薄壁不銹鋼管在我國的應用前景

王怡筠（上海建科檢驗有限公司，上海 201108）

中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部與國家市場監(jiān)督管理總局聯(lián)合發(fā)布了 2019 版的《建筑給水排水設(shè)計標準》，自 2020 年 3 月 1 日起實施。標準中 3.5.2 節(jié)中提及“室內(nèi)的給水管道，應選用耐腐蝕和安裝連接方便可靠的管材，可采用不銹鋼管、銅管、塑料給水管和金屬塑料復合管及經(jīng)防腐處理的鋼管。高層建筑給水立管不宜采用塑料管?！?而在標準 2003 版中的 3.5.2 節(jié)中提及“室內(nèi)的給水管道，應選用耐腐蝕和安裝連接方便可靠的管材，可采用塑料給水管、塑料和金屬復合管、銅管、不銹鋼管及經(jīng)可靠防腐處理的鋼管”。不銹鋼管在 2003 版標準中是第四順位，而在 2019 版標準中為第一順位，足見國家層面對不銹鋼管應用的重視。

1 薄壁不銹鋼管的材質(zhì)

不銹鋼是通過所含的鉻元素在表面形成鈍化膜，保護鋼材不受氧化，從而達到“不銹”的效果。目前制作薄壁不銹鋼管材的典型材料選用 304 不銹鋼、316 不銹鋼等。S 30408 不銹鋼（牌號 06 Cr 19 Ni 10）適用于飲用凈水、生活飲用水、空氣、醫(yī)用氣體、冷水、熱水等管道使用；S 30403 不銹鋼（牌號 022 Cr 19 Ni 10）適用于飲用凈水、冷水、熱水等管道使用；S31608 不銹鋼（牌號06 Cr 17 Ni 12 Mo 2）適用于耐腐蝕性比 06 Cr 19 Ni 10 高的場合；S 31603 不銹鋼（牌號 022 Cr 17 Ni 12 Mo 2）適用于耐腐蝕性比 06 Cr 17 Ni 12 Mo 2 高的場合。當遇到介質(zhì)中含較高氯離子的使用環(huán)境時，應使用 S 11972 不銹鋼（牌號 019 Cr 19 Mo 2 NbTi）。不銹鋼材質(zhì)同時具有較高的強度和良好的延展性，在 GB/T 19228.2—2011《不銹鋼卡壓式管件組件第 2 部分:連接用薄壁不銹鋼管》對 S 30403 薄壁不銹鋼管（牌號 022 Cr 19 Ni 10）非熱處理狀態(tài)的技術(shù)要求為抗拉強度 ≥480 MPa，斷后伸長率 ≥25%[1]。以外徑 20 mm，公稱壁厚 1.2 mm 的 S 30403 薄壁不銹鋼管為例，其最大拉力至少為 34 kN。

2 國外的發(fā)展情況

國外對不銹鋼管材的開發(fā)應用較早，美國于 1960 年代開始使用不銹鋼管作為輸水管，并于 1990 年代大量盛行。其他西方發(fā)達國家，如德國、英國、澳大利亞等也相繼采用不銹鋼管作為輸水管從而解決水管滲漏和水質(zhì)問題。

在亞洲，日本為較早使用不銹鋼管輸水管的國家，至今超過 40 a。

3 國內(nèi)發(fā)展

國內(nèi)薄壁不銹鋼管是 1990 年代末才問世的新型管材，但當時由于價格因素，加之施工工藝尚不成熟，以及配套標準與規(guī)范的不完善，不銹鋼管道并沒有得到廣泛的使用及認可。

隨著時間的推移，關(guān)于不銹鋼管道的標準及規(guī)程逐步推出愈發(fā)完善。截止 2021 年 10 月，有效的國家標準有 4份，分別是 GB/T 3089—2020《不銹鋼極薄壁無縫鋼管》、GB/T 19228.1—2011《不銹鋼卡壓式管件組件 第 1 部分：卡壓式管件》、GB/T 19228.2—2011《不銹鋼卡壓式管件組件 第2部分:連接用薄壁不銹鋼管》；行業(yè)標準有 6 份，分別是 CJ/T 151—2016《薄壁不銹鋼管》、CJ/T 152—2016《薄壁不銹鋼卡壓式和溝槽式管件》、CJ/T 232—2006《薄壁不銹鋼內(nèi)插卡壓式管材及管件》、CJ/T 463—2014《薄壁不銹鋼承插壓合式管件》、CJ/T 466—2014《燃氣輸送用不銹鋼管及雙卡壓式管件》、CJ/T 520—2017《齒環(huán)卡壓式薄壁不銹鋼管件》；技術(shù)規(guī)程 7 份，分別是 CECS 135—2002《建筑給水超薄壁不銹鋼塑料復合管管道工程技術(shù)規(guī)程》、T/CECS 153—2018《建筑給水薄壁不銹鋼管管道工程技術(shù)規(guī)程》、T/CECS 277-2021《建筑給水排水薄壁不銹鋼管連接技術(shù)規(guī)程》、CECS 229—2008《自動水滅火系統(tǒng)薄壁不銹鋼管管道工程技術(shù)規(guī)程》、CECS 403—2015《建筑排水不銹鋼管道工程技術(shù)規(guī)程》、CECS 423—2016《卡粘式連接薄壁不銹鋼管道工程技術(shù)規(guī)程》、CECS 461—2016《雙卡壓式連接不銹鋼燃氣管道技術(shù)規(guī)程》、GB/T 33926—2017《不銹鋼環(huán)壓式管件》。隨著相關(guān)標準及技術(shù)規(guī)程制定和修訂，標準和技術(shù)規(guī)程已經(jīng)覆蓋了給排水、燃氣、消防等方面。

同時，社會相關(guān)方面也對薄壁不銹鋼管的實際應用、材料性能方面的優(yōu)勢、未來的使用前景進行了研究。

馮紹楨[2]在其研究中認為將薄壁不銹鋼管應用在居民低壓系統(tǒng)上，不僅使得管道更為美觀，同時也提升小區(qū)的品質(zhì)。由于薄壁不銹鋼管的安裝需要專用工具，可以很好的避免用戶私接管道，提高了使用天然氣的安全性。薄壁不銹鋼管而且具有維護量少和壽命長的優(yōu)點。

吉艷琴[3]等將薄壁不銹鋼管、鋼管、碳鋼管、復合管及塑料管進行了比較，認為薄壁不銹鋼管具有成本低廉，安裝簡單，使用安全可靠的優(yōu)點，能夠替代其他燃氣管材廣泛應用于中低壓燃氣管道中。

沙丹丹[4]將薄壁不銹鋼管和傳統(tǒng)的鍍鋅鋼管進行了比較，認為薄壁不銹鋼管具有使用壽命長、安全性好、物理性能好、安裝方便以及壽命周期成本低的特點，可以推動消防工程建設(shè)使用方面更好的發(fā)展。

高昂[5]等從材料與加工工藝、應用場景及對水質(zhì)影響等幾個方面將塑料管道與薄壁不銹鋼管等進行了比較，認為這兩類產(chǎn)品會有交叉、會有競爭，但更多的是互補。

4 薄壁不銹鋼管的連接方式

通過對標準及技術(shù)規(guī)范的研究，薄壁不銹鋼管道連接方式以卡壓方式為主，根據(jù)其不同的工作原理，有以下幾種連接方式。

4.1 卡壓式連接

GB/T 19228.1—2011《不銹鋼卡壓式管件組件》：以帶有特種密封圈的承口管件連接管道，用專用工具壓緊管口而起密封和緊固作用的一種連接方式。根據(jù)端口卡壓連接方式分為 D 型和 S 型兩種。D 型為管件承口端部無延伸直段的卡壓連接，S 型為管件承口端部有延伸直段的卡壓連接。

4.2 環(huán)壓式連接

GB/T 33926—2017《不銹鋼環(huán)壓式管件》：用專用工具將管件連同圓筒形橡膠密封圈與不銹鋼管子沿圓周方向向內(nèi)擠壓為一體的一種管道機械連接方式。

4.3 溝槽式連接

CJ/T 152—2016《薄壁不銹鋼卡壓式和溝槽式管件》：采用帶有卡箍接、橡膠密封圈和緊固螺栓組成的快速安裝管道的一種連接方式。

4.4 卡粘式連接

CECS 423—2016《卡粘式連接薄壁不銹鋼管道工程技術(shù)規(guī)程》：卡壓粘結(jié)連接、環(huán)壓粘結(jié)連接和螺紋卡壓粘結(jié)連接的總稱。這三種連接方式分別以卡壓連接方式、環(huán)壓連接方式、螺紋卡壓連接方式以保證連接機械強度，以厭氧膠粘結(jié)連接方式以保證連接部位密封性的連接方式。

4.5 齒環(huán)卡壓式連接

CJ/T 520—2017《齒環(huán)卡壓式薄壁不銹鋼管件》：采用帶有抗拔齒環(huán)、彈性橡膠O型密封圈的承口管件連接管道，用專用卡壓式工具壓緊管口而起密封和緊固作用的一種連接方式。

5 結(jié) 語

盡管薄壁不銹鋼管近幾年才被批量用于供水和燃氣等領(lǐng)域，但由于其自身的材料特性，擁有較多的牌號可適用于不同的應用場景，加之薄壁不銹鋼管多種的連接方式，牌號與連接方式的兩兩組合形式多變，可滿足不同的需求。隨著薄壁不銹鋼管應用效果的不斷顯現(xiàn)，必然會取得社會的更多關(guān)注，從研發(fā)到生產(chǎn)，從設(shè)計到施工，從應用到使用，不斷促進整個行業(yè)的發(fā)展。薄壁不銹鋼管在供水、燃氣、消防、排水等領(lǐng)域的應用都有很好的前景，在我國擁有廣闊的發(fā)展空間。