1.碳鋼與鑄鐵在化學成分和材料性能上的區(qū)別水工藝設備基礎主要任務課程的基本要求必讀：《水工藝設備基礎》黃庭林編，建工版學時：24學分：1.5主要任務1.使學生系統(tǒng)掌握與水工藝設備的制造、設計、運行管理、常用材料等有關的基本知識；2.了解常用水工藝設備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和工藝性能；3.使學生初步具備水工藝設備開發(fā)、設計、選型、運行管理的素質(zhì)和能力。水工藝設備基礎基礎知識篇水工藝設備篇基礎知識篇

第一章水工藝設備常用材料第二章材料設備的腐蝕與防護第三章水工藝設備理論基礎第一章水工藝設備常用材料設計人員應正確合理地選用材料主要內(nèi)容：1.水處理工程常用的材料種類；2.材料的特性及使用場合；§1－1材料的主要性能水工藝中常用的材料有，金屬材料和非金屬材料一、力學性能二、物理性能三、化學性能四、加工工藝性能一、力學性能力學性能，指衡量材料抵抗外力導致的變形或不被破壞的能力。力學性能指標：1.彈性模量：2.剛度：3.塑性4.強度5.硬度6.韌性1.彈性模量材料在彈性限度內(nèi)，應力和應變成正比的比例系數(shù)。溫度升高，彈性模量會降低。3.塑性定義：指金屬材料在外力作用下產(chǎn)生塑性變形而不被破壞的能力。常用指標：1）延伸率（δ）：材料在拉伸斷裂后，總伸長與原始標距長度的百分比。2）斷面收縮率（ψ）：衡量金屬材料塑性大小指標，其值越大，表示材料的塑性越好。工程上：δ≥5%的材料稱為塑性材料，如常溫靜載的低碳鋼、鋁、銅等；δ≤5%的材料稱為脆性材料，如常溫靜載下的鑄鐵、玻璃、陶瓷等。低碳鋼的延伸率20-30%，灰鑄鐵1%，所以，低碳鋼的塑性比鑄鐵好。4.強度定義：指材料抵抗外力作用時發(fā)生塑性變形和斷裂的特性。指標:1）屈服點（σs）、屈服強度工程技術(shù)上，要求構(gòu)件在彈性狀態(tài)下工作，不允許發(fā)生塑性變形，常以開始塑性變形的屈服點為設計計算依據(jù)。2）抗拉強度（σbσb）屈強比（σs/σb）屈強比屈強比——鋼材的屈服點（屈服強度）與抗拉強度的比值屈強比低表示材料的塑性較好；屈強比高表示材料的抗變形能力較強，不易發(fā)生塑性變形。屈強比越小，結(jié)構(gòu)零件的可靠性越高；一般碳素鋼屈強比為0.6-0.65，低合金結(jié)構(gòu)鋼為0.65-0.75合金結(jié)構(gòu)鋼為0.84-0.86。機器零件-------屈強比高，節(jié)約材料，減輕重量鍋爐壓力容器-------------不要求太高屈強比

6、韌性韌性——材料的斷裂前吸收能量和進行塑性變形的能力。與脆性相反，材料在斷裂前有較大形變、斷裂時斷面常呈現(xiàn)外延形變，此形變不能立即恢復，其應力-形變關系成非線性、消耗的斷裂能很大的材料。

通常以沖擊強度的大小、晶狀斷面率來衡量。

韌性越好，則發(fā)生脆性斷裂的可能性越小。

二、物理性能密度、熔點、導電性、導熱性、磁性、膨脹系數(shù)等。1、衡量材料的導熱能力指標導熱系數(shù)——w/(m·℃)傳熱系數(shù)——w/(m2·℃)換熱器應選用導熱系數(shù)大的材料；保溫材料應選用導熱系數(shù)小的材料2、膨脹系數(shù)材料在溫度變化1℃時單位長度伸縮變化值。選擇設備襯里材料時，襯里與基體材料的膨脹系數(shù)差異過大，受熱后因熱膨脹而松動或破壞。三、化學性能鋼中化學成分及作用材料組成及化學成分影響材料的性能耐腐蝕性：不同介質(zhì)中，金屬材料的耐腐蝕性不同。（參見p9，表1.1，1.2）如，蒙耐爾合金可用于氯化物，海水，堿等介質(zhì)中作防腐材料。蒙耐爾合金不適用于強氧酸，如硝酸及亞硝酸。

哈氏合金C：是最通用的耐腐蝕合金之一，對強氧化性的鹽溶液如氯化鐵、氯化銅耐腐蝕性很好，適用于多種腐蝕性物質(zhì)混合的介質(zhì)。316及316LSST2不銹鋼，是常用的耐腐蝕性材料抗氧化性碳鋼用于400℃以下使用；高于該溫度其抗氧化腐蝕能力差；加入Cr,Al,Si合金元素的耐熱鋼，增強抗蝕性。四、加工工藝性能指標：鑄造性：灰鑄鐵流動性好，適于鑄造?？慑懶裕汉附有郧邢骷庸ば詿崽幚恚汉辖痄摕崽幚硇阅芎脧姸扔叩匿?，切削加工性、可鍛性、焊接性、沖壓性性能較低。熱處理鋼的熱處理指將鋼在固態(tài)范圍內(nèi)加熱到一定溫度后，保溫一段時間，再以一定速度冷卻的工藝過程。鋼的常用熱處理方法包括：退火——爐冷，作用：消除內(nèi)應力，降低硬度，提高塑性，易于加工正火——空氣冷作用：與退火相似，由于冷卻快，硬度強度比退火高；淬火——油或水冷，急劇冷卻作用：提高硬度和強度，但韌性低，內(nèi)應力大，材料易開裂變形回火——調(diào)質(zhì)滲碳——化學熱處理使鋼表面強化的手段?；鼗鸹鼗稹獙⒋慊鸬牟牧现匦录訜?，保溫一段時間后，再置于空氣或油中冷卻的過程。作用：可以消除淬火產(chǎn)生的內(nèi)應力；使材料獲得綜合力學性能?；鼗鸱绞降蜏鼗鼗稹?50-250度，消除應力，有很高硬度和耐磨性中溫回火——350-500度，消除應力，可得到高彈性；高溫回火——500-650度，又稱調(diào)質(zhì)處理，可獲得較高強度，較好塑性和韌性，具有良好的綜合力學性能。只有中碳鋼或中碳合金鋼才可進行調(diào)質(zhì)處理，該鋼又稱調(diào)質(zhì)鋼。思考題：1、碳鋼、鑄鐵的化學成分與材料性能有何區(qū)別？2、普通鋼與優(yōu)質(zhì)鋼區(qū)別？3、不銹鋼與碳素鋼區(qū)別？4、碳鋼與合金鋼的區(qū)別？5、指出下列金屬材料的牌號名稱和符號含義，各屬于哪類金屬材料？16MnR，Q235A、20號鋼、20R、0Cr19Ni9、9Cr17、HT200，QT400-15一、金屬材料的分類金屬材料主要分兩大類:黑金屬——碳鋼和鑄鐵機械設備中主要是碳鋼和鑄鐵有色金屬——銅、鋅、錫等水處理中常用的種類——碳鋼和鑄鐵、合金鋼、有色金屬材料碳鋼分類——一般按含碳量、用途、質(zhì)量和冶煉方法分類按含碳量可分為：低碳鋼(C<0.25％)，中碳鋼(0.25％<C<0.6％)，高碳鋼(C>0.6％)；按鋼的用途：碳素結(jié)構(gòu)鋼和碳素工具鋼；按鋼的質(zhì)量可分為：普通碳素鋼(S≤0.055％，P≤0.45％)，優(yōu)質(zhì)碳素鋼(S、P≤0.04％)高級優(yōu)質(zhì)碳素鋼(s≤0．030％，P≤0．035％)；按冶煉方法可分為：沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼。

鑄鐵分類——根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式不同分為：灰口鑄鐵——絕大部分碳以片狀石墨形式存在；斷口呈灰色；抗壓強度和硬度接近碳素鋼，減震性好。主要用來生產(chǎn)一些強度要求不高,主要承受壓應力的各種箱體\底座等

白口鑄鐵——絕大部分碳以滲碳體形式存在于鑄鐵中；斷口呈白色耐磨損，有良好的塑性和韌性

可鍛鑄鐵——由白口鑄鐵經(jīng)石墨化退火制成，其中碳以團絮狀石墨形式存在；球墨鑄鐵——灰口鑄鐵在澆注前經(jīng)球化處理，碳以球狀或團狀石墨存在。比普通灰口鑄鐵有較高強度、較好韌性和塑性常用來制作一些強韌性要求高且形狀復雜(鑄造性能比鋼好,但比灰鑄鐵要差)的工件二.碳素鋼與鑄鐵鋼和鐵都是以鐵為基礎，以碳為主要添加元素的合金，統(tǒng)稱為鐵碳合金。

鐵碳合金的基本組織碳鋼的性能及牌號——牌號參見《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》GB221-2000

碳素鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼（Q235）優(yōu)質(zhì)碳素鋼（45鋼，35Mn）碳素工具鋼（T12）專用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼易切削結(jié)構(gòu)鋼

鑄鐵灰鑄鐵（HT）球墨鑄鐵（QT）二.碳素鋼與鑄鐵鋼和鐵都是以鐵為基礎，以碳為主要添加元素的合金，統(tǒng)稱為鐵碳合金。

碳鋼和鑄鐵就是鐵碳合金，含碳低于2．11％的鐵碳合金稱為鋼，含碳高于2．11％的合金稱為鑄鐵。在碳鋼和鑄鐵中除碳之外，還含有硅、錳、硫、磷、氮、氫、氧等一些雜質(zhì)，這些雜質(zhì)是在冶煉過程中由生鐵、脫氧劑和燃料等帶入的。這些雜質(zhì)對鋼鐵性能產(chǎn)生影響。鐵碳合金的基本組織純鐵有三種同素異構(gòu)狀態(tài)：α-Fe：912℃以下為體心立方晶體結(jié)構(gòu)：稱α-Fe；γ-Fe：912～1394℃為面心立方晶體結(jié)構(gòu)，稱γ-Fe；δ-Fe：1394～1538℃(熔點)，又呈體心立方，稱δ-Fe鐵碳合金的基本組織鐵素體(F)

奧氏體(A)

滲碳體(Fe3C)

珠光體(P)

萊氏體(Ld)

鐵碳合金的基本組織碳在鐵中存在溶解、化合、混合的多種組織，其性能顯著不同。1.鐵素體碳溶解于α-Fe中的間隙固溶體，稱鐵素體（F）特點：C＜0.008%，強度和硬度低；塑性和韌性高；2.奧氏體碳溶解于γ-Fe中的間隙固溶體，稱奧氏體（A）特點：含碳量高于鐵素體，強度和硬度較高；塑性好；3.滲碳體碳和鐵以化合物碳化鐵Fe3C存在，稱滲碳體（C）特點：C＞6.67%，硬度高，又脆又硬。C＜2%，組織結(jié)構(gòu)是在鐵素體中散布滲碳體，形成碳素鋼；C＞2.7%，部分C以游離石墨出現(xiàn)，形成鑄鐵；鑄鐵抗拉強度和塑性比鋼低。4.珠光體珠光體是由鐵素體和滲碳體組成的機械混合物，（P）性能介于它們二者之間，強度較高，同時保持著良好的塑性和韌性。5.萊氏體奧氏體與滲碳體的機械混合物稱為萊氏體，

(Ld)

萊氏體的機械性能和滲碳體相似，硬度很高，塑性很差。碳素結(jié)構(gòu)鋼特點：產(chǎn)品能保證其標定的力學性能，不能保證化學成分，不能進行熱處理加工。用途：用于受力不大，承受靜載荷為主設備與零件。如，普通容器，閥門，螺栓，螺母等。牌號表示：Q235-A-F（屈服點235MPa碳素結(jié)構(gòu)鋼，A級，沸騰鋼）Q195，Q215，Q235，Q255，Q275屈服點數(shù)字愈大，鋼的強度越高。 F沸騰鋼，未標是鎮(zhèn)靜鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼低碳鋼由于含碳量低，強度、硬度不高，塑性好，所以應用非常廣泛。焊接常用的低碳鋼有Q235、20號鋼、20g和20R等

中碳鋼含碳量比低碳鋼高，強度較高，焊接性較差。常用的有35、45、55號鋼。

高碳鋼由于含碳量高，焊接性能很差。

優(yōu)質(zhì)碳素鋼特點：含S，P雜質(zhì)少（<0.040％），性能優(yōu)于碳素鋼，可以進行熱處理。用途：受力較大，受變載荷和沖擊載荷作用的零件。類型與牌號：按含碳量分，低碳鋼，中碳鋼，高碳鋼按含錳量分，錳鋼和高錳鋼鋼的分類——

按鋼中碳含量碳鋼：低碳鋼（c＜0.25％）含碳量低，強度低，硬度不高，塑性好，適于沖壓，焊接加工。所以應用非常廣泛。焊接常用的低碳鋼有Q235、20號鋼、20g和20R等

中碳鋼（c＝0.25－0.6％）中碳鋼含碳量比低碳鋼高，強度較高，焊接性較差，綜合機械性能好，用途廣，制造重要零件。常用的有35、45、55號鋼。高碳鋼（c＞0.6％,＜1.35%）含碳量高，焊接性能很差，具有高強度和彈性，用于制造彈簧、鋼絲等。碳含量高，鋼的強度高，但塑性低。給排水常用低碳優(yōu)質(zhì)碳素鋼，10，15，20，25鋼的分類——按含錳量分正常含錳鋼——編號：45鋼——含碳量0.45％08鋼——含碳量0.08％高錳鋼：15Mn，35Mn含錳量較高的鋼，須將錳元素標出，如平均碳含量為0.50％，錳含量為0.7％～1.0％的鋼，其鋼號為“50錳”或“50Mn”。

給排水常用低碳優(yōu)質(zhì)碳素鋼，10，15，20，25碳素工具鋼特點：含碳量較高，經(jīng)熱處理后具有高強度、高硬度、韌性好，耐磨、耐沖擊。用途：制造中、小型工具。編號：T12A表示平均含碳量為1.2%高級碳素鋼專用低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼一般采用代表屈服點的拼音字母“Q”、屈服點數(shù)值(單位為MPa)，并在尾部加按產(chǎn)品用途的拼音第一個字母表示。專用鋼牌號壓力容器用鋼牌號表示為“Q345R”；焊接氣瓶用鋼牌號表示為“Q295HP”；鍋爐用鋼牌號表示為“Q390g”；橋梁用鋼牌號表示為“Q420q”等。易切削結(jié)構(gòu)鋼牌號用規(guī)定的符號和阿拉伯數(shù)字表示。即以“易”的漢語拼音首位字母“Y”打頭，其后用兩位阿拉伯數(shù)字表示碳含量的萬分數(shù)。具體牌號有：Y12、Y12Pb、Y15、Y15Pb、Y20、Y30、Y35、Y40Mn、Y45Ca共9個牌號鑄鐵特點：脆性材料，含碳量2.5-4%，含雜質(zhì)高，抗拉強度、塑性、韌性較差；耐磨性好，成本低。常用種類：灰鑄鐵：碳元素以片狀存在與鐵的基體中特點：抗壓強度高，切削性能好，但不能承受沖擊載荷；用途：用于制造承受壓力零件，如底座、機架、鑄鐵管件。牌號：HT200——灰鑄鐵，抗拉強度200MPa灰鑄鐵管及管件不能用于城鎮(zhèn)供水。球墨鑄鐵：碳元素以球狀石墨存在與鐵的基體中除彈性和韌性較低外，力學性能與鋼相類似。牌號：QT400-15——抗拉強度400MPa，伸長率15%球墨鑄鐵管DN300-1400mm是城市供水系統(tǒng)首選管材。三、合金鋼在碳素鋼中加入合金元素（Si,Mn,Cu,Ti,Cr,V），即為合金鋼。合金鋼的特性：合金鋼種類：給排水中常用的合金鋼合金鋼的特性綜合力學性能好；可以進行熱處理；高溫條件的工作性能及一些特殊理化性能比碳素鋼優(yōu)越。合金鋼種類低合金鋼（合金元素＜5％）中合金鋼（合金元素5％－10％）高合金鋼（合金元素＞10％）給排水中常用的合金鋼普通低合金鋼容器鋼要求按照國標GB6654-1986壓力容器用碳素鋼國家標準執(zhí)行不銹耐酸鋼普通低合金鋼普通低合金鋼指在低碳鋼中加入少量合金元素（Si,Mn,Cu,Ti,Cr,V）低碳鋼可以保持良好的塑性；合金元素可以提高鋼材的強度，改善材料的耐腐蝕和低溫性能。合金鋼的牌號：含碳數(shù)字2位數(shù)，表示萬分之幾，含碳數(shù)字1位數(shù)，表示千分之幾。1Cr13，含碳0.1%含合金元素小于1.5%不表示12CrNi3鋼——表示，碳的平均含量0.12%，鉻低于1.5%，鎳含3%常用的普通低合金高強度鋼有16Mn、16MnR、15MnVN等。不銹耐酸鋼指能抵抗酸和其他腐蝕性介質(zhì)的鋼不銹鋼可分為：鉻不銹鋼不銹鋼的含鉻量為13%，如，1Cr13不銹鋼中碳含量越少，鉻含量多，則耐腐蝕能力強耐腐蝕——海水、淡水、弱酸、蒸汽鉻鎳不銹鋼含碳低，該鋼經(jīng)熱處理后，具有高強度，好的塑性韌性，耐腐蝕性好；1Cr18Ni9；18-8型高鉻鎳不銹鋼用途：制造容器、貯槽、閥門超級鐵素體不銹鋼當碳含量小于0．03％時，在鋼號前標以“00”，如“00Cr19Ni10”鋼；當碳含量小于0．08％時，則在鋼號前冠以“0”，如“0Cr19Ni9”鋼等。

0Cr——C+N＞0.03%為常規(guī)鐵素體不銹鋼00Cr——C+N≤0.03%為超低碳鐵素體不銹鋼000Cr——C+N≤0.02%為高純鐵素體不銹鋼；0000Cr——C+N≤0.01%為超純鐵素體不銹鋼鋼的分類按質(zhì)量劃分——普通鋼：S≤0.055％P≤0.045％優(yōu)質(zhì)鋼:S≤0.040％P≤0.040％高級優(yōu)質(zhì)鋼:S≤0.030％P≤0.035％鋼的分類按用途劃分——結(jié)構(gòu)鋼工具鋼特殊性能鋼2、鋼的編號鋼的編號可反映出鋼的成分和性能1）普通碳素鋼——方法：字母－數(shù)字并列系統(tǒng)——Q275——Q235－A·F——屈服強度235MPa的A級沸騰鋼ABCD表示鋼材等級，A最低，D最高F沸騰鋼，未標是鎮(zhèn)靜鋼鋼的編號2）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼——S、P含量小于0.040％編號方法：用2位數(shù)字表示鋼中碳平均含量是萬分之幾。編號：45鋼——含碳量0.45％08鋼——含碳量0.08％15Mn3）碳素工具鋼——編號：T8——含碳量0.8％20g”即為平均碳含量為0．20％的鍋爐用鋼“20R”即為平均碳含量為0．20％的壓力容器用鋼。鋼的編號4）合金結(jié)構(gòu)鋼——編號方法：2位數(shù)字＋元素符號＋數(shù)字數(shù)字2、3、4，表示1.5％、2.5％、3.5％編號：12CrNi3鋼——含碳量0.12％，含Cr量小于1.5％，含Ni3％鋼號后加A代表高級優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼5）合金工具鋼——編號方法同合金結(jié)構(gòu)鋼四、有色金屬材料定義：除鋼鐵以外的金屬稱有色金屬常見種類：銅、鋁、鉛、鎳及其合金特點：具有良好的耐腐蝕性和耐低溫性用途：制造容器設備和零部件1.銅及合金純銅——普通紫銅特點：塑性好，導電、導熱性能高。用途：深冷設備，高壓設備的墊片。常用種類牌號：T1、T2,T3,T4銅合金——黃銅——銅與鋅的合金青銅——銅與錫、鋁、硅的合金。黃銅黃銅（ZCuZn38）:指銅與鋅的合金Z鑄造黃銅，含鋅38%，含銅62%特點：具有一定強度，耐腐蝕性高，鑄造性能好。用途：常用于制造管件、散熱器、墊片H80,H68塑性好，用于沖壓成容器。H，黃銅，含銅80%青銅指銅與錫、鋁、硅的合金。普通青銅錫青銅——耐蝕性和耐磨性高，耐酸性差用途：制造耐磨擦，耐磨損零件。如，泵殼、軸瓦、閥門等常用牌號有QSn4-3，QSn4.4-2.5，QSn7-O.2，ZQSn10，ZQSn5-2-5，ZQSN6-6-3等。

特殊青銅鋁青銅——耐蝕性比黃銅錫青銅更好用于制造在蒸汽和海水條件下工作的耐磨損零件。硅青銅——耐蝕性、耐磨性好牌號QSi3.5-3-1.5硅青銅

鑄造銅合金編號：ZCu2.鋁及合金純鋁：特點：在許多介質(zhì)中具有耐腐蝕性，但鋁在含鹵素離子溶液中不耐腐蝕，用于制造熱交換器、冷凝器、泵、閥、管（L2，L3，L4）鋁合金：鋁與銅、鎂、鋅、錳、硅的合金防銹鋁合金（LF），耐腐性能高，代替不銹鋼；鑄造鋁合金：（ZL）制造閥門、泵、離心機。3.其它合金鈦及鈦合金純鈦：質(zhì)量輕，強度高；鈍化膜穩(wěn)定，耐蝕性強。鈦合金：機械性能與耐蝕性比純鈦高——常用耐蝕鈦合金有Ti-Pd合金，Ti-Mo合金鈦合金的腐蝕形態(tài)——氫脆、應力腐蝕破裂鎳及其合金：蒙乃爾合金——鎳銅合金，具有良好的力學性能和機械性能，水工藝中應用較多。哈氏合金——Ni-Mo合金，耐鹽酸腐蝕,因考爾合金——Ni-Cr合金，抗氧化，耐腐蝕鉛及其合金：鉛有毒，不常用五、耐蝕金屬材料1、炭鋼和普通金屬的耐蝕性2、耐蝕合金鑄鐵3、耐蝕低合金鋼4、不銹鋼5、有色金屬及合金1、炭鋼和普通鑄鐵的耐蝕性碳鋼的耐蝕性較差在干燥氣體、有機溶劑中具有耐蝕性在低濃度堿溶液及濃硫酸、濃氫氟酸中具有耐蝕性2、耐蝕合金鑄鐵鑄鐵中加入合金元素（Si、Cr、Al）提高鑄鐵的耐蝕性五、耐蝕金屬材料3、耐蝕低合金鋼：加入＜3％的合金元素耐大氣腐蝕鋼種銅系、磷釩系、磷稀土系、磷鈮稀土系鋼16MnCu耐海水腐蝕鋼種10CrMoAl、09CuWSn、08PV鋼耐硫化氫腐蝕鋼種耐高溫硫化氫腐蝕鋼種：12AlV、12MoAlV五、耐蝕金屬材料4、不銹鋼：鉻鎳含量高的合金鋼不銹鋼：耐大氣腐蝕耐酸鋼：耐酸、耐其他腐蝕性介質(zhì)馬氏體不銹鋼：在氧化性介質(zhì)、有機酸中具有耐蝕性。例，1Cr13鐵素體不銹鋼：抗高溫氧化、耐硝酸腐蝕。例，1Cr17奧氏體不銹鋼：耐酸堿腐蝕、無磁性、易于加工。例，

1Cr18Ni9在鉻鎳不銹鋼中加鈦（≯0.8％）增強不銹鋼耐熱性§1－3非金屬材料一、無機非金屬材料二、有機非金屬材料三、復合材料一、無機非金屬材料1.種類：2.陶瓷材料的性能3.耐蝕無機非金屬材料及其性能1.種類：傳統(tǒng)陶瓷玻璃玻璃陶瓷特種陶瓷金屬陶瓷搪瓷水泥給排水工程中常用種類水泥壓力管

石棉水泥管(ACP)現(xiàn)已不推廣使用

自應力管(SSCP)容易出現(xiàn)二次膨脹及橫向斷裂

在小城鎮(zhèn)及農(nóng)村用于中小口徑管道

預應力管(PCP)

一階段管、國外稱“遜他布管”

三階段管、預應力鋼筒砼管

水箱的搪瓷襯里預應力鋼筒砼管(PCCP)，產(chǎn)品有兩個類型——內(nèi)襯式管及埋置式管

內(nèi)襯式管：采用離心工藝成型，口徑偏小(DN≤1200mm)，埋置式管：采用立式振動工藝成型，口徑偏大(DN≥1200mm)。

適用于大中口徑管道此種管材的管徑范圍是DN400～4000mm，最大可達DN7600mm。此種管材抗?jié)B壓力很高，工作壓力通常為1.5～3.0MPa，可達5.0MPa。供水管大于1400mm采用PCCP管2.陶瓷材料的性能陶瓷性能的主要特點：不可燃燒性高耐熱性高化學穩(wěn)定性不老化性高硬度抗壓性好陶瓷的主要缺點：脆性大、抗拉、抗彎性能差、對溫度劇變的抵抗力低3.耐蝕無機非金屬材料及其性能無機非金屬材料成分是硅酸鹽材料無機非金屬材料耐蝕性能取決于SiO2和其它金屬氧化物的含量SiO2

＞60％耐酸腐蝕，但不耐堿腐蝕。硅酸鹽中ZrO2和TiO2含量高，能耐酸堿腐蝕。1、陶瓷及耐蝕性能耐酸陶瓷——化工陶瓷優(yōu)點：耐酸缺點：不耐堿，脆性，抗拉強度低，溫度驟變易碎裂。用途：制作耐酸容器、塔器、泵、閥門、管道等氮化硅陶瓷——工程陶瓷、高強度陶瓷優(yōu)點：耐酸堿、耐磨、耐溫度急變性好、抗氧化性強用途：制作機械密封環(huán)、球閥等耐蝕耐磨耐高溫的部件碳化硅陶瓷——耐火材料，耐磨2、玻璃及耐蝕性能優(yōu)點：耐酸、抗氧化性強、光滑透明、缺點：質(zhì)脆、易碎、不耐溫度急變用途：制作容器、管道、閥門、金屬管道內(nèi)襯常見防腐玻璃：石英玻璃、硼硅酸鹽玻璃、低堿無硼玻璃3、化工搪瓷及耐蝕性特點：耐普通無機酸、弱堿、有機酸、鹽類等4、石墨及耐蝕性天然石墨：耐蝕性差人造石墨：空隙多，腐蝕液易滲漏不透性石墨：用浸漬劑或粘結(jié)劑浸漬人造石墨耐蝕性強。種類有酚醛樹脂浸漬石墨、呋喃樹脂浸漬石墨用途：制造熱交換器、塔、管道、管件等二、有機非金屬材料1.工程塑料2.橡膠3.涂料1.工程塑料主要原料：高分子合成樹脂，加入少量添加劑添加劑作用：改善材料性能填料：提高塑料的力學性能；增塑劑：降低材料的硬度和脆性，增強可塑性；穩(wěn)定劑：延緩塑料的老化；固化劑：加快塑料的固化速度，提高機械強度；潤滑劑、著色劑、阻燃劑1.工程塑料工程塑料的性能：優(yōu)點：質(zhì)輕、耐蝕性好，有一定機械強度，價格低。缺點：強度低、耐熱性差、易老化常用的工程塑料種類：硬聚氯乙烯塑料（PVC）聚乙烯塑料（PE）聚丙烯管（PP）ABS塑料耐酸酚醛塑料（PF）聚四氟乙烯塑料(F-4)玻璃鋼（FRP）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）丙烯酸共聚聚氯乙烯管（AGR）常用的工程塑料及性能一覽表（p33表1-6）聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）又稱有機玻璃特點：材質(zhì)透明抗稀酸、稀堿；易溶于有機溶劑；導熱性差，不耐熱易于加工用途：水處理工藝中小型試驗設備ABS塑料由丙烯晴（A）、丁二烯（B）、苯乙烯（S）合成特點：具有硬、韌、剛混合特性，綜合機械性能好等優(yōu)點。用途：制造容器、貯槽內(nèi)襯、貯液箱、水箱硬聚乙烯塑料優(yōu)點：良好的耐腐蝕性，一定機械強度，焊接性能好。缺點：耐熱性能差。用途：制造塔、貯槽、容器、管件、閥門。UPVC管材不能用于飲用水管道設計室內(nèi)外給水管道限制使用含鉛鹽穩(wěn)定劑制造的PVC塑料管材

聚乙烯塑料優(yōu)點：具有優(yōu)良的電絕緣性、防水性、化學穩(wěn)定性。用途：制造管件、泵、閥。PE管材HDPE：高密度聚乙烯纏繞增強管耐酸酚醛塑料（PE）優(yōu)點：良好的耐腐蝕性和耐熱性；能耐多種酸、鹽和有機溶劑的腐蝕。聚四氟乙烯塑料（F-4）優(yōu)點：耐腐蝕性非常好，稱塑料之王。用途：制造耐腐蝕和耐高溫的密封元件，管道。玻璃鋼（FRP）優(yōu)點：強度高，耐腐蝕，良好的工藝性。用途：制造塔、貯槽、容器、泵、閥、管道。常用工程塑料及性能（p33）表1.6名稱符號名稱符號名稱符號聚乙烯PE環(huán)氧塑料EP有機玻璃PMMA聚氯乙稀PVC聚丙烯PPABS塑料ABS聚苯乙烯PS聚酰胺PA聚甲醛POM聚碳酸酯PC國內(nèi)當前應用量較大的塑料管道有：聚氯乙烯（PVC-U）管聚化聚乙烯（C-PVC）管聚乙烯（PE）管耐熱聚乙烯（PE-RT）管交聯(lián)聚乙烯（PE-X）管共聚聚丙烯（PP-R、PP-B）管鋁塑復合（PAP）管玻璃鋼夾沙（GRP）管聚丁烯（PB）管鋼塑復合（SP）管ABS工程（ABS）管單雙壁波紋管、環(huán)型肋管、纏繞管等等2.橡膠天然橡膠特點：軟橡膠——耐蝕性、抗?jié)B性較差硬橡膠——耐蝕性、耐熱性、機械強度較好不耐強氧化性酸和芳香族化合物的腐蝕用途：軟橡膠用于設備的襯里，硬橡膠制造設備、合成橡膠原料：石油、煤、天然氣、增塑劑、填料、硬化劑特點：氯丁、丁睛橡膠對油、汽油的耐蝕性好丁基橡膠不透氣性和耐氧化性好硅橡膠具有耐熱性氟橡膠具有優(yōu)良的耐高溫、耐油耐酸堿、耐氧化劑、3.涂料涂料是一種高分子膠體的混合物溶液，涂在物體表面，固化成薄涂層，保護物體防止腐蝕用途：涂刷設備、管道的外表面，設備內(nèi)壁的防腐蝕涂層。種類：防銹漆、底漆、大漆、酚醛樹脂漆、環(huán)氧樹脂漆等。三、復合材料復合材料：是由兩種或兩種以上的金屬或非金屬材料復合而成的一種新型材料?；w相——起粘結(jié)劑作用增強相——提高強度或韌性作用三、復合材料1.纖維復合材料的種類2.復合材料的性能特點3.復合材料的應用1.纖維復合材料的種類1）玻璃纖維復合材料——玻璃鋼用玻璃鋼纖維作增強劑的塑料用途：耐蝕耐壓容器、管道、配件等2）碳纖維復合材料——碳纖維作增強材料3）硼纖維復合材料——4）金屬纖維復合材料——2.復合材料的性能特點優(yōu)點：比強度、比剛度高抗疲勞性能好減振能力強高溫性能好斷裂安全性高減摩性、耐蝕性、工藝性能好缺點：橫向拉伸強度和層間剪切強度不高，伸長率低，沖擊韌性低，成本高。3.復合材料的應用鋼塑復合管(SP)、鋁塑復合管(PAP)內(nèi)筋嵌入式襯塑鋼管鋼襯不銹鋼雙層金屬管鋼絲網(wǎng)骨架塑料復合管FRP/PVC玻璃鋼聚氯乙烯復合管水工藝設備常用材料選擇原則設備設計人員應正確合理地選用材料選用材料基本要求：1）滿足力學性能要求——具有一定強度、連接性能、加工性能好2）安全性——材料無毒、對水質(zhì)無污染；耐腐蝕，化學性質(zhì)穩(wěn)定3）經(jīng)濟性——維修、管理方便，經(jīng)濟等方面因素常用給水管材和排水管材的種類（查資料）管材類別金屬管材

(1)鋼管(SP)

(2)鑄鐵管(CIP)

(3)有色金屬管包括銅管、鋁管(適用于小口徑管道)非金屬管材

(1)水泥壓力管石棉水泥管(ACP)現(xiàn)已不推廣使用；自應力管(SSCP)在小城鎮(zhèn)及農(nóng)村用于中小口徑管道預應力管(PCP)(2)塑料管熱塑性塑料管熱固性塑料管(GRP)

熱塑性塑料管硬聚氯乙烯管(UPVC)、高密度聚乙烯管(HDPE)適用于中小口徑管道；聚乙烯夾鋁復合管(PAP)、孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管(PSSCP)、交聯(lián)聚乙烯管(PEX)、改性聚丙烯管(PP-R)、聚丁烯管(PB)、尼龍管(PA)適用于小口徑管道；工程塑料管(ABS)主要適用于水廠投加氯及凈水劑的管道，目前也有中口徑管道產(chǎn)品。

熱固性塑料管(GRP)GRP管又稱玻璃纖維增強樹脂塑料管或玻璃鋼管。玻璃鋼管或加砂的玻璃鋼管用途：GRP管在大口徑工業(yè)用水管道上、排污管道及源水管道上有較大的適用前景。小結(jié)第一章水工藝設備常用材料§1－1材料的主要性能（四個方面）§1－2金屬材料碳鋼和鑄鐵、合金鋼、有色金屬材料的特性和編號；材料中化學成分與材料性能關系；耐蝕金屬材料種類§1－3非金屬材料各種常用塑料管材的名稱及應用§1－4水工藝設備常用材料選擇原則思考題1.說明以下幾種材料的名稱及數(shù)字的含義：Q215，45鋼，T12A，HT200，12CrNi3鋼，1Cr13UPVC，PE，PP，PAP，2.金屬材料的基本性能包括哪些內(nèi)容？3.給排水工程設備常用的合金鋼有哪些？4.設計給排水工程設備選擇材料時，需考慮什么因素？5.目前飲用水管道為什么不準使用UPVC管道、鍍鋅管、灰鑄鐵管？6.灰鑄鐵管與球墨鑄鐵管有何區(qū)別？碳鋼與鑄鐵的區(qū)別7.鋼中化學成分及主要作用？8.常用給水管材和排水管材的種類ThankYou!

UPVC給水管，按照國標GB/T10002.1-1996進行檢測，其中包括哪些檢測指標？鋁塑復合管目前市場上出現(xiàn)鋁塑復合管有三種：PE／AL／PE；第一種是內(nèi)外層為聚乙烯第一種一般用于冷水管道系統(tǒng)PE／AL／XPE；第二種是內(nèi)層為交聯(lián)聚乙烯，外層為聚乙烯，XPE／AL／XPE：第三種是內(nèi)外層均為交聯(lián)聚乙烯，中部層均為鋁層。后兩種一般用于熱水管。

（1.3）交聯(lián)聚乙烯管(PEX)

預應力鋼筒砼管PCCP——Prestressedconcretecylinderpipe

硬聚氯乙烯管UPVC——Unplasticizedpolyvinylchloridepipe

聚乙烯管PE——Polyethylenepipe

孔網(wǎng)鋼帶塑料復合管PSSCP——Perforatedsteelstripcompositepiastic

聚乙烯夾鋁復合管PAP——PE-Al-PEpipe

聚丙烯管PP——Polypropylenepipe

聚丁烯管PB——polybutylenepipe

工程塑料管ABS——Acrylonitrile-ButadieneStyrenepipe

玻璃鋼管GRP——Glassreinfocedplastics灰鑄鐵和球墨鑄鐵的區(qū)別和應用場合灰鑄鐵組織里的石墨是以片狀存在,球墨鑄鐵組織里的石墨是以球狀存在的.

組織上的差別導致它們的性能也有巨大差異:灰鑄鐵強度\塑性低(片狀石墨割裂基體,引起應力集中),脆性大,消振性能好.主要用來生產(chǎn)一些強度要求不高,主要承受壓應力的各種箱體\底座等.球墨鑄鐵:球形石墨對基體的割裂作用降到最低,應力集中作用最小,故其強度很高,可以和中碳鋼蓖美,可以充分發(fā)揮基體的性能,且有一定的塑性和良好的韌性.常用來制作一些強韌性要求高且形狀復雜(鑄造性能比鋼好,但比灰鑄鐵要差)的工件,比如內(nèi)燃機曲軸\連桿等之類的零件.球墨鑄鐵一般還可以經(jīng)過熱處理來進行強化,而灰鑄鐵一般不能經(jīng)過熱處理來提高強度(片狀石墨的影響).

灰鑄鐵HT200HT灰鑄鐵200?