抗震雙密封涂覆碳鋼管與鍍鋅鋼管在消防系統(tǒng)中的綜合比較

消防管道系統(tǒng)是保證建筑安全的重要設(shè)施，管道材料的優(yōu)劣直接決定建筑的品質(zhì)。當前的現(xiàn)狀是房屋的使用壽命為50至70年，而鍍鋅管道的使用壽命即使按理論推算大概也只有10余年，存在嚴重的錯配問題。在國家提出建設(shè)“好房子”的大背景下，消防管道與建筑不匹配的問題勢必得到重視與解決。抗震雙密封涂覆鋼管是近些年管道行業(yè)的創(chuàng)新成果，既實現(xiàn)了消防系統(tǒng)與建筑同壽命，同時還提高了管網(wǎng)的抗震防災能力，是保障建筑安全、提升建筑品質(zhì)的理想選擇。

一、 鍍鋅鋼管耐蝕性不足是其最大短板

鍍鋅鋼管的鍍層可有效隔絕氧氣和水分，延緩鋼管銹蝕，延長鋼管使用壽命。國標GB/T3091《低壓流體輸送用焊接鋼管》規(guī)定，鋼管的鍍鋅層一般為300 g / ㎡。根據(jù)日本熱鍍鋅協(xié)會對大氣中鍍鋅層耐腐蝕試驗結(jié)果推算，鍍鋅鋼管在大氣環(huán)境下于城市區(qū)域的耐用年限為17.2年，重工業(yè)區(qū)為8.8年。而建筑物的壽命普遍在50年以上，建筑壽命周期內(nèi)鍍鋅鋼管消防系統(tǒng)需要改造2—3次，后期成本巨大。

二、涂覆鋼管兼具碳鋼管剛性足和涂覆層耐蝕性好的優(yōu)點

涂覆鋼管是內(nèi)外涂覆防腐層的復合管。早在上世紀50年代美國就發(fā)明了涂覆鋼管，至今先后經(jīng)歷了早期階段、中期階段、成熟階段三次迭代。早期階段以浸涂法和噴涂法為主，浸涂法是將預熱鋼管浸入熔融塑料中，形成基礎(chǔ)涂層，其工藝簡單、厚度不均、附著力有限；噴涂法是用噴槍將液態(tài)塑料噴涂于鋼管表面，效率低、污染大且質(zhì)量穩(wěn)定性差。中期階段以流化床涂覆和靜電噴涂法為主，流化床涂覆是將鋼管預熱后浸入流態(tài)化塑料粉末中，粉末受熱熔融附著，涂層更均勻、結(jié)合力增強；靜電噴涂是利用靜電吸附原理噴涂粉末，材料利用率提升到90%以上，環(huán)保性改善、適合自動化生產(chǎn)。成熟階段以內(nèi)外同步涂覆和3PE涂層法為主，內(nèi)外同步涂覆是通過開發(fā)出的同步設(shè)備進行涂覆，能縮短生產(chǎn)周期、降低成本；3PE涂層法是結(jié)合環(huán)氧粉末（底層）、膠粘劑（中層）、聚乙烯（外層）的涂覆工藝，顯著提升耐腐蝕性，成為油氣管道主流工藝。涂覆材料也從單一的聚乙烯發(fā)展到環(huán)氧粉末等多種材料，特別是環(huán)氧粉末用于涂覆鋼管的涂層優(yōu)點突出。首先環(huán)氧涂層具有卓越的附著力。環(huán)氧粉末通過靜電噴涂在預熱鋼管表面，在高溫固化時能與金屬發(fā)生化學鍵合（固化過程中活潑的環(huán)氧基會與介質(zhì)表面特別是金屬表面的游離鍵反應形成牢固的化學鍵，從而獲得極好的附著力，＞10MPa）形成冶金結(jié)合的致密涂層。其次環(huán)氧涂層具有超強的耐腐蝕性。環(huán)氧樹脂分子結(jié)構(gòu)致密，固化后形成化學隋性屏障，阻斷水、氧氣和離子的滲透，耐酸堿、鹽霧、土壤腐蝕，通過了ISO21809、NACE等國際防腐標準的認證。2010年國標GB/T5135.20《自動噴水滅火系統(tǒng) 第20部分：涂覆鋼管》的頒布實施，為涂覆鋼管在消防領(lǐng)域的應用確立了標準依據(jù)。

三、鍍鋅鋼管與涂覆鋼管的耐蝕性對比實驗

為了驗證鍍鋅鋼管與涂塑鋼管的使用壽命，我們采用中性鹽霧實驗進行加速對比。通常情況下樣件置于實驗環(huán)境中每24小時相當于在大氣條件下1年。

熱浸鋅鋼管中性鹽霧實驗結(jié)果

 涂塑碳鋼管性鹽霧實驗結(jié)果

根據(jù)實驗結(jié)果可見，鍍鋅鋼管在中性鹽霧實驗中12天即嚴重腐蝕，與理論推算的使用壽命10余年基本吻合；而涂覆鋼管在歷經(jīng)50天的中性鹽霧實驗以后，除了端口裸露處有少量腐蝕外管道內(nèi)外整體完好，其性能條件可以保證管道與建筑同壽命。         

四、鍍鋅鋼管與涂覆鋼管連接工藝的對比

鍍鋅鋼管的連接方式為DN50以下采用螺紋連接、DN65以上采用溝槽連接，這兩種連接方式都需要在工地現(xiàn)場對管端做預制加工后才能進入管道的安裝工序，不符合裝配化施工的行業(yè)趨勢，容易留下人為質(zhì)量隱患因子。特別是DN65以上溝槽連接部分，按照國家標準規(guī)定，每個管端槽口加工需要控制的尺寸多達7個，且都是要求用游標卡尺來控制，這樣的工藝要求與工地現(xiàn)場粗放的施工條件相差太大，因此我們經(jīng)常看見竣工交驗后溝槽管道爆管和跑冒滴漏的現(xiàn)象。

涂覆鋼管的連接工藝為冷擠壓式連接，其是利用金屬的剛性通過專用工具擠壓連接部位使之變形產(chǎn)生強大的抱緊力實現(xiàn)管道的連接，同時接口中的橡膠圈也通過擠壓產(chǎn)生壓強實現(xiàn)密封。由于環(huán)氧涂層的抗拉強度＞10MPa，國標GB/T5135.20《自動噴水滅火系統(tǒng) 第20部分：涂覆鋼管》中壓扁試驗要求的變形量為管徑的20%不能有裂紋和破壞，冷擠壓連接中對金屬管的變形量小于管徑的5%，因此壓接部位的涂層不會受到傷害，能夠有效的保證消防管道的超長服役。這種連接工藝不需要在現(xiàn)場加工預制，完全符合現(xiàn)代建筑“工廠化生產(chǎn)，裝配化施工”的要求，有效避免了現(xiàn)場加工人為質(zhì)量隱患。 

安裝工藝與效率對比

五、經(jīng)濟性分析

六、抗震雙密封連接具有抗震防災功能

   抗震雙密封連接是將卡壓和環(huán)壓優(yōu)點結(jié)合在一起的組合型創(chuàng)新。卡壓放置O型圈的凸環(huán)除了是管件的密封腔外也是管件承口的加強筋，有利于增強接頭的剛性以及均勻分布來自外界的沖擊力；環(huán)壓是圓筒狀密封腔，其通過增大密封功能區(qū)實現(xiàn)更好的密封效果，但接頭的剛性強度比卡壓有所降低。抗震雙密封連接通過在卡壓O型環(huán)的外沿再增加一道環(huán)壓密封腔，把卡壓接頭剛性足和環(huán)壓接頭密封好的優(yōu)點融為一體，大大增強了連接部位的強度和密封性能，抗沖擊性能顯著提升。

在抗震雙密封連接的偏轉(zhuǎn)角實驗中，模擬管道遭遇大沖擊大變形的場景。選取兩段管徑為DN300、長度為3米的管和一個直接管件壓接為一套系統(tǒng)，打入水壓2.75MPa，用吊車對連接部位上拉，當偏轉(zhuǎn)角＞10°拉力3064kg時穩(wěn)壓30分鐘，系統(tǒng)未出現(xiàn)滲水，具備較強的抗震防災能力。

二十屆三中全會提出了國家的高質(zhì)量發(fā)展戰(zhàn)略，隨后建設(shè)部也推出了一系列“好房子”建設(shè)的政策和措施，其中更是將建筑的層高由2.82米提高到3米，我們有理由相信未來從中央到地方各級政府的建設(shè)思維將逐步由成本考量轉(zhuǎn)變?yōu)槠焚|(zhì)考量。環(huán)氧涂塑碳鋼消防管作為具備冶金級附著保護層的新型優(yōu)質(zhì)管材，添加抗震雙密封連接技術(shù)，一定能有效解決當下鍍鋅消防管網(wǎng)不耐久和不抗震的問題，實現(xiàn)消防管網(wǎng)與建筑同壽命的愿景，為廣大人民群眾奉獻更多的好房子。