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淺談球墨鑄鐵管的性能及施工要求

aaaaa摘要: 正確認識球墨鑄鐵管的性能和合理施工,是確保自來水工程質量非常重要的關鍵環節。本文闡述了球墨鑄鐵管的化學成分以及其具有的力學性能和耐腐蝕性、耐電蝕性、耐熱性、焊接性能、內襯作用等性能。具體分析了其密封性能、可撓性、施工迅速、橡膠圈不易老化、能防止電化學腐蝕等特點。明確提出球墨鑄鐵管在施工中的相關要求。對廣大設計及施工人員盡快掌握其各項性能特點,充分發揮球墨鑄鐵管在給水工程中的作用具有一定的指導意義。
關鍵詞:球墨鑄鐵管性能特點標準施工要求
球墨鑄鐵管廣泛應用于城鎮供水、排水、輸氣工程。具有普通鑄鐵管的耐腐蝕性和鋼管的強度、韌性,其重量比同口徑的鑄鐵管輕1/2-1/3,接近于鋼管,但其耐腐蝕性卻比鋼管高幾倍。因此,在各種環境下,球墨鑄鐵管都不必做特殊的防腐蝕處理,可直接埋設在地下。球墨鑄鐵管的水泥砂漿內襯在實際使用時應具有充分的密著力。水泥砂漿與球墨鑄鐵管的密著力為2MPa,是水泥砂漿與鋼管密著力的4倍。同時,內襯水泥砂漿粗糙度系數很低,對流阻力小,可與玻璃鋼管和塑料管相媲美。作為一種通用的供水管材料其接口方式有很多種,最常用的是滑入式“T”型柔性(橡膠)接口,這種接口施工造價低,安裝方便,密封性好。并允許管線有一定的折角,大大方便了一些特殊地段管線施工。浙江淳安縣千島湖城區上世紀九十年代起一直采用DN(100-400)mm“T”型滑入式柔性接口球墨鑄鐵管作為主供水管,使用效果良好。現將球墨鑄鐵管的性能、特點、標準和施工要求介紹如下:
一、球墨鑄鐵管的公學成分及性能
1、球墨鑄鐵管及管件的化學成分主要元素有碳、硅、錳、磷、硫和鎂。
  2、球墨鑄鐵管的力學性能。具有高強度,高伸長率,且硬度低,方便機械加工。
3、球墨鑄鐵管的耐腐蝕性。其耐腐蝕性能優于鋼管,與普通鑄鐵管不相上下已得到廣泛的認同。
4、球墨鑄鐵管具耐電蝕性。由于自身的材質構成決定其電阻較大,不易產生電腐蝕。鋼的電阻值為(10 –20)Ω。而球墨鑄鐵的電阻值為(50-70)Ω。
5、球墨鑄鐵管具耐熱性。因球墨鑄鐵中的石墨成為球狀以后,提高了材料的致密性,防止從外部來的氧化性氣體侵入,因而具有耐熱性和耐生長性。
6、球墨鑄鐵管具焊接性能??稍謐ㄒ等嗽鋇鬧傅枷?,用鑄鐵焊條進行焊接。
7、球墨鑄鐵管的內襯作用。一是可以提高球墨鑄鐵管的耐腐蝕性能,二是可以起到?;に實淖饔?,防止二次污染。
8、球墨鑄鐵管的外表面防腐蝕涂層。一般采用噴鋅加噴涂瀝青漆或環氧樹脂漆,對一些電阻率較低的土壤可以起到很好的?;ぷ饔?,最終涂層瀝青或樹脂漆,可以起到聚乙烯套的防腐蝕作用。
二、球墨鑄鐵管柔性接口的特點
1、密封性能良好。由于橡膠圈受到壓蘭緊壓,與鑄管承口內表面和插口外表面緊密接合,因而可獲得充分的氣密性和水密封。
2、具有可撓性。由于橡膠圈具有彈性,鑄管承口和壓蘭內表面呈圓錐形,因而獲得了可撓性,使管道能很好地適應地基的少許沉降或振動。
3、具有良好的伸縮性。由于溫度的變化,所以鑄管產生伸縮容易被其吸收,不需要特殊的伸縮接頭。
4、施工簡單迅速。使用簡單工具(棘輪板手或螺絲鋼)即可進行迅速而安全的裝接工作。另外,安裝完畢后可以直接加回填土。
5、橡膠圈不易老化,橡膠圈幾乎完全被嵌入承口內槽中,露出部分很少、與氧氣的接觸少,因而老化的危險性小。
6、能防止電化學腐蝕的影響。接口的橡膠圈使每根鑄管之間互相絕緣,因而電化學腐蝕的影響小。
  7、鑄管接口易脫離。由于柔性接口構造上的特點,其脫離摩擦力不可能很大。因此,在有拔出力作用的管末端和彎頭、三通、變徑部分等處必須采取適當的防護措施。
三、球墨鑄鐵管的相關標準
1、球墨鑄鐵管的壁厚標準,是根據公稱直徑DN的函數來計算,如T=K(0.5+0.001DN)式中,K為壁厚級別系數,?。?、10、11、12四級是標準壁厚。DN為公稱口徑。單位mm,球墨鑄鐵管口徑為DN(100-200)mm的直管采用下列附加公式計算,T=5.8+0.003DN離心球墨鑄鐵管的最小壁厚不小于6mm,壁厚負偏差為1.3+0.001DN。給水管道施工中最常用的管道壁厚為K9級。
2、球墨鑄鐵管的重量標準。球墨鑄鐵管密度為7050 Kg/m3。重量允許偏差:公稱口徑小于等于200mm,重量允許偏差為-8%,公稱口徑DN大于200mm,重量允許偏差為-5%。
3、球墨鑄鐵管的長度。最常用的標準是6m,承插直管的制造長度偏差為正負30mm,球墨鑄鐵管應平直,其最大偏差不應大于鑄管有效長度的0.125%。
4、球墨鑄鐵管的材質構成。是在鐵素體和珠光體基體上分布有一定數量的球狀石墨。根據口徑及延伸率的不同,鐵素體和珠光體的構成比例不同,石墨的圓整度和大小也不相同。
5、“T”型滑入式柔性接口的球墨鑄鐵管標記。在插口外表面應有白漆噴涂的插入標記。
四、球墨鑄鐵管的施工要求
根據球墨鑄鐵管的性能特點,在施工中,筆者認為應著重注意做好以下七點:
1、做好安裝前的準備工作。一是要檢查球墨鑄鐵管本身的質量,檢查其有無損壞、裂縫,管口有無毛刺及雜物,橡膠圈有無扭曲,裂紋現象,二是要檢查安裝機具,要確保安裝機具處于良好工作狀態。
2、掌握球墨鑄鐵管“T”型接口的安裝順序。正確的球墨鑄鐵管“T”型接口安裝順序:清理承、插口——清理膠圈——上膠圈——下管溝——安裝機具設備——在插口外表面和膠圈上刷潤滑劑——頂推管子使之插入承口——檢查是否到位。
3、安裝中應注意的事項:
(1)、橡膠圈放入位置一定要正確,并施加徑向力使其完全進入密封槽內。
(2)、在進行管道安裝時,管道軸心線一定要在一條線上,否則將影響安裝質量。
(3)、管道安裝結束或鋪設工作中斷時,應將管道敞口處臨時封閉,以防止雜物進入管內。
4、管道水壓試驗。給水管道鋪設完畢后,必須進行管道系統的試壓工作,這是管道工程質量檢查與驗收的重要環節。在水壓試驗過程中,應注意以下幾點:
(1)、管道試壓應分段進行,分段長度不得大于1km。管道穿越河流,鐵路、橋梁等處時,應單獨試壓。
(2)、管道接口處暫不回填,以便檢查和修理。其它部分回填土厚度不應小于0.5米,嚴禁機械回填。
(3)、管端及彎頭三通、變徑處按規定設置混凝土支墩,并進行安全核實,且支墩平面與管道軸線必須垂直。
(4)、管道試壓前必須進行充分浸泡,浸泡時間不得少于24小時。管道注水應由低端注入,在管道高端設置排氣閥。充水速度應盡量慢,以使管道內空氣全部被擠出。
(5)、管道升壓過程中,應分段進行升壓,并隨時檢查支墩、接口等處,確保不發生意外情況。
5、沖洗、消毒。給水管道試壓合格后,應進行一次通水沖洗、消毒,以使管道輸送的水符合有關標準。在沖洗、消毒過程中應注意:
(1)、沖洗時應避開用水高峰期,連續沖洗,流速不小于1.0m/s。
(2)、制定詳細的沖洗方案,并提前通知可能受到影響的用戶。
(3)、沖洗,消毒后的水質必須得到水質管理部門的合格證書。
6、溝槽基礎處理及回填,也是管道施工的一個重要環節,回填質量的好壞直接影響到管道施工質量和日后維護的費用,應做好:
(1)、溝槽基礎處理,應嚴格按管道安裝規范要求,保證溝槽基礎平整;對軟基回填土,應分層夯實,夯實度達到95%以上。
(2)、管溝回填。禁止使用機械野蠻回填,應按規范要求,溝槽回填從管底基礎部位開始到管頂以上0.7m范圍內,必須用人工回填;管頂0.7m以上部位,可用機械從管道軸線兩側同時回填夯實,每層回填高度按規范要求,密實度不小于95%。
7、做好竣工驗收資料和存檔備案工作,方便以后維護維修。
五、結語
作為一種通用的給水管材球墨鑄鐵管,具有各種優越性能,現已越來越受到供水行業的青睞。而球墨鑄鐵管的推廣應用,更要求我們廣大設計施工人員盡快熟悉它的各項性能指標,發揮它在給水工程中的作用。

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