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球墨铸铁管球化类型包括镁硅系合金、稀土镁硅系合金、钙系合金(日本用的较多),镍镁系合金、纯镁合金、稀土合金。其中为广泛的是稀土镁硅铁合金,钙镁球化剂主要是日本生产和应用,如日本信越(SHIN--ETSU)生产的钙系合金NC5、NCl0、NCl5、NC20、NC25中镁含量从4%~28%(质量分数)变动,但钙含量变化较小,其变化范围为20%~31%(质量分数);此类合金白口倾向小,但要求处理温度高,处理后渣量大。镍镁合金在美洲、欧洲均有应用,这些合金的优点是相对密度大,反应平稳,镍可起合金化作用,价格贵,这种合金在中国较少应用。纯镁合金处理时要用专用的压力加镁包,镁的吸收率高,但处理措施极为严格,生产中应用比较少。 稀土是发明球墨铸铁时使用的球化剂,它的发现推进了球墨铸铁应用的进程。价格高,白口倾向大,过量会使石墨变态,现在已不作为球化剂单独使用,仅作为辅助球化元素。 镁粉和铁粉及所设计的硅含量直接加压成型,这种球化剂中含硅很低,通常称为低硅压块状球化剂,因而为后续的孕育提供了大的余地,有利于生产铸态球墨铸铁,但这种合金易漂浮,处理效果波动大,处理时跟块状球化剂混合使用。将镁粉、铁粉包覆在薄钢板或钢板中,将其快速送入铁液中达到球化目的。这种球化剂较贵,且设备投资大,但处理时合金吸收率高,因此处理球墨铸铁的总成本几乎没有提高。粉状球化剂使用时将镁粉与抑制剂混合放人包内,并使铁液从合金表面上流过,逐层与合金反映达到球化效果,这种专门工艺称之为MC。
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钢管在安装施工时采用现场焊接,为刚性联接。这种联接方式使本来就很棘手的防腐技术更增加了难度,防腐质量难以保证。同时钢管焊接后形成一条很长的导电体,在城镇地下杂散电流和泄漏电流作用下,使钢管产生电腐蚀现象,加剧了对钢管的腐蚀速度。这就是钢管埋于地下寿命只有15~25年的主要原因。如果将钢管埋于腐蚀性强的土壤中,其寿命会更低。比较可知,离心球墨铸铁管的耐腐蚀性能优于钢管,实践应用证明,离心球墨铸铁管使用寿命基于不同的使用条件可达50~100年,是钢管的3~5倍。
埋地球墨铸铁管管道的防腐包括原电池腐蚀、浓差电池腐蚀、点蚀、坑蚀等等。这里,我们着重讨论比较常见的三种腐蚀形式,原电池腐蚀、浓差电池腐蚀以及微生物腐蚀。参与细菌腐蚀的细菌种类有很多,其中危害的是硫酸盐还原菌(SRB)。硫酸盐还原菌是一种以有机物为营养、在厌氧条件下使硫酸盐还原成硫化物的细菌。SRB属厌氧菌,需要在无氧条件下生长,实际上在局部无氧的环境中也能迅速繁殖。 针对上面所述的腐蚀原理及过程,工程中埋地管道的防腐手段主要分三个方面,外敷、内衬及阴极保护。其中,外敷主要有沥青、镀锌、PE胶带等等,内衬主要有树脂、水泥砂浆、塑料等,而阴极保护也分外加直流电源和不加直流电源两种。