安装工程精讲班讲义：型材?板材和管材

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建设工程技术与计量(安装工程)

　　安装工程常用材料

　　主要内容：

　　1. 管材

　　2. 焊接材料

　　3. 防腐材料

　　考纲要求：熟悉安装工程常用材料的性能及适用范围。

　　第二节 安装工程常用材料

　　一、型材?板材和管材

　　(一)型材

　　表1.2.1 普通型钢截面示意表

　　(二)板材

　　1.钢板

　　2.铝合金板

　　延展性能好，适宜咬口连接、耐腐蚀，且具有传热性能良好，在摩擦时不易产生火花的特性，所以铝合金板常用于防爆的通风系统。

　　3.塑料复合钢板

　　(三)管材

　　1.金属钢管

　　(1)无缝钢管。

　　1)一般无缝钢管。主要适用于高压供热系统和高层建筑的冷、热水管和蒸汽管道以及各种机械零件的坯料，通常压力在0.6MPa以上的管路都应采用无缝钢管。

　　2)锅炉及过热器用无缝钢管。其外径和壁厚尺寸应符合《低中压锅炉用无缝钢管》(GB3087-2008)和《高压锅炉用无缝钢管》(GB5310-2008)的规定。如用10或20优质碳素结构钢制造的无缝钢管，工作温度≤450℃，工作压力≤2.5MPa，多用于过热蒸汽和高温高压热水管。热轧无缝钢管通常长度为3.0～12.0m，冷拔无缝钢管通常长度为3.0～10.0m。

　　锅炉用高压无缝钢管是用优质碳素钢和合金钢制造，质量比一般锅炉用无缝钢管好，可以耐高压和超高压。用于制造锅炉设备与高压超高压管道，也可用来输送高温、高压汽、水等介质或高温高压含氢介质。

　　3)不锈钢无缝钢管。它们主要用于化工、石油和机械用管道的防腐蚀部位，以及输送强腐蚀性介质、低温或高温介质以及纯度要求很高的其他介质。

　　(2)焊接钢管。

　　钢管的理论重量(钢的密度为7.85g/cm3)按下式计算：

　　W=0.0246615×(D-t)×t(1.2.1)

　　式(1.2.1)中：W――钢管的单位长度理论重量，(kg/m);

　　D―― 钢管的外径，(mm);

　　t ―― 钢管的壁厚，(mm)。

　　1)直缝电焊钢管按材料状态分为：软状态钢管(R)，低硬状态钢管(DY)。直缝电焊钢管主要用于输送水、暖气和煤气等低压流体和制作结构零件等。电线套管是用易焊接的软钢制造的，它是保护电线用的薄壁焊接钢管。

　　2)螺旋缝钢管。螺旋缝钢管按照生产方法可以分为单面螺旋缝焊管和双面螺旋缝焊管两种。单面螺旋缝焊管用于输送水等一般用途，双面螺旋焊管用于输送石油和天然气等特殊用途。

　　3)双层卷焊钢管。是用优质冷轧钢带经双面镀铜，纵剪分条、卷制缠绕后在还原气氛中钎焊而成，它具有高的爆破强度和内表面清洁度，有良好的耐疲劳抗震性能。双层卷焊钢管适于汽车和冷冻设备、电热电器工业中的刹车管、燃料管、润滑油管、加热或冷却器等。

　　(3)合金钢管。合金钢管用于各种锅炉耐热管道和过热器管道等。合金钢强度高，在同等条件下采用合金钢管可达到节省钢材的目的。

　　(4)铸铁管。铸铁管分给水铸铁管和排水铸铁管两种。其特点是经久耐用，抗腐蚀性强、质较脆，多用于耐腐蚀介质及给排水工程。铸铁管的连接形式分为承插式和法兰式两种。

　　给水承插铸铁管分为高压管(P<1.0MPa)、普压管(P<0.75MPa)和低压管(P<0.45MPa)。

　　排水承插铸铁管，适用于污水的排放，一般都是自流式，不承受压力。

　　双盘法兰铸铁管的特点是装拆方便，工业上常用于输送硫酸和碱类等介质。

　　(5)有色金属管

　　1)铅及铅合金管。

　　铅管在化工、医药等方面使用较多，其耐蚀性能强，用于输送15%～65%的硫酸、二氧化硫、60%氢氟酸、浓度小于80%的醋酸，但不能输送硝酸、次氯酸、高锰酸钾和盐酸。铅管最高工作温度为200℃，当温度高于140℃时，不宜在压力下使用。铅管的机械性能不高，但自重大，是金属管材中最重的一种。

　　2)铜及铜合金。铜管的导热性能良好，适用工作温度在250℃以下，多用于制造换热器、压缩机输油管、低温管道、自控仪表以及保温拌热管和氧气管道等。

　　3)铝及铝合金管。铝管多用于耐腐蚀性介质管道，食品卫生管道及有特殊要求的管道。铝管输送的介质操作温度在200℃以下，当温度高于160℃时，不宜在压力下使用。铝管的特点是重量轻，不生锈，但机械强度较差，不能承受较高的压力，铝管常用于输送浓硝酸、醋酸、脂肪酸、过氧化氢等液体及硫化氢、二氧化碳气体。它不耐碱及含氯离子的化合物，如盐水和盐酸等介质。

　　4)钛及钛合金管。钛管具有重量轻、强度高、耐腐蚀性强和耐低温等特点，常被用于其它管材无法胜任的工艺部位。

　　2.非金属管材

　　(1)混凝土管。混凝土管有预应力钢筋混凝土管和自应力钢筋混凝土管两种。主要用于输水管道，管道连接采取承插接口，用圆形截面橡胶圈密封。

　　(2)陶瓷管。陶瓷管分普通陶瓷管和耐酸陶瓷管两种。一般都是承插接口。

　　普通陶瓷管多用于建筑工程室外排水管道。耐酸陶瓷管用于化工和石油工业输送酸性介质的工艺管道，以及工业中蓄电池间酸性溶液的排水管道等。耐酸陶瓷管耐腐蚀，用于输送除氢氟酸、热磷酸和强碱以外的各种浓度的无机酸和有机溶剂等介质。

　　(3)玻璃管。玻璃管具有表面光滑，不易挂料，输送流体时阻力小，耐磨且价格低廉，并具有保持产品高纯度和便于观察生产过程等特点。用于输送除氢氟酸、氟硅酸、热磷酸和热浓碱以外的一切腐蚀性介质和有机溶剂。

　　(4)玻璃钢管。玻璃钢管质量轻、隔热，耐腐蚀性好，可输送氢氟酸和热浓碱以外的腐蚀性介质和有机溶剂。

　　(5)石墨管。石墨管热稳定性好，能导热、线膨胀系数小，不污染介质，能保证产品纯度，抗腐蚀，具有良好的耐酸性和耐碱性，主要用于高温耐腐蚀生产环境中。

　　(6)铸石管。铸石管的特点是耐磨、耐腐蚀，具有很高的抗压强度。多用于承受各种强烈磨损、强酸和碱腐蚀的地方。

　　(7)橡胶管。橡胶具有较好的物理机械性能和耐腐蚀性能。

　　(8)塑料管。

　　1)硬聚氯乙烯(UPVC)管。硬聚氯乙烯管分轻型管和重型管两种，其直径范围为8.0～200.0mm。硬聚氯乙烯管具有耐腐蚀性强、重量轻、绝热、绝缘性能好和易加工安装等特点。可输送多种酸、碱、盐和有机溶剂。使用温度范围为-10～40℃，最高温度不能超过60℃。使用的压力范围为轻型管在0.6MPa以下，重型管在1.0MPa以下，硬聚氯乙烯管使用寿命较短。

　　硬聚氯乙烯管材的安装采用承插、法兰、丝扣和热熔焊接等方法。

　　2)氯化聚氯乙烯(CPVC)管。该管与其它塑料管材相比具有刚性高、耐腐蚀、阻燃性能好、导热性能低、热膨胀系数低及安装方便等特点。

　　3)聚乙烯管(PE管)。PE管材无毒、质量轻、韧性好、可盘绕，耐腐蚀，在常温下不溶于任何溶剂，低温性能、抗冲击性和耐久性均比聚氯乙烯好。目前PE管主要应用于饮用水管、雨水管、气体管道、工业耐腐蚀管道等领域。PE管强度较低，适宜于压力较低的工作环境，且耐热性能不好，不能作为热水管使用。

　　超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指分子量在150万以上的线型结构PE(普通PE的分子量仅为2~30万)。UHMWPE管的许多性能是普通塑料管无法相比的，耐磨性为塑料之冠，断裂伸长率可达410%~470%，管材柔性、抗冲击性能优良，低温下能保持优异的冲击强度，抗冻性及抗振性好，摩擦系数小，具有自润滑性，耐化学腐蚀，热性能优异，可在-169~110℃下长期使用，最适合于寒冷地区。UHMWPE管适用于冷热水管道、化工管道、气体管道等。

　　4)交联聚乙烯管(PEX管)。PEX管耐温范围广(-70~110℃)、耐压、化学性能稳定、重量轻、流体阻力小、安装简便、使用寿命长，且无味、无毒。其连结方式有：夹紧式、卡环式、插入式三种。PEX管适用于建筑冷热水管道、供暖管道、雨水管道、燃气管道以及工业用的管道等。

　　5)无规共聚聚丙烯管(PP-R管)。PP-R管是最轻的热塑性塑料管，相对聚氯乙烯管、聚乙烯管来说，PP-R管具有较高的强度，较好的耐热性，最高工作温度可达95℃，在1.0MPa下长期(50年)使用温度可达70℃，另外PP-R管无毒、耐化学腐蚀，在常温下无任何溶剂能溶解，目前它被广泛地用在冷热水供应系统中。但其低温脆化温度仅为-15~0℃，在北方地区其应用受到一定限制。

　　6)聚丁烯(PB)管。聚丁烯管主要用于输送生活用的冷热水，该管具有很高的耐温性、耐久性、化学稳定性、无味、无毒、无嗅，温度适用范围是-30~100℃，具有耐寒、耐热、耐压、不结垢、寿命长(可达50-100年)，且能耐老化性能强。

　　7)工程塑料(ABS)管。工程塑料管用于输送饮用水、生活用水、污水、雨水，以及化工、食品、医药工程中的各种介质。目前还广泛用于中央空调、纯水制备和水处理系统中的各用水管道，但该管道对于流体介质温度一般要求<60℃。

　　8)耐酸酚醛塑料管。耐酸酚醛塑料是一种具有良好耐腐蚀性和热稳定性的非金属材料，是用热固性酚醛树脂为粘合剂，耐酸材料如石棉、石墨等作填料制成。它用于输送除氧化性酸(如硝酸)及碱以外的大部分酸类和有机溶剂等介质，特别能耐盐酸、低浓度和中等浓度硫酸的腐蚀。

　　3.复合材料管材

　　(1)铝塑复合管。铝塑复合管按聚乙烯材料不同分为两种：适用于热水的交联聚乙烯铝塑复合管和适用于冷水的高密度聚乙烯铝塑复合管。铝塑复合管规格为Ф14 ～Ф32，采用夹紧式铜配件连结，主要用于建筑内配水支管和热水器管。

　　(2)钢塑复合管。管材规格为Φ15～Φ150，以铜配件丝扣连结，使用水温为50 ℃以下，多用作建筑给水冷水管。

　　(3)钢骨架聚乙烯(PE)管。管径为Φ50～Φ500 ，法兰连结，主要用于市政和化工管网。

　　(4)涂塑钢管。它不但具有钢管的高强度、易连接、耐水流冲击等优点，还克服了钢管遇水易腐蚀、污染、结垢及塑料管强度不高、消防性能差等缺点，设计寿命可达50年。主要缺点是安装时不得进行弯曲、热加工和电焊切割等作业。

　　(5)玻璃钢管(FRP管)。采用合成树脂与玻璃纤维材料,使用模具复合制造而成，耐酸碱气体腐蚀，表面光滑，重量轻，强度大，坚固耐用，制品表面经加强硬度及防紫外线老化处理，适用于输送潮湿和酸碱等腐蚀性气体的通风系统，可输送氢氟酸和热浓碱以外的腐蚀性介质和有机溶剂。

　　(6)硬聚氯乙烯/玻璃钢(UPVC/FRP) 复合管。该复合管材和管件价格低廉，安装维修方便，使用寿命长，管道内表面光滑，摩擦阻力小，耐腐蚀性、耐温性、耐压性、耐磨性好，可设计性、界面的粘结力强，抗冲击性好，流体阻力小，无电化学腐蚀等优点。产品广泛用于油田、化工、机械、冶金、轻工、电力等行业，该材料管道有化学介质输送管，氯碱工业工艺管，污水处理及输送管道，化学较高要求介质输送管，热能输送管、海水输送管，冶金工业化学介质输送管，水电站压力水管、发电厂循环水管等。

　　例题1：某钢管外径为32mm，壁厚为2mm，长度为2m，该钢管的质量应为( )。

　　A.1.55kg B.2.82kg

　　C.2.96kg D.3.11kg

　　答案：C

　　解析：这道题的考点是钢管的每米理论质量。

　　镀锌钢管的每米重量(钢的密度为7.85g/cm3)按下式计算：

　　W= 0.0246615×(D-t)×t

　　=0.0246615×(32-2)×2

　　=1.48(kg/m)

　　该钢管的质量=1.48×2=2.96 kg

　　例题2：当高层建筑物内的冷、热水管和蒸汽管道，采用一般无缝钢管时，其工作压力的最低标准应为()。

　　A.大于0.6Mpa

　　B.大于0.8Mpa

　　C.大于1.0Mpa

　　D.大于1.2Mpa

　　答案：A

　　解析：本题考点是管材的性能和用途，具体考的是一般无缝钢管。 一般无缝钢管主要适用于高压供热系统和高层建筑的冷、热水管和蒸汽管道以及各种机械零件的坯料，一般在0.6MPa气压以上的管路都应采用无缝钢管。

　　例题3：铝管多用于耐腐蚀性介质管道、食品卫生管道及有特殊要求的管道 , 其可以输送的介质有 ( ) 。

　　A. 浓硝酸 B. 醋酸

　　C. 食盐水 D. 硫化氢

　　答案：ABD

　　解析：铝管多用于耐腐蚀性介质管道，食品卫生管道及有特殊要求的管道。铝管输送的介质操作温度在200℃以下，当温度高于160℃时，不宜在压力下使用。铝管分为纯铝管L2、L6和防锈铝合金管LF2、LF6。铝管的特点是重量轻，不生锈，但机械强度较差，不能承受较高的压力，铝管是用工业纯铝或铝合金经过拉制或挤压制造而成的，用于输送浓硝酸、醋酸、脂肪酸、过氧化氢等液体及硫化氢、二氧化碳气体。它不耐碱及含氯离子的化合物，如盐水和盐酸等介质。

　　例题4：具有耐腐蚀、耐磨和很高的抗压强度，多用于承受强烈磨损、强酸和碱腐蚀场合的管材为( ).

　　A. 混凝土管

　　B. 玻璃钢管

　　C. 石墨管

　　D. 铸石管

　　答案：D.

　　例题5：具有较高强度、较好耐热性，在1.0Mpa下长期使用温度可达70℃，且无毒、耐化学腐蚀，但低温脆化温度较高，是最轻的热塑性塑料管，此种管材为()。

　　A.交联聚乙烯管(PEX管)

　　B.无规共聚乙烯丙烯管(PP-R管)

　　C.超高分子量聚乙烯管(UHMWPE管)

　　D.硬聚氯乙烯管(PVC管)

　　答案：B

　　解析：本题考点是管材的性能和用途，具体考的是无规共聚聚丙烯管(PP-R管)。 PP-R管是最轻的热塑性塑料管，相对聚氯乙烯管、聚乙烯管来说，PP-R管具有较高的强度，较好的耐热性，最高工作温度可达95℃，在1.0MPa下长期(50年)使用温度可达70℃，另外PP-R管无毒、耐化学腐蚀，在常温下无任何溶剂能溶解，目前它被广泛地用在冷热水供应系统中。但其低温脆化温度仅为-15~0℃，在北方地区其应用受到一定限制。