抗震双密封涂塑碳钢管与镀锌钢管在消防系统中的综合比较

消防管道系统是保证建筑安全的重要设施，管道材料的优劣直接决定建筑的品质。当前的现状是房屋的使用寿命为50至70年，而镀锌管道的使用寿命即使按理论推算大概也只有10余年，存在严重的错配问题。在国家提出建设“好房子”的大背景下，消防管道与建筑不匹配的问题势必得到重视与解决。抗震双密封涂覆钢管是近些年管道行业的创新成果，既实现了消防系统与建筑同寿命，同时还提高了管网的抗震防灾能力，是保障建筑安全、提升建筑品质的理想选择。

一、 镀锌钢管耐蚀性不足是其最大短板

镀锌钢管的镀层可有效隔绝氧气和水分，延缓钢管锈蚀，延长钢管使用寿命。国标GB/T3091《低压流体输送用焊接钢管》规定，钢管的镀锌层一般为300 g / ㎡。根据日本热镀锌协会对大气中镀锌层耐腐蚀试验结果推算，镀锌钢管在大气环境下于城市区域的耐用年限为17.2年，重工业区为8.8年。而建筑物的寿命普遍在50年以上，建筑寿命周期内镀锌钢管消防系统需要改造2—3次，后期成本巨大。

二、涂覆钢管兼具碳钢管刚性足和涂塑层耐蚀性好的优点

涂覆钢管是内外涂覆防腐层的复合管。早在上世纪50年代美国就发明了涂覆钢管，至今先后经历了早期阶段、中期阶段、成熟阶段三次迭代。早期阶段以浸涂法和喷涂法为主，浸涂法是将预热钢管浸入熔融塑料中，形成基础涂层，其工艺简单、厚度不均、附着力有限；喷涂法是用喷枪将液态塑料喷涂于钢管表面，效率低、污染大且质量稳定性差。中期阶段以流化床涂覆和静电喷涂法为主，流化床涂覆是将钢管预热后浸入流态化塑料粉末中，粉末受热熔融附着，涂层更均匀、结合力增强；静电喷涂是利用静电吸附原理喷涂粉末，材料利用率提升到90%以上，环保性改善、适合自动化生产。成熟阶段以内外同步涂覆和3PE涂层法为主，内外同步涂覆是通过开发出的同步设备进行涂覆，能缩短生产周期、降低成本；3PE涂层法是结合环氧粉末（底层）、胶粘剂（中层）、聚乙烯（外层）的涂覆工艺，显著提升耐腐蚀性，成为油气管道主流工艺。涂覆材料也从单一的聚乙烯发展到环氧粉末等多种材料，特别是环氧粉末用于涂塑钢管的涂层优点突出。首先环氧涂层具有卓越的附着力。环氧粉末通过静电喷涂在预热钢管表面，在高温固化时能与金属发生化学键合（固化过程中活泼的环氧基会与介质表面特别是金属表面的游离键反应形成牢固的化学键，从而获得极好的附着力，＞10MPa）形成冶金结合的致密涂层。其次环氧涂层具有超强的耐腐蚀性。环氧树脂分子结构致密，固化后形成化学隋性屏障，阻断水、氧气和离子的渗透，耐酸碱、盐雾、土壤腐蚀，通过了ISO21809、NACE等国际防腐标准的认证。2010年国标GB/T5135.20《自动喷水灭火系统 第20部分：涂覆钢管》的颁布实施，为涂覆钢管在消防领域的应用确立了标准依据。

三、镀锌钢管与涂覆钢管的耐蚀性对比实验

为了验证镀锌钢管与涂覆钢管的使用寿命，我们采用中性盐雾实验进行加速对比。通常情况下样件置于实验环境中每24小时相当于在大气条件下1年。

热浸锌钢管中性盐雾实验结果

 涂塑碳钢管性盐雾实验结果

根据实验结果可见，镀锌钢管在中性盐雾实验中12天即严重腐蚀，与理论推算的使用寿命10余年基本吻合；而涂覆钢管在历经50天的中性盐雾实验以后，除了端口裸露处有少量腐蚀外管道内外整体完好，其性能条件可以保证管道与建筑同寿命。         

四、镀锌钢管与涂覆钢管连接工艺的对比

镀锌钢管的连接方式为DN50以下采用螺纹连接、DN65以上采用沟槽连接，这两种连接方式都需要在工地现场对管端做预制加工后才能进入管道的安装工序，不符合装配化施工的行业趋势，容易留下人为质量隐患因子。特别是DN65以上沟槽连接部分，按照国家标准规定，每个管端槽口加工需要控制的尺寸多达7个，且都是要求用游标卡尺来控制，这样的工艺要求与工地现场粗放的施工条件相差太大，因此我们经常看见竣工交验后沟槽管道爆管和跑冒滴漏的现象。

涂覆钢管的连接工艺为冷挤压式连接，其是利用金属的刚性通过专用工具挤压连接部位使之变形产生强大的抱紧力实现管道的连接，同时接口中的橡胶圈也通过挤压产生压强实现密封。由于环氧涂层的抗拉强度＞10MPa，国标GB/T5135.20《自动喷水灭火系统 第20部分：涂覆钢管》中压扁试验要求的变形量为管径的20%不能有裂纹和破坏，冷挤压连接中对金属管的变形量小于管径的5%，因此压接部位的涂层不会受到伤害，能够有效的保证消防管道的超长服役。这种连接工艺不需要在现场加工预制，完全符合现代建筑“工厂化生产，装配化施工”的要求，有效避免了现场加工人为质量隐患。 

安装工艺与效率对比

五、经济性分析

六、抗震双密封连接具有抗震防灾功能

   抗震双密封连接是将卡压和环压优点结合在一起的组合型创新。卡压放置O型圈的凸环除了是管件的密封腔外也是管件承口的加强筋，有利于增强接头的刚性以及均匀分布来自外界的冲击力；环压是圆筒状密封腔，其通过增大密封功能区实现更好的密封效果，但接头的刚性强度比卡压有所降低。抗震双密封连接通过在卡压O型环的外沿再增加一道环压密封腔，把卡压接头刚性足和环压接头密封好的优点融为一体，大大增强了连接部位的强度和密封性能，抗冲击性能显著提升。

在抗震双密封连接的偏转角实验中，模拟管道遭遇大冲击大变形的场景。选取两段管径为DN300、长度为3米的管和一个直接管件压接为一套系统，打入水压2.75MPa，用吊车对连接部位上拉，当偏转角＞10°拉力3064kg时稳压30分钟，系统未出现渗水，具备较强的抗震防灾能力。

二十届三中全会提出了国家的高质量发展战略，随后建设部也推出了一系列“好房子”建设的政策和措施，其中更是将建筑的层高由2.82米提高到3米，我们有理由相信未来从中央到地方各级政府的建设思维将逐步由成本考量转变为品质考量。环氧涂塑碳钢消防管作为具备冶金级附着保护层的新型优质管材，添加抗震双密封连接技术，一定能有效解决当下镀锌消防管网不耐久和不抗震的问题，实现消防管网与建筑同寿命的愿景，为广大人民群众奉献更多的好房子。