造价工程师安装工程讲义：安装工程常用材料

　　1.金属管材

　　(1)无缝钢管。其中的一般无缝钢管主要适用于高压供热系统和高层建筑的冷、热水管和蒸汽管道以及各种机械零件的坯料，一般在0.6MPa气压以上的管路都应采用无缝钢管。由于用途的不同，所以管子所承受的压力也不同，要求管壁的厚度差别很大。因此，无缝钢管的规格是用外径×壁厚来表示。

　　2)锅炉及过热器用无缝钢管的外径和壁厚尺寸应符合《低中压锅炉用无缝钢管》GB3087的规定。如用10#或20#优质碳素结构钢制造的无缝钢管，工作温度小于或等于450℃，工作压力小于或等于2.5MPa，多用于过热蒸汽和高温高压热水管。热轧无缝钢管通常长度为3.0～12.0m，冷拔无缝钢管通常长度为3.0～10.0m。

　　锅炉用高压无缝钢管是用优质碳素钢和合金钢制造，质量比一般锅炉用无缝钢管好，可以耐高压和超高压。用于制造锅炉设备与高压超高压管道，用来输送高温、高压气、水等介质或高温高压含氢介质。

　　3)不锈耐酸钢无缝钢管是用合金结构钢制造，其钢号有：1Cr13、2Cr13、Cr25Ti、1Cr18Ni9Ti、Cr23Ni18、 00Cr17Ni13Mo2等。主要用于化工、石油和机械用管道的防腐蚀部位，用于输送强腐蚀性介质、低温或高温介质以及纯度要求很高的其他介质。

　　(2)焊接钢管。焊接钢管(黑铁管)，将焊接钢管镀锌后则称为镀锌钢管(白铁管)

　　按焊缝的形状可分为直缝钢管、螺旋缝钢管和双层卷焊钢管;按其用途不同又可分为水、煤气输送钢管;按壁厚分薄壁管和加厚管等。镀锌管能防锈蚀保护水质，常用于热水供应系统。

　　管径用外径×壁厚表示。焊接钢管水压试验;薄壁管为2.0MPa，加厚钢管为2.5MPa，集中采暖系统及燃气管路的工作压力一般不超过0.4MPa. 水、燃气输送主要采用有缝钢管，故常将有缝钢管称为水、燃气管。镀锌钢管的每米质量(钢的密度为7.859/cm3)按下式计算：

　　W=C[0.02466×(D-S)•S] (1.2.1)

　　式中W——镀锌钢管的每米质量(kg/m);

　　C——镀锌钢管比黑管增加的质量因数，取1.03～1.06;

　　D——黑管的外径(mm);

　　S——黑管的壁厚(mm)

　　1)直缝电焊钢管主要用于输送水、煤气等低压流体和制作结构零件等。电线套管是用易焊接的软钢制造的，它是保护电线用的薄壁焊接钢管。

　　2)螺旋缝钢管。按生产方法可以分为单面螺旋缝焊管和双面螺旋缝焊管两种。单面螺旋缝焊管用于输送水等一般用途，双面螺旋焊管用于输送石油和天然气等特殊用途。

　　(3)合金钢管。用于各种加热炉工程、锅炉耐热管道及过热器管道等。合金钢具有高强度性，在同等条件下采用合金钢管可达到节省钢材的目的。耐热合金钢管具有强度高、耐热的优点。其规格范围为公称直径15～500mm，适应温度范围为-40～570℃.几种常用的高温耐热合金钢管的钢号有12CrMo、 15CrMo、Cr2Mo、Cr5Mn等。但合金钢管的焊接都有特殊的工艺要求，焊后要对焊口部位采取热处理。

　　(4)铸铁管。分给水铸铁管和排水铸铁管两种。其特点是经久耐用、抗腐蚀性强、性质较脆，多用于耐腐蚀介质及给排水工程。铸铁管的连接形式分为承插式和法兰式两种。

　　给水承插铸铁管分为高压管(P <1.0MPa)、普压管(P<0.75MPa)和低压管(P<0.45MPa)排水承插铸铁管，适用于污水的排放，一般都是自流式，不承受压力。

　　双盘法兰铸铁管的特点是装拆方便，工业上常用于输送硫酸和碱类等介质。

　　(2)有色金属管(注意对比区分)

　　1)铅及铅合金管。

　　铅管的规格通常是用内径×壁厚来表示，在化工、医药等方面使用较多，其耐蚀性能强，用于输送15%～65%的硫酸、二氧化硫、60%氢氟酸、浓度小于 80%的醋酸，但不能输送硝酸、次氯酸、高锰酸钾及盐酸。铅管最高工作温度为200℃，当温度高于140℃时，不宜在压力下使用。铅管的机械性能不高，但质量很重，是金属管材中最重的一种。

　　2)铜及铜合金。铜管的导热性能良好，适用工作温度在250℃以下，多用于制造换热器、压缩机输油管、低温管道、自控仪表以及保温伴热管、氧气管道和建筑给水管道等。

　　3)铝及铝合金管。铝管多用于耐腐蚀性介质管道、食品卫生管道及有特殊要求的管道。铝管输送的介质工作温度在200℃以下，当温度高于160℃时，不宜在压力下使用。铝管是用工业纯铝或铝合金经过拉制或挤压制造而成的，用于输送浓硝酸、醋酸、脂肪酸、过氧化氢等液体及硫化氢、二氧化碳气体。它不耐碱及含氯离子的化合物，如盐水和盐酸等介质。

　　4)钛及钛合金管。钛管具有质量轻、强度高、耐腐蚀性强和耐低温等特点，常被用于其他管材无法胜任的工艺部位。常用于输送强酸、强碱及其他材质管道不能输送的介质。钛管虽然具有很多优点，但因价格昂贵，焊接难度很大，所以还没有广泛被采用。

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　　2.非金属管材

　　(1)混凝土管。有预应力钢筋混凝土管和自应力钢筋混凝土管两种。主要用于输水管道，管道连接采取承插接口，用圆形截面橡胶圈密封。预应力钢筋混凝土管规格范围为内径400～1400mm，适用压力范围为0.4～1.2MPa.自应力钢筋混凝土管，其规格范围为内径100～600mm，适用压力范围为0.4～1.0MPa.钢筋混凝土管可以代替铸铁管和钢管，输送低压给水和气等。另外还有混凝土排水管，包括素混凝土管和轻、重型钢筋混凝土管。

　　(2)陶瓷管。

　　普通陶瓷管多用于建筑工程室外排水管道。耐酸陶瓷管用于化工和石油工业输送酸性介质的工艺管道，以及工业中蓄电池间酸性溶液的排水管道等。耐酸陶瓷管耐腐蚀，用于输送除氢氟酸、热磷酸和强碱以外的各种浓度的无机酸和有机溶剂等介质。

　　(3)玻璃管。具有表面光滑、不易挂料、输送流体时阻力小、耐磨且价低，并具有保持产品高纯度和便于观察生产过程等特点。用于输送除氢氟酸、氟硅酸、热磷酸和热浓碱以外的一切腐蚀性介质和有机溶剂。

　　(4)石墨管。热稳定性好，能导热、线膨胀系数小，不污染介质，能保证产品纯度，抗腐蚀，具有良好的耐酸性和耐碱性。主要用于高温耐腐蚀生产环境中石墨加热器所需管材。

　　(5)铸石管。其特点是耐磨、耐腐蚀，具有很高的抗压强度。多用于承受各种强烈磨损、强酸和碱腐蚀的地方。

　　(6)橡胶管。具有较好的物理机械性能和耐腐蚀性能。根据用途不同可分为输水胶管、耐热胶管、耐酸碱胶管、耐油胶管和专用胶管(氧乙炔焊接专用管)

　　(7)塑料管。常用的塑料管有硬聚氯乙烯(PVC)管、聚乙烯(PE)管、聚丙烯(PP)管和耐酸酚醛塑料管等。塑料管具有质量轻、耐腐蚀、加工容易(易成型)和施工方便等特点。

　　1)硬聚氯乙烯管。分轻型管和重型管两种。硬聚氯乙烯管具有耐腐蚀性强、质量轻、绝热、绝缘性能好和易加工安装等特点。可输送多种酸、碱、盐及有机溶剂。使用温度范围为-10～40℃，最高温度不能超过60℃。使用的压力范围：轻型管在0.6MPa以下，重型管在1.0MPa以下。

　　2)软聚氯乙烯管。软聚氯乙烯管是聚氯乙烯树脂加入增塑剂、稳定剂及其他辅助剂挤压成型。可代替普通橡胶管输送有腐蚀性的液体，一般用于输送无机稀酸及稀碱液。

　　3)耐酸酚醛塑料管。耐酸酚醛塑料是一种具有良好耐腐蚀性和热稳定性的非金属材料，是用热固性酚醛树脂为粘合剂，耐酸材料如石棉、石墨等作填料制成。它用于输送除氧化性酸(如硝酸)及碱以外的大部分酸类和有机溶剂等介质，特别能耐盐酸、低浓度及中等浓度硫酸的腐蚀。

　　4)聚乙烯管(PE管)PE管材无毒、质量轻、韧性好、可盘绕、耐腐蚀，在常温下不溶于任何溶剂，低温性能、抗冲击性和耐久性均比聚氯乙烯好。目前PE管主要应用于饮用水管、雨水管、气体管道、工业耐腐蚀管道等领域。

　　PE管强度较低，适宜于压力较低的工作环境，且耐热性能不好，不能作为热水管使用。

　　超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是指分子量在150万以上的线型结构PE(普通PE的分子量仅为2万～30万)UHMWPE管的许多性能是普通塑料管无法相比的，耐磨性为塑料之冠，断裂伸长率可达410%～470%，管材柔性、抗冲击性能优良，低温下能保持优异的冲击强度，抗冻性及抗振性好，摩擦系数小，具有自润滑性，耐化学腐蚀，热性能优异，可在-169～110℃下长期使用，最适合于寒冷地区。UHMWPE管适用于冷热水管道、化工管道、气体管道等。

　　5)交联聚乙烯管(PEX管)在普通聚乙烯原料中加人硅烷接枝料，使塑料大分子链从线性分子结构转变成三维立体交联网状结构。PEX管耐温范围广(-70～110%)、耐压、化学性能稳定、重量轻、流体阻力小、安装简便、使用寿命长，且无味、无毒。其连接方式有：夹紧式、卡环式、插入式三种。PEX管适用于建筑冷热水管道、供暖管道、雨水管道、燃气管道以及工业用的管道等。

　　6)无规共聚聚丙烯管(PP-R管)PP-R管是最轻的热塑性塑料管，相对聚氯乙烯管、聚乙烯管来说，PP-R管具有较高的强度、较好的耐热性，最高工作温度可达95.C，在1.0MPa下长期(50 年)使用温度可达70℃。另外，PP-R管无毒、耐化学腐蚀，在常温下无任何溶剂能溶解，目前它被广泛地用在冷热水供应系统中。但其低温脆化温度仅为 -15～0.C，在北方地区其应用受到一定限制。

　　3.复合管

　　塑料—钢复合材料综合了低碳钢的强度和塑料的美观、防腐和绝缘的特点。

　　(1)玻璃钢管(FRP管)质量轻、隔声、隔热，耐腐蚀性能好，可输送氢氟酸和热浓碱以外的腐蚀性介质和有机溶剂。

　　(2)UPVC/FRP复合管。UPVC/FRP复合管是由卫生级UVPC薄壁管作内衬层，外用FRP作增强层，增强层是高强度纤维缠绕多层呈网状结构，所以性能集UPVC和FRP的优点。管道的轴向应力和环向应力可满足不同输水压力要求，连接方式多样化。

　　(3)铝塑复合管(PAP管)PAP管的中间骨架层为薄壁铝管，内外层为PE或PEX塑料层，铝管与塑料层之间采用与PE(PEX)及铝合金均能亲和的热熔胶粘结。PAP管集铝合金管材和PE(PEX)管材的优点于一身。它耐压、抗破裂性能好、质量轻、内壁光滑，具有一定的弹性、耐温性能好(适用介质温度：-40～60℃为普通型;-40～95℃为耐温型;-20～40℃为燃气型)、防紫外线、抗热老化能力强、耐腐蚀性优异，常温下不溶于任何溶剂，安装性能良好，可以盘绕，连续长度可达200m以上，无毒，线性尺寸比一般塑料管稳定，隔氧、隔磁、抗静电、抗音频干扰，可广泛应用于输送燃气、油料管道工程及通信线路的屏蔽等，是冷热水供应管道、医用氧气管道、中压(2.0MPa)以下的压缩空气管道、化工、食品工业特种液体输送管道的理想管材。连接方式有：夹紧式、螺纹连接、熔焊连接。

　　(4)钢塑复合管(SP管)SP管是以钢为骨架，在内层或外层或内外两层涂覆塑料而形成的复合管材。SP管既具有钢材优良的耐压、耐热性能以及尺寸稳定性等，又具有塑料的耐蚀防锈、导热系数低、质量轻、弹性、韧性好等性能。

　　SP管虽然出现较晚，但因其优越的性能，它可应用于市政建筑给排水、供暖系统、化工及食品工业等领域。

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　　二、防腐、绝热材料

　　关键知识点五：涂料的构成以及常用涂料

　　在安装过程中常用的防腐材料主要有各种有机和无机涂料、玻璃钢、橡胶制品、无机板材等。

　　1.涂料的基本组成。大体上可分为三部分，即主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质。见下图表。

　　图1.2.1　涂料的基本组成

　　(1)主要成膜物质中，天然油料的各方面性能，特别是耐腐蚀、耐老化性能比不上许多合成树脂，目前很少用它单独作防腐蚀涂料，但它能与一些金属氧化物或金属氧化物在一起对金属起防锈作用。

　　天然树脂是指沥青、生漆、天然橡胶等。合成树脂是指环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂和乙烯类树脂、过氯乙烯树脂和含氟树脂等，它们都是常用的耐蚀涂料中的主要成膜物质。

　　(2)次要成膜物质(颜料)。颜料具有装饰性，更重要的是能改善涂料的物理和化学性能，提高涂层的机械强度、附着力、抗渗性和防腐蚀性能等，还有滤去有害光波的作用，从而增进涂层的耐候性和保护性。

　　①防锈颜料。主要用在底漆中起防锈作用。按照防锈机理的不同，可分化学防锈颜料，如红丹、锌铬黄、锌粉、磷酸锌和有机铬酸盐等;另一类为物理性防锈颜料，如铝粉、云母氧化铁、氧化锌和石墨粉等。其主要功能是提高漆膜的致密度，降低漆膜的可渗性，阻止阳光和水分的透入，以增强涂层的防锈效果。

　　②体质颜料和着色颜料。这些颜料都可以在不同程度上提高涂层的耐候性、抗渗性、耐磨性和物理机械强度等。常用的有滑石粉、碳酸钙、硫酸钡、云母粉和硅藻土等。着色颜料在涂料中主要起着色和遮盖膜面的作用。

　　3)辅助成膜物质

　　①溶剂。在涂料中主要起着溶解成膜物质、调整涂料黏度、控制涂料干燥速度等方面的作用。

　　2.常用涂料。防锈漆和底漆涂料按其所起的作用，可分成底漆和面漆两种。

　　常用常考的底漆：

　　1)生漆(也称大漆)生漆为灰褐色黏稠液体，具有耐酸性、耐溶剂性、抗水性、耐油性、耐磨性和附着力很强等优点。缺点是不耐强碱及强氧化剂。漆膜干燥时间较长，毒性较大，施工时易引起人体中毒。生漆的使用温度约为150℃。

　　2)酚醛树脂漆。不耐强氧化剂和碱，且漆膜较脆，温差变化大时易开裂，与金属附着力较差，在生产中应用受到一定限制。其使用温度一般为l20℃。

　　3)环氧-酚醛漆。

　　4)环氧树脂涂料。环氧树脂涂料具有良好的耐腐蚀性能，特别是耐碱性，并有较好的耐磨性。与金属和非金属(除聚氯乙烯、聚乙烯等外)有极好的附着力，漆膜有良好的弹性与硬度，收缩率也较低，使用温度一般为90～100℃。

　　5)沥青漆。在常温下能耐氧化氮、二氧化硫、三氧化硫、氨气、酸雾、氯气、低浓度的无机盐和浓度40%以下的碱、海水、土壤、盐类溶液以及酸性气体等介质腐蚀，但不耐油类、醇类、脂类、烃类等有机溶剂和强氧化剂等介质腐蚀。

　　漆膜对阳光稳定性较差，耐热度在60℃。常用于设备、管道的表面，防止工业大气、土壤和水的腐蚀。常用的沥青漆有沥青耐酸漆、沥青清漆、铝粉沥青防锈漆等。

　　6)呋喃树脂漆。具有优良的耐酸性、耐碱性及耐温性，同时原料来源广泛，价格较低。

　　7)新型涂料。

　　①聚氨酯漆。具有耐盐、耐酸、耐各种稀释剂等优点，施工方便、无毒、造价低。

　　②环氧煤沥青。在酸、碱、盐、水、汽油、煤油、柴油等一般稀释剂中长期浸泡无变化，防腐寿命可达到50年以上。

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　　2.玻璃钢

　　玻璃钢由于有玻璃纤维的增强作用，一般都具有较高的机械强度和整体性，受到机械碰击等不容易出现损伤。

　　玻璃钢的种类很多，均以掺合的合成树脂命名，常用的有环氧玻璃钢、聚酯玻璃钢、环氧酚醛玻璃钢、环氧煤焦油玻璃钢、环氧呋喃玻璃钢和酚醛呋喃玻璃钢等。

　　玻璃钢衬里结构应具有耐蚀、耐渗以及与基体表面有较好的粘结强度等方面的性能。

　　一般玻璃钢衬里层由四部分构成：

　　(1)底层是在设备表面处理后，为了防止返锈而涂覆的涂层。当玻璃钢衬里比较薄时，底层涂料应考虑选用防锈性的底漆;当玻璃钢衬里较厚时，底层涂料主要考虑提高粘合强度。底层涂料必须与基体不发生作用，否则会失去粘合力。

　　(2)腻子层主要填补基体表眠不平的地方，通过腻子的找平，提高纤维制品的铺覆性能。腻子层所用的树脂基本上与底层相同，只是填料多加些，使之成为胶泥状的物料。

　　(3)增强层主要起增强作用，使衬里层构成一个整体。为了提高抗渗性，每一层玻璃纤维都要被树脂所浸润，并有足够的树脂含量。

　　(4)面层主要是高树脂层

　　3.橡胶。

　　用作化工衬里的橡胶是生胶经过硫化处理而成。硫化后的橡胶具有优良的耐腐蚀性能，除强氧化剂及某些溶剂外可耐大多数无机酸、有机酸、碱、各类盐类及酸类介质的腐蚀。

　　4.耐蚀(酸)非金属材料

　　常用的耐蚀(酸)非金属材料有铸石、石墨、天然耐酸材料、陶瓷等。经加工制成砖、板等型材，衬砌在石油化工生产设备内，是一种应用广泛、行之有效的防腐蚀方法。

　　(1)各种砖、板和管材衬里的特点：

　　1)辉绿岩板和管材衬里是由辉绿岩石熔融铸成的。

　　2)耐酸陶瓷砖、板和管材衬里是由耐火粘土、长石及石英以于成型法焙烧而成的。

　　主要成分是二氧化硅。优点是耐酸性好，除氢氟酸、300℃以上磷酸及强碱外，对所有酸类均耐腐蚀;结构致密，表面光滑平整。缺点是脆性较大、韧性差和温差急变性较差。瓷砖、板的耐酸性、机械强度、密实性均较陶砖、板好，但温差急变性较差。

　　3)不透性石墨板和管材衬里是由人造石墨浸渍酚醛或呋喃树脂而成的。优点是导热性优良、温差急变性好、易于机械加工，可根据衬里设备需要锯成各种规格的石墨板、条，耐腐蚀性好。缺点是机械强度较低，价格较贵。

　　(2)胶合剂。

　　1)酚醛胶泥。酚醛胶泥是由酚醛树脂为粘合剂，以酸性物质为固化剂，加入耐酸填料，按一定比例拌和而成的。具有良好的耐酸性、抗渗透性、防水性及施工方便，在砖、板衬里中应用广泛。常用粘合的砖、板材有瓷砖、瓷板、不透性石墨板，也可用于辉绿岩板。由于酚醛胶泥使用酸性固化剂，故不宜直接与金属或混凝土接触。

　　酚醛胶泥衬砖、板最高使用温度一般为150℃。酚醛胶泥衬砖、板除强氧化性介质及强碱外，能耐大多数无机酸、有机酸、盐类及有机溶剂等介质的腐蚀。

　　2)水玻璃胶泥。又称硅质胶泥，是由水玻璃为粘合剂、氟硅酸钠为固化剂和耐酸填料按一定比例拌和而成的。是砖、板衬里设备中使用较早、价格低廉的胶泥。常用粘合的砖、板有辉绿岩板、瓷砖、瓷板，也可用于陶砖。

　　水玻璃胶泥衬辉绿岩板最高使用温度一般为190℃左右。它能耐大多数无机酸、有机酸及有机溶剂，尤其是耐强氧化性酸(硝酸、铬酸等)的腐蚀。但不适用于氢氟酸、大于15%氟硅酸、碱和碱性盐溶液。

　　3)呋喃胶泥。呋喃胶泥是由呋喃系树脂为粘合剂，以酸性物质为固化剂，加入耐酸填料按一定比例拌和而成。是砖、板衬里设备中有发展前途的胶泥。具有优良的耐酸性、耐碱性、耐水性、耐温性和储藏期长等优点。但存在与金属粘结力较差、脆性大、常温固化时间长和耐候性差等缺点。呋喃树脂与酚醛树脂一样，因使用酸性固化剂，故不宜直接与金属或混凝土接触，呋喃胶泥最高使用温度一般为180℃左右。它能耐大部分有机酸、无机酸、有机溶剂和盐类等介质的腐蚀，并有良好的耐碱性、优良的耐水性及耐油性。但不耐强氧化性介质如硝酸、铬酸、浓硫酸、次氯酸钠、过氧化氢、二氧化氯及二氯甲烷等腐蚀。

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