热力管线用球墨铸铁管、其制备工艺及应用制造技术

本发明专利技术公开一种热力管线用球墨铸铁管，包括：一端设有插口、另一端设有承口的球墨铸铁管体和涂覆于管体外壁的微晶保温层。球墨铸铁管耐腐蚀能力强，替代钢管可使热力管线使用寿命显著延长，安全性显著提高。微晶保温层硬度高、厚度小，保温隔热性能好，既方便管子运输与安装，又降低了热力输送过程的热损失。本发明专利技术还公开了该热力管线用球墨铸铁管的制备工艺。本发明专利技术制备的热力管线用球墨铸铁管无渣眼、砂眼、气孔、缩孔、缩松等铸造缺陷，气密性好，承压能力高，耐腐蚀能力强，大大延长了热力管线的使用寿命，热力管线建设与维护成本明显降低，还能避免高温蒸汽或热水泄漏引发的市政工程设施损坏与人身伤害事故。

【技术实现步骤摘要】
热力管线用球墨铸铁管、其制备工艺及应用
本专利技术涉及一种热力管线用球墨铸铁管、其制备工艺及应用。
技术介绍
目前我国城市和大型工矿企业所用的供热及热力管线，均采用外敷岩棉保温层的钢管铺设，但是这些管线存在以下问题：(1)由于钢管的耐腐蚀能力差，特别是耐电腐蚀能力很差，因此管线的设计寿命都不太长，实际使用寿命往往不到10年，甚至有的4～5年钢管就被腐蚀透，造成高温高压蒸汽外泄，浪费大量的原材料资源和维修维护费用，特别是埋入地下或马路下面的供热和热力管线，维修时需要挖开路面，严重影响城市交通，不及时抢修还很容易造成高温蒸气大量泄漏，引发人员伤亡事故；(2)钢管外敷的岩棉保温层厚度大，使外径增大，运输成本成倍提高；岩棉保温层的强度很低，易造成运输和安装过程的破损，造成损失；(3)热力管线的钢管需要运到现场后焊接、试压等，操作麻烦，施工周期长，施工费用高，加重了市政工程建设投资与日常维修的负担；(4)热力管线的钢管不具备抵御强地震破坏的能力，特别是经过几年腐蚀，管壁变薄后，管子的强度韧性不同程度的降低，此时当管子受到外力的拉伸、挤压、扭曲和重物砸碰时，很容易破坏甚至断裂。因此，目前仍急需一种耐腐蚀能力强、使用寿命长、安装简便快捷、保温隔热效果好、且能抵御强地震破坏的热力管线用球墨铸铁管。
技术实现思路
本专利技术的其中一个目的在于提供一种热力管线用球墨铸铁管，以解决上述技术问题中的至少一个。本专利技术的另一个目的在于提供上述热力管线用球墨铸铁管在热力管线中的应用，以解决上述技术问题中的至少一个。本专利技术的另一个目的在于提供上述热力管线用球墨铸铁管的制备方法，以解决上述技术问题中的至少一个。根据本专利技术的一个方面，提供了一种热力管线用球墨铸铁管，包括：一端设有承口、另一端设有插口的球墨铸铁管体和设于球墨铸铁管体外壁上的微晶保温层。本专利技术热力管线用球墨铸铁管的管体以高韧性的铁素体基体球墨铸铁为基材，耐腐蚀能力强、韧性高，外壁涂覆微晶材料制成的微晶保温层，其保温隔热性能好、强度及硬度高，因此，本专利技术的球墨铸铁管替代钢管用于热力管线铺设时，可使热力管线使用寿命大幅度延长，安全性大幅度提高。而且，微晶材料保温隔热性能好，应用于输送热水和蒸汽，可显著降低输送过程中的热损失，节能降耗。另外，由于微晶保温层的厚度在设置的较传统岩棉保温层的薄时即可达到更好的保温效果，例如设置为10～25mm即可，使得该涂层厚度比岩棉保温层的厚度降低了90％左右，从而使管子的安装外径明显缩小，且微晶保温层的强度、硬度高，不易损坏，方便管子的运输与安装。本专利技术热力管线用球墨铸铁管具有承口和插口，连接时两个相邻球墨铸铁管体之间通过承口和插口连接，采用柔性机械密封接口，且承口和插口的连接处均设有耐高温材料制成的密封胶圈。本专利技术热力管线用球墨铸铁管连接时，其接口形式可以是T型密封接口、S型机械式密封接口、NI型机械式密封接口、KII型机械式密封接口或SII型机械式密封接口；连接时，无需现场焊接，安装施工简便快捷，管线铺设施工的速度可显著提高，管线建设和日常维修的综合成本可显著降低。此外，柔性承插连接的接口密封性能良好，可以使热力管线用球墨铸铁管具有可挠性和良好的伸缩性，因此可以抵抗地震施加给管子的拉伸、挤压、扭曲等外力，增强热力管线用球墨铸铁管道抵御强地震破坏的能力。由此，可以延长热力管线的使用寿命。在一些实施方式中，本专利技术热力管线用球墨铸铁管连接时所用的制备密封胶圈的耐高温材料为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶或聚四氟乙烯。当热力管线用球墨铸铁管应用于输送温度小于120℃的热水或蒸汽时，密封胶圈的材料优选丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶或三元乙丙橡胶，当热力管线用球墨铸铁管应用于输送温度大于120℃的热水或蒸汽时，密封胶圈的材料优选硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶或聚四氟乙烯。本专利技术所述微晶材料又称微晶玻璃或玻璃陶瓷，是指将加有形晶核剂(个别可不加)的特定组成的基础玻璃，通过控制结晶制成具有一种或多种微晶相和残余玻璃相的复合材料，具有防腐、耐热等优异性能，本专利技术实施例中，优选以废玻璃、粉煤灰、非金属矿等为主要原料，加入发泡剂、成核剂和外加剂等，经预热、熔融、发泡、析晶、退火等工艺制成的多孔微晶玻璃，即微晶泡沫玻璃。在一些实施方式中，本专利技术热力管线用球墨铸铁管还可以包括设于球墨铸铁管体内壁上的内衬涂层。由此，可以提高热力管线用球墨铸铁管内壁的耐腐蚀能力。在一些实施方式中，上述内衬涂层的涂覆材料可以是环氧陶瓷或搪瓷，厚度优选为30～150μm。由此，不仅可以提高热力管线用球墨铸铁管的耐腐蚀能力，还能提高热力管线用球墨铸铁管的保温隔热能力。当热力管线用球墨铸铁管应用于输送温度小于120℃的热水或蒸汽时，内衬涂层的涂覆材料优选环氧陶瓷，当热力管线用球墨铸铁管应用于输送温度大于120℃的热水或蒸汽时，内衬涂层的涂覆材料优选搪瓷。在一些实施方式中，本专利技术热力管线用球墨铸铁管还可以包括设于球墨铸铁管体的外壁上的锌涂层，且微晶保温层设于球墨铸铁管体的锌涂层上，锌涂层厚度优选不小于40μm。由此，可以提高热力管线用球墨铸铁管的耐腐蚀能力。在一些实施方式中，本专利技术热力管线用球墨铸铁管还可以包括外防护涂层，外防护涂层可以涂覆于锌涂层上且位于锌涂层和微晶保温层之间(即微晶保温层涂覆于外防护涂层上)或涂覆于微晶保温层上(即位于微晶保温层外)。外防护涂层的涂覆材料可以为沥青漆、环氧沥青漆、聚氨酯或聚脲。根据本专利技术的另一个方面，提供了上述热力管线用球墨铸铁管在热力管线中的应用。本专利技术提供的热力管线用球墨铸铁管与现有热力管线用钢管相比，具有耐腐蚀能力强、使用寿命大大延长、韧性高、施工安装快捷、保温隔热效果好等优点，可以应用于铺设热力管线，降低热力管线建设成本，以及抵御强地震等地质灾害的破坏，确保城市居民生活质量和提高城市抗震减灾能力。根据本专利技术的另一个方面，提供了上述热力管线用球墨铸铁管的制备工艺，包括如下步骤：S1、铁液的制备：将炉料熔炼成原铁液并过热至不小于1500℃，根据铁液化学成分的设定值调整原铁液的化学成分组成；S2、球化处理：利用球化剂对已调整好化学成分组成的原铁液进行球化处理，并将球化处理后的铁液注入球墨铸铁专用浇注电炉，利用球墨铸铁专用浇注电炉将铁液的浇注温度保持不小于铁液的临界温度；S3、涂料热模法离心铸造：对喷涂的绝热涂料已干燥的热管模完成上承口芯后，驱动管模转动，并在管模转动的离心力达到离心力设定值时，将球墨铸铁专用浇注电炉中的铁液经定量包注入管模中，并在浇注过程中对铁液进行随流孕育处理和对管模进行冷却处理，浇注完成后，待凝固成形的球墨铸铁管毛坯冷却到设定温度时，将球墨铸铁管毛坯从管模中拔出；S4、退火：对球墨铸铁管毛坯进行退火处理；S5、精整：对退火后的球墨铸铁管毛坯进行精整加工；S6、气密性实验：根据待铺设热力管线对球墨铸铁管的压力要求，即待铺设热力管线的设计输送压力设定试验压力，对精整加工后的球墨铸铁管毛坯进行气密性试验，其中，试验压力不小于待铺设热力管线的设计输送压力的1.20倍；S7、微晶保温层的制备：在气密性试验合格的球墨铸铁管毛坯的外壁涂覆微晶材料，制备微晶保温层，即得热力管线用球墨铸铁管。首先，本专利技术的制备工艺中，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热力管线用球墨铸铁管，其特征在于，包括：一端设有承口(11)、另一端设有插口(12)的球墨铸铁管体(1)和设于所述球墨铸铁管体(1)外壁上的微晶保温层(3)。

【技术特征摘要】
1.热力管线用球墨铸铁管，其特征在于，包括：一端设有承口(11)、另一端设有插口(12)的球墨铸铁管体(1)和设于所述球墨铸铁管体(1)外壁上的微晶保温层(3)。2.根据权利要求1所述的热力管线用球墨铸铁管，其特征在于，还包括设于所述球墨铸铁管体(1)内壁上的内衬涂层(2)。3.根据权利要求2所述的热力管线用球墨铸铁管，其特征在于，所述内衬涂层(2)的涂覆材料为环氧陶瓷或搪瓷。4.根据权利要求2所述的热力管线用球墨铸铁管，其特征在于，还包括设于所述球墨铸铁管体(1)的外壁上的锌涂层(4)，且所述微晶保温层(3)设于所述球墨铸铁管体(1)的锌涂层(4)上。5.根据权利要求2～4任一项所述的热力管线用球墨铸铁管，其特征在于，所述内衬涂层(2)的厚度为30～150μm。6.根据权利要求5所述的热力管线用球墨铸铁管，其特征在于，包括多个所述球墨铸铁管体(1)，每两个相邻球墨铸铁管体(1)之间通过承口(11)和插口(12)连接，且承口(11)和插口(12)的连接处设有耐高温材料制成的密封胶圈。7.根据权利要求6所述的热力管线用球墨铸铁管，其特征在于，所述耐高温材料为丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、氟硅橡胶或聚四氟乙烯。8.根据权利要求1～7任一项所述的热力管线用球墨铸铁管在热力管线中的应用。9.权利要求1所述的热力管线用球墨铸铁管的制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：S1、铁液的制备：将炉料熔炼成原铁液并过热至不小于1500℃，根据铁液化学成分的设定值调整原铁液的化学成分组成；S2、球化处理：利用球化剂对已调整好化学成分组成的原铁液进行球化处理，并将球化处理后的铁液注入球墨铸铁专用浇注电炉，利用所述球墨铸铁专用浇注电炉将铁液的浇注温度保持不小于铁液的临界温度；S3、涂料热模法离心铸造：对喷涂的绝热涂料已干燥的热管模完成上承口芯后，驱动管模转动，并在管模转动的离心力达到离心力设定值时，将球墨铸铁专用浇注电炉中的铁液经定量包注入管模中，并在浇注过程中对铁液进行随流孕育处理和对管模进行冷却处理，浇注完成后，待凝固成形的球墨铸铁管毛坯冷却到设定温度时，将球墨铸铁管毛坯从管模中拔出；S4、退火：对所述球墨铸铁管毛坯进行退火处理；S5、精整加工：对退火后的球墨铸铁管毛坯进行精整加工；S6、气密性实验：根据待铺设热力管线的设计输送压力设定球墨铸铁管毛坯的试验压力，对精整加工后的球墨铸铁管毛坯进行气密性试验，其中，试...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇新，郑建平，顾永辉，
申请(专利权)人：广东北晟益通实业有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44