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球墨鑄鐵管廣泛應(yīng)用于城鎮(zhèn)的供水、排水、輸氣工程,,與人們的生產(chǎn)、生活息息相關(guān)。據(jù)有關(guān)資料記載,早在16世紀(jì),人們就使用鑄鐵管供水,可靠的記載是巴黎郊區(qū)的凡爾賽街道和噴泉的給水管道。這條管線是路易十四時期鋪設(shè)的,從塞納河至凡爾賽全長約24.14km (15英里),所使用的鑄鐵管是在1664年至1668年間制造的,單根長度為1066. 8 mm (3.5英尺),采用法蘭和螺栓連接,密封材料是鋁。300多年的時光流逝,這條管線在長期的使用中,除部分管道和接頭維修更換外,至今仍在使用。我國在20世紀(jì)50年代修復(fù)南京城端時,也挖掘出明朝洪武年間的鑄鐵管遺物,足見我國使用鑄鐵管也有幾百年的歷史了。目前上海、天津等大城市在舊城街巷20世紀(jì)初鋪設(shè)的鑄鐵管至今仍有在繼續(xù)使用的
鑄造球墨鑄鐵管的性能要求澆注前鐵液必須達(dá)到一定的含 硅量,一般要求在2.0—2.4^之間。而原鐵液中硅元素的來源主要是: 金屬爐料、球化劑、孕育劑。實驗表明硅如果以孕育劑的形式加入,則 球墨鑄鐵中的石墨化能力可提高3倍左右,石墨球數(shù)目增加的就會更 多。并且硅對球墨鑄鐵管的機(jī)械性能影響很大,比如硅可以改變石墨 球的大小、分布和圓整度,可以細(xì)化石墨球,會使基體塑性、強(qiáng)度提高; 硅在退火過程中可以促進(jìn)滲碳體分解,生成鐵素體,提高球墨鑄鐵管 的塑性和延展性;硅還可以溶解在鐵中并強(qiáng)化金屬基體,提高球墨鑄 鐵管的硬度和強(qiáng)度。 因此球墨鑄鐵管中的硅主要是以孕育的方式加 入。為了更好的發(fā)揮硅的作用,在生產(chǎn)中硅以三次孕育的形式加入:首 先是球化包內(nèi)孕育,其次是隨流孕育,然后是管模粉孕育。并且這三次 孕育都以瞬時孕育的效果,因此在球化包內(nèi)孕育前爐內(nèi)的硅要調(diào) 質(zhì)到一個合適的量,由實驗表明爐內(nèi)的硅一般調(diào)到0.8 —丨.2%之間,如 果爐內(nèi)的硅調(diào)到低于0.8^,在球化包內(nèi)就要加入更多的孕育劑,這樣 球化后的鐵液降溫太大,不利于澆注; 在球化包內(nèi)加入的孕育劑相對就會減少,這樣孕育效果就會大大降 低,并且硅在高溫的爐內(nèi)還會被燒損,其反應(yīng)方程式為51+2^01=5102結(jié)果會使鑄管中的終硅量減少,影響鑄管力學(xué)性能。
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在管道防腐的研究中,圣戈班穆松橋一直走在世界的前列,并在1938年早開始了鋅層的研究。經(jīng)過多年的無數(shù)種材料的反復(fù)試驗,終找到了廉價的適用于決大多數(shù)情況下的防腐材料——鋅,并在1958年正式地在其管道產(chǎn)品上采用鋅層防腐。
如今,鋅層外層防護(hù)已經(jīng)在世界范圍內(nèi)被證明為有效的防腐措施之一,可以有效地延長管道的使用壽命。圣戈班穆松橋通過研究發(fā)現(xiàn),外防腐組成方式:鋅層+瀝青漆具有密不可分優(yōu)良的防護(hù)效果,其中的鋅層起著決定性的作用。在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 545:1994《供水球墨鑄鐵管、管件》第4.4.2.2條中,以及在國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8179 – 1:1995(E)《球墨鑄鐵管——外涂層——部分》第4.4條中都有明確規(guī)定:鋅層密度不得低于130g/m2,局部密度不得低于110g/m2。在我國標(biāo)準(zhǔn)GB/T17456——1998中,等效地采用了國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 8179 – 1:1995。我國對鋅層防腐的研究還比較少,而在國外,尤其是圣戈班穆松橋,對鋅層防腐研究已經(jīng)有60多年的歷史。在圣戈班穆松橋的內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)中,將鋅+瀝青外防腐形式確定為球墨鑄鐵管基本的標(biāo)準(zhǔn)外防腐層,并適用于絕大多數(shù)的土壤類型,同時這也是歐洲等發(fā)達(dá)的球墨鑄鐵管的標(biāo)準(zhǔn)外防腐模式。
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