给水管道材料与附件

第七章给水管道材料与附件（一）教学要求了解常用的给水管道材料和附件（二）教学内容1、给水管道材料2、给水管道附件及附属构筑物（三）重点：给水管道材料第一节给水管道材料与配件一、给水管道材料对给水管道的要求：水力条件好、安装简便、快速可靠、维护工作量少。同时管道的化学稳定性高，耐腐、质轻、韧性好、寿命长、折旧费用低。给水管材常可以分为金属管材料、非金属管材料和复合材料三大类。1．金属管目前常用的金属管主要有：钢管、镀锌管、铸铁管、铜管。铜管价格较高，主要用于热水管道。钢管分为焊接钢管和无缝钢管两大类，焊接钢管有直缝钢管和螺旋卷焊钢管，钢管的优点是强度高、耐振动、重量轻、长度大、接头少和加工接口方便等。镀锌管道仍作为建筑给水管的主要管材，它比钢管价格低，但防腐性差，铸铁管一般包括普通灰口铸铁管，铸钛球墨铸铁管和球墨铸铁管。2．塑料管材用于给水管道工程的塑料管材有UPVC管，PE管、PB管、PEX管、PP-C管、PP-R管。重量轻、便于运输及安装、管道内壁光滑阻力系数小、防腐性能良好、对水质不构成二次污染却都是共同的。（1）硬聚氨乙烯管（UPVC）管（2）聚乙烯管（PE管）（3）聚丁烯管道（阳管）（4）交联聚乙烯（PEX）管（5）聚丙烯共聚物PP-R、PP-C管3．复合管（1）玻璃钢管（FRP管）玻璃钢管属热固性塑料管。玻璃钢管重量轻（约为钢管的l/2），承压能力高、内壁光滑、耐腐蚀、施工安装方便，但价格高于钢管（约1.5倍）。（2）耐冲击UPVC管（Hl-3P）耐冲击UPVC管是将已有的UPVC管通过物理和化学处理，形成具有高密度硬质中心层和耐冲击内外硬质属的三层结构，用以改善普通UPVC管抗低温冲击强度低的缺陷，实验证实这种三层结构的管道比铸铁给水管有更高的耐冲击强度和拉伸强度。（3）钢骨架塑复合管以钢丝为增强体，塑料（高密度聚乙烯HDPE）为基体，采用钢丝点焊成网和挤出塑料真空填注同步进行，在生产线上连续拉膜成型。钢骨架塑料复合管克服了钢管耐压不耐腐、塑料管耐腐不耐压、钢塑管易脱层等缺陷。（4）衬塑铝台金管衬塑铝合金管由铝合金外层及聚丙烯内层经机械加工复合而成。其性能与铝塑复合管类似。第二节给水管道附件一、阀门阀门是用以连接、关闭、和调节液体、气体或蒸汽流量的设备。是市政管道系统的重要组成部分。阀门根据所输送的液体，功能不同而有许多种类，现将给水管道系统中常用的阀门作一介绍。阀门型号共有7个单元，其意义如下：第1单元：用汉语拼音字母代表阀门类型，代号如表7-2所示。阀门类型代号表7-2类别代号类别代号闸阀Z旋塞阀X截止阀J止回阀H节流阀L安全阀A球阀Q减压阀Y蝶阀D泄水阀S第2单元：用数字表示阀门的驱动方式。对于手轮、手柄或扳手直接传动的阀门，本单元可省略，数字代号意义见表7-3。阀门驱动方式代号表7-3代号123456驱动方式蜗轮正齿轮伞齿轮气动液动电动第3单元：用数字表示阀门与管道的连接方式，意义如表7-4。阀门与管道的连接方式代号表7-4代号1246789连接方式内螺纹外螺纹法兰焊接对夹卡箍卡套第4单元：用数字表示阀门结构型式，对于不同种类的阀门，数字代表含意也不同，现分别列出。（1）闸阀数字意义见表7-5。闸阀结构型式代号表7-5代号闸阀结构型式1杆明杆单闸板2双闸板5暗杆单闸板6双闸板3平行式明杆单闸板4双闸板（2）止回阀和底阀数字意义见表7-6。止回阀和底阀结构型式代号表7-6代号结构型式1升降式水平瓣2垂直瓣4旋启式单瓣5多瓣（3）安全阀数字意义见表7-7。安全阀结构型式代号表7-7代号0123456789结构弹簧式封闭式不封闭封闭不封闭式带散热片带扳手带控制机构带扳手先导式全启式微启式全启式双弹簧微启全启式微启式全启式微启式全启式单杠杆双杠杆（4）球阀数字意义见表7-8。球阀结构型式代号表7-8球阀结构型式代号球阀结构型式代号浮动球直通式1固定球直通式5三通式4三通式7（5）蝶阀数字意义见表7-9。蝶阀结构型式代号表7-9代号0123结构杠杆式垂直板式－斜板式（6）减压阀数字意义见表7-10。减压阀结构型式代号表7-10代号1234567结构薄膜式弹簧膜式活塞式波纹管式杠杆式-组合式第5单元：用汉语拼音字母表示密封圈和衬里材料，表示方法见表7-11。密封圈和衬里材料代号表7-11材质代号材质代号合金钢H衬橡胶J铜合金T衬搪瓷C巴氏合金B衬铅Q硬质合金Y氟塑料F渗氮钢D尼龙N橡胶X无密封圈W第6单元：用数字表示公称压力，单位为105Pa。第7单元：用汉语拼音表示阀体材料，见表7-12。阀体材料代号表7-12代号阀体材料代号阀体材料Z灰铸铁C碳素钢K可锻铸铁I铬钼合金钢G高硅铸铁P铬镍钛耐酸钢Q球黑铸铁R铬镍钼钛耐酸钢T铜和铜合金V铬钼钡合金钢举例：如Z15T-10表示内螺纹暗杆楔式闸阀，公称压力为1.0MPa。其中第2单元为手动(省略)。第7单元阀体材料为灰铸铁(省略)。二、止回阀止回阀又称单向阀，它用来限制水流朝一个方向流动。一般安装在水泵出水管，用户接管和水塔进水管处，以防止水的倒流。该阀靠水流的压力达到自行关闭或开启的目的。当水倒流时，阀瓣自动关闭，截断水的流动，避免事故的发生。止回阀安装和使用时应注意以下几点：（1）升降式止回阀应安装在水平方向的管道上，旋启式止回阀既可安装在水平管道上，又可安装在垂直管道上。（2）安装止回阀要使阀体上标注的箭头与水流方向一致，不可倒装。（3）大口径水管上应采用多瓣止回阀或缓闭止回阀，使各瓣的关闭时间错开或缓慢关闭，以减轻水锤的破坏作用。三、水锤消除设备水锤是供水装置中常见的一种物理现象，它在供水装置管路中的破坏力是惊人的，对管网的安全平稳运行是十分有害的，容易造成爆管事故。水锤消除的措施通常可以采用以下一些设备。1．采用恒压控制设备2．采用泄压保护设备（1）水锤消除器（2）泄压保护阀：该设备安装在管道的任何位置，和水锤消除器工作原理一样，只是设定的动作压力是高压，当管路中压力高于设定保护值时，排水口会自动打开泄压。3．采用控制流速设备（1）采用水力控制阀，一种采用液压装置控制开关的阀门，一般安装于水泵出口，该阀利用机泵出口与管网的压力差实现自动启闭，阀门上一般装有活塞缸或膜片室控制阀板启闭速度，通过缓闭来减小停泵水锤冲击，从而有效消除水锤。（2）采用快闭式止回阀，该阀结构是在快闭阀板前采用导流结构，停泵时，阀板同时关闭，依靠快闭阀板支撑住回流水柱，使其没有冲击位移，从而避免产生停泵水锤。4．在管路中各峰点安装可靠的排气阀也是必不可少的措施。四、消火栓消火栓有地上消火栓和地下消火栓。地上消火栓适用于气温较高的地方，地下消火栓适用于较寒冷的地区。五、排气阀和泄水阀由于地形变化、特别是长距离输水管的最高处或管件上，需要装置排气阀，以排除在管中的气体。排气阀分单口和双口两种。单口排气阀用在直径小于300mm的水管上，口径为水管直径的1/2～1/5。双口排气阀口径可按水管直径的1/8～1/10选用，装在直径400mm以上的水管上。见图7-6所示。为了排除管道内沉积物或检修放空及满足管道消毒冲洗排水要求，在管道下凹处及阀门间管段最低处，施工时应预留泄水口，用以安装泄水阀。确定泄水点时，要考虑好泄水的排放方向，一般将其排入附近的干渠、河道内，不宜将泄水通向污水渠，以免污水倒灌污染水源。第三节给水管道附属构筑物一、阀门井二、管道支墩1．支墩的类型根据异形管在管网中布置的方式，支墩有以下几种常用类型：（1）水平支墩又分为：弯头处支墩；堵头处支墩；三通处支墩。（2）上弯支墩：管中线由水平方向转入垂直向上方向的弯头支墩。（3）下支墩：管中线由水平方向转入垂直向下向的弯头支墩。（4）空间两相扭曲支墩：管中线既有水平转向又会有垂直转向的异形管支墩。2．支墩的计算作用于支墩的推力如果使用石棉灰口，因其粘接力的关系有一部分推力由灰口负担。通过实验在石棉灰口的粘接力为1.7×105kg/m2。在设计支墩时应减去此部分力量，但胶圈柔口3．设计原则（1）当管道转弯角度10°时，可以不设置支墩。（2）管径600mm管线上，水平敷设时应尽量避免选用90°弯头，垂直敷设时应尽量避免使用45°以上的弯头。（3）支墩后背必须为原形土，支墩与土体应紧密接触，倘若空隙需用与支墩相同材料填实。（4）支撑水平支墩后背的土壤，最小厚度应大于墩底在设计地面以下深度的3倍。三、给水管道穿越障碍物当给水管线通过铁路、公路和河谷时，必须采用一定的措施。管线穿过铁路时，其穿越地点、方式和施工方法，应严格按照铁路部门穿越铁路的技术规范。根据铁路的重要性，采取以下措施：穿越临时铁路或一般公路，或非主要路线且水管埋设较深时，可以不设套管，但应尽量将铸铁管接口放在两股道之间，并用青铅接头，钢管则应有相应的防腐措施；穿越较重要的铁路或交通频繁的公路时，水管须放在钢筋混凝土套管内，套管直径根据施工方法而定，大开挖施工时应比给水管直径大300mm，顶管法施工时应较给水管的直径大600mm。穿越铁路或公路时，水管管顶应在铁路路轨底或公路路面以下1.2m左右。管道穿越铁路时，两端应设检查井，井内设阀门或排水管等，参见图7-11所示。管道穿越河谷时，通常采用以下一些方法：1．裸露敷设裸露敷设是我国早期管道穿越江河的一种方法，始于60年代初期。它技术简单、施工方便、无需大型施工机具，但缺点是稳管的石笼用量大，浅水区易影响航运和渔业生产。2．沟埋敷设沟埋敷设是把管道埋置于河床稳定层内。这种方式已成为我国水下敷设管道的主要方式。它主要是以挖泥船为主体的施工方法，此外还有爆破法、气举法、液化法。3．管道从河床下稳定层中穿越