生活熱水管材銅管、不鏽鋼管、塑料CPVC管比較

摘要

為研究管材對熱水水質的影響，本文對銅管、薄壁不鏽鋼管、CPVC管三種管材的性能及對水質的影響進行比較，列出每種管材的優缺點及選用時應注意的問題。

關鍵詞：銅管、薄壁不鏽鋼管、CPVC管、耐腐蝕、軍團菌

1 研究背景

目前在生活熱水管材市場上，各種産品比較豐富。管材是影響室内生活熱水水質的重要因素之一。管材的選擇需要掌握其特性與适用要求，作出合理地選擇。本文中對目前應用比較廣泛的三種熱水管材銅管、不鏽鋼管、塑料(CPVC)管進行比較，通過管道的連接工藝，管材自身的物理性質，耐腐蝕性、微生物等多方面特點進行對比。

2 各熱水管材的性能特點

2.1銅管道

（1）銅管道常規公稱直徑有DN15~DN250，系統工作壓力為1.0MPa、1.6MPa。有承插式釺焊接、卡套式連接、壓接、螺紋連接等多種連接方式。

（2）軟水質腐蝕問題：經調查，中國北方地區賓館用熱水銅管腐蝕嚴重，使用6-7年以後，中國銅水管開始出現嚴重腐蝕現象。據反映，是因為北方的硬水經過離子交換器以後變為軟水，導緻銅水管腐蝕更為嚴重。涉及到的北京的高級賓館有：建國飯店、王府飯店、麗都假日飯店、京倫飯店等。《水工業工程設計手冊建築和小區給水排水》^[1]中指出不穩定的水經軟化後，重碳酸鈣變為穩定性較好的重碳酸鈉，此時水中的硬度減少了，但軟水中的穩定指數說明，腐蝕性大大增加。北京某飯店的試驗報告表明，由于水中的重碳酸鹽存在，加熱後失去穩定，使熱水傾向于腐蝕。

（3） 氯離子含量高的水質會造成銅管腐蝕。

（4） 被腐蝕後的銅則會産生藍水現象，對水質造成影響。

（5） 對于銅管路，如果已經發生鏽蝕，點蝕的情況會随着氧含量的增加而加重。

3.1.2銅水管可以有效抑制包括軍團菌在内的多種細菌。

Dick van der Kooij^[2]等人，通過實驗裝置（見圖3.1-1）測試：在250天内，銅管上的軍團菌濃度要比不鏽鋼管及PEX管上小的多（見圖3.1-2），然而，銅管中的微生物膜與不鏽鋼管中的很相似，因此可以認為對銅耐受力高的微生物群落組成對于軍團菌的增殖是不利的。然而在長達兩年的運行後，銅管中的軍團菌的量與其他兩種管材達到了相同的水平。甚至，在第857天，測得的銅管中的軍團菌的量還比其他的高, 這個現象說明銅管對于軍團菌的抑制作用随着銅表面的腐蝕的積累逐漸消失。

圖3.1-1 試驗裝置系統示意圖

圖3.1-2 各管材軍團菌濃度對比圖

同時徐萍^[3]等人通過生活熱水模拟實驗裝置（由水箱、加熱器、溫度計、循環水泵、閥門、溫控裝置、以及補水管道構成）進行的測試中說明在熱水管道中，銅管的細菌含量也小于PPR管及熱鍍鋅鋼管等。細菌總數測試結果如下：

不同溫度、不同管材下，試驗裝置中細菌總數的測試結果（CFU/ml)

3.2薄壁不鏽鋼管

（1） 不鏽鋼材料中含有鉻、鎳等元素，當鉻、鎳浸蝕在氧氣中時，會在材料表面形成一層很薄的鉻、鎳氧化物保護層，隔絕了材料與空氣、水的接觸。氧化物層在受到損害時能自我修複。具有極強的耐均勻腐蝕性能。

（2） 王睿^[4]等人通過實驗發現熱水中氯化物對不鏽鋼管道會産生點腐蝕：經試驗316L和316薄壁不鏽鋼在熱水中的氯化物濃度宜≤ 200mg/L ，304L和304薄壁不鏽鋼在熱水中的氯化物濃度宜≤ 75mg/L。

（3） 抗流速沖擊腐蝕，詳見上一節中與銅管道比較。

（4） 水中細菌及軍團菌問題詳見上一節中與銅管道比較。

（5） 溶解氧對不鏽鋼管道内壁形成保護層非常重要，能提高耐腐蝕性能，溶解氧濃度在3 mg / liter以上時，對不鏽鋼管道内壁形成保護層是有利的；含量6 - 8 mg / liter時，對不鏽鋼形成保護層是最有利的。

3.3塑料管（PP-R管、CPVC管）

（1） 例如PEX等塑料水管在長期使用過程中，水管内壁會凝聚一層粘稠的雜質。在幾個小時停止使用水以後，這種内壁的雜質會使水管中的水變質、發臭、滋生細菌。相較不鏽鋼管及銅管，PEx管也更易滋生軍團菌，而與PEX管比較，CPVC管不易滋生細菌。

（2） 在Dick van der Kooij^[2]等人所設試驗模型其中回水的管道采用CPVC管，在第700天的測試中，CPVC管材上并沒有發現軍團菌， 《氯化聚氯乙烯（CPVC）冷熱水管系統》^[5]中介紹CPVC 管内細菌不易孳生，其實驗水樣中軍團菌數測試量為PEX管的1/13，PP-R管的1/17，下圖為中細菌在各水管中120天的生長情況。

圖3.1-4 各管材細菌增長率對比圖

（3）資料顯示在非合金鋼管道中，在pH 值 6-8，水溫1-20 ° C的冷水條件下，溶解氧是電化學腐蝕的主要元兇，過高的溶解氧會促進細菌的滋生，尤其在塑料類有機材料管道中。

4 結論

4.1 熱水管道應選用耐腐蝕、安裝連接方便可靠、符合飲用水衛生要求及相關規範的的管材。

4.2 熱水管道從安全衛生角度考慮，宜優先選用不鏽鋼管、銅管、CPVC管等不易滋生細菌的管材。

4.2 選用銅管的管道系統，應嚴格控制管道流速，管道系統不宜過大，應盡量減少熱水循環安裝結構方式。

4.3 酒店等水質進行軟化處理後熱水系統不宜采用銅管。水質偏軟，可溶固體總量小于300mg/l的水容易造成銅管腐蝕。

4.4 選用銅管管道熱水系統，工作溫度宜為50度，不宜過高。控制管道中氯濃度。

4.5 選用不鏽鋼管道系統，應控制氯化物熱水中含量：316不鏽鋼宜小于200mg/l ，304不鏽鋼宜小于75mg/l。

4.6 定時供熱水的系統因其水溫周期性變化大，不宜采用對溫度變化較敏感及易滋生細菌的塑料熱水管。

4.7 CPVC管相較其他塑料排水管，不易滋生細菌。

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