关键的外卖
建造一个能够将水输送给居民并将废物排出的管道基础设施可以说是人类所取得的最伟大的成就之一。
通过设计和创新，人类已经知道了什么材料最能完成这一任务。虽然这些老产品中的许多已经不再是首选的解决方案，但研究它们的优点和错误可以在未来帮助设计师。
旧管道材料
从古埃及人开始，人类就一直在寻找最有效的运输水和清除废物的方法。尽管这些年来使用的材料都是创新的，但它们并不总是经得起时间的考验。
铅管
铅管过去最常用于管道。已知的铅管的第一次使用是在罗马帝国。他们用管道将水通过高架渠输送，高架渠将水输送到公共井、喷泉和家庭。由于其不生锈的特性，铅成为世界各地家庭的标准固定装置。
铅具有延展性，是输水的理想材料。管道可以弯曲以适应任何设计，而不必使用接头，这可能会导致泄漏。铅材料本身是抗针孔泄漏，尽管它足够柔软，很容易操作。尽管铅具有柔韧的特性，但它的寿命约为100年。(阅读:如何判断家里是否有铅管以及如何更换它们)。
带来的危险
使用铅作为输水系统的危害来自于材料本身。铅一旦摄入就会对健康构成威胁。虽然任何人都可能死于铅中毒，但孕妇、儿童和老年人面临的威胁最大。铅中毒的风险包括头痛、智力障碍、不孕不育和死亡。
在20世纪60年代早期，疾病预防控制中心血液中可接受的铅含量高达60 μ g/dL。然而，自1991年以来，疾控中心已将允许浓度降低至10 μ g/dL。研究表明，当铅含量超过这一阈值时，智力障碍发生的速度会更快。
铸铁
铸铁(CI)追溯到17年th在法国和欧洲随处可见。它后来在19世纪传入美国。最初，铁管没有涂层;然而，发现涂层或内衬的铸铁管内部减少腐蚀的线。
直到19世纪中期，铁都是在由小铁棒支撑的水平模具中铸造的。这些棒子成了管子的一部分。但是，铸造过程使管周不均匀，在线顶处会有渣聚集。因此，对演员阵容进行了调整。
由于其厚壁和75至100年的寿命，铸铁成为市政配电和家庭管道的热门选择。这种厚度有助于抵抗沉降土的压力。
铸铁的危险
虽然直到20世纪70年代，铸铁都是最佳选择，但它也有缺点。在一些地区，美国南部海岸的部分地区，环境可能导致管道在短短25年内失效。早期的破坏是由于土壤中的高盐分和空气的高湿度。环境因素导致管道腐蚀，通常从管道底部的针孔泄漏开始，随着管道的老化，泄漏会继续增长。
铸铁也是一种很重的材料，需要定期进行支撑，以防止管道损坏。随着管道的老化，它会变得很脆，当被击中时很容易破碎。
铸铁易产生腐蚀腐蚀瘤尤其是那些输送未经处理污水的管道。结核是沿线生长的细菌，导致腐蚀和氧化铁沉淀形成。氧化铁沉淀会落入水中，使水有脏污或红色的外观。它还限制了通过管道的流量。(阅读:铸铁管道:清洁和修复管道结核)。
铜
铜仍然是家庭和企业用于输水的标准管道。通常，这种管道被发现在暖气和空调，但有时仍然在水槽和热水器下发现。较粗的铜线可用于地下水运输。
铜的历史比许多其他管道材料更悠久。铜管最早是由从公元前2150年开始，古埃及人开始分配水古罗马人在开始替换铅线时也采用了铜线。到20世纪40年代，它在世界范围内流行起来，成为最常用的管道材料之一。
铜的平均寿命可达70年。但是，高酸性水等外界条件会降低铜管的寿命。铜因无铅、可靠和耐用而广受欢迎不透水．
铜的缺点
虽然铜是一种耐久的金属，但它很容易被腐蚀。当水的pH值在5到6.5之间而不是中性7时，它被认为是酸性的。酸性侵蚀了铜管的管壁，开始造成针孔泄漏和接缝处的泄漏。腐蚀使铜管道的使用寿命从70年减少到20年左右。
铜的毒性令人担忧。少量的铜是没有危害的，甚至是正常大脑功能所必需的。然而，太多可能是有毒的。长期接触高水平的铜与阿尔茨海默症有关。由于管道的原因，饮用水中很少发现有毒物质。然而，如果在接头处含有过多的含铜管化合物，就可能导致铜毒性。
可能大多数消费者看到的最显著的缺点是成本。铜并不便宜，尤其是与塑料制品相比。在一些地区，安装新的铜线的成本可能是塑料替代品的两到三倍。它的高成本使它成为小偷磁铁在一些地区，它可以剥离和出售高美元的废料。
塑料管道材料
随着管道的发展，管道已经成为新的趋势，比大多数金属选择寿命更长，没有一些挫折。虽然大多数水管工相信塑料替代品，但在好处的同时也有一些缺点。(阅读:钢，粘土，塑料和复合管的寿命)。
聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯(PVC)1835年，法国化学家亨利·维克多·勒尼奥首次发明了该物质，1872年，德国化学家欧根·鲍曼再次发明。然而，两人都没有该设计的专利。直到1912年，另一位名叫弗雷德里克·海因里希·奥古斯特·克拉特的德国化学家利用阳光聚合氯乙烯才获得专利。
虽然克拉特为他的新发现的物质申请了专利，但它直到20世纪初才被广泛使用th20世纪，沃尔多·塞蒙为B.F.古德里奇开发了它，用来制作防水织物。后来，它发展成用于输送水的管状。
与其他管道材料不同，PVC耐用，抗化学物质、硬水、细菌、下水道气体或消毒剂的腐蚀。PVC是一种耐用的物质，不需要添加剂来防止腐烂。它不含铅、双酚a或增塑剂。
PVC管的额定使用寿命为100年。然而，对发掘出的这条线的研究估计，在适当的条件下，这条线可能持续300年之久。
PVC缺点
尽管是替换管道的流行选择，但使用PVC有一些缺点。新PVC管安装后有一个固化时间。在给管线加压之前，你应该至少等待24小时。只有熟练的安装人员才能确保管道在加压前得到适当的固化。
虽然PVC很轻，这让承包商很想要它，但它的设计可能是一个缺陷。考虑到它是塑料管，它本身是相对脆弱的。如果踩到或掉到地上，管子会破裂。如果安装在地震易发地区，安装人员应该记住，PVC比其他类型的管道更容易在地震中破裂。
PVC的尺寸选择有限。一根管子的直径只有1 / 2英寸到2英寸。由于关节太大，它们不适合紧绷的地方。此外，虽然PVC可以处理高温水，但如果暴露在火焰中，塑料聚合物会融化。
Cured-in-Place-Pipe衬垫
Cured-in-place管(CIPP)是一种修复水管和下水道的真正的非开挖方法。工人们并没有挖出现有的管道，把它移走，然后用新管道替换，而是用一种树脂渗透的玻璃纤维布穿过受损的管道。一旦到位，树脂就会固化，在旧的线条中形成新的线条。
虽然这种管道修复方法是在70年代早期发展起来的，但直到10年后的80年代才流行起来。今天，它是修复线路的更流行的选择之一。CIPP的预期寿命超过50年。
使用CIPP的优点是它不需要花费大量的时间和精力来修复线路。由于停机时间更短，没有开放式壕沟，项目成本更低。此外，由于它是玻璃纤维布，当拉到位时，新线是可拉伸的。工人们可以使用它通过多个弯道，而不必连接线路。有了衬管，根部侵入就被消除了。
CIPP缺点
虽然CIPP是传统管道修复的一个很好的选择，但使用该工艺也有一些缺点。在开始修理之前，必须首先清除管道中的所有碎片。虽然CIPP是一种成本较低的替代方案，但必须删除根和其他阻塞会增加成本。如果有较大的裂缝，CIPP不是修复的选择。
另一个缺点是天气对固化时间有影响。阴雨或寒冷的天气会使树脂固化的时间比温暖的晴天要长。
高密度聚乙烯
高密度聚乙烯(HDPE)是一种塑料树脂，由小的碳氢化合物与乙烯共聚而成。已知的HDPE的第一次生产发生在20世纪30年代的英国。然而，它还是花了20年的时间才在英国流行起来，然后才在美国流行起来。
HDPE是一种耐用的材料，适用于许多不同的建筑应用。对于市政当局，HDPE经常被发现作为雨水下水道，交叉排水管，和地下排水管。
HDPE材料耐结核、沉淀物沉积和腐蚀。它具有耐磨性和抗冻性。它被认为是环保的，因为它在更换后是可回收的。由于其耐用的设计，HDPE有50到100年的寿命。
HDPE缺点
虽然HDPE是市政建设的理想选择，但也有一些缺点。为了密封HDPE线上的连接处，工人们必须加热将其熔合。这在某些地区很难使线路充分结合。有一些报告称，抗衰老能力在某些情况下不是最佳的。此外，如果绳索受到压力，它们就会断裂。
最终的想法
从旧管道到新塑料管道，每一种都有其优点和缺点。没有完美的管道解决方案可以满足每一个需求。成本、将合适的材料与项目条件相匹配以及所选管道产品的寿命都必须考虑在内。了解优点和缺点将有助于项目经理为工作选择最佳的材料。
分享这篇文章
