淺議市政給水中的優質主材 ——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，具有機械性能良好、防腐性能優異、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建設中大量使用。本文就市政給水中采用的球墨鑄鐵管的特點、生產工藝，以及實際安裝方法及使用中運行情況進行了闡述。

關鍵詞：球墨鑄鐵管；生產工藝；施工技術；搶修

一.球墨鑄鐵管的特點

有關球墨鑄鐵管的使用歷史可以追溯到1668年巴黎郊區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起步于20世紀90年代初，在中國城鎮供水協會的大力支持下發展迅猛，經過近20年的實踐使用，其安全性、實用性已被供水行業普遍認可，2008年國內年產量已達到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，嚴重缺水城市為200多個，供水節水事業方興未艾，球墨鑄鐵管有著廣闊的發展前景。

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、鋼的性能。機械性能良好，防腐性能優異、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。采用膠圈接口設計，密封效果好，安裝簡易。廣泛應用于市政、工礦企業給水、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，內外承壓力更好，對安裝地質條件的適應能力更好；

二、從密閉性來看，由于球墨管的應變后變形量小，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毒素，不會對污、廢水產生二次污染，并且當建筑或排水管道報廢拆除時，其管材可100%回收再生，循環使用。

四、從維修方面看，由于球墨鑄件管具有鐵的本質、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，在維修方面實現馬上修復就能馬上供水的優勢。

二.球墨鑄鐵管的生產工藝

球墨鑄鐵管制備需經過一整套完善的工藝流程一，從球墨鑄件管的生產工藝中我們不難發現這一管材所具有的特點及優勢：

1.鐵水制備過程

（1）采用優質原料：球墨鑄鐵管鐵管的質量同原材料—生鐵的質量密切相關，國內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）鐵水調制及球化：根據所需要生產的管徑及規格，在中頻電爐中加入相應的原材料，調制成鐵水并升溫達到工藝要求后，加入球化劑進行球化處理。在制備過程中對質量和溫度進行嚴格的控制。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進行澆鑄，在高速旋轉的管模中，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行鑄造及對缺陷表面進行檢查及稱重，確保每根管子的質量。

（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構。實現其優越的性能。

（3）性能檢測：退火后的球墨鑄鐵管需要經過壓痕檢驗、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入下道工序。嚴格的檢測標準，確保了產品質量。

3.精細整理過程

生產出來的管道還需對每根管子的承、插口、內壁進行打磨和清理。并按標準進行水壓試驗，確保管子所能承受的內壓。然后采用水泥襯層機進行管子內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球墨鑄鐵管的優良性能：

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

2.管道運輸及吊裝：管道運輸時，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。分層碼放時管道的插口應進行支撐，防止插口的徑向變型。碼放的層數不宜過多，防止管道變形，同時減少二次吊裝情況。嚴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：溝槽開挖前應對地下管線及障礙物進行調查核實，對不確定或無相關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、結構尺寸、高程等項內容，采用人工配合機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。為保證施工質量，應盡量避免出現槽底超挖現象，減少因沉降對管道施工質量的影響。

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

5.管道安裝前吊裝：現場吊裝時，由起重工負責檢查起重機具，專人指揮，在確保安全的情況下，先進行平衡試吊，正常后方可進行吊裝。

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

7.溝槽土方回填：管道測量完坐標及高程后，應及時回填，以防發生漂管現象。管溝內應分段回填，采用蛙式打夯機進行夯實，管道兩側同時進行。回填必須分層夯實，虛鋪厚度不得大于200mm，嚴禁單側回填或用

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