武鹏
摘要:球墨铸铁管的高强度、高韧性及耐腐蚀性,具有结构强度大、承压能力强、管身及接口严密、使用寿命长、安装效益好、管材内壁摩阻系数小、输水成本低、施工方便等诸多特点。目前主要用于市政给水、输气,输油等。本文结合笔者工作过的两个项目(卡塔尔CP1项目市政饮用水供水标段和尼日尔重油项目河水引水标段)简单介绍了K9标准T型橡胶接口承插连接类型的球墨铸铁管,并分析了其安装要点与施工的质量控制工作。
关键词:球墨铸铁管;下管;承插
一、球墨铸铁管
球墨铸铁管是铸铁管的一种,质量上要求铸铁管的球化等级控制为1-3级(球化率大于80%),因而材料本身的机械性能得到了较好的改善,具有铁的本质、钢的性能。退火后的球墨铸铁管,其金相组织为铁素体加少量珠光体,机械性能良好,防腐性能优异、延展性能好,密封效果好,安装简易。球墨铸铁管在以往的实际应用中主要以DN800以下小口径管为主,但近年来,由于该种管材的诸多优点得到了社会的广泛认同,在大型的水、气输配工程中DN800以上的球墨铸铁管开始逐步应用,并且在可以预见的将来,大口径球墨铸铁管材的应用必将会越来越多。球墨铸铁管的特性及优点:
(1)强度高、韧性好、抗拉强度是一般灰口铸铁管的3倍以上球墨铸铁管是以镁或稀土镁结合金球化剂在浇注前加入铁水中,使石墨球化,应力集中降低,使管材具有强度大、延伸率高、耐冲击、耐高压。对地质条件差,地震多发区的供水安全有着重要意义。
(2)内壁采用水泥砂浆衬里耐腐蚀、接口胶圈连接具有密封性好抗不均匀沉降等优点。内壁采用水泥砂浆衬里,改善了管道输水环境、提高了供水能力、降低了能耗;管口采用柔性接口,且管材本身具有较大的延伸率(>10%),使管道的柔性较好,在埋地管道中能与管道周围的土体共同工作,改善管道的受力状态,从而提高了管网运行的可靠性。
(3)抗腐蚀性好、寿命长。球墨铸铁管的使用寿命是普通灰口铸铁管的2倍,是钢管的7倍,寿命可达50~150年。
(4)耐高压。球墨铸铁管抗内压和水锤的能力是普通灰口铸铁管的5倍以上。
(5)施工维修方便。球墨铸铁管与普通灰口铸铁管相比,重量轻,接口连接方便,密封性好,而且可以在任何部位开孔焊接。
二、球墨铸铁管施工中的安装要点
(一)安装前清理
安装前应用钢丝刷、棉纱布等仔细清扫管内沙石,清除承口内部及插口外部的油污、飞刺、铸砂及铸瘤等物;检查管节及管件内部内衬有无裂缝、脱落、空鼓等缺陷,如发现应及时修补并经鉴定合格后方可投入使用。检查胶圈,外观应光滑平整,不得有裂缝,破损、气孔、重皮等缺陷,
(二)下管
应按下管的要求将管子下到槽底,通常采用人工下管法或机械下管法,铁路站场内因限制一般采用人工下管法。
(三)承插
T形接口的球墨铸铁管在对口插入前,应先计算好其插入深度(插入深度以管内接缝宽lOmm左右为宜)在插口上做好标记,然后将胶圈均匀地安装在承口相应的凹槽内,使其无变形、无扭曲,再在插口外表面、承口内表面及胶圈上均匀地涂以润滑剂(黄油),注意不要把润滑剂刷到承口内表面,最后对口,将插口端插入承口中,控制其插入深度与先前做的标记相符合。T形接口球墨铸铁管接口胶圈有一定的强度和韧性,在装入承口时有一定的技巧:首先承口胶圈槽内要涂上黄油以利润滑,,把胶圈弯为“梅花形”或“8”字形装入承口槽内,并用手沿整个胶圈按压一遍,或用橡皮锤砸实,确保胶圈各个部分不翘不扭,均匀地卡在槽内。见图一:
(四)管件安装
在铸铁管运至施工现场后,待碎石垫层施工完毕后即可进行管道安装。施工安装时采用吊车将铸铁管从堆放场地吊至管沟内。吊装时,钢丝绳与铸铁管接触处用废旧橡胶或破布垫隔(见图二)以保护铸铁管和防腐层。吊装钢绳应栓牢固,起吊和放下时的速度不宜太快,做到小心轻放,避免摔跌、碰撞管道。
管道安装施工过程中,采用吊车配合倒链安装的施工方法,安装时吊车上下晃动起伏过大或两侧倒链拉力不均匀,管道插入承口深度不一致,极易造成管口损伤,严重甚至造成质量隐患,管道渗漏。因此施工人员在安装过程中一定要听从统一指挥,互相配合,杜绝硬拉强拽现象,有效保护了管道承口端被意外损伤,保证了球墨铸铁管安装施工质量。另外铸铁管在安装时也可采用由无缝钢管、钢绳和手板葫芦组成的三脚架扒杆作少许起吊,起吊高度以铸铁管底高出碎石土垫层5cm为宜。见附图三:
安装过程中,定管、动管轴心线要在一条直线上,否则容易将胶圈顶出,影响安装的质量和速度。 球墨铸铁管承插施工完后卸下扒桿及工具,管道承插处及中部立即回填50cm厚碎石土, 轻夯压实,避免铸铁管在施工时发生偏移。
(五)检查
检查承口插口的位置是否符合要求(用钢板尺伸入承插口间隙中检查胶圈位置是否正确到位),一些管材在承口管上有标线,安装到位时标线刚好与承口平齐,目测即可。
(六)管道水压试验
给水管道铺设完毕后,必须进行管道系统的试压工作,这是管道工程质量检查与验收的重要环节。在水压试验过程中,应注意以下几点:管道试压应分段进行,分段长度不得大于1km。管道穿越河流,铁路、桥梁等处时,应单独试压。管道接口处暂不回填,以便检查和修理。其它部分回填土厚度不应小于0.5米,严禁机械回填。管端及弯头三通、变径处按规定设置混凝土支墩,并进行安全核实,且支墩平面与管道轴线必须垂直。管道试压前必须进行充分浸泡,浸泡时间不得少于24小时。管道注水应由低端注入,在管道高端设置排气阀。充水速度应尽量慢,以使管道内空气全部被挤出。管道升压过程中,应分段进行升压,并随时检查支墩、接口等处,确保不发生意外情况。升压时应逐步升压,每次升压以0.2MPA为宜,每次升压后,稳压后没有问题时再继续升压。试验管段的所有阀门打开,不允许用闸阀做堵板,应制作两端堵头及靠背千斤顶(按推力吨位配置)。水压试验时,管道两端严禁站人。最后,做好试压记录并及时验收。