淺析球墨鑄鐵管消防給水管材的選用
隨著社會與經(jīng)濟的不斷發(fā)展，為了保證建筑的防火安全，消防給水工程的重要性日益突出。在實際工程應(yīng)用過程中，消防給水管材選擇與連接方法不當造成的問題層出不窮。輕則返工耽誤工期，造成不必要的浪費；重則造成系統(tǒng)無法正常運行。作為工程技術(shù)人員有必要從消防給水管材種類、管材選用與管材連接技術(shù)等方面出發(fā)，掌握各種消防管材在不同消防系統(tǒng)、不同使用場所應(yīng)注意的問題，并加以明確的辨別，確保各種消防給水管材得以正確的使用。
2的種類
2.1
2.1.1使用場所
主要用于自動噴水滅火系統(tǒng)報警閥前的埋地管道，消火栓系統(tǒng)的埋地管道。
2.1.2分類
（1）按口徑分：DN40-DN2600共30種規(guī)格，消防工程常用管材DN40-250mm。
（2）按對接形式分：滑入式（T型）、機械式（K型、NⅡ型、SⅡ型）和法蘭式。
（3）法蘭式的對接方式根據(jù)標準壁厚級別、DN和PN可分為：離心鑄造焊接法蘭管、離心鑄造螺紋法蘭管和整體鑄造法蘭管。
（4）其管材承壓分別為PN10、PN16、PN25和PN40等級別。
2.1.3承插直管與連接方式允許壓力
（1）承插直管允許壓力見表1所示。
表1承插直管允許壓力
管材允許壓力承插直管消防常用管材DN40-DN250mm
允許工作壓力（PFA）2.5-6.4MPa5.4-6.4MPa
最大允許工作壓力(PMA)3.0-7.7MPa6.5-7.7MPa
允許試驗壓力（PEA）3.5-9.6MPa7.0-9.6MPa
*承插直管在最大允許工作壓力與允許試驗壓力值下，工作會受管線其它部分低承受力的限制。
（2）承插直管及連接方式允許的工作壓力應(yīng)符合相關(guān)要求。其它要求詳《水及燃氣管道用球墨鑄鐵管、管件和附件》（GB/T13295-2003）。
2.2低壓流體輸送焊接鋼管
2.2.1分類
普通焊接鋼管、熱浸鍍鋅焊接鋼管。
2.2.2普通焊接鋼管適用范圍
（1）消火栓給水系統(tǒng)的埋地、架空管道。
（2）自動噴水滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)報警閥前的埋地、架空管道。在報警閥前要求加設(shè)過濾器。
（3）焊接鋼管埋地應(yīng)按有關(guān)要求做防腐處理，否則易產(chǎn)生銹蝕，影響使用壽命。
2.2.3熱浸鍍鋅焊接鋼管適用范圍
（1）消火栓給水系統(tǒng)、自動噴淋滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)的埋地、架空管道。
（2）埋地也應(yīng)考慮防腐措施。
2.2.4焊接鋼管、規(guī)格及最大工作壓力
（1）普通焊接鋼管與熱浸鍍鋅焊接鋼管按其壁厚分為普通鋼管和加厚鋼管。
（2）熱浸鍍鋅焊接鋼管規(guī)格為DN6～DN150。
（3）公稱直徑大于DN150的焊接鋼管規(guī)格詳《低壓流體輸送用焊接鋼管》（GB/T3091-2001）。
（4）當大于DN150的焊接鋼管需要防腐時，應(yīng)進行鍍鋅加工。
（5）鍍鋅鋼管及焊接鋼管的最大工作壓力見表2所示。
表2鍍鋅鋼管及焊接鋼管的最大工作壓力：*溫度200℃
規(guī)格最大工作壓力(MPa)水壓試驗壓力(MPa)
普通鋼管1.02.0
加厚鋼管1.63.0
2.3無縫鋼管
2.3.1分類
（1）按生產(chǎn)工藝分：熱軋、冷軋和無縫鋼管。
（2）按其精度分為：普通和精細鋼管（不繡鋼管）。
（3）按材料分為：普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、普通低合金鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。
在消防給水系統(tǒng)中，輸送流體用無縫鋼管應(yīng)用最廣，有10號、11號、09Mn、V16Mn制造。
2.3.2無縫鋼管適用范圍
由于其有較好的承壓能力，故輸送流體用的無縫鋼管常用于消防給水系統(tǒng)，作為主干管或系統(tǒng)下部工作壓力較高部位的管道。
2.3.3無縫鋼管（普通鋼管）的規(guī)格
（1）普通鋼管標準化系列規(guī)格（外徑）有DN10-DN610等21種。
（2）普通鋼管非標準化系列規(guī)格（外徑）有42種，系列以及壁厚分類詳《無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》（GB/T17395-1998）。
（3）管材壁厚為0.25-65mm。
2.4銅管、不銹鋼管、合金管及復(fù)合型管材
（1）這些管材不易銹蝕，水力性能好，適用于消防給水系統(tǒng)；（2）目前國內(nèi)經(jīng)濟實力有限，這些管材相對造價較高，在工程實踐中應(yīng)用較少。在部分地區(qū)項目中，已試驗采用不銹鋼管及復(fù)合型管材；（3）較適合用于自動噴水滅火系統(tǒng)；（4）該部分管材均已有國家產(chǎn)品標準。
2.5塑料管材
（1）國外允許在部分場所采用CPVC與PB；
（2）CPVC、PB管質(zhì)輕，安裝方便，使用壽命長；
（3）但塑料管材熱塑性較大，沒有相關(guān)規(guī)程標準可執(zhí)行；
（4）塑料管材對安裝場所和安裝型式有明確要求。
3消防給水管材的選用
3.1室外消火栓給水系統(tǒng)（埋地應(yīng)完善除銹防腐措施）
（1）當室外消防為生活、消防合用管道系統(tǒng)或低壓消防給水系統(tǒng)時，可選用允許壓力較低的承插直管的球墨給水鑄鐵管（滑入式、機械式），焊接鋼管，內(nèi)外壁熱鍍鋅焊接鋼管等（部分工程可嘗試采用PE給水管）。
（2）當室外消防給水系統(tǒng)為臨時高壓給水系統(tǒng)和常高壓給水系統(tǒng)時，當系統(tǒng)工作壓力較低時，在管材允許的壓力范圍內(nèi)可采用上述相同管材；當系統(tǒng)的工作壓力較大時，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)工作壓力情況，分別采用法蘭式球墨鑄鐵管、焊接鋼管、內(nèi)外熱鍍鋅普通或加厚焊接鋼管以及無縫鋼管。
3.2室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)
（1）當室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的工作壓力1.0MPa時（《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-給水排水》中規(guī)定為系統(tǒng)工作壓力1.2MPa），如多層建筑、高層建筑中的分區(qū)管網(wǎng)靜壓0.80MPa，可采用普通焊接鋼管、內(nèi)外熱鍍鋅普通焊接鋼管。
（2）當室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的工作壓力在1.0-1.6MPa范圍內(nèi)時（《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-給水排水》中規(guī)定為系統(tǒng)工作壓力1.2MPa），如系統(tǒng)壓力較高的高層建筑泵房出水管，系統(tǒng)下部工作壓力較高部位的管道以及主干管等，可采用加厚焊接鋼管、熱鍍鋅加厚焊接鋼管和無縫鋼管。
（3）當室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的工作壓力＜2.0MPa時，可采用普通和熱鍍鋅無縫鋼管。其最小壁厚應(yīng)符合下列要求：①當采用焊接、法蘭連接或卡箍連接時：管徑DN125，最小管壁序列號為SCH20（不小于5.0mm）鋼管；管徑為DN150，最小管壁厚為3.4mm；管徑為DN200、DN250時，最小管壁厚為4.78mm；②當采用螺紋連接時：管徑DN100，最小管壁序列號為SCH40（＞5.5mm）鋼管；管徑DN100，最小管壁序列號為SCH30（螺紋連接要求管壁較厚，保證強度和耐壓）。
3.3自動噴水滅火系統(tǒng)
（1）自動噴水滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)在報警閥以前的管道，架空時可采用普通和內(nèi)外壁鍍鋅的焊接鋼管、無縫鋼管；埋地時可采用球墨鑄鐵管或普通和內(nèi)外壁鍍鋅的焊接鋼管、無縫鋼管（措施和手冊未明確的管材），但應(yīng)采取下列措施：①采用內(nèi)壁不防腐的管材時，應(yīng)在該管段末端設(shè)過濾器（含內(nèi)壁未涂敷防腐材料的球墨鑄鐵管）；②埋地的各種管道均應(yīng)采取有效的防腐措施。
（2）自動噴水滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)在報警閥后的管道，可采用內(nèi)外壁鍍鋅的焊接鋼管、無縫鋼管以及銅管、不銹鋼管以及符合國家或行業(yè)標準的涂覆其它防腐材料的管道。
（3）自動噴水滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)在報警閥以前的管道，當系統(tǒng)工作壓力1.0-1.2MPa時，可采用球墨鑄鐵管（法蘭式）、普通焊接鋼管、熱鍍鋅普通焊接鋼管；當系統(tǒng)工作壓力在1.0-1.6MPa之間時，可采用法蘭式球墨鑄鐵管（PN16）、加厚焊接鋼管、熱鍍鋅加厚鋼管、無縫鋼管；當系統(tǒng)工作壓力＞1.6MPa時，可采用法蘭式球墨給水鑄鐵管（PN25），普通和熱鍍鋅無縫鋼管。應(yīng)參照消火栓給水系統(tǒng)的允許壓力使用，按連接方式與管徑規(guī)格選用不同壁厚的鋼管。
（4）自動噴水滅火系統(tǒng)在報警閥后的管道，由于規(guī)范限制配水管道的工作壓力1.2MPa，按《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-給水排水》和《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計手冊》中的規(guī)定：內(nèi)外壁鍍鋅的普通、加厚焊接鋼管、內(nèi)外壁鍍鋅的無縫鋼管均可使用。實際上內(nèi)外壁鍍鋅的普通焊接鋼管已滿足使用要求。
（5）由于《自動噴水系統(tǒng)滅火設(shè)計規(guī)范》（GB50084-2001）也規(guī)定了輕危險級、中危險級場所中各配水管入口的壓力均不宜大于0.4MPa，因此，在建筑面積不大的樓層各配水管壓力0.4MPa，均可采用內(nèi)外壁熱鍍鋅的普通焊接鋼管。
2的種類
2.1
2.1.1使用場所
主要用于自動噴水滅火系統(tǒng)報警閥前的埋地管道，消火栓系統(tǒng)的埋地管道。
2.1.2分類
（1）按口徑分：DN40-DN2600共30種規(guī)格，消防工程常用管材DN40-250mm。
（2）按對接形式分：滑入式（T型）、機械式（K型、NⅡ型、SⅡ型）和法蘭式。
（3）法蘭式的對接方式根據(jù)標準壁厚級別、DN和PN可分為：離心鑄造焊接法蘭管、離心鑄造螺紋法蘭管和整體鑄造法蘭管。
（4）其管材承壓分別為PN10、PN16、PN25和PN40等級別。
2.1.3承插直管與連接方式允許壓力
（1）承插直管允許壓力見表1所示。
表1承插直管允許壓力
管材允許壓力承插直管消防常用管材DN40-DN250mm
允許工作壓力（PFA）2.5-6.4MPa5.4-6.4MPa
最大允許工作壓力(PMA)3.0-7.7MPa6.5-7.7MPa
允許試驗壓力（PEA）3.5-9.6MPa7.0-9.6MPa
*承插直管在最大允許工作壓力與允許試驗壓力值下，工作會受管線其它部分低承受力的限制。
（2）承插直管及連接方式允許的工作壓力應(yīng)符合相關(guān)要求。其它要求詳《水及燃氣管道用球墨鑄鐵管、管件和附件》（GB/T13295-2003）。
2.2低壓流體輸送焊接鋼管
2.2.1分類
普通焊接鋼管、熱浸鍍鋅焊接鋼管。
2.2.2普通焊接鋼管適用范圍
（1）消火栓給水系統(tǒng)的埋地、架空管道。
（2）自動噴水滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)報警閥前的埋地、架空管道。在報警閥前要求加設(shè)過濾器。
（3）焊接鋼管埋地應(yīng)按有關(guān)要求做防腐處理，否則易產(chǎn)生銹蝕，影響使用壽命。
2.2.3熱浸鍍鋅焊接鋼管適用范圍
（1）消火栓給水系統(tǒng)、自動噴淋滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)的埋地、架空管道。
（2）埋地也應(yīng)考慮防腐措施。
2.2.4焊接鋼管、規(guī)格及最大工作壓力
（1）普通焊接鋼管與熱浸鍍鋅焊接鋼管按其壁厚分為普通鋼管和加厚鋼管。
（2）熱浸鍍鋅焊接鋼管規(guī)格為DN6～DN150。
（3）公稱直徑大于DN150的焊接鋼管規(guī)格詳《低壓流體輸送用焊接鋼管》（GB/T3091-2001）。
（4）當大于DN150的焊接鋼管需要防腐時，應(yīng)進行鍍鋅加工。
（5）鍍鋅鋼管及焊接鋼管的最大工作壓力見表2所示。
表2鍍鋅鋼管及焊接鋼管的最大工作壓力：*溫度200℃
規(guī)格最大工作壓力(MPa)水壓試驗壓力(MPa)
普通鋼管1.02.0
加厚鋼管1.63.0
2.3無縫鋼管
2.3.1分類
（1）按生產(chǎn)工藝分：熱軋、冷軋和無縫鋼管。
（2）按其精度分為：普通和精細鋼管（不繡鋼管）。
（3）按材料分為：普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼、普通低合金鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼。
在消防給水系統(tǒng)中，輸送流體用無縫鋼管應(yīng)用最廣，有10號、11號、09Mn、V16Mn制造。
2.3.2無縫鋼管適用范圍
由于其有較好的承壓能力，故輸送流體用的無縫鋼管常用于消防給水系統(tǒng)，作為主干管或系統(tǒng)下部工作壓力較高部位的管道。
2.3.3無縫鋼管（普通鋼管）的規(guī)格
（1）普通鋼管標準化系列規(guī)格（外徑）有DN10-DN610等21種。
（2）普通鋼管非標準化系列規(guī)格（外徑）有42種，系列以及壁厚分類詳《無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》（GB/T17395-1998）。
（3）管材壁厚為0.25-65mm。
2.4銅管、不銹鋼管、合金管及復(fù)合型管材
（1）這些管材不易銹蝕，水力性能好，適用于消防給水系統(tǒng)；（2）目前國內(nèi)經(jīng)濟實力有限，這些管材相對造價較高，在工程實踐中應(yīng)用較少。在部分地區(qū)項目中，已試驗采用不銹鋼管及復(fù)合型管材；（3）較適合用于自動噴水滅火系統(tǒng)；（4）該部分管材均已有國家產(chǎn)品標準。
2.5塑料管材
（1）國外允許在部分場所采用CPVC與PB；
（2）CPVC、PB管質(zhì)輕，安裝方便，使用壽命長；
（3）但塑料管材熱塑性較大，沒有相關(guān)規(guī)程標準可執(zhí)行；
（4）塑料管材對安裝場所和安裝型式有明確要求。
3消防給水管材的選用
3.1室外消火栓給水系統(tǒng)（埋地應(yīng)完善除銹防腐措施）
（1）當室外消防為生活、消防合用管道系統(tǒng)或低壓消防給水系統(tǒng)時，可選用允許壓力較低的承插直管的球墨給水鑄鐵管（滑入式、機械式），焊接鋼管，內(nèi)外壁熱鍍鋅焊接鋼管等（部分工程可嘗試采用PE給水管）。
（2）當室外消防給水系統(tǒng)為臨時高壓給水系統(tǒng)和常高壓給水系統(tǒng)時，當系統(tǒng)工作壓力較低時，在管材允許的壓力范圍內(nèi)可采用上述相同管材；當系統(tǒng)的工作壓力較大時，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)工作壓力情況，分別采用法蘭式球墨鑄鐵管、焊接鋼管、內(nèi)外熱鍍鋅普通或加厚焊接鋼管以及無縫鋼管。
3.2室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)
（1）當室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的工作壓力1.0MPa時（《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-給水排水》中規(guī)定為系統(tǒng)工作壓力1.2MPa），如多層建筑、高層建筑中的分區(qū)管網(wǎng)靜壓0.80MPa，可采用普通焊接鋼管、內(nèi)外熱鍍鋅普通焊接鋼管。
（2）當室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的工作壓力在1.0-1.6MPa范圍內(nèi)時（《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-給水排水》中規(guī)定為系統(tǒng)工作壓力1.2MPa），如系統(tǒng)壓力較高的高層建筑泵房出水管，系統(tǒng)下部工作壓力較高部位的管道以及主干管等，可采用加厚焊接鋼管、熱鍍鋅加厚焊接鋼管和無縫鋼管。
（3）當室內(nèi)消火栓給水系統(tǒng)的工作壓力＜2.0MPa時，可采用普通和熱鍍鋅無縫鋼管。其最小壁厚應(yīng)符合下列要求：①當采用焊接、法蘭連接或卡箍連接時：管徑DN125，最小管壁序列號為SCH20（不小于5.0mm）鋼管；管徑為DN150，最小管壁厚為3.4mm；管徑為DN200、DN250時，最小管壁厚為4.78mm；②當采用螺紋連接時：管徑DN100，最小管壁序列號為SCH40（＞5.5mm）鋼管；管徑DN100，最小管壁序列號為SCH30（螺紋連接要求管壁較厚，保證強度和耐壓）。
3.3自動噴水滅火系統(tǒng)
（1）自動噴水滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)在報警閥以前的管道，架空時可采用普通和內(nèi)外壁鍍鋅的焊接鋼管、無縫鋼管；埋地時可采用球墨鑄鐵管或普通和內(nèi)外壁鍍鋅的焊接鋼管、無縫鋼管（措施和手冊未明確的管材），但應(yīng)采取下列措施：①采用內(nèi)壁不防腐的管材時，應(yīng)在該管段末端設(shè)過濾器（含內(nèi)壁未涂敷防腐材料的球墨鑄鐵管）；②埋地的各種管道均應(yīng)采取有效的防腐措施。
（2）自動噴水滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)在報警閥后的管道，可采用內(nèi)外壁鍍鋅的焊接鋼管、無縫鋼管以及銅管、不銹鋼管以及符合國家或行業(yè)標準的涂覆其它防腐材料的管道。
（3）自動噴水滅火系統(tǒng)和水噴霧滅火系統(tǒng)在報警閥以前的管道，當系統(tǒng)工作壓力1.0-1.2MPa時，可采用球墨鑄鐵管（法蘭式）、普通焊接鋼管、熱鍍鋅普通焊接鋼管；當系統(tǒng)工作壓力在1.0-1.6MPa之間時，可采用法蘭式球墨鑄鐵管（PN16）、加厚焊接鋼管、熱鍍鋅加厚鋼管、無縫鋼管；當系統(tǒng)工作壓力＞1.6MPa時，可采用法蘭式球墨給水鑄鐵管（PN25），普通和熱鍍鋅無縫鋼管。應(yīng)參照消火栓給水系統(tǒng)的允許壓力使用，按連接方式與管徑規(guī)格選用不同壁厚的鋼管。
（4）自動噴水滅火系統(tǒng)在報警閥后的管道，由于規(guī)范限制配水管道的工作壓力1.2MPa，按《全國民用建筑工程設(shè)計技術(shù)措施-給水排水》和《自動噴水滅火系統(tǒng)設(shè)計手冊》中的規(guī)定：內(nèi)外壁鍍鋅的普通、加厚焊接鋼管、內(nèi)外壁鍍鋅的無縫鋼管均可使用。實際上內(nèi)外壁鍍鋅的普通焊接鋼管已滿足使用要求。
（5）由于《自動噴水系統(tǒng)滅火設(shè)計規(guī)范》（GB50084-2001）也規(guī)定了輕危險級、中危險級場所中各配水管入口的壓力均不宜大于0.4MPa，因此，在建筑面積不大的樓層各配水管壓力0.4MPa，均可采用內(nèi)外壁熱鍍鋅的普通焊接鋼管。
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