供水管网的管材综述(3)
作者:佚名; 更新时间:2014-12-03
铁水应以光谱仪快速检验铁水中主要化学元素的含量及金相分析。


主要化学元素含量应符合要求(碳3.6~3.75%;硅1.8~2.1%;锰≤0.4%;磷≤0.05%;硫≤0.02%;镁0.03~0.05%;稀土元素0.01~0.03%)。
按GB9441-88标准进行金相检验,要求球化等级以二级为主;球化率大于80%;石墨大小为6~7级(在400倍视场下,球径为1.5~4mm),石墨球数达600~800个/mm2;渗碳体≤1%;小口径管铁素体≥90%,大口径管为85%左右(球光体控制在8~12%内)。
·上述快速检验合格后,则铁水在10-15分钟内倒入钢模中离心铸造成管坯。
·这种管坯必须经热处理后成可延性的球墨铸铁管(中、小口径的管材延伸率应≥10%;大口径的管材延伸率应≥7%)。
· 根据ISO2531-91国际标准的要求,这种球墨铸铁管的力学性能指标为:抗拉强度≥420MPa;抗弯强度≥590MPa;屈服点强度≥300MPa;布氏硬度≤230。
·根据ISO8179-1995标准,外涂层应为锌+沥青,喷涂应在管材表面洁净、预热的条件下进行,规定喷锌量≥130g/m2,焦油沥青喷涂层厚度约0.08mm。现不少用户忽略了喷锌这一要求,国外明确提出只有锌层与管表面结合为一体时,再喷涂沥青后才能对管材提供有效的保护。
·根据ISO4179-1985标准,管内表面均应水泥砂浆衬里,日本还在砂浆表面喷涂卫生级不饱和树脂。
·管材、管件的补焊问题,有些厂明确补焊的措施,有些厂口头表示不补焊,而实际上又存在补焊的情况。作为用户,原则上不同意管材、管件进行补焊;国外相关标准提及,若管材、管件进行了补焊,并通过了相应复核性检验,建议向用户说明原因,向原意接受的用户出售。
·管材出厂前逐根试压检验、承口内清除铁瘤、抛光处理、承插口胶圈工作面刷涂卫生级的环氧树脂,口径≥400mm时建议管材运输与堆放期间,承口端应加内支撑。
B.管件问题
管件的问题包括管件质量及规格品种配套的问题。
·管件质量长期影响着球墨铸铁管的发展,近五年内蒙赤峰管道铸造有限公司、湖南桃江铸管厂、四川川建管道有限公司等单位运用消失模法(EPS)负压实型铸造球墨铸铁管件在国内得到可喜的成功,川建管道有限公司铸造的管件完全不必机械二次加工,使管件质量赶上了管材的质量。
消失模法负压实型铸造的主要设备有:制模设备(预发机、成型机);模型粘结组合设备(简易或自动粘结机);涂料及涂层制备设备(涂料研磨机、涂料箱);造型设备(振动台、加砂装置);落砂设备(翻箱机、底泄砂装置);砂处理设备(筛分设备、冷却装置、水平及垂直输送设备);负压浇注设备(真空系统);抛丸除锈设备;环保设备(除尘系统、浇注尾气净化装置)。
消失模法负压实型铸造的主要原辅材料有:泡塑模型原材料(可发性聚苯乙烯珠粒EPS);模型粘结胶;模型粘结胶带纸;模型表面修补剂、修补膏;型砂等。
利用消失模法负压实型铸造球墨铸铁管件,表面平整,可使管件厚度减少1/4,法兰盘端面及法兰盘孔不另行加工,承、插口工作面可不加工或少加工。
消失模法负压实型铸造属精密铸造工艺,目前主要在中、小口径管件上应用,各个工序上质量控制较严,泡塑模型原材料的质量、模型粘结胶的质量、模型成型的质量、涂层的质量、造型工艺、浇注工艺等对铸件的质量影响是不可忽视的,只有严把质量关才能使铸件质量稳定。铸件外观质量好了,还不能说明铸件质量的全面情况,法兰盘的平整度及尺寸、柔性接口工作面尺寸,都应核查,特别是产品逐件的水压检验不可免除。
消失模法铸造的管件售价较高,但管件重量轻、免机械加工,工程造价基本持平,它应是当前球墨铸铁管件的较理想的铸造工艺。
大口径管件目前较好的铸造是采用树脂砂成型,质量较好。
近年国内有厂家试用金属模上高压喷射树脂砂,一方面使金属模重复使用,再方面使管件表面质量提高,也是很有前途的铸造工艺。
·管件的规格品种一定要与管材的口径配套,一定要与异形管件柔性接口防滑脱的措施衔接好。


C.柔性接口防滑脱问题
柔性接口的优点己经得到公认,但在异形管处支礅尺寸较大,有时在道路下面无法实施,因此研究柔性接口防滑脱问题十分迫切,归纳起来有以下几种方式:
·承插接口处加拉箍——利用拉箍与管表面的摩擦力来减少柔性接口滑脱力,从而减小支礅尺寸。如若管道口径不大,多个承插接口处又加拉箍,甚至免砌筑支礅。
·带止退槽的螺旋式接口——管承口端有内螺扣,螺纹压兰压紧挡环,使密封胶圈限位,若插口端加工有止退槽,则具有防滑脱功能。
·自锚式接口——它是一种特殊的机械式接口,它由焊接于管插口端的挡环、外形带曲率的锁紧环、特殊的压兰及螺栓组成,它通过压兰、锁紧环实行自锚,较好地结合了柔性接口的密封性与防滑脱性。
·座圈卡固接口——它也是一种特殊的机械式接口,承口较长,承插口间用座圈卡固,其抗剪强度大,抗滑脱性能好,适用于较大口径管道上。
·复合接口——它是承口端用传统的T型接口外增加了防滑脱接口,因此承口较长,防滑脱接口系防滑脱胶圈与锥形钢环组成。
·防滑脱胶圈——它是不改变管承插口T型接口的形式,仅是传统的T型胶圈的内斜面均匀分布了数个防滑脱钢钉,从而具有8-9倍传统的T型胶圈的防滑脱力。
除以上列举的方式外,尚还有一些方式,这些方式均有待在研制、实践中去鉴别与完善。
D.胶圈问题
球墨铸铁管可使用50~100年的问题可以理解,橡胶圈能否达到这样的寿命?没有把握,这也是所有柔性接口存在的同一疑问。因此厂方提供配套胶圈时应向用户说明以下内容:
·胶圈由那个橡胶厂供货,该厂的相关证件;
·胶圈是选用什么材料制作,执行的什么标准,该批胶圈化学、物理检验数据,用于供水管网的胶圈通常选用三元乙丙及丁晴橡胶,切勿掺和再生胶;
总的而言,当前胶圈重视的程度是不够的,产品标准中对此规定得亦不细,建议相关部门应指定专业科研单位作进一步工作,用管单位在订货时应有明确要求,在大批量订货时,应委托省、市质检部门作化学、物理抽验。
另外大口径球铁管在较大覆土条件下,必须通过结构计算,采取相应措施,才能确保球铁管管道的安全运行。
3.3 水泥压力管
3.3.1石棉水泥管
我国在六十年代,部分城市使用过,目前几乎没有使用。
3.3.2自应力管
自应力管是用自应力砼并配置一定数量的钢筋制成的。制管用的自应力水泥是用425号或525号普通硅酸盐水泥、325或425号矾土水泥和二水石膏,按适当比例加工制成,所有钢筋为低碳冷拨钢丝或钢丝网。?
国内生产的自应力管规格主要在100~600mm之间,由于工艺简单,制管成本较低,有100多个生产厂家,年产量近1000km,但由于容易出现二次膨胀及横向断裂,目前主要用于小城镇及农村供水系统中。
3.3.3预应力管?
预应力管包括一阶段管、三阶段管、预应力钢筒砼管。?
(1)一阶段管?
一阶段管的制管过程是先把作为环向预应力钢丝的钢筋骨架放到装配好的管模中,布置上纵向钢筋,用电热法或机械法使纵向钢筋获得预应力,然后浇注砼,此后向特制的橡胶内膜中注水升压,使胶模膨胀,砼、外模和钢筋一道膨胀变形,把砼中水份排挤掉。环向钢筋获得了预应力,并立即进行蒸汽养护,待砼凝固后将内模中的水压泄放,脱外模即成产品。
此种工艺由瑞典“逊他布”公司于1952年试制成功,所以在国外称“逊他布管”,我国于1968年研制成功,以西安红旗水泥制品厂,北京水泥制品厂及株州水泥制品厂等单位生产,最大口径达2m,其中株州水泥制品厂还从瑞典引进了制管技术及设备。?
此种工艺的特点是强度及抗渗性较好,管壁较薄,但外模合缝处容易漏浆,修补率高,承口要磨削加工。?
(2)三阶段管?
三阶段管是指一根管材分
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