英国不锈钢协会(BSSA)在英国进行了内部管道系统用不锈钢管和连接件的使用和适用性的研究,并将其研究结果同其他国家,主要是德国、法国和意大利进行比较。
最近几年,不锈钢管道系统的应用逐渐增加,尤其是在德国和日本。在德国用于管道系统的不锈钢市场份额估计为12%左右。由于德国标准DIN 50930的修订,这个比例预计还会提高,该标准有可能会成为一个*欧盟EN标准*,其中禁止使用镀锌钢管或只允许在水的pH值大于7.5/7.6时使用,对铜管道也建立了某些限制。相反,对316型不锈钢的使用不加限制。在欧洲执行这些规定时,在管道用途材料的选择方面将对英国产生比较大的影响。
一、不锈钢管道材料的优势
不锈钢表面生成一层可自修复的钝化氧化物薄膜而具有耐腐蚀性。这层薄膜的修复能力随铬含量增加而提高,也可以加入钼。镍可促进奥氏体组织形成,提高延展性和成型性。管道用途中典型使用的标准不锈钢通常含铬17%~18%,含镍8%—12%。最常用的钢种是BS EN 1。4301(304),1。4307(304L).1.4401(316)和1.4404(316L)。不锈钢为管道系统设计师提供了许多方面的优势。
1、材料优势
·不锈钢在水中的一般腐蚀速度非常低,不需留有腐蚀余量。
·能够经受非常高的流速(>40m/s)。
·耐腐蚀性同高强度结合可缩小断面直径,减小壁厚和降低重量,从而快速、容易地安装。
·可延展性使得使用合适的工具不困难地弯曲和切削。
·特别是不锈钢压入配合易用于接头处,是在空间和通道有限的地方安装或有发热问题的地方使用的理想材料。
2.环境效益
·不锈钢可在所有类型的水中使用。钢中合金元素的浸析不会超过城市供水系统饮用水的有关规定。
·对于欧洲饮用水指令包括的所有范围的饮用水(包括不同氯化物含量)有极好的耐腐蚀性。
·不锈钢装置清洁,如果正常工作,不会使系统污染并可缩短清洗时间。
·安装接头等不需要加热,减少了着火的危险。因此不需得到热加工许可。
·不锈钢可全部回收。
3、经济效益
·不锈钢系统预计的寿命期可在50年以上典型的竞争材料长。
·不锈钢不需外加涂层。
·安装后不需维护,在装置的整个寿命周期减少系统停工时间、更换和维修费用。
·虽然初期成本可能比竞争材料,如铜和塑料的成本要高,但使用不锈钢的经济效益在于使用时间延长。
·不锈钢的使用寿命结束可完全回收,比普通废钢的剩余价值高。
4、外观优点
·不锈钢装置可与现代建筑和内部设计很好的相融合。
·不锈钢系统不需要涂漆,可裸露使用。
二、对苏格兰医院应用的调查结果及分析
1、苏格兰医院的应用
研究项目主要是对于不锈钢在英国的管道装置中的使用情况,特别是对在苏格兰医院的使用情况进行调查。苏格兰医院技术报告(SHTN)解释不锈钢装置的普及率逐渐提高的一些原因:
SHTN叙述了由于铜管道系统腐蚀的缘故所产生的问题。尽管进行了多方面的研究,仍然没有搞清楚腐蚀的真正原因,但是得出的结论足以使人相信,在苏格兰许多地方,医院的生活用冷、热水(DHCW)供水管道中铜管道有很高的损坏倾向,这里的水pH值较低,含有大量的水垢。
技术报告对所得的这个基本结论做了更详细的描述:
1983年以来,许多苏格兰医院和其他保健站(HPs)中DHCW供水管道中的铜管道明显腐蚀,成为一个严重的问题。管壁形成的局部点蚀或“针孔”腐蚀对于公共设施建筑物也许是独一无二的,特别是在整个苏格兰软水区域内。欧洲大陆的其他国家也出现了类似的问题,最近在北爱尔兰和威尔士的HPs内有同样的腐蚀。虽然这种腐蚀的形成还没有形成灾难性的破坏,然而它导致了系统使用期限的急剧缩短,由于管道损坏的范围和漏水扩大,对医院工作的破坏作用和维修次数不断增加值得注意。几家管道受到严重腐蚀的苏格兰医院目前已使用管道系统的替代材料重新铺设管道。这些得到认可的替代材料包括奥氏体不锈钢、聚氯乙烯(PVC)塑料、聚乙烯撑和十字形聚乙烯撑(PE-X)。
作为项目的一部分,通过上述在苏格兰医院使用进行的调查,结果显示这些不锈钢装置在防止泄漏和减少维护两方面的情况都很好。苏格兰的经验启发人们,不锈钢是特别适合于安装在和英国类似的其他地区,即软水条件下。
2、成本分析
为了更详细地考察成本差别,将铜管和铜合金接头与三个不同的不锈钢制造者的成本比较,发现对于直径比较小(15-22mm)的管道和接头使用铜要便宜得多;在中等直径范围(28~35mm)时使用铜和不锈钢价格上差距缩小;在直径比较大(42-108mm)时,不锈钢的价格和铜的价格几乎相等,有时比铜的价格还要低。
从调查中显而易见,这种模式不仅适合于英国,而且也适合于欧洲市场的其他国家。还可以看到,管产品的折扣主要是根据购买的量,而不是材料的类型,不言而喻对于铜、塑料和不锈钢产品的折扣结构是类似的。
不锈钢的初始费用比较高,但是同其他材料相比,它的寿命周期优点受到人们的赞同,而且可通过使用快速和高效的连接方法来缩小安装费用方面的差距。维护量少、系统停工时间短,更换费用低使不锈钢在装置的整个寿命周期内成本比较低。
3、安装
连接不锈钢管道的最高效和成本最省的方法是采用压入配合。它包括使用一个电动机械工具夹住连接件的夹具,连接件周围是整体聚合密封套。这种技术省时,对于大型设备比其他连接方法省人力,因此它对于医院和其他大型、公共和商业建筑是一种流行的选择。由于这种方法同其他技术相比无火焰、连接快、重量轻,因此安装费用可大大减少。
对于一种特殊设计或安装,其他技术可能比较合适的地方,不锈钢产品和系统更容易使用,即压缩接头(单箍和双箍)和毛细管接头。
4、市场调查的体会
作为项目一部分的市场初步研究已完成,目的是将不锈钢与其他常用的材料,尤其是铜和塑料进行比较,确定管道材料的选择取决于什么。通过向建筑师、顾问工程师、管道承包商和不同的重要决策者调查或个别探询形成下面的观点:
虽然铜管道在英国管道市场占优势,但无论哪个被调查者都认为它会保持目前的市场份额。83%的人认为是塑料,64%的人认为不锈钢会在将来取得重要地位。根据59%的被调查者回答,近几年,不锈钢作为管道用途的材料,在建筑师和建造者中已得到了较大程度的认可,有能力进一步扩大市场份额。所有的人对不锈钢都有高度评价,认为运行成本低、防火、防细菌、卫生、容易清洁、耐用、耐腐蚀/渗漏、耐锈蚀和美观等。
通过比较,铜在初始费用低,剩余/废金属价值高、易于制造、和其他材料可混用性、容易得到、可回收性和维修费用低等方面得到了高度评价。塑料在重量轻这方面得到最高评价。不锈钢被认为最昂贵,接下来是铜和塑料。当管道直径增加时不锈钢和铜的费用差距缩小。在比较大的装置中,当管道使用压入配合系统来连接时,安装工业管道项目中铜和不锈钢总体差别估计最小。对于生活管道用途,大多数人认为塑料更合适,它有简单的推入配合系统,铜为其次。
研究表明,由于经济效益和环境效益两方面的原因,不锈钢作为管道工程材料的重要性不断提高,特别是在德国.
不锈钢管道产品在英国大量使用有着明显的潜力,尤其是在低PH值的地区.苏格兰医院的使用表明了不锈钢管道系统的效果.
不锈钢具有许多优点,他在卫生性能\耐腐蚀性和维护量少等方面有着特别重要的意义,这使得在考虑装置的寿命周期成本时成为有吸引力的选择.不锈钢不需要涂漆,和现代化内部设计很好地融合,还可以全部回收.
不锈钢特别适合商业和公共方面的大型设备,例如像医院\幼儿园和敬老院\监狱\学校和旅馆,换句话说,有健康和安全问题的地方,可以充分发挥不锈钢管道材料性能方