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《房产我来说》：辩论会——杭萧同城化最大受益者是钱江世纪城？考古学家发现水下文物中铁器不易保存，因此提出将埋在地下的铸铁管道被安全、耐用、经济的PVC管道所替代．下列情况下铸铁管发生腐蚀时速率最慢的是（　　）A．在干燥、致密的土壤中_作业帮
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考古学家发现水下文物中铁器不易保存，因此提出将埋在地下的铸铁管道被安全、耐用、经济的PVC管道所替代．下列情况下铸铁管发生腐蚀时速率最慢的是（　　）A．在干燥、致密的土壤中
考古学家发现水下文物中铁器不易保存，因此提出将埋在地下的铸铁管道被安全、耐用、经济的PVC管道所替代．下列情况下铸铁管发生腐蚀时速率最慢的是（　　）A．在干燥、致密的土壤中B．在干燥、疏松的土壤中C．在潮湿、致密的土壤中D．在潮湿、疏松的土壤中
铁制品锈蚀的条件是同时与氧气和水接触．把四个答案进行比较可知，在干燥、致密的土壤中，水和氧气存在的最少，所以铸铁管道腐蚀最慢．故选A．大口径长距离输水工程PVC-M管、球墨铸铁管、混凝土管综&合&比&较
大口径长距离输水工程
PVC-M管、球墨铸铁管、混凝土管
综 合 比 较
&&&&&&&&&&&
对于大口径、长距离输水工程，可供选择的输水管材种类包括：实壁硬聚氯乙烯（PVC-U/PVC-M）管、钢管、铸铁管、预应力混凝土（PCP）管、玻璃钢（FRP）管等。选管应从工程的规模、重要性、对管材口径及工作压力的要求、工程地质、地形、外荷载状况、工程的工期要求、资金的控制等方面进行综合分析比较后确定。
结合以上这些对输水管材的要求，对比不同材料的大口径管道，下面通过具体实例的数据计算，从管材的性能、技术、经济三方面来对综合性能相对较好，在大口径长距离输水重点工程中较常用的PVC-M管、球墨铸铁管、混凝土管三种管材进行综合对比。
计算依据：
假设某工程原始数据为：总流量Q=40000 m3/d ,全长10km。
管材选用口径为：PE管（dn630&15.4mm）
球墨铸铁管（DN600&9.9mm）
混凝土管（DN600&55mm）
PVC-M管、球墨铸铁管和混凝土管的性能比较
1.PVC-M管材质量轻、运输方便、施工进度快、明显降低施工费用：
三种管材的密度和米重
PVC-M管材，dn630
球墨铸铁管，DN600
米重（kg/m，）
（壁厚15.4mm）
（壁厚9.9mm）
（壁厚55mm）
PVC-M管密度小，质量轻，易于安装。如dn630&15.4mm管材每米仅46.136公斤，而DN600球墨铸铁管和钢筋混凝土管重量大得多（必须采用吊装机械）,
PVC-M管施工费用与预应力钢筋混凝土管相比至少可降低50%。
2、卫生性能：
PVC-M管材不结垢，对微生物是绝对的非营养源，使用过程中不结垢、不滋生藻类和其它微生物，在输水过程中不会对水质产生二次污染。球墨铸铁管和混凝土管采用水泥沙浆做内防腐层，易渗入水中造成水质污染，
3.维修方便，维护费用低:
PVC-M管材维修容易，不需昂贵费用和复杂的工具，根据实际工程经验，PVC-M管材的维护费用仅为预应力钢筋混凝土管的30%。
4.内壁光滑，输水量大，运行能耗小：
PVC-M管材的糙率n值为0.008~0.009，球墨铸铁管的糙率为0.011，预应力钢筋混凝土管的糙率为0.013，同等管径、同等压力下，PVC-M管材的输水能力大大高于预应力钢筋混凝土管；同等管径、同等压力、同等输水流量下，可减少电费等日常运行费用。
5.耐腐蚀性能好：
腐蚀是生物、物理和化学过程相互作用的结果，严重的管道腐蚀引起管壁变薄穿孔，增加水头损失和输水能耗等。PVC-M管材具有良好的耐腐蚀性能，不受潮湿水分和土壤酸碱盐的影响，不导电，对电解质不敏感，管道铺设不需进行任何防腐处理，使用寿命长达50年以上。而预应力钢筋混凝土管使用寿命短，且需做防腐处理。
6.使用寿命长：
PVC-M管材使用寿命至少50年以上，球墨铸铁管道只有在较好的内防腐条件下寿命可达50年，而预应力钢筋混凝土管使用寿命仅为30年。
7.抗冲击：
PVC-M管道有较高的抗冲击性，在安装及运输过程中不易断裂或损坏。PVC-M管道具有较低的弹性模量，Ep为3000&106
N/m2，不仅有较高的抗外冲击性，使在安装及运输过程中不易断裂或损坏；而且还有极高的抗内冲击性能，抗水锤能力较强，而球墨铸铁管弹性模量为1.6&1011
N/m2，混凝土管弹性模量为2.06&1011 N/m2.
以假设的工程为例，PVC-M管产生的最大水锤为45米水柱，球墨铸铁管的最大水锤为181米水柱，混凝土管的最大水锤为232米水柱。
三种管材的抗冲击性
球墨铸铁管
弹性模量（MPa）
（米水柱）
8.柔韧性好：
&PVC-M管道具有良好的柔韧性，使管道可以轻易的沿着管沟地势铺设，容易避开敷设过程中的障碍物，以适应土质松软地区的管基沉降，而预应力钢筋混凝土管道底部必须做基础。
二、PVC-M管、球墨铸铁管与钢筋混凝土管的技术比较
PVC-M管材内壁光滑，水阻系数小，在实际工程中，选用合适口径的塑料管材，可大幅降低常年运行费用。又塑料管材具有较小的弹性模量，可有效降低水锤对管材的负面影响，提高运行的安全性能。
现以传统管材（球墨铸铁管、混凝土管道）为计算准则，在传统管材最优实用流速下，以相同输水能力为基准，结合同规格PVC-M管材进行技术分析比较。
计算准则：
假设原始数据：管线流量取Q总=40000 m3/d =0.4630
管材选择：球墨铸铁管材DN600&9.9mm（K9级）；
混凝土管DN600&55mm
PVC-M管材Φ630&15.4mm
管线长度：L =10000m
参考依据：《室外给水设计规范》中华人民共和国国家标准
《埋地硬聚氯乙烯给水管道工程技术规程》中国工程建设标准化协会标准
1、流速计算：
式中& di:管材内径（m）
u：管内水的平均流速（m/s）&
&&&Q：管材输水量（m3/s）
球墨铸铁管DN600（K9级）流速
&&&&&&&&&&&
混凝土管DN600 流速
&&&&=1.64m/s
PVC-MΦ630&15.4mm（0.8Mpa）管材流速
=1.64米/秒
结果表明,三种管材流速均在经济流速范围之内,是可行的。
2、水力计算：
l& 球墨铸铁管水力计算
球墨铸铁管内流速≥1.2 m/s时，参见《给排水设计手册》，单位水头损失可由下式计算。
式中: ：每米管道的水头损失(米)
：管材内径（m）
：管内水的流速（m/s）
代入得水力坡降系数
& =0.0056m
球墨铸铁管ＤＮ600mm&
单位水头损失为5.6mm/m，10km的沿程水头损失为：56m
l& 钢筋混凝土管水力计算
由前面的计算可知&&
u1=1.64m/s
i& - 每米管段的水头损失（m）
dj & 管道内径(m)
计算流量（m3/s）
i=0.00658m
预应力钢筋混凝土管ＤＮ600mm&
单位水头损失为6.58mm/m，10km的沿程水头损失为：65.8m
l& PVC-U管材水力计算
塑料管的沿程损失可计算如下：
水力摩阻系数λ由下式计算
先确定管内流体的雷诺数Re
式中&& Re：管内流体的雷诺数
di:管材内径（m）
u：管内水的流速（m/s）
υ：水在20℃下的粘度=1&10-6&
故Φ630&15.4mm管材λ
沿程水头损失由下式计算：
=0.0026m水柱
PVC-M管ＤＮ600mm&
单位水头损失为2.6mm/m，10km的沿程水头损失为：26m
结果表明，PVC-U管材由于内壁相当光滑，单位长度水头损失小于同口径铸铁管材或混凝土管，可有效降低水泵的扬程，节约运行成本。
3、水锤压力计算：
对停泵水锤压力增值可由以下公式计算：
其中压力波回流速度
：水锤压力（m）
：流速变化，取平均流速
a：压力波回流的速度（m/s）
：水的重力密度取10&103N/m3&
K：水的体积模量取2200&106 N/m2
Ep：管材的弹性模量，PVC-M管材取3000&106
N/m2，球墨铸铁管材取6
N/m2，混凝土管取6 N/m2
di：管材内径
en：管材壁厚
压力波回流速度计算：
球墨铸铁管材
则水锤压力增值
&=181米水柱
&& 钢筋混凝土管
&&&=1389m/s
则水锤压力增值
=232米水柱
PVC-U管材& Φ630&19.6mm：
水锤压力增值
计算结果表明：因为PVC-U管材较球墨铸铁管材、钢筋混凝土管材具有更低的弹性模量，水锤压力的增值明显降低，可有效防止水锤压力波动对管材本身造成的危害，提高管道运行的安全性能。
二、& 经济性能比较
1、&& 工程造价比较
由于不同时间不同地区的材料价格和工程预算定额差别较大，请用户根据当地实际情况客观比较。塑料管由于重量轻、安装方便快捷，工程施工优势明显。
2、常年运行费用（能耗）比较
管网常年运行费用是通过泵站电能消耗来维持的，泵送压力输水部分的管线为10公里，
PVC-M管材取代球墨铸铁管材及钢筋混凝土管常年运行耗电量的节约按照下式计算：&&
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&
式中&& E：年运行耗电量（KWh）
Q：日供水量（m3/d）
H：水泵工作全扬程差（m）H=（Δh球-Δh塑）&L
Kd：供水日变化系数取1.2
η：机泵效率取70%
PVC-M管材与球墨铸铁管相比
PVC-M& Φ630&15.4mm管材年节电量
& = 143 万KWh
PVC-M管材与钢筋混凝土管相比
PVC-M& Φ630&15.4mm管材年节电量
& = 190 万KWh
由此，合理使用PVC-M管材替代球墨铸铁管材及钢筋混凝土管材，日常运行费用仅用电量一项每年即可大幅降低。
常年运行费用差额折现
在目前各种管材的服务寿命无权威资料明确说明的情况下，取管道全寿命期均为n=30年（据报道德国发现二战时所铺设pvc-M管材，经检测管材各项标准均在DIN标准之上，寿命已超过其50年的设计寿命），折现率取i=7%（公益性，如商用则为12%），残值为零，管道按当年投资当年运行计算。
则：△E’=△E&[1+1/(1+i)+1/(1+i)2+1/(1+i)3+…1/(1+i)29]
& PVC-M管材与球墨铸铁管相比
PVC-MΦ630&15.4mm管材年节电量143 万KWh则
△E’=143&[1+1/(1+7%)+1/(1+7%)2+1/(1+7%)3+…1/(1+7%)29]
=143&12.67=1811.8万KWh
PVC-M管材与钢筋混凝土管相比
PVC-MΦ630&15.4mm管材年节电量190 万KWh则
△E’=190&[1+1/(1+7%)+1/(1+7%)2+1/(1+7%)3+…1/(1+7%)29]
=2407.3万KWh
结果表明，当保证40000吨/天的输水状况下,球墨铸铁管及钢筋混凝土管在全寿命期间比塑料管多支出的运行费用(电耗)折现值如下:
球墨铸铁管
与PVC-MΦ630&15.4mm管材相比多支出1811.8万KWh
钢筋混凝土管&&&
与PVC-MΦ630&15.4mm管材相比多支出2407.3万KWh
结果表明，当保证40000吨/天的输水状况下,球墨铸铁管及混凝土管在全寿命期间支出的运行费用远远大于PVC-M管道。这说明：
1、塑料管道在全寿命期工程总造价中将年运行费用折现为工程建设时的值能大大降低成本。
2、由于塑性管水力坡降较小，相对于其它传统管材而言在出厂水压相同时，在管网相同的地点上用户水压会高于传统管材，可以保证更多用户对水压的要求。
3、常年运行费用（即水力坡降、能耗）、管径相同时的输水能力，塑料管输水能力较传统管道高。
4、流量、常年运行费用相同时，塑料管材较传统管道小。
四、综合评述与结论
从以上技术经济分析：PVC-M管材的优点明显，其粗糙系数仅为0.008—0.009，与同规格的球墨铸铁管及钢筋混凝土管材相比有更好的输水能力及更低的运行费用；而其耐腐蚀性、重量轻、安装简便、施工费用低的特性均优于球墨铸铁管及钢砼管材。
&&& 由上可知：
PVC-M管材用于给水工程，在技术上是完全可行的，并可提高管线输水能力，降低施工费用，节约运行成本
,提高管线运行安全，是大口径长距离输水工程的最佳选择。
河北建投宝塑管业有限公司
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小口径铸铁排水管与PVC排水管连接方式探讨
在国内房屋建筑排水系统设计中，经常会碰到铸铁排水管与PVC共同使用的情况，施工单位也经常因为小口径铸铁排水管与外径不等(DN75及DN50的PVC管外径与铸铁管内径差不多，PVC管可以直接插入铸铁管及铸铁管件内，没法密封），没法施工的情况。本人根据实际情况，将解决办法提供如下：1、小口径铸铁排水管及管件外径与PVC材质的给水管配件---给水接（一定要品牌厂国标件）外径相差不大，可以配套铸铁管及管件安装，具体是：PVC排水管一端抹匀PVC连接密封专用胶水，插入给水PVC管接内，再将给水PVC管接另一端与铸铁管或管件对接，然后用铸铁排水管密封连接件连接，即可完成安装，完美解决小口径铸铁管与PVC管的混搭安装。本方案适用于W型，A型，接口铸铁管的安装，力学及密封性能最佳，接口在如何方向都可安装，为首选方案，但成本较高。2，参照原刚性水泥封口铸铁管连接方式，将直接插入铸铁管件内部，用（也叫）来封补接口部位，塑钢泥干燥以后也能达到管道衔接密封的目的，但此法外观不够美观，施工完成后接口部位不能承受外力碰撞，产生裂缝进而发生渗漏。本方案适用于W型，A型，接口铸铁管的安装，力学及密封性能较差，推荐用在垂直方向的对接，成本较低，水平方向推荐采用方案1。不足之处，请同行斧正。晋城市佳超铸业
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