鑄鐵管道的帶壓開孔操作方法

鑄鐵不是純鐵，它是一種以Fe、C、Si為主要成分且在結(jié)晶過程中具有共晶轉(zhuǎn)變的多元鐵基合金?；瘜W(xué)成分一般為：C2.5％—4.0％、Si1.0％一3，0％、P0.4%～1.5％、S0.02％—02％。為了提高鑄鐵的機(jī)械性能 ，通常在鑄鐵成分中添加少量Cr、Ni、C。、Mi、等合金元素制成合金鑄鐵。

在供水管道、污水管道、城市排水等管道多見鑄鐵這種材質(zhì)，對鑄鐵管道進(jìn)行帶壓開孔時要對管道進(jìn)行分類并根據(jù)不同的管道材質(zhì)制定相應(yīng)的帶壓開孔方案：



1.鑄鐵管的分類

在鑄鐵中，碳有滲碳體（Fe3C）和石墨（G）這兩種存在形式。按其存在形式不同，以及根據(jù)鑄鐵在結(jié)晶過程中碳的析出狀態(tài)以及凝固后斷口顏色的不同，鑄鐵可分為以下幾類：

1.1白口鑄鐵管道

碳除少量溶于鐵素體外，大部分以化合態(tài)的滲碳體析出，管道的斷口呈白亮顏色，故稱白口鑄鐵。因其硬度高、脆性大、很難進(jìn)行切削加工，所以對這類管道進(jìn)行帶壓開孔時應(yīng)當(dāng)采用硬質(zhì)合金刀頭的帶壓開孔刀和中心定位鉆進(jìn)行作業(yè)，操作時應(yīng)盡量慢速進(jìn)刀并保持勻速。

1.2麻口鑄鐵管道

麻口鑄鐵管道是指一部分碳以化合態(tài)的滲碳體析出，一部分碳以游離態(tài)的石墨析出，斷口夾雜著白亮的滲碳體和暗灰色的石墨，如同黑、白相間的麻點(diǎn)，故稱作麻口鑄鐵。

麻口鑄鐵管道是在鑄鐵管道生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的由于組織成分不當(dāng)和冷卻速度過快等原因造成，因此種管道承壓力不強(qiáng)一般用于無壓力輸出管道，如污水管道，雨水收集管道等。這類管道在帶壓開孔過程中，其既有白口鑄鐵的性質(zhì)也有灰口鑄鐵的屬性，因此，管道內(nèi)部金相組織較為復(fù)雜，使用硬度較大且耐磨的硬質(zhì)合金帶壓開孔刀具進(jìn)行開孔。

因其內(nèi)部組織不均勻，容易造成管道在帶壓開孔過程中出現(xiàn)局部塊式裂紋。長時間地埋的此類管道尤為注意。

1.3灰口鑄鐵管道

灰口鑄鐵管道大部分碳以游離態(tài)的石墨析出，斷口呈暗灰色，故稱作灰口鑄鐵，性能良好，生產(chǎn)工藝簡單，價格低廉，在管道制造中得到廣泛應(yīng)用。

此外，為了獲得某些特殊性能，應(yīng)使鑄鐵中的常規(guī)元素高干規(guī)定的含量，并且加入一定的合金元素，此稱之為 特殊性能鑄鐵。例如、耐磨鑄鐵、耐熱鑄鐵和耐蝕鑄鐵等。

灰口鑄鐵是管道類應(yīng)用最廣泛的一類鑄鐵，在各類鑄鐵管道的總產(chǎn)量中，灰口鑄鐵占80%以上?；铱阼T鐵的性能除了與成分及基體組織有關(guān)外，還取決于石墨的形狀、大小、數(shù)量以及分布狀態(tài)。按照石墨的形態(tài)不同，又將灰口鑄鐵分為如下三種：

1.3.1普通灰鑄鐵管道

普通灰鑄鐵中的石墨呈片狀，普通灰鑄鐵的牌號采用“灰鐵”二字的漢語拼音字首和一組數(shù)字表示，數(shù)字表示其抗拉強(qiáng)度，如HT100表示抗拉強(qiáng)度不低于100MPa的普通灰鑄鐵。

普通灰鑄鐵按其石墨化程度不同，可有三種不同的基體組織：鐵素體灰鑄鐵、鐵素體─珠光體灰鑄鐵、珠光體灰鑄鐵。普通灰鑄鐵的硬度和抗壓強(qiáng)度主要取決于基體組織，而強(qiáng)度和塑性、韌性則主要決定于石墨的數(shù)量、尺寸大小和分布狀態(tài)。

普通灰口鑄鐵管道在帶壓開孔操作過程中，由于石墨的存在，對帶壓開孔刀具有潤滑，并有助于切削。管道開孔過程中可使用中速或快速開孔操作方式，刀具磨損較小。

1.3.2可鍛鑄鐵管道

可鍛鑄鐵中的石墨呈團(tuán)絮狀，又稱“馬鋼”，是由白口鑄鐵坯件經(jīng)高溫、長時間的石墨化退火，使?jié)B碳體在固態(tài)下分解而獲得的具有團(tuán)絮狀石墨的鑄鐵。

常用可鍛鑄鐵的顯微組織有兩類：一類為F+團(tuán)絮狀G，其中心呈黑灰色，故稱黑心可鍛鑄鐵，牌號為KTH（可鐵黑的漢語拼音字首）和兩組數(shù)字，數(shù)字的含義分別表示最低抗拉強(qiáng)度和最低延伸率。另一類為P+團(tuán)絮狀G，稱為珠光體可鍛鑄鐵，牌號為KTZ（可鐵珠的漢語拼音字首）和兩組數(shù)字，數(shù)字的含義同黑心可鍛鑄鐵。

可鍛鑄鐵具有較高的強(qiáng)度和塑性、韌性，多用于制造一些截面較薄，而且形狀復(fù)雜、工作時受震動，強(qiáng)度、韌性要求稍高的小型零件，但不能用于鍛壓加工。

1.3.3球墨鑄鐵管道

球墨鑄鐵中的石墨呈球狀，灰口鑄鐵在澆注前，進(jìn)行石墨球化處理即可得到球墨鑄鐵，使用的球化劑多為鎂或稀士鎂合金。球墨鑄鐵的牌號采用“球鐵”二字的漢語拼音字首和兩組數(shù)字表示，兩組數(shù)字分別表示抗拉強(qiáng)度和延伸率的百分?jǐn)?shù)，如QT450-05表示抗拉強(qiáng)度不低于450 MPa、延伸率是5%的球墨鑄鐵。

球墨鑄鐵的組織為：鐵素體+球狀石墨、鐵素體和珠光體+球狀石墨、珠光體+球狀石墨三種，球墨鑄鐵既具有灰口鑄鐵的優(yōu)點(diǎn)，又具有可與鋼媲美的機(jī)械性能，用來制造的管道具有較強(qiáng)的抗腐蝕性和抗拉性。

總之，鑄鐵管道在帶壓開孔作業(yè)前應(yīng)當(dāng)將管道的材質(zhì)按以上標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分識清楚，然后再根據(jù)《先鋒管道帶壓開孔操作規(guī)范》中所規(guī)定的操作方法進(jìn)行管道開孔作業(yè)。在球墨管帶壓開孔時，應(yīng)當(dāng)注意馬鞍三通卡子對管道形成的應(yīng)力，尤其是DN800通徑以上的球墨管道，要提前做好支撐和消除應(yīng)力措施，以免在開孔作業(yè)過程中因震動而產(chǎn)生位移，造成滲漏。