CN204042224U - 一种铸铁管 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种铸铁管。其包括管体，所述管体外壁包覆有一纤维增强层；所述纤维增强层的厚度是所述管体的外壁到所述铸铁管的承口的最高面高度的0.1-1.2倍。所述铸铁管的优点在于：克服了现有技术中铸铁管的防腐涂层存在防腐时效短且应用范围窄，或者机械性能差等缺陷，所述铸铁管防腐性能好、机械性能佳。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铸铁管。
背景技术
对于埋地管线的防腐，现有技术中最初采用的是石油沥青、环氧煤沥青或胶带等，随着技术的发展也逐步发展出了一些溶剂型重防腐涂料。然而，这些防腐材料普遍存在费用高、施工要求严格、防腐性能不理想等现象(埋地管线用重防腐涂料的技术发展，现代涂料与涂装，顾宇昕等，2010年13卷第3期，P19-21)。
用于埋地管线的管道中，以球墨铸铁管有一定代表性。
目前用于球墨铸铁管的防腐涂层有普通的金属涂层与有机涂料涂层的结合，具体是在金属涂层上再覆盖一层有机涂料涂层。有机涂料涂层一定程度适当隔绝腐蚀离子与锌层接触，但也不能彻底隔离。而其中的金属涂层，目前主流市场采用喷锌涂层，对球墨铸铁管具有一定的防腐作用。其原理在于，与铁相比，锌的电位更低，更容易发生电化学腐蚀，相当于形成了原电池，从而达到了保护铁的目的。但是，其缺陷在于，当锌完全反应转化为锌盐之后，该涂层就失去了防腐作用；除此之外，锌阳极相对铁保护电位(-0.85V)的激励电压小，只有0.25V，而在土壤中使用一般限制在电阻率ρ＜15Ω·m的范围，因此应用范围较窄(天然气管道牺牲阳极保护技术，上海煤气，石宇熙，2014年第1期，P24-25)。
球墨铸铁管还有单独使用有机涂料涂层进行防腐。常用的有机涂料涂层有环氧涂层或沥青涂层。有机涂料涂层虽然不存在金属涂层那样的问题，但是该类涂层机械性能差，防腐性与厚度相关，只有达到一定厚度以后才能具有显著的防腐效果。厚度增加，必然会导致成本大幅上升。同时在过程中，如果管身出现一点漏涂，会直接在该薄弱点发生腐蚀，从而蔓延至整个管身，最终可能导致管体腐蚀穿孔。
此外，在球墨铸铁管的储存、运输与安装过程中不可避免会遇到堆压、碰撞与摩擦，所以防腐涂层机械性能也是表征涂层性能的重要指标之一，该指标是否合格将直接影响球墨铸铁管的质量，所以防腐涂层的机械性能是铸铁管防腐研究中的重点和难点。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服了现有技术中铸铁管的防腐涂层存在防腐时效短且应用范围窄，或者机械性能差且防腐性与厚度相关，或者生产工艺复杂、效率低且成本高的缺陷，提供一种铸铁管。所述铸铁管防腐性能好、机械性能佳。
本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种铸铁管，包括一管体，所述管体的外壁包覆有一纤维增强层；所述纤维增强层的厚度是所述管体的外壁到所述铸铁管的承口的最高面高度的0.1-1.2倍。
所述铸铁管是本领域常规的铸铁管，其一端是插口，另一端是承口，承口端口径局部放大，其内径比插口端的外径还大些，安装时把管端的插口插入另一管段的承口内。
所述管体的外壁到所述铸铁管的承口的最高面高度是本领域常规的最高面高度，一般可为30±5毫米。
所述管体是本领域常规的铸铁管本体，厚度等级为C级或K级，型号不限，如球墨铸铁管本体DN150-DN600或DN700-DN2000任一种均可。
所述纤维增强层是本领域常规的纤维增强层，较佳地，是纤维增强砂浆层或纤维增强混凝土层。
其中，所述纤维增强层为纤维增强砂浆层时，所述管体与所述纤维增强层之间设有一粘合层；所述纤维增强砂浆层的厚度，较佳地，是所述管体的外壁到所述铸铁管的承口的最高面高度的0.1-0.2倍。
所述粘合层是本领域常规的粘合层，较佳地，是环氧涂料层或纤维布。
较佳地，所述粘合层是环氧涂料层，所述环氧涂料层的厚度是20-300微米。
较佳地，所述粘合层是纤维布，所述纤维布的网格尺寸是5-10毫米。
较佳地，所述管体与所述粘合层之间还设有一防腐层。
其中，所述纤维增强层为纤维增强混凝土层时，所述纤维增强混凝土层的厚度，较佳地，是所述管体的外壁到所述铸铁管的承口的最高面高度的0.2-1.2倍。
较佳地，所述管体与所述纤维增强层之间还设有一防腐层。
所述防腐层是本领域常规的防腐层，较佳地，是金属涂层，或者金属涂层与有机涂料层的堆叠层。
较佳地，所述金属涂层是锌层、Cu-Zn-Al合金层或Zn-Al合金层。
其中，所述金属涂层是锌层时，所述锌层的厚度可为130g/m2-600g/m2，较常使用厚度是130g/m2。
其中，所述金属涂层是Cu-Zn-Al合金层时，所述Cu-Zn-Al合金层的厚度可为200g/m2-600g/m2，较常使用厚度是400g/m2。
其中，所述金属涂层是Zn-Al合金层时，所述Zn-Al合金层的厚度可为200g/m2-600g/m2，较常使用厚度是400g/m2。
较佳地，所述的有机涂料层是环氧涂层；所述有机涂料层的厚度是20-300微米。
较佳地，所述管体内壁上还设有一内衬层。
所述内衬层是本领域常规的内衬层，较佳地，是水泥内衬层，橡胶内衬层，陶瓷内衬层，聚脲内衬层，塑料内衬层，以及环氧玻璃内衬层中的一种或多种堆叠构成的组合层。
较佳地，所述内衬层的内表面上还设有一封面层。
所述封面层是本领域常规的封面层，较佳地，是树脂封面层或沥青封面层；其中，所述树脂封面层较佳地是环氧封面层或丙烯酸树脂封面层。
本实用新型的积极进步效果在于：提供的包覆有纤维增强层的铸铁管防腐性能好、机械性能佳。
附图说明
图1为本实用新型实施例1、3、4铸铁管的横截面结构示意图。
图2为本实用新型实施例2、5铸铁管的横截面结构示意图。
图3为本实用新型实施例6-8铸铁管的横截面结构示意图。
图4为本实用新型实施例9铸铁管的横截面结构示意图。
图5为本实用新型实施例10铸铁管的横截面结构示意图。
图6为本实用新型实施例11铸铁管的横截面结构示意图。
图7为本实用新型实施例12-13铸铁管的横截面结构示意图。
图8为本实用新型实施例1-13铸铁管的纵截面结构示意图。
图9为本实用新型实施例14铸铁管的横截面结构示意图。
具体实施方式
下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本实用新型。
实施例1-13中各原料来源如下：
球墨铸铁管预成型体：购自圣戈班管道系统有限公司。
实施例1
一种铁铸管，如图1和图8所示，包括管体1型号K9，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强层2厚度是2.5毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是环氧涂料层，所述粘合层3厚度是20微米，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.1倍。
实施例2
一种铁铸管，如图2和图8所示，包括管体1型号C25，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层是纤维增强混凝土层，所述纤维增强层2厚度是42毫米，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的1.2倍。
实施例3
一种铁铸管，如图1和图8所示，包括管体1型号K9，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强层2厚度是3毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是环氧涂料层，所述粘合层3厚度是300微米，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.1倍。
实施例4
一种铁铸管，如图1和图8所示，包括管体1型号C25，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强层2厚度是4毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是纤维布，所述纤维布的网格尺寸是5毫米，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.125倍。
实施例5
一种铁铸管，如图2和图8所示，包括管体1型号K7，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强混凝土层，所述纤维增强层2厚度是30毫米，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的1倍。
实施例6
一种铁铸管，如图3和图8所示，包括管体1型号K10，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强层2厚度是7毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是纤维布，所述纤维布的网格尺寸是10毫米，所述管体1和所述粘合层3之间有防腐层4，所述防腐层4是锌层和环氧涂层，所述锌层厚度130g/m2，所述环氧涂层厚度150微米，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.2倍。
实施例7
一种铁铸管，如图3和图8所示，包括管体1型号K10，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强层2厚度是4.5毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是纤维布，所述纤维布的网格尺寸是10毫米，所述管体1和所述粘合层3之间有防腐层4，所述防腐层4是Zn-Al合金层，所述Zn-Al合金层厚度400g/m2，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.15倍。
实施例8
一种铁铸管，如图3和图8所示，包括管体1型号K10，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强层2厚度是6毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是纤维布，所述纤维布的网格尺寸是10毫米，所述管体1和所述粘合层3之间有防腐层4，所述防腐层4是Cu-Zn-Al合金层所述Cu-Zn-Al合金层厚度400g/m2，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.2倍。
实施例9
一种铁铸管，如图4和图8所示，包括管体1型号K9，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强层2厚度是5毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是环氧涂料层，所述粘合层3厚度是20微米，所述管体1内壁上有内衬层5，所述内衬层5是水泥内衬层，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.16倍。
实施例10
一种铁铸管，如图5和图8所示，包括管体1型号C20，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强混凝土层，所述纤维增强层2厚度是6.5毫米，所述管体1内壁上有内衬层5，所述内衬层5是橡胶内衬层和陶瓷内衬层堆叠构成的组合层，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.2倍。
实施例11
一种铁铸管，如图6和图8所示，包括管体1型号C20，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强砂浆层2厚度是3.5毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是环氧涂料层，所述粘合层3厚度是20微米，所述管体1内壁上有内衬层5，所述内衬层5是水泥内衬层，所述内衬层5内表面设有封面层6，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.1倍。
实施例12
一种铁铸管，如图7和图8所示，包括管体1型号C20，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强层2厚度是5.5毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是环氧涂料层，所述粘合层3厚度是150微米，所述管体1和所述粘合层3之间有防腐层4，所述防腐层4是Cu-Zn-Al合金层，所述Cu-Zn-Al合金层厚度200g/m2，所述管体1内壁上有内衬层5，所述内衬层5是水泥内衬层和聚脲内衬层、塑料内衬层和环氧玻璃内衬层堆叠构成的组合层，所述内衬层5内壁一侧设有封面层6，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.18倍。
实施例13
一种铁铸管，如图7和图8所示，包括管体1型号C20，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强砂浆层2厚度是7毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是环氧涂料层，所述粘合层3厚度是20微米，所述管体1和所述粘合层3之间有防腐层4，所述防腐层4是Cu-Zn-Al合金层所述Cu-Zn-Al合金层厚度600g/m2，所述管体1内壁上有内衬层5，所述内衬层5是水泥内衬层和聚脲内衬层、塑料内衬层和环氧玻璃内衬层堆叠构成的组合层，所述内衬层5内壁一侧设有封面层6，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.2倍。
实施例14
一种铁铸管，如图8和图9所示，包括管体1型号C20，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强混凝土层，所述纤维增强层2厚度是6.5毫米，所述管体1与所述纤维增强层2之间还设有防腐层4，所述防腐层4是Zn-Al合金层，所述Zn-Al合金层厚度400g/m2，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.2倍。
对比实施例1
一种铁铸管，包括管体1型号K9，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强砂浆层，所述纤维增强层2厚度是1.5毫米，所述管体1和所述纤维增强层2之间有粘合层3，所述粘合层3是环氧涂料层，所述粘合层3厚度是20微米，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的0.05倍。
对比实施例2
一种铁铸管，包括管体1型号C25，所述管体1外壁包覆纤维增强层2，所述纤维增强层2是纤维增强混凝土层，所述纤维增强层2厚度是45毫米，所述铸铁管包括承口7，所述纤维增强层2的厚度是管体1外壁到承口7最高面高度的1.5倍。
效果实施例1-2：
对于实施例1-14得到的铸铁管，按照EN 15542-2008标准中7.2.2-7.2.3节记载的试验方法测试铸铁管的机械性能包括拉拔强度与冲击试验，结果如下表所示：
按照EN 15542-2008标准，经拉拔强度试验产品至少应当满足拉拔强度大于等于标准要求0.5Mpa，结果显示实施例的产品拉拔强度均大于0.5Mpa，甚至可以达到1.24Mpa，说明本实用新型所述的铸铁管具有较强的拉拔强度。
由于EN15542中的拉拔冲击试验针对纤维增强砂浆，而非纤维增强混凝土，故含有纤维增强混凝土层的实施例(实施例2,5,10和对比实施例2)并无相应的拉拔实验数据，但是混凝土自身就有较好的强度，加之经过纤维改性，具有更好的抗冲击保护作用。这样，拉拔强度的性能随着纤维混凝土层厚度的增加而增大，表现为厚度越大冲击后所产生的裂纹、碎片或凹坑越不明显甚至没有。
按照EN 15542-2008标准的冲击试验，每1mm厚度的外涂层在承受15焦耳的冲击能量下冲击后无破碎，结果显示，所有的实施例均可以承受标准要求的冲击无破碎，而对比实施例1出现了不同程度的破碎或裂纹，说明对比实施例中的铸铁管承受冲击的能力不及实施例中的铸铁管。
此外，尽管对比例2虽冲击无破碎、无裂纹、无明显冲击凹坑。但涂层厚度较大，导致原材料消耗上升，产品成本增加；同时导致产品重量增加，加剧运输、安装难度；更重要的是涂层厚度越大，涂层的质量风险越大，在生产过程中，稍有环节控制不好极易出现体积裂纹影响涂层质量。
如效果实施例1-2的结果所展示，经过拉拔强度与冲击试验证明应用实施例1-14产品制得的铸铁管具有均明显优于标准要求的抗拉拔、抗冲击性能，这表明，实施例1-14制得的铸铁管的外涂层有较大强度，不仅是外涂层与球墨铸铁管预成型体之间，该外涂层材料本身之间均具有非常好的黏附力、并且微观结构非常致密，由此可知，相较于现有技术中的涂层，其涂层原料组合物成分之间能够相互协同作用制得的外涂层，能够更有效的隔绝腐蚀离子，具有更好的防腐作用。
Claims (10)
1.一种铸铁管，包括一管体，其特征在于，所述管体外壁包覆有一纤维增强层；所述纤维增强层的厚度是所述管体的外壁到所述铸铁管的承口的最高面高度的0.1-1.2倍。
2.如权利要求1所述的铸铁管，其特征在于，所述纤维增强层是纤维增强砂浆层，所述纤维增强砂浆层的厚度是所述管体的外壁到所述铸铁管的承口的最高面高度的0.1-0.2倍，所述管体与所述纤维增强层之间设有一粘合层。
3.如权利要求2所述的铸铁管，其特征在于，所述粘合层是环氧涂料层或纤维布；所述环氧涂料层的厚度是20-300微米；所述纤维布的网格尺寸是5-10毫米。
4.如权利要求2所述的铸铁管，其特征在于，所述管体与粘合层之间还设有一防腐层。
5.如权利要求1所述的铸铁管，其特征在于，所述纤维增强层是纤维增强混凝土层，所述纤维增强混凝土层的厚度是所述管体的外壁到所述铸铁管的承口的最高面高度的0.2-1.2倍。
6.如权利要求2所述的铸铁管，其特征在于，所述管体与所述纤维增强层之间还设有一防腐层。
7.如权利要求1-6中任一项所述的铸铁管，其特征在于，所述管体的内壁上还设有一内衬层。
8.如权利要求7所述的铸铁管，其特征在于，所述内衬层是水泥内衬层，橡胶内衬层，陶瓷内衬层，聚脲内衬层，塑料内衬层，以及环氧玻璃内衬层中的一种或多种堆叠构成的组合层。
9.如权利要求7所述的铸铁管，其特征在于，所述内衬层的内表面上还设有一封面层。
10.如权利要求9所述的铸铁管，其特征在于，所述封面层是树脂封面层或沥青封面层，所述树脂封面层是环氧封面层或丙烯酸树脂封面层。
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20181119 Address after: 243052 No. 1 Cihu Chemical Road, Jinjiazhuang District, Ma'anshan City, Anhui Province Patentee after: Saint-Gobain Pipeline System Co., Ltd. Address before: 243052 No. 1 Cihu Chemical Road, Jinjiazhuang District, Ma'anshan City, Anhui Province Co-patentee before: Saint Gobain (Xuzhou) Co. Ltd. pipe Patentee before: Saint-Gobain Pipeline System Co., Ltd. Co-patentee before: XUZHOU EVERBRIGHT DUCTILE IRON PIPES CO., LTD. |
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| TR01 | Transfer of patent right |