不銹鋼管和銅管的比較
發布于：2019-04-01 09:53:05 點擊量：483
我國的薄壁不銹鋼管市場是世界上發展最快、市場需求最高的國家之一。由于薄壁不銹鋼管健康衛生、技術可靠、性能優良，其發展勢頭非常強勁，目前已大量用于冷熱水及直飲水管道系統。
2003年新修訂的國家標準，飲用水管材首推薄壁不銹鋼管，并推薦薄壁不銹鋼管為GB50015-2003《建筑給水排水設計規范》“熱水及飲用水供應部分”管材。
而銅管作為建筑給水用管，雖然與其它建筑用給水管比較有著不錯的性能，但是與薄壁不銹鋼管比較，后者更具有優勢。
一、下面是兩種管材主要性能的比較。
①薄壁不銹鋼管號稱“大力士”,以常用的304材質的薄壁不銹鋼管為例，其抗拉強度為530～750Mpa，是鍍鋅管的2倍，銅管的3倍，PPR的8-10倍；延伸率大于35% 。因此，薄壁不銹鋼管相較于銅管可以做到減薄壁厚的要求，而且符合節材節能的國家產業政策，又有強度的保證，并能達到減少建筑物的承重目的。
②薄壁不銹鋼管的熱導率為15 W/m℃(100℃)，是碳鋼管的1/4，銅管的1/23。薄壁不銹鋼管由于保溫性能好，特別適用與熱水輸送，無論是保溫層的厚度，還是保溫結構的施工、維修費用等，薄壁不銹鋼管都有較好的經濟性。
③薄壁不銹鋼管的平均熱膨脹系數為0.017mm/（m℃）,與銅管較接近，而復合管是薄壁不銹管的1.5倍，塑料管是薄壁不銹鋼管的5-11倍。鑒于塑料管熱膨脹系數過大的弱點，輸送熱水應以金屬管為宜。下面表1是薄壁不銹鋼管與銅管物理性能的比較。
表1薄壁不銹鋼管與銅管物理性能比較
內容
薄壁不銹鋼管
銅管
備注
抗拉強度MPa
530-750
200
薄壁不銹鋼管材強度是銅管3倍，適合高層供水。
熱膨脹系數10-6.℃-1（0-100℃）
17
17.6
兩者等同，但薄壁不銹鋼管具有熱脹冷縮緩慢的特點
導熱率W.M℃-1
(100℃)
15
340
薄壁不銹鋼管導熱率是銅管1/23，特別適合熱水輸送，而銅管需專業保溫層，否則熱能浪費太大。
二、另外在對薄壁不銹鋼管的處理工藝上，對其進行精光處理后，薄壁不銹鋼管的內壁光潔，管內壁的當量粗糙度Ks為0.00152mm，比銅管小，同口徑的情況下，所以水力性能好，流量大。下面表2為薄壁不銹鋼管和銅管等管材流量的比較。
表2薄壁不銹鋼管及銅管等流量比較 單位L/min
管
材
公稱通徑（DN）
15
20
25
32
40
50
65
1/2
3/4
1
11/4
11/2
2
21/2
薄壁不銹鋼管（C=150）
7
16
34
53
101
174
297
銅管（C=130）
6
15
30
51
79
160
265
鍍鋅管（C=100）
6
13
25
49
73
138
265
鋁塑復管合（C=140）
5
11
24
50
78
153
/
三、銹鋼水管的衛生性能優越，杜絕了“紅水、藍綠水和隱患水”問題，無異味，不結垢，無有害物質析出，保持水質純凈，對人體無害。
而銅管存在銅過量問題、腐蝕造成的藍綠水問題和所產生的腐蝕性苦澀異味，還有結垢現象。銅管中發生的“銅綠” ，主要成份是碳酸銅、氫氧化銅化合物[CnCO3.CU(on)2]和硫酸銅（CUSO4）,易風化易溶于水，它能抑制真菌作用，但對細菌作用較差、有毒也作殺蟲劑用，對人體內粘膜有收斂、刺激和腐蝕作用。能引起反射性嘔吐，對腸道有較強的刺激作用，現代醫學研究表明，飲用銅過量過高的水（無論是否達到藍綠水的程度）對健康有極大的危害。
四、薄壁不銹鋼管材最突出的優勢之一是其優異的耐腐蝕性能，因為薄壁不銹鋼管可以與氧化劑發生鈍化作用，在表面形成一層堅韌致密的富鉻氧化物保護膜（Cr2O3），有效阻止氧化反應的進一步發生，而銅管鈍化能力很小，這就是銅管耐腐蝕性能遠遠不及薄壁不銹鋼管材的關鍵原因。在使用銅管時，需要對水的化學成分及速度進行控制，否則會造成管材的腐蝕，例如銅管在PH< 6.5或余氯含量>2ppm的水中腐蝕大幅增加，軟水也會導致腐蝕增加。在使用銅管時水速不應超過2米/秒，否則腐蝕速度將明顯增加。當流速達到2米/秒時，銅管腐蝕程度為薄壁不銹鋼管的3倍左右，而當流速大于6米/秒時，其腐蝕程度將是薄壁不銹鋼管的20倍之多。下表3是薄壁不銹鋼管與銅管耐腐蝕性能比較。
另外在國外。他們之所以選用薄壁不銹鋼管，是基于經濟和健康兩個原因。以美國為例，薄壁不銹鋼管材的使用，開始于60年代，盛行于90年代。美國環保署（EPA）對水管材料選擇做出硬性規定，管材的選擇必須滿足高水質、低維護、長壽命的要求。美國政府根據1996年凈水法制定的國家標準/國家衛生基金國際標準ANSI/NSF61—1997a明確規定：“用于飲用水的金屬管道，只允許使用薄壁不銹鋼管和球墨鑄鐵管。”城市自來水供水管網，凡干管改造，一律選用薄壁不銹鋼管和球墨鑄鐵管；進入高樓的供水管，首選薄壁不銹鋼管水管。最新的2003版美國國標標準委員會的水管和住宅標準再次包括了這方面的內容。其他國家如加拿大衛生部、荷蘭衛生鑒定委員會和世界衛生組織也確認了這一標準。現在越來越多的國家要求飲用水系統的管道和系統部件必須符合上述標準，以此作為健康保證的基礎，符合該標準要求的第一批材料有304/304L、316/316L薄壁不銹鋼管。
表3薄壁不銹鋼管與銅管耐腐蝕性能比較
內容
薄壁不銹鋼管
銅管
備注
空氣中（O2）
鈍化功能
強
極弱
薄壁不銹鋼管耐腐蝕機理：表面有一層百萬分之2-3mmCr2O3鈍化膜，一旦受損，在空氣存在下能立即形成新的氧化保護膜；
大氣環境腐蝕CO2、H2O、SO2、H2S
不腐蝕
會腐蝕
薄壁不銹鋼管對大氣環境適應面廣，銅對大氣環境適應面窄；
水質腐蝕之一水中含氧量PH值酸性高的軟水溫泉中硫化物
不腐蝕
會腐蝕
薄壁不銹鋼管對水的化學成份沒有限制的要求，對水中各種含氧量、溫度、PH值都有很好的耐蝕性能。銅管易產生“藍水”和點腐蝕現象；
水質腐蝕之二
氯化物含量
≤200PPm（304）
≤1000PPm（316）
≤70PPm
管道漏損的最大“殺手”是氯離子，兩者相差懸殊；
水流腐蝕
不腐蝕
≤1.5-2m/s
薄壁不銹鋼管能耐30m/s水流沖擊，而銅管適應水速不應超2m/s，就在2m/s時，銅管腐蝕速度是薄壁不銹鋼管的3倍。
熱水循環結構腐蝕
≥100℃
≤50℃
銅管在熱水中腐蝕比冷水尤為嚴重。
在實例中，如英國的醫院（蘇格蘭）過去采用的是銅水管，但是蘇格蘭偏軟的水質導致銅水關的腐蝕和失敗，發生嚴重的漏水，政府花了巨資研究失效原因和解決方案，后來冷熱水管道全部更換成薄壁不銹鋼管水管和接頭，使用了十多年后，將冷熱水管道拆開對薄壁不銹鋼管道和接頭的使用情況 進行考察，結果表明，薄壁不銹鋼管道和接頭的狀況極好，沒有絲毫腐蝕的跡象。
總結之下，國內外數十年使用實踐和不同國家的實驗室檢測均顯示：薄壁不銹鋼管金屬元素的析出量比WHO和歐洲飲用水法令（世界各國的規定均參照這兩個標準）規定的標準值的5%還要低。其實薄壁不銹鋼管材料本身安全無毒，清潔性好等特性，早已被薄壁不銹鋼管在涉及人體健康的各領域數十年成功應用的歷史所充分證明，成為眾所周知的事實。隨著人們對水質要求的不斷提高和法規標準對水中管材污染物釋放量限制的日益嚴格，輸送優質飲水的最佳管材非薄壁不銹鋼管莫屬。
薄壁不銹鋼管具有最長的使用壽命，從國內外的薄壁不銹鋼管使用狀況分析，薄壁不銹鋼管水管的使用壽命可達100年，至少也有70年，與建筑物的壽命一樣長，是長與銅管的使用壽命的，另薄壁不銹鋼管也是100%可再生的，不會對環境產生負擔和污染。下表4為各種管使用壽命的比較。
表4薄壁不銹鋼管、銅管等使用壽命比較
管材
薄壁不銹鋼管
銅管
碳鋼管
復合管
塑料管
使用壽命/年
70～100
30～50
15
15～30
25～30
六、薄壁不銹鋼管壽命周期成本是水管中經濟性最佳的。基本建設的經驗表明，項目除一次性投資外，維護成本和更新成本實際上是一筆巨大的成本，甚至會遠遠超過初始的投資。我國基本建設的投資概念：由靜態→動態→壽命周期成本發展過程，特別是對大工程尤為重要，對建筑給水管說來，一次性投資占總造價比例極少，但如選材不當，不能與建筑物同壽命，其維護，更新費用也是不可小看的。壽命周期成本=初始成本（含材料、加工和安裝）+設備運行成本（含維護、更新和拆除）。而薄壁不銹鋼管在水管的壽命周期成本為最低，盡管薄壁不銹鋼管水管的初期成本包括材料及工程費在內比塑料管、復合管高約20%，但是由于使用過程中成本的節約，薄壁不銹鋼管水管較高的初始費用早已被這諸多優勝所抵消，使薄壁不銹鋼管成為壽命周期成本最低，最經濟的管材。因為薄壁不銹鋼管水管一經使用，在100年內的壽命周期內不需要更換，而其他管材無法達到這么長的使用壽命，只要在建筑物70年的壽命期內更換一次，其綜合成本將至少是薄壁不銹鋼管水管初始投資的2～4倍。
薄壁不銹鋼管的價格相對于銅管比較，是低于銅管的，這在工程上，薄壁不銹鋼管一經過使用，在經濟性上它是更為的顯著。
綜合上述建筑給水管道應壁薄壁不銹鋼管安全可靠，健康衛生，經濟性好。近年內大量應用薄壁不銹鋼管，已顯露城市建筑檔次的提高，滿足了人民群眾提高生活質量的需求，同時也符合聯合國環境與發展世界委員會提出的“可持續發展”的概念。
國內自2000年至今，許多08年奧運會工程、國家政府工程項目，有檔次的酒店，醫院、工業建筑和大批中高檔住宅的給水、熱水、直飲水、供暖，工業系統的管道，都選用了薄壁不銹鋼管。因此，薄壁不銹鋼管被譽為21世紀的新穎給水管材，名符其實。
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