Resumen: En los últimos años, el mayor foco en el suministro y drenaje de agua en la construcción es la aplicación generalizada de nuevas tuberías. Las tuberías de acero galvanizado tradicionales y las tuberías de hierro fundido de drenaje ordinarias han sido reemplazadas por razones como la fácil corrosión, el peso elevado y el transporte y la construcción inconvenientes. En la actualidad, existen tres tipos principales de tuberías comúnmente utilizadas para el suministro de agua y drenaje de edificios: tuberías de plástico, tuberías de metal y tuberías compuestas. Ahora analicemos brevemente algunas características, ventajas y desventajas, y el rango de aplicación de las tuberías de uso común.
Palabras clave: tuberías de drenaje y suministro de agua para la construcción, tuberías de plástico, tuberías metálicas, tuberías compuestas
1. Tuberías de plástico
Las tuberías de plástico están hechas de resina sintética y aditivos que se funden y moldean en productos terminados. Los aditivos incluyen plastificantes, estabilizadores, rellenos, lubricantes, colorantes, absorbentes de rayos UV, modificadores, etc.
Las tuberías de plástico de uso común incluyen: tubería rígida de cloruro de polivinilo (PVC-U), tubería de polietileno de alta densidad (PE-HD), tubería de polietileno reticulado (PE-X), polipropileno aleatorio*** tubería (PP-R), tubería de polibutileno (PB), polímero plástico de ingeniería de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), etc.
La composición de la materia prima de los tubos de plástico determina las características de los tubos de plástico. Las principales ventajas de las tuberías de plástico:
(1). Buena estabilidad química, no afectada por factores ambientales ni componentes medios en la tubería, y buena resistencia a la corrosión.
(2). Tiene pequeña conductividad térmica, baja conductividad térmica, aislamiento térmico y buen efecto de ahorro de energía.
(3). El rendimiento hidráulico es bueno, la pared interior de la tubería es lisa, el coeficiente de resistencia es pequeño y no es fácil acumular incrustaciones. El área de flujo en la tubería no cambia. con el tiempo y la probabilidad de obstrucción de la tubería es pequeña.
(4). En comparación con las tuberías metálicas, tienen baja densidad, material liviano, transporte e instalación convenientes, flexibilidad, simplicidad y fácil mantenimiento.
(5). Puede doblarse de forma natural o tener propiedades de doblado en frío, y puede suministrarse en bobinas para reducir el número de uniones de tuberías.
Las principales desventajas:
(1). Propiedades mecánicas deficientes, resistencia al impacto deficiente, rigidez deficiente y rectitud deficiente, por lo que la densidad de las abrazaderas y soportes para tuberías es alta.
(2). El retardo de llama es deficiente. La mayoría de los productos plásticos son inflamables y se descomponen térmicamente cuando se queman, liberando gases tóxicos y humo.
(3). El coeficiente de expansión térmica es grande y se debe enfatizar la compensación de expansión y contracción.
Por lo tanto, al mismo tiempo que se promueven las tuberías de plástico, también es necesario desarrollar tecnología para superar sus deficiencias.
1.1 Rendimiento de las tuberías de plástico
1.1.1 Propiedades físicas:
Las propiedades físicas de las tuberías de plástico se comparan con las tuberías compuestas de aluminio y plástico, tuberías de acero y tubos de cobre en Tabla 1: Tabla 1
Unidad de rendimiento físico PVC-U PE PE-X PP PB ABS Acero densidad de cobre g/cm 1,50 0,95 0,95 0,90 0,93 1,02 7,85 8,89 Conductividad térmica w/mk 0,16 0,48 0,40 0,24 0,22 0,26 50 400 Coeficiente de expansión térmica mm/m°C 0,07 0,22 0,15 0,16 0,13 0,11 0,012 0,018 Módulo elástico MPa 3000 600 600 900 350 2500 210000 110000 Resistencia a la tracción MP a 40 25 gt 25 28 17 40 700 150 Dureza R 120 70 100 60 230HB Temperatura de funcionamiento °C 0-60 -60-60 -60-95 -20-95 -20-95 -20-80
Las propiedades físicas de las tuberías de plástico afectan la forma, el uso y las medidas de compensación. y aislamiento de tuberías, etc. Por ejemplo:
(1). El PVC-U, el PP y el ABS tienen propiedades mecánicas relativamente altas y se consideran "tubos rígidos", por lo que son mejores para la instalación en superficie. Por el contrario, PE, PE-X y PB como "tubos flexibles" son adecuados para aplicaciones en oscuridad.
(2) La temperatura de funcionamiento y la resistencia al calor de las tuberías de plástico determinan que PVC-U, PE y ABS solo se puedan utilizar para tuberías de agua fría, mientras que PE-X, PP y PB se pueden utilizar. utilizados como tuberías de agua caliente.
Cuando un edificio tiene un sistema de suministro de agua caliente y el agua fría y caliente utiliza tuberías unificadas, la resistencia al calor se convierte en el principal indicador.
(3) Debido al alto coeficiente de expansión térmica de las tuberías de plástico, en las tuberías de plástico, especialmente en las tuberías de agua caliente, existen muchas medidas de compensación térmica, como interfaces flexibles, juntas de dilatación o curvas diversas. Entre ellos, los más populares son el PE, el PP y otras poliolefinas. Si durante la construcción e instalación no se presta suficiente atención a esto y se toman las medidas técnicas correspondientes, es muy fácil que la interfaz se desprenda debido a la junta de dilatación.
(4) Debido a la baja conductividad térmica, las tuberías de plástico tienen excelentes propiedades de aislamiento térmico y pueden reducir el espesor de la capa de aislamiento o incluso eliminar la necesidad de aislamiento. Al comparar las propiedades de aislamiento térmico de diferentes tuberías de plástico, además de la conductividad térmica, también se relaciona con sus respectivos espesores de pared de las tuberías.
1.1.2 Rendimiento de soporte de presión:
El rendimiento de soporte de presión implica la presión interna que la tubería de plástico puede soportar en determinadas condiciones y el tiempo de daño bajo presión constante. Con el fin de determinar los parámetros de diseño relevantes y evaluar y monitorear la calidad de la tubería. Generalmente se realizan dos pruebas: prueba hidráulica y prueba hidráulica de alta temperatura a largo plazo. Las propiedades de soporte de presión de varias tuberías se muestran en la Tabla 2
Tabla 2
Presión de trabajo de la tubería/MPa Presión de prueba de muestra/MPa Prueba de sellado de juntas/MPa presión de rotura/MPa UPVC 1.6 42/ h De≤90, 4.2PNDe>90, 3.36PN PEX 1.0/95℃1.6/temperatura normal 1.22.5 3.55.6 ABS 1.0 3.8/h 4～8 PB 1.6～2.5/agua fría 1.0/agua caliente PP- RPP-C 2,0/temperatura normal 0,6/75 ℃ 20 ℃, 11 h, 16 MPa 80 ℃, 48 h, 4,8 MPa 80 ℃, 170 h, 4,2 MPa HDPE 1,0/agua caliente 1,6/agua fría
1.1.3 Rendimiento higiénico :
Indicadores de salud físicos y químicos. Entre ellos, PE, PE-X, PP, PB y ABS alcanzan fácilmente el estándar. Las tuberías de PVC-U deben utilizar resina de PVC no tóxica y estabilizadores higiénicos durante la producción para cumplir con los requisitos de rendimiento higiénico.
1.2 Aplicación de las tuberías plásticas para suministro de agua
La estructura es única, los materiales son numerosos y las propiedades son diferentes. Las características de las tuberías plásticas para suministro de agua de uso común se enumeran a continuación:
Tabla 3
Variedad Ventajas Desventajas Método de conexión PVC-U Fuerte resistencia a la corrosión, fácil de unir, barato, textura dura y fugas de monómero y aditivos de UPVC, no apto para transporte de agua caliente. ; requisitos técnicos de unión de juntas Unión de alto tiempo de curado, HDPE roscado Buena tenacidad, buena resistencia a la fatiga, buena resistencia a la temperatura; peso ligero, buena flexibilidad y resistencia al impacto La soldadura requiere conexión mecánica, abrazadera de extrusión grande para conectores Fusión térmica ajustada, El PEX de fusión eléctrica tiene buena resistencia a la temperatura, buena resistencia a la fluencia y solo se puede conectar con piezas metálicas; el PB de sujeción por extrusión tiene buena resistencia a la temperatura, buena resistencia a la tracción y a la compresión y resistencia al impacto. No hay materia prima de resina PB en China, depende de las importaciones, precio alto Sujeción por extrusión, fusión térmica, fusión eléctrica PP-R Buena resistencia a la temperatura En condiciones de la misma presión y temperatura media, la pared de la tubería es la más gruesa Fusión térmica ABS tiene alta resistencia, poca resistencia al impacto y a los rayos UV, y un largo tiempo de unión y curado. Unión, roscado y fusión eléctrica
En general, las tuberías de PVC tienen un precio bajo, independientemente del impacto de la calidad del agua. y se utilizan en agua fría El sistema de suministro de agua es el material de tubería preferido, y cuando la temperatura es alta, se pueden usar tuberías de polietileno, tuberías de polietileno reticulado, tuberías de polipropileno y tuberías de polibutileno.
1.3 Aplicación de tuberías de drenaje de plástico
Material único: cloruro de polivinilo rígido
Diversas formas estructurales: tubería con núcleo de espuma, tubería de pared hueca, tubería en espiral, tubería con núcleo de espuma tubo espiral, tubo espiral de pared hueca.
Algunos de sus problemas existentes:
(1). El coeficiente de expansión térmica es grande y es necesario instalar un dispositivo de compensación telescópico para solucionarlo.
(2). La rigidez es pequeña y la rectitud es deficiente, lo que debe solucionarse encriptando abrazaderas de tubería, soportes y colgadores.
(3). La resistencia al calor es pobre y la temperatura de reblandecimiento es baja, por lo que es necesario limitar la temperatura de drenaje, limitar el lugar de uso y controlar la distancia desde la fuente de calor.
(4). El retardo de llama es deficiente. Es necesario instalar anillos retardadores de fuego y carcasas ignífugas en los paneles del techo, las paredes cortafuegos y las paredes de los pozos de tuberías que atraviesan las losas del piso y el acceso. el techo y acceder al techo.
(5) La resistencia al impacto mecánico es deficiente, lo que requiere fortalecer la tecnología de construcción y una construcción cuidadosa para resolver el problema.
(6) El aislamiento acústico es deficiente. El ruido de las tuberías de plástico es mayor que el de las tuberías de hierro fundido. El problema es especialmente importante cuando las tuberías están expuestas y situadas cerca del dormitorio. El método de reducción de ruido consiste en mejorar el efecto de aislamiento acústico de los materiales de las tuberías. Se desarrollan tuberías de espuma con capa central y tuberías de pared hueca. Otra forma de reducción de ruido es cambiar las condiciones del flujo de agua. esta idea de. La idea de combinar los dos métodos es el desarrollo de tubos espirales con núcleo de espuma y tubos espirales de paredes huecas.
En las mismas condiciones, los resultados de la medición de ruido de tuberías de plástico de drenaje con diferentes formas estructurales son:
Tubería ordinaria gt; tubería de espuma con núcleo gt; tubería de pared hueca gt; /p>
La aplicación de las tuberías de plástico de drenaje es para reemplazar las tuberías de drenaje ordinarias de hierro fundido. En la actualidad, las tuberías de drenaje de plástico se pueden utilizar en edificios con una altura de menos de 100 metros, pero el progreso en varias regiones es muy desigual. Para edificios de gran altura con una altura mayor o igual a 100 m y donde las tuberías de drenaje de plástico no son adecuadas, se pueden utilizar tuberías flexibles de hierro fundido para drenaje sísmico.
[next] 2. Tuberías metálicas
2.1 Tuberías de acero galvanizado
La sustitución de tuberías de acero galvanizado no significa que se hayan sustituido tuberías metálicas, ni tampoco Esto significa que se han reemplazado las tuberías de acero galvanizado. Se están reemplazando las tuberías de acero con zinc en todo el sector de suministro de agua a edificios.
Debido a su bajo precio, rendimiento superior, buena resistencia al fuego y larga vida útil, los tubos de acero galvanizado también se utilizarán en sistemas de suministro de agua contra incendios, especialmente en sistemas de extinción de incendios por rociadores automáticos y tubos de plástico (presión). -rodamiento Pequeño) no debe utilizarse en sistemas de suministro de agua contra incendios ni en sistemas integrales de extinción de incendios domésticos y de producción.
2.2 Tuberías de cobre
La tubería de metal más ventajosa es la tubería de cobre. La tubería de cobre se ha utilizado durante mucho tiempo y tiene muchas ventajas. Tiene materiales de tubería completos y accesorios de tubería, varios. métodos de interfaz y más Cuando se utiliza en tuberías de agua caliente, el principal problema actualmente es que la cantidad de cobre desplegado excede fácilmente el estándar.
2.3 Tuberías de hierro fundido
En comparación con las tuberías de acero, las tuberías de hierro fundido para suministro de agua tienen las ventajas de ser menos susceptibles a la corrosión, de menor costo y más duraderas, y son adecuadas para tendido subterráneo. Las desventajas son fragilidad, gran peso, pequeña longitud, etc. El método de conexión generalmente adopta una conexión por socket.
La tubería de drenaje de hierro fundido tipo abrazadera es un nuevo tipo de tubería de drenaje para la construcción que ingresó al mercado internacional en la década de 1960, después de décadas de promoción y aplicación, esta tubería ha sido generalmente reconocida a nivel internacional. Este tipo de tubería tiene muchas ventajas en comparación con la tradicional tubería de drenaje de hierro fundido. Es un producto actualizado. Sin embargo, debido a que este tipo de tubería y accesorios son relativamente caros, no se ha popularizado en China.
2.4 Otros:
Los tubos de acero inoxidable también son preferidos por el personal técnico y de ingeniería. Las partes relevantes están comenzando a reducir el espesor de las paredes y el precio para facilitar la promoción.
La tubería de aleación de aluminio es una nueva variedad introducida por las fábricas de aluminio en la industria del suministro de agua y drenaje.
Los tubos de acero niquelados tienen las propiedades más cercanas a los tubos de acero galvanizado y su resistencia a la corrosión supera con creces la de los tubos de acero galvanizado después de resolver el problema de reducir el costo del recubrimiento y el proceso de recubrimiento de níquel en el proceso. sitio de construcción en la fractura de la tubería, se espera que se adopte hasta cierto punto.
Las tuberías de acero recubiertas de plástico tienen un futuro prometedor entre las tuberías metálicas, y el diseño y tendido de las tuberías, los métodos de interfaz y la construcción e instalación son los mismos que los de las tuberías de acero galvanizado. fácilmente aceptado. Debido a su fina capa y su bajo precio, también es el más fácil de promocionar.
3. Tuberías compuestas:
Las tuberías compuestas incluyen tuberías revestidas de plomo, tuberías revestidas de caucho y tuberías de fibra de vidrio. La mayoría de las tuberías compuestas se componen de una capa de trabajo (que debe ser resistente a la corrosión del agua), una capa de soporte y una capa protectora (que debe ser resistente a la corrosión).
Las tuberías compuestas generalmente utilizan metal como material de soporte y están revestidas con resina epoxi y cemento. Se caracterizan por ser livianas, de pared interior lisa, baja resistencia y buena resistencia a la corrosión. -metal blando resistente como soporte, hay tuberías no metálicas en el interior y en el exterior, como las tuberías compuestas de aluminio y plástico. Su característica es que la pared interior de la tubería no se corroe ni se incrusta, lo que garantiza la calidad del agua. Tuberías metálicas en el interior y tuberías no metálicas en el exterior, como tuberías de cobre recubiertas de plástico, que utilizan la mala conductividad térmica del plástico para proporcionar aislamiento y protección.
Según el material del metal, se puede dividir en:
(1).Tubo compuesto de acero-plástico
(2). -tubo compuesto de plástico, tubo de acero inoxidable plastificado
(3)tubo de cobre plastificado
(4). tubería compuesta
(5) Revestimiento de plástico Tubería de aleación de aluminio
Debe decirse que la tubería compuesta es la tubería más ideal para tuberías de suministro y drenaje de agua con un diámetro de ≥300 mm. Tiene las ventajas de alta resistencia y buena rigidez de las tuberías metálicas y resistencia a la corrosión de las tuberías no metálicas. Pero es un tipo de tubería que se está desarrollando lentamente en la actualidad. Esto se debe a que: (1). El precio de dos tubos combinados es mayor que el de uno solo. (2). Los coeficientes de expansión térmica de los dos materiales son bastante diferentes. Si la unión no es fuerte y la temperatura ambiente y la temperatura del medio cambian drásticamente, es fácil separarse, lo que resulta en una disminución de la calidad.
Se debe utilizar el procesamiento en frío para conectar tuberías compuestas. El procesamiento en caliente puede causar fácilmente expansión, contracción, deformación e incluso fusión del plástico del revestimiento. Generalmente existen roscas, casquillos, abrazaderas y otros métodos de conexión.
Debido a que las tuberías compuestas siguen siendo un nuevo tipo de material de tubería, mi país aún no cuenta con especificaciones unificadas de diseño, construcción y aceptación. Los diseñadores y el personal de construcción suelen aplicar tecnología de tuberías galvanizadas para el diseño y la construcción, por lo que no entraré en detalles aquí.