0 引言
隨著經濟的發(fā)展，人口的增加，不少地區(qū)水源短缺，有的城市飲用水水源污染嚴重，居民生活飲用水安全受到威脅。2007年7月1日，由國家標準委和衛(wèi)生部聯(lián)合發(fā)布的《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-2006）強制性國家標準和13項生活飲用水衛(wèi)生檢驗國家標準正式實施。生活飲用水水質標準和衛(wèi)生三項基本要求之一就是水中所含化學物質及放射性物質不得對人體健康產生危害，要求水中的化學物質及放射性物質不引起急性和慢性中毒及潛在的遠期危害（致癌、致畸、致突變作用）。本標準不僅規(guī)定了生活飲用水水質和水源水質的衛(wèi)生要求，也對生活飲用水輸配水設備的提出了衛(wèi)生要求。
水表作為與生活飲用水直接接觸的計量器具，其構成材質不應物理析出或者化學反應析出有害物質，污染生活飲用水。
1 水表概述
水表是一種測量生產和生活用水流量的儀表，從1825年英國的克路斯發(fā)明了真正具有儀表特征的平衡罐式水表以來，從最初的機械式水表到如今的智能水表已有近二百年的歷史。帶機械機構的水表大體可分為三大零部件，即表殼、機芯和表罩；不帶機械結構的新智能水表用電子計量裝置完全代替機芯部分，如電磁水表、射流水表等。表殼是容納水的型腔，而機芯是接觸式計量裝置，因而表殼和機芯的材質必定和計量用水的水質息息相關。
2 水表表殼材質概述
目前市場上正在運行的水表，其表殼材質大體有灰口鑄鐵、球墨鑄鐵、鑄鉛黃銅、ABS塑料、尼龍塑料、PPO塑料、鑄鋼和鋁合金等，也有處于開發(fā)或者小批量生產階段的新材質表殼，如陶瓷、焊接不銹鋼和PSF塑料的表殼。水表表殼最初采用鑄鐵材質，后來相繼出現(xiàn)了鑄銅、工程塑料、鋁合金和不銹鋼的材質。
3 各種表殼材質特點
3.1 鑄鐵水表表殼
鑄鐵水表表殼價格低廉、強度和韌度高，但無論是采用灰口鑄鐵還是球墨鑄鐵材質，其成型和加工工藝都比較繁瑣，并且由于腐蝕生銹而存在二次污染。有實驗證明，鐵銹最直接、危害最大的就是對人類肝臟的損害。因此，強制性水表安全規(guī)則要求在去年（2010年）淘汰灰鑄材料的鐵殼水表；而只建議大口徑水表的表殼采用球墨鑄鐵材料。
3.2 鑄銅水表表殼
鑄銅水表表殼主要優(yōu)點是機械性能好，制造工藝簡單。
中華人民共和國城鎮(zhèn)建設行業(yè)標準CJ 266-2008《飲用水冷水水表安全規(guī)則》規(guī)定鑄銅表殼的材質是鑄造鉛黃銅。鑄造鉛黃銅表殼與鑄鐵表殼的成型工藝類同，但更容易加工。然而，這幾年銅原料價格飛漲，一是直接導致銅制表殼成本猛增；二是在戶外安裝容易被盜竊。并且，鑄銅表殼中的鉛容易析出，從而導致飲用水的重金屬污染。另外，我國是一個銅資源缺乏的國家，并且銅的冶煉需要耗費大量的能源，與節(jié)能減排的政策不相符。
鑄銅表殼氧化產生的銅綠，其毒性一直不存在權威統(tǒng)一的定論。一般認為銅綠有毒，是因為它會與胃中的鹽酸反應生成銅離子而造成重金屬中毒。但據《少年百科知識報》（1987.12.19.）報道，日本伸銅協(xié)會委托東京大學醫(yī)學部衛(wèi)生學教研室的豐川行平教授在1962年進行的“銅綠的長期動物實驗（急慢性毒性）”的研究試驗證明，銅綠緊密地附著在銅表面，不溶于冷熱水，具有極高的穩(wěn)定性。即使將銅綠碾成粉末注入人體內，人體也不會吸收，人體會通過自然反應，將其排出體外。古人使用銅器作為餐具就是銅綠無毒的最好證明。
3.3 鋁合金水表表殼
鋁合金水表表殼采用壓鑄工藝，成型特點明顯，產品外表美觀，原料豐富，生產成本低，機械性能好。但其硬化層容易受到外力而剝落或受損，導致有金屬物析出。醫(yī)學研究表明，鋁離子過量攝入會影響人體對鐵、鈣等成份的吸收，導致骨質疏松、貧血，甚至影響神經細胞的發(fā)育，引起癡呆。 另外，裸露的鋁合金極易腐蝕而產生白色的鋁銹，從而影響產品的質量。
3.4 工程塑料水表表殼
工程塑料水表表殼雖然普遍存在機械強度偏低，剛性差、易老化、冷脆和蠕變等問題，但其制品成本低、制造方便、無毒無污染、耐腐蝕、不生銹、不結垢、重量輕，衛(wèi)生環(huán)保。
1998年，上海水表廠在國內開創(chuàng)了使用ABS工程塑料表殼水表的先河，并安全運行于上海地區(qū)低壓的水管網。但是這種普通的工程塑料不適用于壓力大，環(huán)境惡劣的地區(qū)，因此沒有被大面積推廣。如今，世界各大塑料原料供應商都在研發(fā)能彌補普通工程塑料問題的新塑料材料，如德國巴斯夫的玻纖增強尼龍，具有很強的機械強度和很小的蠕變。因此，采用工程塑料作為水表表殼的材質是未來著重發(fā)展的方向，這也符合國家節(jié)能減排的政策。
3.5 不銹鋼水表表殼
不銹鋼水表表殼機械性能好，耐酸堿；在高低溫環(huán)境下不會產生腐蝕物和滲出物，無二次污染，衛(wèi)生環(huán)保。
不銹鋼水表表殼可分為鑄造件和焊接件。鑄造件存在不易加工、制造成本高的缺點，因而目前尚未形成大批量的生產能力。焊接件是新開發(fā)的不銹鋼水表表殼類型，具有可成型、可互換，壁厚均勻，強度高等優(yōu)點。
4 水表表殼用不銹鋼的選擇
由于水表表殼直接與飲用水接觸，因此目前國內正在研發(fā)和使用的不銹鋼水表表殼材質基本采用食品工業(yè)和家庭用品級的304不銹鋼（按美國ASTM不銹鋼牌號表示法）。但隨著時代的發(fā)展，人們希望不銹鋼器皿和餐具除具有不銹、光潔如新的特點外，最好還具有防霉變、抗菌、殺菌功能。
眾所周知，有些金屬，如銀、銅、鉍等具有抗菌、殺菌效果。所謂抗菌不銹鋼，就是在不銹鋼中加入適量的具有抗菌效果的元素（如銅、銀），生產出的鋼材經抗菌性熱處理后，具有穩(wěn)定的加工性能和良好的抗菌性能。
研究表明：鐵素體和馬氏體不銹鋼對黃色葡萄球菌和大腸桿菌的減菌率為100%，奧氏體不銹鋼的減菌率99%。抗菌不銹鋼與同類不銹鋼相比，耐蝕性能有增無減，物理性能基本相當，力學性能稍有變化：鐵素體不銹鋼的屈服強度和杯突稍有提高，其它性能大致相當；馬氏體不銹鋼屈服強度、抗拉強度和硬度均有明顯提高，伸長率有所下降；奧氏體鋼屈服強度和硬度稍有提高，其它性能相當。不銹鋼中加入銅對熱加工不利，對冷加工利大于弊。抗菌不銹鋼與同類不銹鋼相比，拉拔塑性和承受深度冷加工的能力明顯改善，但馬氏體不銹鋼強度（硬度）明顯提高帶來的模具損壞明顯增多。奧氏體不銹鋼則隨銅量的增加，奧氏體穩(wěn)定性能提高，冷加工強化減緩，鋼可承受更大加工率的冷加工，鋼的冷墩和深沖性能大幅度提高，鋼也由弱磁轉變?yōu)闊o磁。
5 總結
不銹鋼水表表殼是在工程塑料水表殼性能完全滿足工況之前最佳的鑄鐵水表殼替代品。在成本允許的情況下，水表表殼應采用具有不銹鋼優(yōu)點和良好抗菌性能的抗菌不銹鋼材質，特別是零件采用冷沖壓成型的焊接型不銹鋼水表表殼。
(杭州水表有限公司 鄭玉斌 訊)
