不銹鋼在發(fā)達國家的水工業(yè)中已經(jīng)有多年成功的應(yīng)用紀錄,人們通常認為不銹鋼是昂貴的材料,但不銹鋼本身固有的優(yōu)勢使其在水工業(yè)(包括飲用水和污水處理和輸送設(shè)備)的應(yīng)用中在經(jīng)濟性等方面獲得了很多益處,這已經(jīng)被美國、歐洲和日本的成功實踐所證實。
不銹鋼自20世紀60年代中期來西亞以來便已廣泛用于國外的飲用水工業(yè),如今在發(fā)達國家,不銹鋼在建筑給水、水處理系統(tǒng)的應(yīng)用非常普遍。英國、德國、美國、日本、馬和新加坡都有不銹鋼水管的標準,還有ISO標準。
由于不銹鋼優(yōu)良的性能,美國政府根據(jù)1996年凈水法制定的國家標準/國家衛(wèi)生基金國際標準ANSI/NSF61-1997a,通過立法明確規(guī)定:“用于飲用水的金屬管道,只允許使用不銹鋼和球墨鑄鐵管?!币驗樗鼈兪菆皂g耐用的管材,在水流的切削下析出有害物質(zhì)最少。因此,城市自來水供水管網(wǎng),凡干管改造,一律選用不銹鋼管和球墨鑄鐵;進入高樓的供水管,無一例外首選不銹鋼作為供水管。最新的2003版美國國際標準委員會的水管和住宅標準再次包括了這方面的內(nèi)容,說明不銹鋼水管的使用已經(jīng)正式得到美國官方批準。
其他國家如加拿大衛(wèi)生部、荷蘭衛(wèi)生鑒定委員會和世界衛(wèi)生組織也確認了這 一標準?,F(xiàn)在越來越多的國家要求飲用水系統(tǒng)的管道和系統(tǒng)部件必須符合上述標準,以此作為健康保證的基礎(chǔ),符合該標準要求的第一批材料有304/304L、316/316L不銹鋼。
馬來西亞水務(wù)當局自1997年來與水工業(yè)各方合作起草了供水系統(tǒng)使用不銹鋼焊管和不銹鋼管件的標準規(guī)范。2001年4月,馬來西亞水務(wù)當局正式頒布標準規(guī)定與公共輸水主管道相連的水表前后的給水管道只允許使用奧氏體不銹鋼焊管。
世界上不少缺水或具有腐蝕性軟水水質(zhì)的城市面臨著每天向幾百萬居民輸送幾百萬升清潔飲用水的難題,為了有效利用水資源,降低滲漏造成的水損失,充分改善水質(zhì),許多國家開始在飲用水處理和配送系統(tǒng)中采用不銹鋼。30多年來,不銹鋼在各個國家的飲用水處理廠、供水系統(tǒng)和污水處理廠得到了日益廣泛而成功的應(yīng)用,獲得了非常明顯的社會效益和經(jīng)濟優(yōu)勢。
在日本,20世紀60年代中期不銹鋼在首次應(yīng)用于城市供水和污水處理以來,已經(jīng)成為被世人所公認的“最佳飲用水容器材料”,日本的自來水管道和建筑內(nèi)給水管道使用不銹鋼已經(jīng)有40年歷史。
1980年制定了日本工業(yè)標準JISG3448 ― 一般配管用不銹鋼管;1982年制定了日本自來水協(xié)會標準JWWAG115 ― 自來水用不銹鋼管道和JWWAG116 ―自來水用不銹鋼鋼管接頭。表明不銹鋼用作自來水輸水管道和建筑內(nèi)給水管道得到了空前發(fā)展并步入了標準化軌道。1982年日本又開發(fā)了不銹鋼波紋管,管道用手就可以很容易地彎成任意角度,大大減少了接頭數(shù)量甚至可以完全省去接頭,節(jié)約了安裝時間和成本。日本自來水協(xié)會和東京供水局以及不銹鋼協(xié)會制定了不銹鋼波紋水管標準,1999年東京供水局將316不銹鋼波紋管作為標準用材。
日本東京的自來水供水管道經(jīng)歷了鍍鋅管―塑料管(以硬質(zhì)聚氯乙烯為代表)和復(fù)合鋼管―不銹鋼管的發(fā)展過程。1955年以前,普遍使用的是鍍鋅管,
1955~1980年間,塑料管和不同材料的復(fù)合鋼管廣泛用于建筑物內(nèi)的水管和部分室外水管。但不論是鍍鋅管,或是塑料管和各種復(fù)合管,在長期使用過程中,由于這些材料耐腐蝕性不佳而受到腐蝕,或因外力作用(如熱脹冷縮,施工破壞等),或因管線結(jié)構(gòu)不盡合理(受材料局限)造成的漏水現(xiàn)象十分普遍。據(jù)分析,因管材腐蝕和外力作用造成的漏水占60%,接合不良造成的漏水占24%,結(jié)構(gòu)原因占8%。為此,東京供水局針對漏水的原因進行了10多年大量的試驗研究,根據(jù)實驗研究結(jié)果,從1980年5月開始,從輸水輔助干線到水表之間,凡50毫米以下直徑的供水管道全部采用不銹鋼管、管接頭、彎管和水龍頭,從根本上解決了漏水問題。隨著管道和配件不銹鋼化比例的提高,漏水率大大降低。據(jù)東京自來水部門的統(tǒng)計,隨著不銹鋼化率從1982年的11%上升到1995年的80%進而到2000年的90%以上,漏水率相應(yīng)地從1982年的15%下降到1995年的9.3%進而到2000年的7%。
日本在上世紀70年代初,由于管網(wǎng)中飲用水水質(zhì)的不斷惡化,開始在樓宇內(nèi)安裝使用了不銹鋼管道,隨后推廣到埋地供水管道。特別是經(jīng)歷1995年阪神大地震和1996年O-157病原性大腸菌集體中毒事件后,人們對水質(zhì)加倍關(guān)注,能夠獲得良好水質(zhì)和經(jīng)久耐用的不銹鋼管道和儲水設(shè)備受到普遍歡迎,越來越廣泛地被推廣使用。如今在日本東京,不銹鋼供水管普及率幾乎已達100%,所有住宅區(qū)全部安裝了不銹鋼管道,從而既杜絕了管路的二次污染,又降低了管網(wǎng)漏損率,節(jié)約了水資源。另外在水處理廠、水管橋和橋梁的橋架管方面也十分廣泛。
日本在生活飲用水的貯存、輸送設(shè)施上使用不銹鋼已經(jīng)取得了寶貴的實踐經(jīng)驗。由于采用不銹鋼,減少了自來水的污染,避免了鍍鋅管和銅管貯存和輸送設(shè)施生銹造成的“紅水”或“綠水”問題,提高了自來水的品質(zhì),讓人們喝上了安全可口的自來水;同時,減少了腐蝕的發(fā)生,大大降低了漏水率,維修大幅度減少,既節(jié)約了寶貴的水資源,又降低了維修成本,確保了現(xiàn)代城市高水準的穩(wěn)定供水。
在美國,不銹鋼在100多家飲用水處理廠和輸送系統(tǒng)得到成功應(yīng)用,不銹鋼材料符合環(huán)保署(EPA)準則,常常用于對水質(zhì)要求較高和難于更換、要求低維護、長使用壽命的場合。
紐約的供水系統(tǒng)自20世紀60年代起采用不銹鋼。紐約市原有的飲水配送系統(tǒng)老化陳舊,無法滿足需求,當局在對備選材料進行了15年評估的基礎(chǔ)上,于1993年在城市輸水管道的大口徑立柱管和其它管道大規(guī)模地采用了304L不銹鋼,其目標是使系統(tǒng)壽命長達100年。華盛頓地區(qū)供水改造,也采用了不銹鋼水管。當局考慮的出發(fā)點是整個壽命期的成本,與其它材料相比,不銹鋼在整個壽命期內(nèi)的總成本是最低的。利用不銹鋼的耐腐蝕耐磨損長壽命的特點,降低維護和更換費用。
美國底特律耗資3億新建的大型運動場--福特體育場內(nèi)的給水系統(tǒng)的輸水主管道包括各售貨點的直飲水管道,全部采用了304不銹鋼。之所以選擇不銹鋼,完全是基于經(jīng)濟角度的考慮,盡管材料成本比鍍鋅管高約20%,但由于不銹鋼優(yōu)異的耐腐蝕性,其壁厚可以比其他材料的壁厚薄,安裝和加工費用大大降低,不僅如此,管線的日常運營維護費用也大幅降低。
美國已有30多個飲用水處理廠采用不銹鋼代替了球墨鑄鐵管道,主要原因是節(jié)約成本。馬薩諸塞州水廠由于采用不銹鋼管道,比采用球墨鑄鐵節(jié)省費用約5萬美元,而且使用了30年的不銹鋼管道依然光亮如新。此外,不銹鋼管已成為美國30年來新建的1600多座城市污水處理廠的標準用材。
歐洲一些古老城市的供水主管道是石棉水泥管和鑄鐵管道,由于滲漏造成的水損失高達40%。1995年起意大利各城市普遍采用一種不用挖溝的技術(shù)將輸水主管道更換成不銹鋼管道,經(jīng)驗表明不銹鋼管道耐腐蝕,強度高,能夠耐地面下沉和地震,壽命至少為70年,比塑料管等代用管材更經(jīng)濟。
瑞典Karls Koga市,經(jīng)過10年試驗,球墨鑄鐵和PVC埋地供水主管道已經(jīng)全部更換為316不銹鋼管道。
英國的醫(yī)院(蘇格蘭)過去采用的是銅水管,但蘇格蘭偏軟的水質(zhì)導(dǎo)致銅水管的腐蝕和失效,政府花費了巨資研究失效原因和解決方案,后來冷熱水管道全部更換成不銹鋼水管和接頭。
新加坡水務(wù)當局正準備將所管轄的給水管更換成不銹鋼水管,目的是為21世紀的新加坡人民提供可持續(xù)的水資源,顯著改善水質(zhì),提高系統(tǒng)運行可靠性和大大降低運行成本。同時將采用數(shù)千噸的不銹鋼對現(xiàn)有的污水處理系統(tǒng)(始建于1910年)進行大規(guī)模更換和改造,歷時20年的該項目耗資70億新元,并由此帶來的高達幾十億新元的經(jīng)濟效益。
國內(nèi)不銹鋼前景看好
中國的不銹鋼市場是世界上發(fā)展最快、潛力最大的市場。15年來,中國不銹鋼的消費增加了6倍多,消費量迅速增長的同時,不銹鋼的使用結(jié)構(gòu)也發(fā)生了很大變化,與人們生活密切相關(guān)的各行各業(yè)成為不銹鋼主要的消費行業(yè)。隨著人們生活水平的不斷提高,不銹鋼在與人們生活質(zhì)量密切相關(guān)的領(lǐng)域(如飲用水處理和輸送)用量將會迅速增加。
國內(nèi)薄壁不銹鋼管是上世紀90年代末才問世的新型管材,但其發(fā)展勢頭強勁,已大量應(yīng)用于建筑給水和直飲水管道。建設(shè)部非常重視這一新型管材,《薄壁不銹鋼水管》的行業(yè)標準已于2001年出臺,管道工程技術(shù)規(guī)程正在擬定,建筑冷熱水用的不銹鋼管道安裝國家建筑標準設(shè)計圖集,建設(shè)部也已于去年發(fā)文,正由同濟大學負責主編。目前,浙江、江蘇、廣東、四川、北京等地都有了專業(yè)廠家生產(chǎn)薄壁不銹鋼水管,自主開發(fā)了各種連接技術(shù)和管件,產(chǎn)品已日趨成熟,因此,推廣應(yīng)用的時機也已成熟。技術(shù)可靠,成本降低的薄壁不銹鋼管是很有發(fā)展前途的管材,對推廣使用十分有利。
根據(jù)《建筑事業(yè)“九五”計劃和2010年遠景目標》測算,2001~2010年間,每年管材需求量為50-60萬公里,其中住宅建筑室內(nèi)冷熱水管需求量為40萬公里。不銹鋼等新型給水管的開發(fā),對提高城市建筑的檔次有重要意義。
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展,管道直飲水(自來水經(jīng)深度凈化通過固定管道輸送給用戶直接飲用的水)市場于近三四年自發(fā)形成并迅速發(fā)展。越來越多的房產(chǎn)開發(fā)商把管道直飲水作為提高樓盤素質(zhì)、拉動銷售業(yè)績的重要賣點。國內(nèi)深圳、上海、北京、天津、重慶、福州、寧波等城市都在積極開發(fā)小區(qū)優(yōu)質(zhì)供水工程,經(jīng)濟發(fā)達的中等城市也努力規(guī)劃迎頭趕上。
輸送優(yōu)質(zhì)飲用水,管材管件選擇至關(guān)重要。不銹鋼無疑是首選材料, 因為它非常安全衛(wèi)生,確保水質(zhì)純凈,同時強度高、耐蝕性好、堅固耐用,壽命長,免維護、美觀,能充分滿足人們對健康和高品質(zhì)生活的要求。目前國內(nèi)有檔次的賓館飯店,許多城市的新建住宅和公共建筑不少都配置了或正在配置管道直飲水。
北京中南海和人民大會堂以其特殊地位和在全國人民心中享有崇高威望和聲譽,它們的供水系統(tǒng)改造必定要采用最可靠、最安全、最環(huán)保的管材,經(jīng)過嚴密而慎重的考慮,已全部采用了薄壁不銹鋼水管和管件。北京的歐陸經(jīng)典和美然花園小區(qū)也早已成功地使用了不銹鋼管道直飲水。
深圳許多住宅小區(qū),采用與建筑體同壽命的不銹鋼管件鋪設(shè)供水管道,雖費用稍有增加,但售房率卻大幅提高。深圳自來水集團在梅林一村25棟高層住宅和濱海社區(qū)10棟住宅樓的管道直飲水項目,采用了薄壁不銹鋼水管和卡壓式管件;深圳萬科集團金色家園的4棟36層高層公寓518戶和彩田新村14棟28層高層公寓2000多戶的管道直飲水均采用了薄壁不銹鋼管和壓縮式管件。
寧波市的中央花園、麗都名邸、雅戈爾集團和國際萬里學校都安裝了不銹管管道直飲水。錦地水岸、寧江村和陽光城等三小區(qū)1000多戶給水立管一戶一表工程,全部采用不銹鋼水管和管件。深圳、寧波等城市的主要活動中心,都出現(xiàn)或即將出現(xiàn)采用不銹鋼管的免費飲水系統(tǒng)。
大慶的優(yōu)質(zhì)飲用水工程、南京第一人民醫(yī)院等工程全部采用了薄壁不銹鋼水管和卡壓式不銹鋼管件,南京市已有部分地區(qū)在主輸水管道上安裝凈化裝置,通過不銹鋼水管送入戶內(nèi),使居民直接喝上優(yōu)質(zhì)的飲用水。
中國工程建設(shè)標準化協(xié)會編制的“管道直飲水給水系統(tǒng)技術(shù)規(guī)程”(buqueding)和國家規(guī)范《建筑給水排水設(shè)計規(guī)范》修訂稿“熱水及飲用水供應(yīng)部分”已首推薄壁不銹鋼管作為飲用水管材以及熱水管道。說明不銹鋼水管的應(yīng)用將作為國家標準規(guī)范在全國的管道直飲水工程中被廣泛推廣應(yīng)用。