管道

管道是为各种应用输送流体的任何系统。管道系统使用管道、阀门、管道装置、水箱和其他设备来输送流体。加热和冷却(HVAC)、废物清除和饮用水输送是管道最常见的用途，但并不限于这些应用。这个词源自拉丁语中的铅，铅，因为罗马时代使用的xxx个有效管道是铅管。在发达国家，管道基础设施对公共卫生和卫生设施至关重要。锅炉制造商和管道安装工不是管道工，尽管他们使用管道作为其贸易的一部分，并且他们的工作可能包括一些管道。

管道工程起源于古代文明，当时他们开发了公共浴池，需要为更多的人提供饮用水和废水处理。美索不达米亚人在公元前4000年左右向世界介绍了粘土下水道，最早的例子是在尼普尔的贝尔神庙和埃什努纳(Eshnunna)发现的，用于清除现场的废水，并在井中收集雨水。乌鲁克市包含已知最古老的砖砌厕所的例子，建在相互连接的烧制粘土下水道上，公元前3200年。粘土管后来被用于赫梯城市哈图萨。它们具有易于拆卸和更换的部分，并且可以进行清洁。到公元前2700年，印度河流域文明的城市聚居地出现了使用沥青防止泄漏的带有宽法兰的标准化土制管道。铜管于公元前2400年出现在埃及，萨胡尔金字塔和毗邻的阿布西尔神庙建筑群被发现由铜废管连接。管道工一词起源于罗马帝国。铅的拉丁语是铅。罗马屋顶在导管和排水管中使用铅，有些屋顶还覆盖着铅。铅也用于管道和制造浴缸。管道工程在古罗马达到了早期的顶峰，当时引入了广泛的渡槽系统、瓷砖废水去除和铅管的广泛使用。罗马人使用铅管铭文来防止偷水。随着罗马的沦陷，供水和卫生设施停滞不前或倒退了1000多年。改善非常缓慢，直到1800年代现代人口稠密城市的发展才取得有效进展。在此期间，公共卫生当局开始敦促安装更好的废物处理系统，以预防或控制疾病流行。早些时候，废物处理系统包括收集废物并将其倾倒在地上或河流中。最终，独立的地下水和污水系统的发展消除了开放的污水沟和污水池。在后古典时期的基尔瓦，富人在他们的石头房子里享受室内管道。今天，大多数大城市将固体废物通过管道输送到污水处理厂，以便在排入溪流或其他水体之前分离和部分净化水。对于饮用水的使用，从1800年代后期到1960年左右，镀锌铁管在美国很常见。在那之后，铜管开始流行，首先是带有喇叭形接头的软铜管，然后是使用焊接接头的刚性铜管。二战后，由于人们对铅中毒危害的认识提高，饮用水中铅的使用急剧下降。此时，铜管被引入作为铅管的更好和更安全的替代品。

管道系统或子系统的主要类别是：

• 饮用水冷热自来水供应
• 管道排水通风
• 带有或不带有热水热回收和灰水回收和处理系统的污水系统和化粪池系统
• 雨水、地表和地下排水
• 燃气管道
• 水力发电，即使用水来传输热能的加热和冷却系统，例如在区域供热系统中，例如纽约市的蒸汽系统。

水管是一种管道或管子，通常由塑料或金属制成，将加压和处理过的淡水输送到建筑物（作为市政供水系统的一部分）以及建筑物内部。

几个世纪以来，铅一直是水管的首选材料，因为它的延展性使其可以加工成所需的形状。这种用法非常普遍，以至于管道这个词来源于铅，拉丁语中的铅。在完全了解摄入铅的健康危害之前的几年里，这是与铅相关的健康问题的根源；其中包括死产和婴儿死亡率高。铅水管在20世纪初仍被广泛使用，并留在许多家庭中。铅锡合金焊料通常用于连接铜管，但现代实践使用锡锑合金焊料代替，以消除铅危害。尽管罗马人普遍使用铅管，但他们的渡槽很少毒死人。与世界其他地区铅管引起中毒的地方不同，罗马的水含有大量钙，以至于一层牙菌斑阻止了水与铅本身接触。经常引起混淆的是大量铅中毒的证据，特别是在那些很容易获得自来水的人中，这是铅被用于炊具和作为加工食品和饮料的添加剂（例如葡萄酒中的防腐剂）。罗马铅管铭文提供了有关所有者的信息，以防止水被盗。在16世纪和17世纪，伦敦和其他地方都使用木管。管道是中空的原木，末端呈锥形，有一个小孔，水可以通过。然后用热的动物脂肪将多根管子密封在一起。1800年代，费城、波士顿和蒙特利尔使用木管。组装木管在20世纪在美国被广泛使用。这些管子（用于代替波纹铁管或钢筋混凝土管）是由短木材切割而成的。用硬木定位销锁定相邻的环产生了一种灵活的结构。二战期间，大约100,000英尺的这些木管安装在排水涵洞、雨水管和管道、高速公路下以及军营、海军基地、机场和军械厂。在耐用塑料材料出现之前，铸铁和球墨铸铁管长期以来一直是铜的低成本替代品，但在与其他金属管道（终端配件除外）进行过渡时必须使用特殊的非导电配件，以便避免由于不同金属之间的电化学反应而引起的腐蚀（参见原电池）。青铜管件和短管段通常与各种材料结合使用。

管道和管子之间的区别在于尺寸。例如，用于管道应用的PVC管和镀锌钢管以铁管尺寸(IPS)测量。铜管、CPVC、PeX等管材都是标称测量的，基本上是平均直径。这些尺寸方案允许对过渡配件进行通用调整。例如，1/2PeX管与1/2铜管的尺寸相同。另一方面，1/2PVC与1/2管的尺寸不同，因此需要一个带螺纹的公头或母头适配器来连接它们。用于农业灌溉时，单数形式的管道通常用作复数形式。管道有刚性接头，根据材料有不同的长度。管材，特别是铜管，采用刚性硬回火接头或软回火（退火）辊。PeX和CPVC管材也有刚性接头或柔性卷。铜的回火，无论是刚性接头还是柔性轧辊，都不影响施胶。水管和管壁的厚度可以变化。因为管道和管材是商品，壁厚越大意味着初始成本越高。较厚的壁管通常意味着更大的耐用性和更高的压力容差。管壁厚度由各种表表示，或者在英国，大口径聚乙烯管用标准尺寸比(SDR)表示，定义为管径与其壁厚的比值。管壁厚度随计划而增加，在特殊情况下可在计划20、40、80和更高版本中使用。时间表很大程度上取决于系统的工作压力，压力越高，厚度越大。铜管有四种壁厚可供选择：DWV型（最薄的壁；根据UPC仅允许用作排水管）、“M”型（薄壁；壁厚不影响管道或管道尺寸。1/2L铜具有与1/2K或M铜相同的外径。这同样适用于管道计划。因此，随着壁厚的增加，流路减少，压力损失略有增加。换言之，1英尺1/2L铜的体积略小于1英尺1/2M铜。

古代的供水系统依靠重力供水，使用通常由粘土、铅、竹子、木头或石头制成的管道或渠道。用钢带包裹的空心木原木用于管道，特别是水管。近500年前，原木在英格兰被用于配水。美国城市在1700年代后期到1800年xxx始使用空心原木。今天，大多数管道供应管是由钢、铜和塑料制成的。大多数废物（也称为土壤）来自钢、铜、塑料和铸铁。管道系统的直段称为管道或管子。管子通常通过铸造或焊接形成，而管子通过挤压制成。管道通常具有较厚的壁，可能是螺纹或焊接的，而管道壁较薄，需要特殊的连接技术，例如铜焊、压装、压接，或者对于塑料，溶剂焊接。这些连接技术在管道和管道配件文章中进行了更详细的讨论。

镀锌钢饮用水供应和分配管道通常标称管道尺寸为3⁄8英寸（9.5毫米）至2英寸（51毫米）。它今天很少用于新建住宅管道。钢管具有国家管螺纹(NPT)标准锥形外螺纹，与弯头、三通、耦合器、阀门和其他配件上的内锥形螺纹连接。镀锌钢（在管道行业中通常简称为镀锌或铁）相对昂贵，并且由于重量和管道穿线器的要求而难以使用。它仍然普遍用于修复现有的galv系统，并满足通常在酒店、公寓楼和其他商业应用中发现的建筑规范不燃性要求。它还非常耐用，可抵抗机械滥用。大多数典型的单户住宅系统不需要超过3⁄4英寸（19毫米）的供应管道，因为成本高，而且随着时间的推移，钢管容易因内部生锈和管道内部形成的矿物质沉积物而受阻内部镀锌层已退化。在饮用水配水服务中，镀锌钢管的使用寿命约为30至50年，尽管在具有腐蚀性水污染物的地理区域中这种情况并不少见。

铜管和管材在二十世纪下半叶广泛用于家庭供水系统。由于铜价大幅上涨，对铜产品的需求下降，导致对包括PEX和不锈钢在内的替代产品的需求增加。

塑料管被广泛用于生活供水和排水-废物-通风（DWV）管。主要类型包括：聚氯乙烯(PVC)是在19世纪试验性生产的，但直到1926年才开始实际生产，当时BFGoodrichCo.的WaldoSemon开发了一种增塑PVC的方法，使其更易于加工。PVC管于1940年xxx始制造，并在二战后德国和日本的重建期间广泛用于排水-废物-排气管道。1950年代，西欧和日本的塑料制造商开始生产丙烯腈丁二烯苯乙烯（ABS）管材。生产交联聚乙烯（PEX）的方法也是在1950年代发展起来的。塑料供应管已变得越来越普遍，采用了多种材料和配件。

• PVC/CPVC——硬质塑料管道，类似于PVC排水管，但壁厚较厚以应对市政水压，于1970年左右推出。PVC代表聚氯乙烯，它已成为金属管道的常见替代品。PVC只能用于冷水或通风。CPVC可用于冷热水供应。根据规范要求，使用底漆和溶剂粘合剂进行连接。
• PP——这种材料主要用于家庭用品、食品包装和临床设备，但自1970年代初以来，全球范围内用于家用热水和冷水的用途越来越多。PP管是热熔的，不适合使用胶水、溶剂或机械配件。PP管材常用于绿色建筑工程。
• PBT–柔性（通常为灰色或黑色）塑料管，连接到带倒钩的配件上，并用铜压接环固定到位。PBT管材和配件的主要制造商因该系统故障的集体诉讼而破产。然而，PB和PBT管材已经重新回到市场和规范，通常首先用于暴露位置，例如立管。
• PEX–交联聚乙烯系统，带有采用倒钩和卷曲钢或铜环的机械连接配件。
• Polytanks——塑料聚乙烯水箱、地下水箱、地上水箱，通常由线性聚乙烯制成，适合用作饮用水储水箱，提供白色、黑色或绿色。
• Aqua-被称为PEX-Al-PEX，因其PEX/铝夹层，由夹在PEX层之间的铝管组成，并与改进的黄铜压缩配件连接。2005年，许多此类配件被召回。

当今的供水系统使用高压泵网络，建筑物中的管道现在由铜、黄铜、塑料（特别是称为PEX的交联聚乙烯，估计60%的单家庭住宅），或其他无毒材料。由于其毒性，到1920年代，美国大多数城市不再使用含铅供水管道，尽管铅管道在1980年代获得了国家管道规范的批准，并且铅被用于饮用水的管道焊料，直到被禁止1986年。排水管和排气管由塑料、钢、铸铁或铅制成。

• 梅季希（俄罗斯）水管纪念碑
• 用于压力容器的特定水管。管道可承受高压水，体积较小
• 混凝土水管
• 使用不锈钢出水套管和阀门（红色）连接到现有的水管（白色管道）。在新连接的后面正在形成一个混凝土推力块。
• 连接到化粪池的水管。
• 下水管道

除了管道或管道的长度外，还包括阀门、弯头、三通和接头等管件。用于管道系统。管道和配件通过管道吊架和捆扎带固定到位。管道装置是使用水的可更换设备，可以连接到建筑物的管道系统。它们被认为是固定装置，因为它们是建筑物的半xxx性部分，通常不单独拥有或维护。管道固定装置被最终用户看到并为最终用户设计。固定装置的一些示例包括抽水马桶（也称为马桶）、小便池、坐浴盆、淋浴器、浴缸、公用设施和厨房水槽、饮水机、制冰机、加湿器、空气净化器、喷泉和洗眼台。

螺纹管接头用螺纹密封胶带或管道涂料密封。许多管道装置用管道工的腻子密封到它们的安装表面。

管道设备包括通常在公众看不到的墙后或公用空间中的设备。它包括水表、泵、膨胀水箱、回流防止器、滤水器、紫外线杀菌灯、软水器、热水器、热交换器、仪表和控制系统。管道工需要许多工具才能做好管道工作。虽然许多简单的管道任务可以使用一些常见的手持工具完成，但其他更复杂的工作需要专门设计的专门工具，以使工作更容易。专业的管道工具包括管钳、扩口钳、管虎钳、弯管机、切管机、模具和连接工具，如焊炬和压接工具。已经开发出新工具来帮助管道工更有效地解决问题。例如，管道工使用摄像机检查隐藏的泄漏或其他问题；他们还使用水力喷射器和连接到钢缆的高压液压泵来更换非开挖下水道。雨水过多或下水道堵塞造成的洪水可能需要专门的设备，例如设计用于抽吸原始污水的重型泵车。

细菌已被证明生活在房屋管道系统中。后者是指建筑物内的管道和固定装置，这些管道和固定装置在水由公用事业公司输送后将水输送到水龙头。几个世纪以来，众所周知，社区供水系统会传播伤寒和霍乱等水传播疾病。然而，机会主义场所管道病原体最近才被发现：嗜肺军团菌，1976年发现，鸟分枝杆菌和铜绿假单胞菌是最常被追踪的细菌，免疫力低下的人可以吸入或摄入并可能被感染。这些机会性病原体可以生长的一些位置包括水龙头、淋浴头、热水器和管道壁。有利于它们生长的原因是高表面积体积比、间歇性停滞、低消毒剂残留和升温循环。高表面积与体积比，即相对较大的表面积允许细菌形成生物膜，从而保护它们免于消毒。

由于对公众健康、安全和福利的直接影响，人口稠密地区的大部分管道工程由政府或准政府机构监管。住宅和其他建筑物的管道安装和维修工作通常必须根据管道和建筑规范进行，以保护建筑物的居民并确保为未来的买家提供安全、优质的建筑。如果工作需要许可证，管道承包商通常会代表家庭或建筑业主从当局那里获得许可。

在澳大利亚，管道监管的国家管理机构是澳大利亚建筑规范委员会。他们负责制定国家建筑规范(NCC)，其中第3卷、2008年管道法规和澳大利亚管道规范与管道有关。每个州级政府都有自己的权力和法规，用于许可管道工。他们还负责NCC中概述的法规的解释、管理和执行。这些当局的设立通常仅出于监管各自州/地区的管道活动的目的。然而，一些州级的监管法案已经相当过时，其中一些仍然按照十多年前出台的地方政策运作。这导致了当前政策未涵盖的管道监管问题的增加，因此，许多政策目前正在更新以涵盖这些更现代的问题。更新包括更改为许可的最低经验和培训要求，新的和更具体的管道的附加工作标准，

在挪威，自1997年以来安装的新家用管道必须满足安装后易于更换的要求。这导致了管中管系统的发展，作为家庭管道的事实上的要求。

在英国，专业机构是特许管道和供暖工程学院（教育慈善机构），该行业确实仍然几乎没有受到监管；没有适当的系统来监测或控制不合格的管道工或选择自己进行安装和维护工作的房主的活动，尽管这些工作在不正确地进行时会引起健康和安全问题；见由世界卫生组织(WHO)和世界管道委员会(WPC)联合出版的管道健康方面(HAP)。WPC随后任命了一名世界卫生组织代表，负责推进与管道健康方面相关的各种项目。