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不銹鋼管與銅管的對比

日期:2019-05-16

很多五星級酒店的標準中要求供水系統需采用銅管,但由于成本及市場原因,現在越來愈多的酒店也接受采用不銹鋼管。

一、銅管與不銹鋼管管材比較

現從材料的物理性能、衛生性能、耐腐蝕性能、經濟價值等方面進行比較。

1、物理性能的比較

抗拉強度的比較:

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。因此,薄壁不銹鋼管比銅管壁厚可以做到更薄(0.6MM),符合節約材料的國家產業政策,又有強度的保證,并能達到減少建筑物的承重目的。

導熱率的比較:

薄壁不銹鋼管的導熱率為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,特別適用于熱水輸送,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。

熱膨脹系數的比較:

薄壁不銹鋼管的平均熱膨脹系數為0.017mm/(m℃),與銅管較接近,輸送熱水應選用金屬管為宜。

薄壁不銹鋼管與銅管物理性能比較

薄壁不銹鋼管進行內外精光處理后內壁光潔,管內壁的當量粗糙度Ks為0.00152mm,比銅管小。

因此,使用薄壁不銹鋼管水流量更大,水流更加暢通,耐腐蝕能力更好,有效降低噪音。

薄壁不銹鋼管與銅管流量比較

(單位L/min)

2、衛生性能的比較

不銹鋼水管杜絕了“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。

國外數十年使用實踐和不同國家的實驗室檢測均顯示:不銹鋼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。

其實不銹鋼材料本身安全無毒,清潔性好等特性,早已被不銹鋼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。

不銹鋼不僅在食品工業包括飲料、乳品、釀造、制藥工業、餐具炊具等行業長期使用并成為這些行業的標準用材,而且還廣泛用于對材料安全性和清潔性要求極高的醫用人體植入物如各種支架、人工關節和體內鋼釘等,并成為對潔凈度要求極高的半導體工業潔凈室的標準用材。

銅管易腐蝕產生銅綠,這一點是眾所周知的。

銅管存在銅過量問題、腐蝕造成的藍綠水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[cuco3.cu(on)2]和硫酸銅(cuso4),易風化易溶于水,雖然能抑制真菌作用,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。

3、耐腐蝕性能的比較

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三氧化二鉻(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>70ppm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。

另外,銅管表面也容易腐蝕。

薄壁不銹鋼管與銅管等耐腐蝕性能比較

4、經濟價值的比較

位于美國紐約的克萊斯勒大廈(Chrysler Building),它建于1926年~1931年,樓高318.9米共有77層,它是全球第一棟將不銹鋼材料運用在外觀的建筑。

雖然它地處沿海和受污染的環境,但它上面的不銹鋼歷經80載歲月卻依然熠熠生輝,而其間只進行過兩次清洗。

從紐約的克萊斯勒大廈、吉隆坡的雙子塔到全不銹鋼外殼打造的洛杉磯迪斯尼音樂廳、英國倫敦滑鐵盧火車站;從15萬平方米的屋頂、452米高的塔身,到精致的裝飾件和小巧的結構件,不銹鋼作為最具可持續性的綠色建筑材料,在世界各地散發著一般材料所不具備的獨特魅力。

這些正是見證不銹鋼材料永恒特性的絕好案例。

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與建筑物同壽命,與銅管相當。

薄壁不銹鋼理論重量計算公式:

每米重量=(外徑-厚度)×厚度×圓周率×密度÷1000

薄壁不銹鋼管、銅管每米理論重量比較

薄壁不銹鋼管、銅管等使用壽命比較

管材的價格比較:由于銅原材料價格高,導致銅管價格最高,薄壁不銹鋼管較銅管低約40%以上,因此薄壁不銹鋼管的經濟價值明顯比銅管好。

薄壁不銹鋼管在水管的壽命周期成本較銅管低。

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。

事實上,選用不銹鋼水管不但初始投資并不高,且其壽命周期成本非常低,這是不銹鋼材料在經濟上為其它材料所無法比擬的最大優勢所在。

二、總結

不銹鋼管和銅管均屬于優質給水金屬管材,國外使用銅管作為給水管材較為普遍是由于在國外銅的價格相對也較便宜,在國外發展時間也較為悠久。

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