一、球墨鑄鐵管綠色化發(fā)展

球墨鑄鐵管起源于西方發(fā)達(dá)國家，并應(yīng)用于供水管道工程上，但我國的工程技術(shù)人員將其發(fā)揮到了極致，從市政供水拓展到再生水輸送、然后是市政雨污水輸送、再到長距離引調(diào)水和農(nóng)田灌溉，現(xiàn)在已經(jīng)延伸到了熱力輸送。球墨鑄鐵管之所以在應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展，根本原因在于其綜合的管道工程特性——承載內(nèi)外荷載能力更強(qiáng)，接口的靈活偏轉(zhuǎn)并保持良好密封，使用壽命更長。根據(jù)ISO21053-2019《輸水用球墨鑄鐵管壽命周期分析和循環(huán)利用》，球管預(yù)期使用壽命可以達(dá)到100年。

回望歷史，展望未來，新興鑄管站在歷史之巔，成為全球最大的球墨鑄鐵管制造商，但新興鑄管不會(huì)止步不前，未來將繼續(xù)秉承“在學(xué)習(xí)中成長、在創(chuàng)新中發(fā)展”的企業(yè)理念，打造新質(zhì)生產(chǎn)力，引領(lǐng)鑄管行業(yè)走向綠色化發(fā)展之路。

球墨鑄鐵管綠色化發(fā)展之路將會(huì)圍繞以下三個(gè)目標(biāo)進(jìn)行展開：

保證管道安全穩(wěn)定的運(yùn)行。其要旨并不是管道等級越高越好，而是充分考慮管道的邊界條件，強(qiáng)化管道的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，打造一條安全與經(jīng)濟(jì)并重的輸水管線。

保證管道衛(wèi)生性能。隨著老百姓對美好生活的不斷追求，飲水衛(wèi)生性能要求也會(huì)不斷提高。

保證管道長期使用壽命。只有管道的使用壽命越長，管道的全生命周期成本才會(huì)最低。

二、C級球墨鑄鐵管

球墨鑄鐵管的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)更新上體現(xiàn)出壁厚減薄發(fā)展趨勢。現(xiàn)行的球墨鑄鐵管的歐洲標(biāo)準(zhǔn)和ISO標(biāo)準(zhǔn)，已經(jīng)取消K級管，改為采用C級管，首選C級管要比傳統(tǒng)K9級管更薄，見圖1。我國現(xiàn)行球墨鑄鐵管國家標(biāo)準(zhǔn)中K級管與C級管并行，但明年發(fā)布的新版會(huì)取消K級管，與歐標(biāo)和ISO標(biāo)準(zhǔn)保持一致。C級管取代K級管的目的不是減少管道的安全性，而是將多余的壓力減去，管道成本更低，體現(xiàn)國家倡導(dǎo)的綠色化發(fā)展。

圖1 K9級管與首選C級管承壓對比

我們再看一看管道的環(huán)剛度情況，見圖2。與K9級相比，首選C級管壁厚的調(diào)整主要在中小口徑（DN1000以下），大口徑（DN1000以上）管的環(huán)剛度，幾乎保持平行，即使是DN3000管，它的環(huán)剛度也在12.7 kN/m2，承接外荷載的能力依然很強(qiáng)。

圖2 首選C級管的環(huán)剛度

從管線運(yùn)行的角度來看，壁厚越高越好；從管線投資的角度來看，壁厚越薄越好，那么壁厚該如何選擇呢？這里結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重要作用就會(huì)凸顯出來，安全與投資應(yīng)達(dá)到良好的平衡狀態(tài)，合理壁厚才最重要。為此，我們建議，管線的設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)重視結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：在內(nèi)水壓力作用下，應(yīng)當(dāng)考慮正常工況運(yùn)行壓力條件下和水錘發(fā)生時(shí)壓力劇烈波動(dòng)條件下的兩種狀態(tài)；在外荷載作用下，應(yīng)當(dāng)考慮管道變形和強(qiáng)度校核兩個(gè)指標(biāo)。如果這兩個(gè)作用均可滿足，計(jì)算出的壁厚就是合理壁厚。

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及的公式很多，不利于技術(shù)人員進(jìn)行計(jì)算，為此，新興鑄管推出了免費(fèi)使用的《球墨鑄鐵管工程計(jì)算軟件》，見圖3，目前推出了結(jié)構(gòu)計(jì)算、水力計(jì)算和免支墩長度計(jì)算3個(gè)軟件，明年再陸續(xù)推出非開挖施工的計(jì)算軟件。手機(jī)端使用新興鑄管公眾號(hào)進(jìn)入。電腦端搜索水沫數(shù)云，或者輸入下面網(wǎng)址https://www.shuimore.com/html/shuimore/index.html。

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三、S級球墨鑄鐵管

S級球墨鑄鐵管是新興鑄管推出的全新產(chǎn)品。K級管通過壁厚等級進(jìn)行分級，C級管通過壓力等級進(jìn)行分級，而S級管則是通過徑向剛度（環(huán)剛度）進(jìn)行分級。其主要目的是解決C級管應(yīng)用于無壓管所產(chǎn)生的矛盾，例如，我國城鎮(zhèn)污水是通過重力流進(jìn)行輸送的，C級管表達(dá)方式是承受工作壓力是多少？這樣的概念在污水重力管上沒有意義，而徑向剛度體現(xiàn)的是外荷載的承受能力，表達(dá)最為精確，更容易被技術(shù)人員接受。

S級球墨鑄鐵管有以下三種分級方式，見表1。S級球墨鑄鐵管最直觀的表達(dá)是土壤荷載，可以根據(jù)管道的管頂埋深，再結(jié)合回填土的性質(zhì)和夯實(shí)度，選取相應(yīng)的等級。

表1 徑向剛度等級

——S級管適用于市政雨水、污水或雨污合流球墨鑄鐵管道工程：

——用于雨水管線時(shí)，可以選擇普通硅酸鹽水泥砂漿內(nèi)襯或鋁酸鹽水泥砂漿內(nèi)襯；

——用于污水收集管線時(shí)，推薦使用鋁酸鹽水泥砂漿內(nèi)襯。

四、高強(qiáng)度球墨鑄鐵管

高強(qiáng)度球墨鑄鐵管是新興鑄管在世界上首次推出的綠色低碳產(chǎn)品，與常規(guī)球墨鑄鐵管相比，高強(qiáng)度球墨鑄鐵管實(shí)現(xiàn)了減少碳排放30%以上?；铱阼T鐵管轉(zhuǎn)變成球墨鑄鐵管是管材的一次革命，那么球墨鑄鐵管轉(zhuǎn)變成高強(qiáng)度球墨鑄鐵管也是材料上的再次革新。

中國鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)T/CISA 457-2024《高強(qiáng)度球墨鑄鐵管和附件》于2024年11月5日發(fā)布，于2025年1月1日實(shí)施。最新版GB/T 13295《水及燃?xì)庥们蚰T鐵管、管件和附件》正在編制，討論稿階段，計(jì)劃2025年四季度報(bào)批，預(yù)估2026年上半年發(fā)布實(shí)施。

高強(qiáng)度球墨鑄鐵管有以下技術(shù)特點(diǎn)：

高強(qiáng)球墨鑄鐵，抗拉強(qiáng)度≥550MPa（普通球墨管抗拉強(qiáng)度≥420MPa），屈服強(qiáng)度≥360MPa。

接口為傳統(tǒng)T型，接口密封有保證。

管內(nèi)防腐為：推薦水泥砂漿內(nèi)襯+環(huán)氧密封層，也可以采用普通水泥砂漿內(nèi)襯。

管外防腐為：200g/m2鋅鋁合金涂層（Zn85%+Al15%）+70um金黃色終飾涂層，也可以采用200g/m2鋅涂層+70um金黃色終飾涂層。

五、結(jié)論

球墨鑄鐵管未來的發(fā)展趨勢為壁厚更薄、強(qiáng)度更高、防腐性更強(qiáng)、應(yīng)用場景更加多元化，在保證工程安全的前提下，用更少的成本實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益，為用戶創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，為我國“雙碳”目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。新興鑄管股份有限公司作為球墨鑄鐵管行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)，將肩負(fù)起推動(dòng)行業(yè)發(fā)展的使命，用更多優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品和更完善的服務(wù)回報(bào)客戶的信賴！

編輯：陳偉浩