浅谈球墨铸铁管的防腐处理

摘 要：球磨铸铁管的防腐方法多种多样。本文重点介绍管外喷锌、管外喷涂沥青、管内衬水泥、管外喷涂环氧彩漆、管内衬聚脲、管内衬环氧陶瓷6种方法。

关键词：球墨铸铁；防腐；喷涂

一、球墨铸铁管的防腐简介

球墨铸铁管与普通铸铁管对比，不仅保持了普通铸铁管的抗腐蚀性，而且具有强度高、韧性好、壁薄、重量轻、耐冲击、弯曲性能大、安装方便等优点。因此球墨铸铁管在国内外得到了很好的推广使用。在我国很多地区，球墨铸铁管在中、小口径的给水管中已普遍采用。随之而来的，是对球墨铸铁管的防腐要求逐步提高。新的防腐材料、防腐工艺不断涌现，各个生产厂家大显神通，都有自己独到的一套防腐方法。本文作者结合自身经验，不仅详细介绍了传统的防腐方法，对最新的球墨铸铁管的防腐方法和工艺也给予了适当介绍。

二、传统的防腐方法

球墨铸铁管比较传统的防腐方法包括管外喷锌、管外喷沥青、管内衬水泥等。这些方法应用早、技术成熟、工艺简单、产品防腐性能稳定，广泛应用于球墨铸铁管各种规格的防腐。

（一）管外喷锌

1.简述

管外喷锌是在球墨铸铁管退火后，管子温度降到200摄氏度左右时进行的。喷锌的作用有两个方面：第一由于锌的电化学电位比铁低，通过锌的反应，保护球墨铸铁管不发生腐蚀，也就是锌比铁优先腐蚀。第二当锌层受到盐溶液腐蚀时会产生难溶的化合物，如磷酸锌、氯化锌、硫酸锌等，覆盖在管子外表面，从而减缓管子的腐蚀进度。

2.喷涂原理

喷锌工艺一般采用热喷涂法，即喷涂时采用低压大电流电源，将锌丝加热到熔化状态，然后借助压缩空气，将熔化状态的锌喷成雾化状态，并以微小锌滴的状态喷射到管子外壁上，粘附其上。

3.工艺说明

a.锌丝熔化，并被压缩空气吹射时，不能全部粘附到管子外壁上。对原料锌的利用率比较低，一般在35%～65%之间。管子越小利用率越低，另外根据使用喷锌设备的不同，对锌丝的利用率也存在很大差别。

b. 未粘附到球墨铸铁管外壁的锌滴，遇冷空气固话，成雾状散布在喷锌设备附近，造成空气的极度污染。对喷锌设备的操作人员身体健康存在极大的危害。因此，必须有除尘设备跟随喷锌设备一起工作，喷锌设备的操作人员进行操作时一定要佩戴好防护口罩或防护面罩等劳动保护用品。

c.锌涂层应该覆盖整个铸管外表面，不能有斑点或者粘附不牢固等缺陷，否则极易在缺陷处造成腐蚀集中。锌涂层单位面积的重量不应小于130g/m?。

d.对于某些土质比较干燥，腐蚀性不大的土壤，也可以省略喷锌防腐，仅仅使用沥青进行防腐处理。

（二）管外喷涂沥青

管外喷涂沥青是在管子外壁喷涂一层低毒、耐水、耐酸的低污染沥青涂料，使铸管与外界环境隔离，从而达到防腐的目的。管外喷涂不能使用含有高毒致癌物质的煤焦沥青。

管外喷涂沥青时，为了保证沥青能够与铸管外表面坚固地粘附，在喷涂前必须对铸管进行预热，预热温度为80摄氏度，喷涂后为避免沥青涂层流淌，必须在60摄氏度的环境里快速烘干。沥青涂层的厚度一般为70微米。为了提高生产效率，有时会同时使用多把喷枪进行喷涂作业。对于难以喷涂到的部位和喷涂不理想的部位，需要手动涂刷，进行补涂。

（三）管内衬水泥

管内衬水泥是在管子内浇注一定比例的水泥砂浆，然后通过管子的高速旋转产生离心力，使水泥均匀地分布在管子内，并牢固地粘附在管子内壁上，从而达到隔离水与铸管，避免铸管产生锈蚀、污染输送水的目的。由于其成本低，施工简单，目前广泛应用于给水管道。在用于输送污水和其他有腐蚀性的液体时，就需要在管子内壁喷涂其他特种涂料了。

由于水泥砂浆是通过管子的高速旋转产生的离心力使其粘附在管子内表面，砂子为固体颗粒，水泥浆为液态，这样整个水泥衬层剖面为：贴近铸管内壁的地方，也就是旋转半径大的地方，砂子多水泥少；远离铸管内壁的地方，也就是旋转半径小的地方，砂子少水泥多；因此，容易造成水泥砂浆分层，产生水泥衬层脱落现象。随着水泥衬层技术的发展，近年出现使用少量水分的新式喷涂水泥施工法，即：减少水泥砂浆中水的含量，减小水泥砂浆的流动性；不是浇注到铸管内，而是采用螺杆送料泵均匀喷涂到铸管内壁。这样，水泥衬层的分成现象基本避免了！

三、新兴的防腐方法

根据球墨铸铁管输送介质的不同，埋入土壤的土质不同，管道环境不用，对管道的内外防腐都有不一样要求。随着具有各种特性的化工原料出现，球磨铸铁管的内外防腐技术也在不断发展。适应不同环境、适用不同输送介质的耐腐蚀球磨铸铁管纷纷出现在管道施工现场。比较成熟的有管外喷涂环氧彩漆、管内衬聚脲、管内衬环氧陶瓷。

（一）管外喷涂环氧彩漆

管外喷涂的环氧彩漆为双组分液体环氧涂料，使用高压无气喷涂技术，喷涂厚度0.3mm，颜色可以根据客户要求配制不同颜色。喷涂前铸管需要预热到70摄氏度。

（二）管内衬聚脲

管内衬聚脲为双组分防腐涂料，喷涂厚度一般不小于1mm。其固化速度快，最快10s凝胶，10分钟可达步行强度。用于球墨铸铁管内壁防腐时，铸管需要预热到70摄氏度，铸管内壁需要采用G17或者G24钢砂进行抛丸处理，达到Sa2.5。内壁必须光洁、无油污、重皮、氧化皮、锈斑等影响聚脲粘附力的缺陷。喷涂设备选用美国GRACO的专用聚脲喷涂机。在DN80-300规格的铸铁管内喷涂聚脲，需要使用国内研发的专用小管喷枪。

（三）管内衬环氧陶瓷

球墨铸铁管内喷涂的环氧陶瓷是一种三组分的防腐涂料，涂层厚度不小于1.2mm。A料为液体环氧树脂，添加大量石英粉；B料为聚胺类固化剂；C料为催化剂。三种原料的体积比为100：100：1。喷涂后铸管需要继续旋转，大约40分钟后，环氧陶瓷达到表干程度，可以停止铸管旋转，进行静至固化。固化时间根据外界温度不同在4～16小时内变化。固化后，防腐层致密光滑，坚如陶瓷，因此命名为环氧陶瓷。其具有很好的耐水、抗腐蚀和电绝缘性。环氧陶瓷分为黑陶和白陶两种。黑陶用于输送污水；白陶可用于输送饮用水。由于此种涂料内含有大量石英粉，一般的喷枪使用寿命短，因此，需要采用甩盘式喷涂。

四、总结

随着科学技术的发展，球墨铸铁管的防腐方法不断发展、更新，更加细化地适应不同的使用环境、不同的输送介质及不同的客户群体。总体来说，新兴的防腐技术，防腐能力强，原料价格比较贵，喷涂技术要求比较高，而传统的防腐方法技术成熟、原料价格相对低廉。一方面我们要在满足使用要求的前提下采用传统的防腐方法，另一方面加大科研力度，完善新兴防腐技术、降低原料成本，追求更高的性价比。

参考文献：

[1]GB/T 13295-2003，《水及燃气管道用球墨铸铁管、管件和附件》【S】；

[2]ISO 2531：1998，《输水和输气用球墨铸铁管、配件、附件及接头》【S】；

[3]范英俊，《离心球墨铸铁管工艺及装置》，【M】 ，北京，中国科学技术出版社。

作者简介

原艺，女， 1969年09月生，汉族，本科，机械制造工艺及设备专业。现从事非标机械设备的设计工作，机械工程师。