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欧洲排水管道市场分析暨球墨铸铁管在欧洲污水管道领域的应用

发布时间:2011-12-09 14:33:20 浏览次数:0来源:
欧洲排水管道市场分析暨球墨铸铁管在欧洲污水管道领域的应用
作者简介:Alain Sibue: 国际标准化委员会铸管委员会主席;欧洲给排水领域资深专家
 
200761日,圣戈班球墨铸铁污水管道技术交流研讨会在江苏南京召开。以华东地区的甲级设计院为主,来自全国各地60余位的给排水方面的知名专家参加了此次研讨会。欧洲给排水领域资深人士、国际标准化委员会铸管技术委员会主席Alain Sibue先生就球管在排水管道领域的应用作了专题技术报告。
 
会议首先由Alain Sibue先生首先对当前欧洲排水管道市场的现状和发展趋势作了详细地分析,然后向与会者介绍了球墨铸铁污水管的欧洲使用情况:产品基本信息,管配件系统,内外防腐材料等。在稍后的技术研讨过程中,国内外专家对排水管道设计,特殊工程施工,防腐涂层解决方案等方面作了充分的交流和讨论,会议气氛热烈。针对与会者普遍关心的管道成本问题,会议还专门对球墨铸铁管在综合经济性方面同钢管和相关塑料管材作了比较和探讨。
 
1.欧洲使用的球墨铸铁污水管
 
欧洲的排水管使用球墨铸铁管的历史始于上世纪80年代,按照欧洲球墨铸铁污水管的标准EN598的要求,欧洲室外埋地排水用的球墨铸铁污水管统一采用K7的壁厚(重力管壁厚可更薄),内涂方案采用高铝水泥离心喷涂的方式(高铝水泥含50%以上的氧化铝),外涂喷锌和红色环氧树脂材料,管配件外涂要求为环氧树脂颗粒喷涂,颜色为红色,便于区分不同管道系统。
 
2.欧洲埋地污水管材市场的现状和趋势
 
欧洲埋地污水管材市场的现状
 
在欧洲,给水管网的建设已经相当成熟(需求已经饱和),但是污水管网还远远不够,目前欧洲平均的污水收集率不到75%,污水处理率不到60%,这同欧洲目前的环保要求相比还远远不能匹配,特别是1991年5月欧洲在水处理方面的法律CEE法的出台,更使得欧盟各国对于污水管网改造的紧迫性的认识上升到了新的高度;从上世纪末到本世纪初,欧洲的埋地污水管材市场需求增长迅猛(需求总量每年递增1.2%),新型管材应运而生,挤占了大量传统管材的市场,下图列举了目前欧洲污水管材市场的主要竞争材料和竞争现状:
 
作为新型管材,球墨铸铁管进入埋地污水管道领域已经有20多年,在重力管市场的份额上升到4%,在压力管道市场上份额超过30%,作为传统的污水管材,由于欧洲环保要求的提高带来对密封性要求的加强,混凝土管,陶土管和PVC管在过去的20多年中份额下降很快,这些传统管材原来超过22%的市场份额被塑料管(PE管,PPR管,玻璃钢管)和球墨铸铁污水管等新型管材分享了,其中:球墨铸铁污水管挤占了很多原来属于陶土管和混凝土管的市场,而且目前这种趋势还在延续。
 
欧洲污水管道市场的发展趋势
 
经过20多年污水管网的快速发展,特别是合流制系统的推广和环保要求的提高,从而对污水管道性能的新挑战,这一系列新变化使得欧洲的污水管网管理者们对管道的发展提出了新的要求:
 
1. 高度的密封性,把管网的长期密封性作为管网环保的主要指标。
2. 在管网设计时的兼顾管网的基建投资和运营维护成本,在做到长期的经济性下选择低成本的管材。
3. 最终实现经济性和环保性的统一。
 
3 球墨铸铁管在欧洲埋地污水管市场快速发展的原因
 
欧洲的污水管市场的新要求给予了新兴管材发展的机遇,下面我们列出欧洲市场对于污水管材的主要要求以及球管相应的表现:
 
密封性
 
由于传统污水管材在欧洲长期的使用中暴露出的问题中,证明了密封性上出现的问题最为严重,所造成的直接、间接损失也最大,导致了欧洲市场普遍对管材密封性重视;这些问题包括:
-          裂缝
-          椭圆化变形
-          错位
-          管道与井之间接口的密封保护
-          树根侵入管道,这是欧洲重力管道中很常见的渗漏问题。
这些问题通常会导致地下水和水源地的污染,同时加大了管网维修的难度。
 
完全刚性和柔性的管道在密封性上都有相应的明显弱点,而球墨铸铁管是一种半刚性的管道:球墨铸铁的延展性保证了管道在使用中的极少出现裂缝的情况,同时承插式和胶圈保证了接口几乎达到100%的密封性;这一点在给水管道使用中已经被证明了。
由于平均刚度4倍于柔性管材,球管管体埋地后不会椭圆化变形;
同时球管的柔性接口允许一定的偏转角度,保证了管道不会在长期的地质运动中出现接口间的渗漏。
 
工程安装的安全性
 
埋地管道承载负荷的能力是通过回填材料和基础来实现的,这对于柔性材料而言尤其如此,塑料管特别依赖于管土共同作用来弥补刚性的不足,因此,在欧洲对于塑料管道等柔性材料而言,工程安装质量的高低直接决定了管材使用的性能:在欧洲,工程安装质量一方面取决于回填和基础材料本身的质量,另一方面取决于工程公司的作业质量。这意味着由于监督和施工公司管理等因素不可避免的会带来管道质量的风险。
球管由于本身的特性,在大部分的安装条件下,对基础和回填的要求很低,例如可以直接用沟渠土回填;这样一来对施工团队的要求也相应降低,从而降低了施工中的风险;而且由于承插式安装,施工速度很快,且不受天气和地下水位的影响,保证施工的进度。
 
水力特性
 
埋地污水重力管道的水力特性由材料的表面粗糙度,有效内径以及管网是否延续所决定,塑料管的材料表面粗糙系统最低,混凝土管较高,球管内壁的高铝水泥由于富含金属原子,从而质地硬,表面平滑。
在有效内径方面,球管由于公称直径即等于有效内径,因此通过的流量要远大于塑料管,后者的公称直径指的是外径。下表的例子显示了球管和塑料管的水力特性的差异:
表1:污水管材水力特性比较
DN
过流断面(mm2)
差异
球墨铸铁污水管
PVC管
150
20601
17427
+18%
200
35950
28040
+28%
 
 
 
 
 
 
另外,由于重力管要求水流的延续性,长管子在这方面相对于短管更加有利于水力特性,欧洲所使用的球墨铸铁污水管长度在6-8米之间,由于混凝土管和陶土管。
 
使用寿命
 
抗磨损性能、材料本身的稳定性能等因素决定了污水管材的使用寿命,在这一方面,混凝土管的寿命要远远低于球管和塑料管,球管和合乎要求的塑料管寿命都在50年以上。
下面的图展示了不同管材的内壁抗磨损的性能对比:
 

 
\
综合造价
在欧洲,基建投资的概念是指管材成本和施工安装成本的总和,根据欧洲相关机构做出的统计:考虑到管材和工程安装的综合造价,球管要比塑料管和混凝土管的综合造价高出1%--5%(依据管材的口径浮动)。
表2:DN200口径下的不同污水管道管材综合造价比较,单位:欧元/
 
总综合造价
管材及配件
铺设 安装
基础
回填材料
土方
场地 平整
安全管理
井和 附属物
道路修复
球管
1002.5
170
45
65
105
350
30
30
117.5
90
PVC
990
100.5
54
75
143
350
30
30
117.5
90
陶土管
1002.5
110
55
75
145
350
30
30
117.5
90
 
上表仅列举了在欧洲,DN200口径的3种代表性污水管材的比较,可以看到球管综合造价比最低的PVC管仅仅高出1.27%;同陶土管造价相同。对于其他口径,欧洲长期的统计资料证明差异在1%到5%之间,因此,从综合造价方面来看,球管能够在欧洲污水管市场上快速发展就没有什么疑问了。