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球墨铸铁管生产、应用及防腐现状

时间:2018/2/22 10:32:48 访问人数:

一、球墨铸铁管国内外生产情况铸铁管是供水管网使用量最多的一种管材。目前世界上每年铸铁管的产量约700万吨,并每年以3%的速度递增。国外工业发达国家从六十年代开始逐渐淘汰了普通灰口铸铁管,普遍采用了球墨铸铁管,现在产量约600万吨,产品规格为DN50~2900ram,其中美国年产量150~180万吨,日本年产量90万吨,法国年产量60~80万吨,德国年产量40万吨,英国年产量20万吨。法国莫松桥公司、日本久保田公司为世界上规模较大、技术先进的球管生产厂家。我国台北市在1996年敷设3412km管道中,球墨铸铁管占84.82%.日本东京市在城市供水管网中,球墨铸铁管约占90%.美国近几年内,年安装供水管道23万km,球墨铸铁管占47.7%.目前,世界球管年需求量在650万吨以上。目前球墨铸铁管生产技术发展方面,世界上大体有三种模式。如西欧、加拿大等国家采用的水冷金属型离心铸管技术生产各类管材;日本则对DN*300mm管用水冷金属型离心铸造技术,而大口径管用树脂砂型离心铸造技术;前苏联地区对DN:S300mm管用水冷金属型离心铸管技术,大口径管用半连续铸造技术。

  我国城供水管材的生产与应用落后于西方发达国家。过去,*水工程多采用灰铁管、水泥管及钢管等。

  我国1985年开始从德国、美国等引进了水冷金属型离心铸管技术及设备。国内也自行研制开发了水冷金属型、热模法及树脂砂衬离心球管工艺生产线。我国目前有铸管厂200多家,年产量约150多万吨。

  大连万通工业设备有限公司铸管装备部主要从事水冷金属型离心铸管法(DN100~1000rara)和热模树脂砂(或涂料)衬离心铸造(DN100~24000)球墨铸铁管生产技术咨询和装备的制造。公司铸管装备部拥有一批在中国球墨铸铁领域从业时间最长、技术最先进、实践经验最丰富的专业技术人员。他们在消化吸收引进的球墨铸铁管生产线的基础上,充分考虑中国国内及东南亚、中东等国家铸管行业的特点,不断改进和完善各种设备的性能,在保证设备生产的产品符合国际标准的基础上,使设备在规格配置、自动化、性能/价格比、运行稳定性、对生产环境的适应性等方面都能满足客户的需要。几年来,在全体员工的一致努力下,公司先后为海内外的众多客户提供了诸如离心铸管机、退火炉、精整线设备、管模维修设备等球墨铸铁生产线的各种主体设备。设备部在提供设备的同时,还为客户提供建厂的可行性分析、工艺布置、产品规划等咨询服务。

  目前规模最大、规格最全的是新兴铸管。其年生产规模已达到70万吨,40%的产品出口到世界55个国家和地区,国内市场占有率为50%.2004年4月27日,新兴铸管股份有限公司成功并购了芜湖钢铁厂和芜湖焦化制气有限责任公司,创立芜湖新兴有限责任公司。此前,我国第一根直径3米的巨型球墨铸铁管在新兴铸管工业区诞生。这根巨大的球铁管采用U形接口,长8.15米,重29余吨,小型汽车可以从管内穿过,是迄今为止世界上最大的球墨铸铁管。自上个世纪90年代以来,新兴铸管公司依靠技术创新和管理创新,自主研制出拥有核心技术的"新兴铸管",并迅速跻身世界铸管行业三强。

  新兴铸管这次并购旨在外延扩张,减少公司投资强度。通过收购,充分利用与芜湖钢铁厂较为完整的烧结、炼焦、炼铁等生产设施资源,迅速实现战略性规模扩张。新兴铸管对并购资产进行重组整合,发挥技术创新和管理优势,对芜湖钢铁厂进行分期大规模的技术改造,使芜湖钢铁厂形成年产30万-50万吨铸管、80万吨优质钢材、30万台汽车铸件的生产基地。这样,加上公司现有铸管生产能力80万吨,可以形成110万吨铸管的生产规模。新兴铸管确定在2-3年内达到球墨铸铁管世界第一的目标就能够实现。

  新兴铸管的成功并购,给业界企业提供了有益的启示:一是企业要做大做强,必须处理好因产品结构调整、规模扩大引发的生产场地、资源、市场空间等制约发展的瓶颈问题。这次并购提高了企业对市场的快速反应能力,降低了生产和交易成本,强化了离心球墨铸管这一市场前景广阔的主导产品,同时对钢材品种结构进一步调整,避免了简单的规模扩张。整体并购企业,将其设备、厂房转化为生产高效益的产品。被并购企业优越的地理位置和良好的发展环境,将大大降低新兴铸管的生产成本和运输成本,可以灵活应对市场。

  二是紧紧把握技术创新这个关键。新兴铸管的发展目标是铸管、优钢特钢和铸件,它开发研制的许多新技术、新产品、新工艺将在芜湖钢铁厂闪亮登场。行业技术制篼点决定了这次并购的高起点。三是注重管理制度和管理理念的整合。并购后着力进行管理重组和流程再造,进行企业资源的优化整合。

  最近,该厂又开发出具有独立知识产权的离心球墨铸管工艺技术及设备。在产品规格上、特殊防腐涂层上、质量及技术经济指标上、整个管网的产品配套上,特别是在篼速离心机开发、精密浇铸控制技术等方面都走在了世界前列。

  二、球墨铸铁管在我国的应用及优势球墨铸铁管是替代输油、输气、输水管道传统产品的高新技术产品。球墨铸铁管——强度高、韧性好、抗腐蚀能力强、安装施工方便等优点,已被愈来愈广泛地应用。在我国城市供水管网中,铸铁管占80%以上,近几年逐渐淘汰了灰口铸铁管,大量使用球墨铸铁管。根据有关资料分析,目前我国需用铸铁管150~200万吨/年,其中离心球墨铸铁管市场需求达到120~150万吨,并且显现出较高需求增长势头。

  球墨铸铁管在国外已有几十年的应用历史了,国内虽然起步较晚,并且缺乏相应的规范标准和生产规模,但近年来,开发应用的速度较快。合肥市是从1991年下半年开始使用球墨铸铁管的。截止目前,已安装并通水使用的球墨铸铁管为68.2km,其中约3km为连铸球管,主要是DN300mm以上的口径管材,管材等级均为K9级,采用T型柔性接口,这些管道在安装竣工后,全都进行了分段水压试验,试验压力在0.8-l.OMpa之间,除一根DN600imn的管材出现螺旋状裂纹外,其余全都是一次性试压合格。这根出现裂纹的管材,经与生产厂家共同测试分析,属球化率不合格,其原因,据厂家介绍是由于铁水包在输送浇铸过程中突然停电所致。经合肥自来水公司安装通水的所有球墨铸铁管,役龄均在半年至五年之间,除3km连铸球管一段发生过两次钢性接口涌漏外,离心球管至今一直未发现过有管体爆裂和接口漏水现象。\球墨铸铁管在抗拉、抗弯、硬度、延伸率、耐冲击性及水压试验等方面的技术性能都大大优于灰铸管和砼压力管,而在耐腐蚀性能及使用寿命方面又优于钢管,从灰铸管、钢管和球墨铸铁管的力学性能看,球墨管的抗拉、抗压强度比灰铸管篼出一倍以上,比钢管也要高出许多。由于球墨铸铁管采用了T型柔性接口,有良好的密封性和可挠性,且管材本身就具有较大的延伸率,使管道具有较好的柔性,因此,在埋地的管道中能够接受少量的不均匀沉淀,改善了管道及周围土壤的受力状态。另外,管道因受水温变化而引起的伸缩在接口内也可以被吸收一部分,不会导致接口漏水。

  球墨铸铁管每吨的单价虽然比灰铸铁篼出很多,但球墨铸铁管的管壁较薄,且管径愈大和灰铸铁管壁厚相差也就越大,如按单位长度的造价计算,根据我们的初步统计,管径在DN20(km以下的管材,球墨铸铁管的价格明显高于灰铸铁,且口径越小,价格高出愈多,管径在DN300mm以上,球墨铸铁管的价格接近甚至低于灰铸管价格,且管径愈大,价格愈低。另外,由于球墨铸铁管的延伸率较大,而灰铸铁的延伸率为零,在运输装卸过程中,灰铸铁的破损率也明显篼于球墨铸铁管,而砼压力管的破损率则更高。

  三、球墨铸铁管材的质量控制球墨铸铁管不同于灰铸管的铸造,它是铸管行业的篼科技产品,它从原料选择及每道工序的质量控制都有严格的要求。球墨铸铁的原材料要求含磷矣0.1%、含硫矣0.015%,否则应有脱磷、脱硫措施。熔炼的铸铁铁水,在以电炉提篼铁水温度达1550*左右。随之添加镁、钙、铈等碱土金属的球化剂,使含在铸铁中的石墨组织从片状变球状。添加球化剂后的铁水应以光谱仪快检验铁水中主要化学元素的含量及金相分析。主要化学元素应符合要求(碳3.6~3.75%;硅1.8~2.1%;磷矣0.05%;硫矣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;渗碳体矣1%;小口径管铁素体>90%,大口径管为85%左右(球光提控制在8~12%内)。

  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为多7%)。根据IS02531-91国际标准的要求,这种球墨铸铁管的力学性能指标为;抗拉强度多420MPa;抗弯强度>590MPa;屈服点强度>300MPa;布氏强度矣230.根据IS08179-1995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,规定喷锌量多130g/m2,焦油沥青喷涂厚度约0.08mm.现在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IS04179-1985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。

  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二次机械加工,使管件质量赶上了管材的质量。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、浇铸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,都应该核。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。

  四、球墨铸铁管的防腐问题球墨铸铁管的防腐直接关系到管道的长期的使用性和安全性,因此是衡量管网技术及运行的一个重要指标。据10个典型城市调结果显示,我国城镇供水管网静漏失率达到12-13%,远远超过了国家要求城市漏失率控制在6%以下的标准,所以管道防腐一直是当前一个热门的课题。目前,球墨铸铁管采用水泥内衬作为防腐形式,锌加沥青作为外防腐形式,并在生产工艺中已经制作完成,无须在施工安装后进行防腐处理。这已成为国内外球墨铸铁管生产厂家的通用做法,防腐效果也十分明显。

  在管道防腐的研究中,圣戈班穆松桥一直走在世界的前列,并在1938年最早开始了锌层的研究。经过多年的无数种材科的反复试验,最终找到了廉价的适用于在绝大多数情况下的防腐材料——锌,并在1958年正式在其管道产品上采用锌层防腐。如今,锌层外层防护已经在世界范围内被证明为最有效的防腐措施之一,可以有效地延长管道的使用寿命。圣戈班穆松桥通过研究发现,外防腐组成方式:锌层+沥青漆具有密不可分优良的防护效果,其中锌层起着决定性的作用。在欧洲标准EN545:1994《供水球墨铸铁管、管件》第4.4.2.2条中。以及在国际标准IS08179-1:1995(E)《球墨铸铁管——外涂层——第一部分》第4.4条中都有明确规定:锌层密度不得低于130g/m2,局部最低密度不得低于110g/m2.在我国国家标准GB/T17456——1998中,等效的采用了国际标准IS08179-1:1995.(下转第38瓦)相价4此it矣900美元/千充安泰科讯铟价正以超乎想象的速度和目标上涨。MB9月23日消息,贸易商认为,铟价已经成功突破800美元/千克,估计将很快逼近900美元/千克。

  一些贸易商反映,今年年初可以300美元/千克的价格买到铟,之后由于需求强劲,铟价上涨迅速,相信钢价还将继续上涨。有些贸易商说,目前在800-850美元/千克可以买到,一些贸易商则说还要付出更篼的价格才能真正买到。一位英国的贸易商说:"目前,铟市场基本面很积极,价格没有停止上涨的征兆,因为需求还是那么强劲".他还说:"目前的价格并不是天价,人们脑海里想的目标是达到1000美元/千克,我估计这已经为时不远了","就像一列快速行驶的火车,在到达终点之前,中间并没有太多的站台可停".有人反映,一位中国生产商最近曾经答应一位贸易商以800美元/千克的价格供应200千克,但是现在又拒绝供货,因为他知道价格还在上涨。一些贸易商公开表态不到900美元/千克不卖。一位美国的贸易商说,目前交易量很少,估计很快交易量会增加,因为日本用户将返回市场他们已经坚持了足够长时间,不久将被迫返回市场以充实库存".对日本用户来说,面临的最大问题是自己想保证长期合同,但生产商则不愿意供应。价格上涨如此之快,谁也不知道明年这个时候价格会涨到什么程度。(冯君从)供A量增如叙价皮软安泰科讯MB9月25日消息,因为供应增加,铋价有疲软迹象,中国供应的价格在3.40-3.50美元/碎。

  一位英国的贸易商说,一些生产者在了结库存,最近铋价有些低落,在3.65-3.80美元/磅的水平几易其手。一些生产商需要在10月份之前变现,何况有一些多余的库存。

  一位伦敦的贸易商同意上述的观点,他认为需求下降是导致价格回落的原因之一。某贸易商认为,夏季之前,中国人刚把铋价炒起来,但大用户的需求没有他们预期的那样多,因此不得不降低价格。(冯君从)(上接第41页)在圣戈班穆松桥的内部标准中,将锌+沥青外防腐形式确定为球墨铸铁管基本的标准外防腐层,并适用于绝大多数的土壤类型,同时也是欧洲等发达国家的球墨铸管的标准外防腐模式。对球墨铸铁管来说,到目前为止,锌加沥青的外防腐应是最好的也是最基本的防护材料。锌层在防腐性能上发挥着及其重要的作用:*方面,形成的致密的不溶解保护膜附着在管壁上,可以很大程度地减少电化学合格微生物的腐蚀;另一方面,金属锌还具有抗冲击的塑性变形能力,加强对管道的保护。锌+沥青防腐效果很好:锌与铸铁之间以及锌与沥青之间具有很好的粘合性,给管道与外界筑起了青媒介作用,促使锌盐的转变以及自我愈合性的迁移,进一步扩大了防护能力,使得可能出现的创伤得到及时的修复。所以锌与沥青的有机结合产生了完美的防护效果,两者缺一不可。仅采用沥青塑性材料的外防腐的球墨铸铁管道,在防腐过程中受到周围土壤所施加的应力作用以及温差变化的影响,容易产生穿透防腐层的不规则裂纹,造成防腐失效。在创伤处由于缺乏锌层独特的自我愈合作用,管道基本失去了应有的保护,造成腐蚀。

  目前,我国的有些球墨铸铁管的使用单位,没有意识到锌层防腐的重要性。为了节省投资,人为地省去锌层,仅采用单层沥青防护。从长远的经济角度来看,这是得不偿失的,大大地缩短了管道的使用寿命,并给管道的安全性埋下隐患。对于腐蚀性较强的地区的管道铺设,还应在基本防护层的基础上,外加聚乙烯膜套,或聚亚安酯涂层,或聚乙烯涂层等形式,来进行特殊保护。

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