離心鑄造球墨鑄鐵管內(nèi)壁的水泥砂漿襯層,是保障管道輸水性能、延長使用壽命的核心結(jié)構(gòu)之一。其厚度并非越厚越好,而是需與管道規(guī)格、使用場景精準(zhǔn)匹配,厚度的合理性直接影響襯層及管材整體的
防腐性能、力學(xué)穩(wěn)定性、輸水效率和
使用壽命,具體影響如下:
水泥砂漿襯層的核心功能是物理隔絕水體與鑄鐵管壁的接觸,避免鑄鐵被水(尤其是含氯、硫酸鹽等腐蝕性離子的自來水或地下水)侵蝕產(chǎn)生鐵銹,進(jìn)而污染水質(zhì)或削弱管壁強(qiáng)度。厚度對防腐效果的影響主要體現(xiàn)在兩方面:
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厚度不足的風(fēng)險:
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襯層無法完全覆蓋管壁的微小缺陷(如鑄造時的針孔、劃痕),形成 “裸露點”,這些點位會優(yōu)先發(fā)生電化學(xué)腐蝕,逐漸擴(kuò)大為銹蝕區(qū)域,導(dǎo)致襯層起殼、脫落,最終污染水質(zhì)(出現(xiàn) “黃水”“銹水”)。
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薄襯層抗外界沖擊的能力弱,若管道運輸或安裝時受輕微碰撞,易出現(xiàn)裂紋,腐蝕性水體可通過裂紋滲透至管壁,引發(fā)局部腐蝕。
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厚度合理的優(yōu)勢:
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能形成完整、連續(xù)的隔絕層,有效阻斷水與鑄鐵的接觸路徑,從根源上抑制銹蝕反應(yīng),確保水質(zhì)符合《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2022)。
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對管壁的微小缺陷有 “找平覆蓋” 作用,減少腐蝕隱患點,配合襯層的堿性環(huán)境(水泥砂漿 pH 值≥12),還能對鑄鐵表面形成輕微的 “鈍化保護(hù)”,進(jìn)一步增強(qiáng)防腐效果。
水泥砂漿襯層需與鑄鐵管壁緊密結(jié)合,其厚度直接關(guān)系到襯層自身的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及與管壁的附著力,進(jìn)而影響耐久性:
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厚度不足的問題:
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襯層自身強(qiáng)度低,在管道運行過程中(如水流沖擊、壓力波動、地基輕微沉降導(dǎo)致的管道形變),易出現(xiàn) “空鼓”(襯層與管壁脫離)或開裂,失去保護(hù)作用。
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若管道內(nèi)水流含少量泥沙,薄襯層抗沖刷能力差,易被水流磨蝕變薄,縮短使用壽命。
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厚度過厚的風(fēng)險:
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襯層與管壁的 “熱膨脹系數(shù)差異” 被放大:鑄鐵與水泥砂漿的熱膨脹系數(shù)不同(鑄鐵約 11×10??/℃,水泥砂漿約 8×10??/℃),過厚的襯層在管道啟停、水溫變化時,與管壁的伸縮量差過大,易產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,導(dǎo)致襯層開裂、剝落。
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增加襯層重量,可能降低與管壁的附著力:澆筑時若振搗不密實,過厚的襯層內(nèi)部易形成氣孔,在管道安裝或運行中的振動作用下,易發(fā)生局部脫落。
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合理厚度的作用:
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能平衡 “結(jié)構(gòu)強(qiáng)度” 與 “應(yīng)力適配性”:既具備足夠的抗沖刷、抗形變能力,又能通過自身彈性緩沖鑄鐵與襯層的熱脹冷縮差異,避免開裂,確保長期附著穩(wěn)定。
水泥砂漿襯層的表面光滑度是降低管道水頭損失(水流阻力)的關(guān)鍵,而厚度的均勻性(而非單純厚度)對光滑度影響顯著,進(jìn)而關(guān)聯(lián)輸水效率:
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厚度不均勻的危害:
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若襯層局部過厚、局部過薄,會導(dǎo)致管道內(nèi)壁凹凸不平,糙率系數(shù)(衡量水流阻力的指標(biāo))增大(球墨鑄鐵管標(biāo)準(zhǔn)糙率系數(shù)≤0.013),水流阻力上升,需消耗更多水泵能耗才能維持設(shè)計流量。
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凹凸部位易堆積泥沙、微生物,既進(jìn)一步降低輸水效率,還可能滋生細(xì)菌(如鐵細(xì)菌),影響水質(zhì)。
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合理且均勻厚度的優(yōu)勢:
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可通過規(guī)范的澆筑工藝(如離心成型時的涂料厚度控制、轉(zhuǎn)速匹配)形成光滑平整的內(nèi)壁,確保糙率系數(shù)穩(wěn)定在低水平,減少水頭損失,降低輸水系統(tǒng)的運行能耗。
為平衡上述性能需求,國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)對水泥砂漿襯層厚度有明確規(guī)定,以我國《水及燃?xì)夤艿烙们蚰T鐵管、管件和附件》(GB/T 13295-2013)為例,襯層厚度需與管道公稱直徑(DN)匹配,核心原則是 “大口徑管道襯層更厚”,具體如下(節(jié)選):
標(biāo)準(zhǔn)同時要求襯層厚度偏差需控制在 ±2mm 內(nèi),確保厚度均勻性,從源頭規(guī)避性能缺陷。
離心鑄造球墨鑄鐵管內(nèi)壁水泥砂漿襯層的厚度,是影響管道防腐可靠性、結(jié)構(gòu)耐久性、輸水經(jīng)濟(jì)性的核心參數(shù):
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厚度不足會導(dǎo)致防腐失效、襯層易損、輸水阻力上升;
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厚度過厚會引發(fā)襯層開裂、脫落,反而降低耐久性;
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只有符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、與管徑適配且厚度均勻的襯層,才能最大化發(fā)揮其 “防腐保護(hù) + 效率優(yōu)化” 的雙重作用,保障管道長期穩(wěn)定運行。
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