劉仁學(xué)
（山西臨汾煤氣公司，臨汾 041000）

　　摘要：介紹了鑄鐵管裂縫的產(chǎn)生原因，鑄鐵管的焊接特點(diǎn)及焊接方法。
　　關(guān)鍵詞：鑄鐵管；裂縫；焊接
　　中圖分類號(hào)：TU821.2TG444⁺.1
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B
　　文章編號(hào)：1009-2455（2000）04-0039-02

　　鑄鐵管因其造價(jià)低，耐腐蝕而被廣泛地應(yīng)用于給水工程中。但是鑄鐵管由于其本身存在的缺陷也帶來(lái)一些經(jīng)常性問(wèn)題，其中鑄鐵管裂縫是最常見(jiàn)的。筆者調(diào)查過(guò)鑄鐵管在送水、試水打壓過(guò)程中的爆管現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)鑄鐵管爆管后，管體縱向裂縫占80%以上，所以說(shuō)鑄鐵管由于裂縫而中止使用的現(xiàn)象經(jīng)常可能發(fā)生，而供水企業(yè)往往采用換管的做法來(lái)恢復(fù)送水。由于不掌握對(duì)鑄鐵管裂縫采用電弧冷焊的技術(shù)，長(zhǎng)期以來(lái)形成的鑄鐵難焊的習(xí)慣思想，使焊接鑄鐵管裂縫的這一做法得不到普及和維護(hù)。其實(shí)，換管帶來(lái)的是費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢且后遺癥大，因?yàn)閾Q管大多數(shù)將管材改為鋼管，這樣做，管道的腐蝕速度就大大加快了。

1　鑄鐵管易出現(xiàn)裂縫的原因

　　鑄鐵管中，尤其是連續(xù)鑄鐵管中，C、Si含量均較高，使基本組織形成大量的片狀石墨，在拉應(yīng)力作用下，片狀石墨的尖角處形成應(yīng)力集中點(diǎn)較多，先從尖角處破裂，并迅速發(fā)展，導(dǎo)致管壁整體裂縫。
　　同時(shí)，由于連續(xù)鑄鐵管在鑄鐵時(shí)冷卻速度較快，內(nèi)壁形成了占壁厚1/3的樹(shù)枝狀骨架，而且彌漫著許多未長(zhǎng)大的石墨，脆性增大，遇到流體壓力突變，或因施工不當(dāng)存在潛應(yīng)力時(shí)，白口層很容易脆斷，從本質(zhì)上大大降低了管體的抗拉強(qiáng)度。
　　特有的冶金工藝及材料組織決定了鑄鐵管破壞后多數(shù)以裂縫的形式出現(xiàn)。

2　鑄鐵管電弧冷焊的焊接特性

2.1　鑄鐵溶化后，如冷卻速度過(guò)快，在熱影響區(qū)易出現(xiàn)白口組織，所以鑄鐵焊接時(shí)，裂縫傾向大。
2.2　鑄鐵含碳量相對(duì)較高，碳在焊接時(shí)被氧化成CO₂體，易形成氣孔。
2.3　鑄鐵管壁中含有C、S、P等元素，焊接時(shí)可能熔化到焊縫中，改變了焊縫的金相結(jié)構(gòu)，也易產(chǎn)生裂紋。
2.4　鑄鐵在焊接熔化后，液態(tài)金屬流動(dòng)性差，嚴(yán)重妨礙了熔合，容易產(chǎn)生焊接缺陷。
　　上述焊接特點(diǎn)，并不為大多數(shù)人掌握，所以鑄鐵管焊接后，再次裂縫使人們對(duì)鑄鐵管焊接采取回避的態(tài)度。

3　鑄鐵管裂縫的焊接步驟

3.1　將裂縫處烘干。自來(lái)水或企業(yè)供水的鑄鐵管一旦出現(xiàn)裂縫必然要中斷供水，因此采取措施的第一步是調(diào)整閥門和管網(wǎng)運(yùn)行方式，將裂縫管從輸水管網(wǎng)中隔離，裂縫管被隔離后，經(jīng)過(guò)泄水過(guò)程，最終使管道內(nèi)完全無(wú)水，在焊接前首先要將裂縫處烘干，烘干的方法一般是氧氣烘烤或點(diǎn)木材燒烤，值得一提的是如果裂縫在短時(shí)間停不住水，一定要考慮提前泄水的方法，總之使焊接處做到無(wú)水、干燥。
3.2　將裂縫處刷干凈找出裂縫端點(diǎn)。鑄管的裂縫一般是順著管道軸向，長(zhǎng)度大于2m，與受力有關(guān)。用鋼絲刷和扁鏟將裂縫兩側(cè)的鐵皮、鐵銹、瀝青等污物清理干凈，見(jiàn)金屬本色，找見(jiàn)裂縫的端點(diǎn)位置。
3.3　鉆止裂孔。在裂縫端點(diǎn)各鉆一個(gè)止裂孔。止裂孔直徑Φ3mm～Φ8mm、孔深＞6mm，可鉆穿，止裂孔直徑與鑄管壁厚有關(guān)，管壁越厚，止裂孔直徑越大，孔越深；裂縫越寬，孔徑越大。
3.4　打坡口。沿裂縫用手提砂輪開(kāi)出坡口，坡口寬度上口15～20mm，深度＞10mm，管壁越厚，坡口越大、越深。
3.5　焊接
3.5.1　選用鑄508，鑄512或自制鐵銅焊條。自制鐵銅焊條是在紫銅管中穿鎳鉻不銹鋼絲，外涂自己配制的藥劑，風(fēng)干4～6h在電爐中烘烤兩次，即可使用。
3.5.2　焊接電流盡可能采用小電流，但要保證焊縫和母材熔合，具體電流數(shù)值可參考表1中數(shù)據(jù)。

表1 焊條直徑與焊接電流的匹配 焊接直徑/mm 2.5 3.2 4.0 焊接電流/A 60 ～80 10～100 120～140

3.5.3　焊接方法。
　　采用“短段、斷續(xù)、分散焊”的辦法，即每一道焊縫要短，不能連續(xù)焊接，整條裂縫先焊好幾個(gè)點(diǎn)段，點(diǎn)段長(zhǎng)度視裂縫長(zhǎng)度而定，一人焊，另一人配合，當(dāng)熄弧后，立即用小錘(0.5-1.0kg)輕快地錘擊焊縫，以消除焊縫收縮力，同時(shí)使焊縫組織致密，錘畢清理，當(dāng)焊縫冷卻到大約60℃?這個(gè)溫度可以用手摸觸焊縫，也可以用紅外線測(cè)溫儀測(cè)量?，再焊下一道，直至裂縫坡口填滿，然后逐漸把點(diǎn)段連接起來(lái)，最后焊止裂孔。
　　焊接過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)有缺陷，立即用砂輪打掉，重焊。
3.5.4　冷卻速度要慢
　　為了防止鑄鐵管焊接后冷卻過(guò)快，再次出現(xiàn)裂縫，應(yīng)當(dāng)事先準(zhǔn)備好熟石灰粉，全部焊完后，立即用熟石灰粉把補(bǔ)焊部位埋沒(méi)，緩慢冷卻8～10h。
　　鑄鐵管裂縫采用電弧冷焊是個(gè)發(fā)展方向，各地供水工作者應(yīng)盡快掌握此項(xiàng)技術(shù)，進(jìn)一步推廣鑄鐵管的使用范圍。

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作者簡(jiǎn)介：
劉仁學(xué)(1961-),男，工程師，聯(lián)系電話0357-2025177。