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球墨鑄鐵管的防腐處理
球墨鑄鐵管的防腐處理
摘 要：球磨鑄鐵管的防腐方法多種多樣。
本文重點介紹管外噴鋅、管外噴涂瀝青、管內襯水泥、管外噴涂環氧彩漆、管內襯聚脲、管內襯環氧陶瓷6種方法。
關鍵詞：球墨鑄鐵;防腐;噴涂
一、球墨鑄鐵管的防腐簡介
球墨鑄鐵管與普通鑄鐵管對比，不僅保持了普通鑄鐵管的抗腐蝕性，而且具有強度高、韌性好、壁薄、重量輕、耐沖擊、彎曲性能大、安裝方便等優點。
因此球墨鑄鐵管在國內外得到了很好的推廣使用。
在我國很多地區，球墨鑄鐵管在中、小口徑的給水管中已普遍采用。
隨之而來的，是對球墨鑄鐵管的防腐要求逐步提高。
新的防腐材料、防腐工藝不斷涌現，各個生產廠家大顯神通，都有自己獨到的一套防腐方法。
本文作者結合自身經驗，不僅詳細介紹了傳統的防腐方法，對最新的球墨鑄鐵管的防腐方法和工藝也給予了適當介紹。
二、傳統的防腐方法
球墨鑄鐵管比較傳統的防腐方法包括管外噴鋅、管外噴瀝青、管內襯水泥等。
這些方法應用早、技術成熟、工藝簡單、產品防腐性能穩定，廣泛應用于球墨鑄鐵管各種規格的防腐。
(一)管外噴鋅
1.簡述
管外噴鋅是在球墨鑄鐵管退火后，管子溫度降到200攝氏度左右時進行的。
噴鋅的作用有兩個方面：第一由于鋅的電化學電位比鐵低，通過鋅的反應，保護球墨鑄鐵管不發生腐蝕，也就是鋅比鐵優先腐蝕。
第二當鋅層受到鹽溶液腐蝕時會產生難溶的化合物，如磷酸鋅、氯化鋅、硫酸鋅等，覆蓋在管子外表面，從而減緩管子的腐蝕進度。
2.噴涂原理
噴鋅工藝一般采用熱噴涂法，即噴涂時采用低壓大電流電源，將鋅絲加熱到熔化狀態，然后借助壓縮空氣，將熔化狀態的鋅噴成霧化狀態，并以微小鋅滴的狀態噴射到管子外壁上，粘附其上。
3.工藝說明
a.鋅絲熔化，并被壓縮空氣吹射時，不能全部粘附到管子外壁上。
對原料鋅的利用率比較低，一般在35%～65%之間。
管子越小利用率越低，另外根據使用噴鋅設備的不同，對鋅絲的利用率也存在很大差別。
b. 未粘附到球墨鑄鐵管外壁的鋅滴，遇冷空氣固話，成霧狀散布在噴鋅設備附近，造成空氣的極度污染。
對噴鋅設備的操作人員身體健康存在極大的危害。
因此，必須有除塵設備跟隨噴鋅設備一起工作，噴鋅設備的操作人員進行操作時一定要佩戴好防護口罩或防護面罩等勞動保護用品。
c.鋅涂層應該覆蓋整個鑄管外表面，不能有裸露斑點或者粘附不牢固等缺陷，否則極易在缺陷處造成腐蝕集中。
鋅涂層單位面積的重量不應小于130g/m?。
d.對于某些土質比較干燥，腐蝕性不大的土壤，也可以省略噴鋅防腐，僅僅使用瀝青進行防腐處理。
(二)管外噴涂瀝青
管外噴涂瀝青是在管子外壁噴涂一層低毒、耐水、耐酸的低污染瀝青涂料，使鑄管與外界環境隔離，從而達到防腐的目的。
管外噴涂不能使用含有高毒致癌物質的煤焦瀝青。
管外噴涂瀝青時，為了保證瀝青能夠與鑄管外表面堅固地粘附，在噴涂前必須對鑄管進行預熱，預熱溫度為80攝氏度，噴涂后為避免瀝青涂層流淌，必須在60攝氏度的環境里快速烘干。
瀝青涂層的厚度一般為70微米。
為了提高生產效率，有時會同時使用多把噴槍進行噴涂作業。
對于難以噴涂到的部位和噴涂不理想的部位，需要手動涂刷，進行補涂。
(三)管內襯水泥
管內襯水泥是在管子內澆注一定比例的水泥砂漿，然后通過管子的高速旋轉產生離心力，使水泥均勻地分布在管子內，并牢固地粘附在管子內壁上，從而達到隔離水與鑄管，避免鑄管產生銹蝕、污染輸送水的目的。
由于其成本低，施工簡單，目前廣泛應用于給水管道。
在用于輸送污水和其他有腐蝕性的液體時，就需要在管子內壁噴涂其他特種涂料了。
由于水泥砂漿是通過管子的高速旋轉產生的離心力使其粘附在管子內表面，砂子為固體顆粒，水泥漿為液態，這樣整個水泥襯層剖面為：貼近鑄管內壁的地方，也就是旋轉半徑大的地方，砂子多水泥少;遠離鑄管內壁的地方，也就是旋轉半徑小的地方，砂子少水泥多;因此，容易造成水泥砂漿分層，產生水泥襯層脫落現象。
隨著水泥襯層技術的發展，近年出現使用少量水分的新式噴涂水泥施工法，即：減少水泥砂漿中水的含量，減小水泥砂漿的流動性;不是澆注到鑄管內，而是采用螺桿送料泵均勻噴涂到鑄管內壁。
這樣，水泥襯層的分成現象基本避免了!
三、新興的防腐方法
根據球墨鑄鐵管輸送介質的不同，埋入土壤的土質不同，管道環境不用，對管道的內外防腐都有不一樣要求。
隨著具有各種特性的化工原料出現，球磨鑄鐵管的內外防腐技術也在不斷發展。
適應不同環境、適用不同輸送介質的耐腐蝕球磨鑄鐵管紛紛出現在管道施工現場。
比較成熟的有管外噴涂環氧彩漆、管內襯聚脲、管內襯環氧陶瓷。
(一)管外噴涂環氧彩漆
管外噴涂的環氧彩漆為雙組分液體環氧涂料，使用高壓無氣噴涂技術，噴涂厚度0.3mm，顏色可以根據客戶要求配制不同顏色。
噴涂前鑄管需要預熱到70攝氏度。
(二)管內襯聚脲
管內襯聚脲為雙組分防腐涂料，噴涂厚度一般不小于1mm。
其固化速度快，最快10s凝膠，10分鐘可達步行強度。
用于球墨鑄鐵管內壁防腐時，鑄管需要預熱到70攝氏度，鑄管內壁需要采用G17或者G24鋼砂進行拋丸處理，達到Sa2.5。
內壁必須光潔、無油污、重皮、氧化皮、銹斑等影響聚脲粘附力的缺陷。
噴涂設備選用美國GRACO的專用聚脲噴涂機。
在DN80-300規格的鑄鐵管內噴涂聚脲，需要使用國內研發的專用小管噴槍。
(三)管內襯環氧陶瓷
球墨鑄鐵管內噴涂的環氧陶瓷是一種三組分的防腐涂料，涂層厚度不小于1.2mm。
A料為液體環氧樹脂，添加大量石英粉;B料為聚胺類固化劑;C料為催化劑。
三種原料的體積比為100：100：1。
噴涂后鑄管需要繼續旋轉，大約40分鐘后，環氧陶瓷達到表干程度，可以停止鑄管旋轉，進行靜至固化。
固化時間根據外界溫度不同在4～16小時內變化。
固化后，防腐層致密光滑，堅如陶瓷，因此命名為環氧陶瓷。
其具有很好的耐水、抗腐蝕和電絕緣性。
環氧陶瓷分為黑陶和白陶兩種。
黑陶用于輸送污水;白陶可用于輸送飲用水。
由于此種涂料內含有大量石英粉，一般的噴槍使用壽命短，因此，需要采用甩盤式噴涂。
四、總結
隨著科學技術的發展，球墨鑄鐵管的防腐方法不斷發展、更新，更加細化地適應不同的使用環境、不同的輸送介質及不同的客戶群體。
總體來說，新興的防腐技術，防腐能力強，原料價格比較貴，噴涂技術要求比較高，而傳統的防腐方法技術成熟、原料價格相對低廉。
一方面我們要在滿足使用要求的前提下采用傳統的防腐方法，另一方面加大科研力度，完善新興防腐技術、降低原料成本，追求更高的性價比。
參考文獻：
[1]GB/T 13295-2003，《水及燃氣管道用球墨鑄鐵管、管件和附件》【S】;
[2]ISO 2531：1998，《輸水和輸氣用球墨鑄鐵管、配件、附件及接頭》【S】;
[3]范英俊，《離心球墨鑄鐵管工藝及裝置》，【M】 ，北京，中國科學技術出版社。
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