基本特性介紹如下:
    1.1耐腐蝕機理
    許多不銹鋼都具有不銹性和耐腐蝕性雙重特性,其機理是含有Cr—Ni元素的奧氏體晶體結構的鐵合金,其中Cr在空氣中易氧化,形成一層百萬分之2~3 的鉻鐵氧化物[(CrFe)2O3]薄膜,稱之天然的鈍化膜。它堅韌、致密且穩定,如果受到機械損傷,也能在常態下,立即氧化恢復成新的鈍化膜。
    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,能與氧化劑發生鈍化作用,經試驗和實踐應用經驗證明,在大氣、水等弱電介質和酸類氧化性介質中具有優異的不銹性和耐蝕性。它用于給水管,對水的化學成分沒有限制,水介質中含氧量多少都無妨,硬水或低PH 值軟水也無關,輸送高溫介質也暢通無阻,能經受30m/s 高速水流的沖擊,這也是其獨有的特性之一。
    1.3 固有的力學物理性能
    不銹鋼號稱“大力士”。以常用的“304”不銹管為例,其抗拉強度為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,以真正符合節材節能的國家產業政策,這也是降低其造價的決定性因素。
    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,而且無任何淬火硬化等弊端存在。在焊接過程中極少出現冷裂紋現象,其焊接量在工程中的應用面也比其他不銹鋼大得多,奧氏體不銹鋼焊接的工程實例非常廣泛,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薄壁不銹鋼管道應用于醫院案例
    我院新門診病房樓于2008年竣工使用,給水系統主管道選用的四川民生管業的薄壁不銹鋼管,連接方式為螺紋連接,管件連接處加密封圈,其材質大多選擇硅橡膠、丁腈橡膠和三元乙丙橡膠等,且符合對熱水輸送管橡膠密封圈材料的國家標準。在經過十年的使用過程中發現,因為管道外部有氧化膜保護,因此沒有發生氧腐蝕,管道內部沒有發生Cl離子腐蝕的現象,用水末端沒有二次污染的水出現。冷水和熱水管道相比較,熱水管道由于不是24小時循環熱水,在子夜以后水溫下降時,管道密封圈易形成熱脹冷縮,細微的變化能夠引起個別管件連接處滲水現象。但是總體說來,經過一站式服務中心數據統計,應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,間接為醫院節約了費用支出,這也充分體現了薄壁不銹鋼管經久耐用、安全穩定的特點。
     
    2.薄壁不銹鋼管與其他管材對比
    我院歷時悠久,成立至今已有百余年,隨著醫療服務的高速發展,老舊的基礎設施難以滿足當今的醫療需求。因此,近二十年來醫院陸續進行基礎建設,建筑內部的給水系統也相繼采用了各個階段最“知名”的管材.

    2.1鍍鋅鋼
    鍍鋅管在我國建筑給水領域長期以來占據統治地位,但鍍鋅管易受腐蝕,管道內的污染水質使其使用壽命一般只有 8~15 年,因此國家出臺文件明令淘汰鍍鋅鋼管。我院2號樓為百年建筑,給水主系統多為老舊管道主要以碳鋼管為主,管材局部經常因腐蝕嚴重發生漏水現象,增加維修工作量及維修困難的程度,為了及時解決此問題,經常以塑料管材應急搶修。
    2.2塑料管
    塑料管的耐腐蝕性能好,在自來水輸送中不會產生二次污染,是目前使用比較廣泛的給水管材,其種類繁多、性質各異。塑料管的缺陷是容易老化、管材強度及剛性不足。工作實踐中發現,雖然各種塑料管道施工方便,但是強度方面仍滿足不了需求,同時在熱水管道使用過程中管道材質容易改性老化。
    2.3復合管
    復合管一般由金屬和塑料復合而成,它兼有金屬管材強度大、剛性好和塑料管材耐腐蝕的優點,同時也摒棄了兩類管材的缺點,但由于塑料和金屬熱膨脹系數差異大,所以管材離層問題一直困擾著復合管的發展。我院4號樓給水管材選用鋼襯塑復合管,防腐蝕效果令人滿意,但是其應用在熱水系統中會出現內壁受熱后離層現象,內層脫落導致管道堵塞,嚴重影響醫院的供水系統正常使用。
    2.4銅管
    銅管是優良的給水金屬管,其用做供水管材歷史悠久,實踐證明其經久耐用、壽命較長,但銅管的最大問題是價格昂貴。銅是一種相對緊俏的資源,從發展看,銅的供需矛盾還將加劇。醫院3號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”現象,主管道卡扣連接處產生金屬電位差,造成化學電腐蝕,出現離層現象。
     
    3.薄壁不銹鋼管實際應用技術要點
    隨著國家大力發展區域性醫療中心,醫院在渾南區建設22萬平方米的渾南國際醫院即將竣工,建設理念為:以人為本,綠色節能。在選取建筑內部給水管材時,充分結合老院區27萬平方米建筑內給水管材的使用經驗,從安全性,環保性,經濟性原則出發,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
    眾所周知,任何一種管材的開發和應用,都應以連接技術為基礎,薄壁不銹鋼管連接方式,國內外分機械連接和非機械連接兩大類,機械連接包括壓縮式、壓緊式(卡壓式)、推進式等,現場安裝比較方便,主要依靠橡膠圈達到密封的目的;非機械連接以焊接式為主,壓力管道100%用焊接連接。目前國內薄壁不銹鋼管道承插氬弧焊接的連接方式已經得到業內人士的共識,主要克服了機械連接中橡膠圈易老化、適用管徑范圍小的通;焊接接頭的耐壓力、拉拔力比機械連接大得多;薄壁不銹鋼管承插氬弧焊管道連接結構技術獲得了“薄壁不銹鋼管承插氬弧焊管道連接結構zl200620103152.5”的國家專利,通過了“國家高新技術企業、國家特種設備(壓力管道)生產許可證、ISO 9001/ISO 14001認證、英國WRAS認證”,并列入了國家級火炬計劃項目。
    隨著連接方式的技術改進,薄壁不銹鋼管在中央國家機關辦公樓、奧運場館、機場、學校、會議中心等重點工程項目得到越來越多的安裝和使用,應用領域包括直飲水、生活冷熱水、暖氣輸送及消防自動噴淋系統,在應用工程中均表現出了良好的安全和衛生性能。因此,雖然其首次投資費用較高,但是從長遠角度分析,其使用壽命長、無二次污染、日常維修費用低等優勢,奠定了薄壁不銹鋼管在醫院建筑給水工程廣泛應用的基礎。
     
    文獻參考:
    1.薄壁不銹管鋼.中華人民共和國城鎮建設行業標準CJ/T151—2001
    2.建筑給水薄壁不銹鋼水管管道工程技術規程.中國工程建設標準化協會標準
    3. 腐蝕與防護手冊.化學工業化工機械研究院主編.北京化學工業出版社。
    4.出云諭明 (日) 著.威脅人類的定時炸彈—環境荷爾蒙.1999
    5. 國家建筑標準設計 04S407—2.建筑給水金屬管道安裝薄壁不銹鋼管第7 頁,2004.12
    6.給水排水 薄壁不銹鋼管連接技術 繆德偉 朱金華98頁2006.32
     
     
     
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