淺議市政給水中的優(yōu)質(zhì)主材 ——球墨鑄鐵管

陳岳良

福建省三明市自來水（工程）總公司

摘要：球墨鑄鐵管是鑄鐵管的一種，其金相組織為鐵素體加少量珠光體，具有機(jī)械性能良好、防腐性能優(yōu)異、延展性能好、密封效果好、安裝簡易等特點，在我司近百公里DN100—DN800球墨鑄鐵管供水管網(wǎng)建設(shè)中大量使用。本文就市政給水中采用的球墨鑄鐵管的特點、生產(chǎn)工藝，以及實際安裝方法及使用中運(yùn)行情況進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：球墨鑄鐵管；生產(chǎn)工藝；施工技術(shù)；搶修

一.球墨鑄鐵管的特點

有關(guān)球墨鑄鐵管的使用歷史可以追溯到1668年巴黎郊區(qū)從塞納河至凡爾賽全場約21.14Km的輸水管線，300年的時光流逝，除部分管道和接頭維修更換外，主體至今仍在使用。我國的球墨鑄鐵管行業(yè)起步于20世紀(jì)90年代初，在中國城鎮(zhèn)供水協(xié)會的大力支持下發(fā)展迅猛，經(jīng)過近20年的實踐使用，其安全性、實用性已被供水行業(yè)普遍認(rèn)可，2008年國內(nèi)年產(chǎn)量已達(dá)到220萬噸，是1990年的11倍。由于我國是一個水資源缺乏的國家，缺水城市為600多個，嚴(yán)重缺水城市為200多個，供水節(jié)水事業(yè)方興未艾，球墨鑄鐵管有著廣闊的發(fā)展前景。

球墨鑄鐵管是鑄鐵管的一種。其球化等級控制為1-3級（球化率）80%，退火后的球墨鑄鐵管，其金相組織為鐵素體加少量珠光體，材料本身的機(jī)械性能與灰口鑄鐵管相比得到了很大的改善，具有鐵的本質(zhì)、鋼的性能。機(jī)械性能良好，防腐性能優(yōu)異、延展性能好。改變了原有灰口鑄鐵管彈性差，易橫向斷裂的缺點。采用膠圈接口設(shè)計，密封效果好，安裝簡易。廣泛應(yīng)用于市政、工礦企業(yè)給水、輸氣，輸油工程中。做為城市供水可選用的管材，球墨鑄鐵管是首選用材，具有很高的性價比。與PE管材相比較：

一、從安裝角度看，球墨鑄鐵管比PE管安裝更簡單快捷，內(nèi)外承壓力更好，對安裝地質(zhì)條件的適應(yīng)能力更好；

二、從密閉性來看，由于球墨管的應(yīng)變后變形量小，剛度大，安裝后膠圈的密閉性更好；

三、從防腐性上看，球墨鑄鐵管本身不含化學(xué)毒素，不會對污、廢水產(chǎn)生二次污染，并且當(dāng)建筑或排水管道報廢拆除時，其管材可100%回收再生，循環(huán)使用。

四、從維修方面看，由于球墨鑄件管具有鐵的本質(zhì)、鋼的性能。因此不易受外力破壞。加上近年來配套搶修件的使用，在維修方面實現(xiàn)馬上修復(fù)就能馬上供水的優(yōu)勢。

二.球墨鑄鐵管的生產(chǎn)工藝

球墨鑄鐵管制備需經(jīng)過一整套完善的工藝流程一，從球墨鑄件管的生產(chǎn)工藝中我們不難發(fā)現(xiàn)這一管材所具有的特點及優(yōu)勢：

1.鐵水制備過程

（1）采用優(yōu)質(zhì)原料：球墨鑄鐵管鐵管的質(zhì)量同原材料—生鐵的質(zhì)量密切相關(guān)，國內(nèi)鑄造用的原材料生鐵多為人參鐵，具有低P、低S、低Ti等特點。

（2）鐵水調(diào)制及球化：根據(jù)所需要生產(chǎn)的管徑及規(guī)格，在中頻電爐中加入相應(yīng)的原材料，調(diào)制成鐵水并升溫達(dá)到工藝要求后，加入球化劑進(jìn)行球化處理。在制備過程中對質(zhì)量和溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。使鐵水完全符合澆鑄的要求。

2.離心澆鑄過程

（1）離心澆鑄：高溫鐵水通過水冷金屬型離心機(jī)進(jìn)行澆鑄，在高速旋轉(zhuǎn)的管模中，通過水冷卻，使鐵水凝固形成球墨鑄鐵管。澆鑄好的球墨鑄鐵管立刻進(jìn)行鑄造及對缺陷表面進(jìn)行檢查及稱重，確保每根管子的質(zhì)量。

（2）退火處理：澆鑄好的球墨鑄鐵管在退火爐中充分退火，以獲得球墨鑄鐵管所需要的金相組織結(jié)構(gòu)。實現(xiàn)其優(yōu)越的性能。

（3）性能檢測：退火后的球墨鑄鐵管需要經(jīng)過壓痕檢驗、外觀檢驗、壓扁試驗、拉伸試驗、硬度試驗、金相試驗等，符合性能要求后方可進(jìn)入下道工序。嚴(yán)格的檢測標(biāo)準(zhǔn)，確保了產(chǎn)品質(zhì)量。

3.精細(xì)整理過程

生產(chǎn)出來的管道還需對每根管子的承、插口、內(nèi)壁進(jìn)行打磨和清理。并按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行水壓試驗，確保管子所能承受的內(nèi)壓。然后采用水泥襯層機(jī)進(jìn)行管子內(nèi)壁的水泥離心涂襯工藝以及外表面瀝青噴涂工藝，以增加管子的防腐能力。

三、球墨鑄鐵管的施工方法

球墨鑄鐵管的連接受人為因素如操作水平影響較大，正確的施工方法能確保實現(xiàn)球墨鑄鐵管的優(yōu)良性能：

1.測量定位及放線：與其它管材相同，在施工前需根據(jù)施工圖，進(jìn)行測量放線，確定管道開挖的中心線及施工控制線，并將水準(zhǔn)點，引至管溝測量的起始點，測定管溝之中心線，每隔50M設(shè)立一個標(biāo)樁，并在該標(biāo)樁附近的樹干、構(gòu)筑物上，用紅鉛油標(biāo)注編號、里程、挖深、或?qū)?biāo)注平移至溝中心4m以外處。管線中線定出以后，就可以根據(jù)中線位置和溝口開挖寬度，在地面上撒白灰線。水準(zhǔn)點的控制樁應(yīng)用鋼筋混凝土制作，控制樁應(yīng)注明樁號、里程、高程。轉(zhuǎn)角樁應(yīng)注明角度。在地形地勢起伏地段和轉(zhuǎn)角地段應(yīng)打加密樁。

2.管道運(yùn)輸及吊裝：管道運(yùn)輸時，盡量避免對管道的外防腐層的磕碰，管道吊裝時，要用專用的索具進(jìn)行吊裝。碼放時盡量沿管道安裝的方向碼放，盡量減少不必要的二次搬運(yùn)。分層碼放時管道的插口應(yīng)進(jìn)行支撐，防止插口的徑向變型。碼放的層數(shù)不宜過多，防止管道變形，同時減少二次吊裝情況。嚴(yán)禁用鋼絲繩等易造成管外壁瀝青防腐層剝落的吊具。

3.溝槽開挖：溝槽開挖前應(yīng)對地下管線及障礙物進(jìn)行調(diào)查核實，對不確定或無相關(guān)資料的線路可采用人工探坑的方法，需探明各種障礙物的走向、管徑、結(jié)構(gòu)尺寸、高程等項內(nèi)容，采用人工配合機(jī)械施工方法減少對地下管線及障礙物破壞，便于采取必要的保護(hù)措施。

在施工過程中盡量減少晾槽的時間，采用開挖一段，校驗一段，施工一段方法，以減少自然因素對施工的影響。為保證施工質(zhì)量，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)槽底超挖現(xiàn)象，減少因沉降對管道施工質(zhì)量的影響。

4.墊層：球墨鑄鐵管對溝槽土質(zhì)的適應(yīng)能力較強(qiáng)，多數(shù)情況下僅在軟土地基及五類以上土質(zhì)溝槽及特殊路段方需進(jìn)行墊層處理。根據(jù)我司在施工中的實際經(jīng)驗，在巖石路段及過馬路路段宜用中砂進(jìn)行鋪墊及回填。特殊路段需按照設(shè)計要求進(jìn)行處理。

5.管道安裝前吊裝：現(xiàn)場吊裝時，由起重工負(fù)責(zé)檢查起重機(jī)具，專人指揮，在確保安全的情況下，先進(jìn)行平衡試吊，正常后方可進(jìn)行吊裝。

6.管道及管件安裝：管及管件下溝前的檢查非常必要，是保證管道安裝質(zhì)量，減少返工情況發(fā)生的關(guān)鍵。施工前應(yīng)清除管材及管件承口內(nèi)部的油污、飛刺、鑄砂及凹凸不平的鑄瘤。內(nèi)工作面、插口的外工作面應(yīng)修正平滑，不得有溝槽、凸脊缺陷，有裂紋的管及管件不得使用。接口的環(huán)向間隙應(yīng)均勻，承插口間的縱向間隙不應(yīng)小于3mm。管道沿曲線安裝時，接口的允許轉(zhuǎn)角不得大于1°。在安裝時應(yīng)注意觀察插口深度標(biāo)線。安裝完畢后，及時測量管道的坐標(biāo)及高程。地下水位較高的地段及雨季施工，應(yīng)利用水泵或其他方式進(jìn)行降水，安裝完管道后應(yīng)及時進(jìn)行槽土回填，避免管道因水上浮，管口脫出或轉(zhuǎn)角過大現(xiàn)象出現(xiàn)。管道安裝及管溝的回填應(yīng)連續(xù)完成。

7.溝槽土方回填：管道測量完坐標(biāo)及高程后，應(yīng)及時回填，以防發(fā)生漂管現(xiàn)象。管溝內(nèi)應(yīng)分段回填，采用蛙式打夯機(jī)進(jìn)行夯實，管道兩側(cè)同時進(jìn)行?；靥畋仨毞謱雍粚崳撲伜穸炔坏么笥?00mm，嚴(yán)禁單側(cè)回填或用

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