离心铸造球墨铸铁管的内壁水泥砂浆衬层厚度对其性能有何影响？

来源：无锡市铸造厂浏览：- 发布日期：2025-09-25 13:35:54【大中小】

离心铸造球墨铸铁管内壁的水泥砂浆衬层，是保障管道输水性能、延长使用寿命的核心结构之一。其厚度并非越厚越好，而是需与管道规格、使用场景精准匹配，厚度的合理性直接影响衬层及管材整体的防腐性能、力学稳定性、输水效率和使用寿命，具体影响如下：

水泥砂浆衬层的核心功能是物理隔绝水体与铸铁管壁的接触，避免铸铁被水（尤其是含氯、硫酸盐等腐蚀性离子的自来水或地下水）侵蚀产生铁锈，进而污染水质或削弱管壁强度。厚度对防腐效果的影响主要体现在两方面：

厚度不足的风险：
- 衬层无法完全覆盖管壁的微小缺陷（如铸造时的针孔、划痕），形成 “裸露点”，这些点位会优先发生电化学腐蚀，逐渐扩大为锈蚀区域，导致衬层起壳、脱落，最终污染水质（出现 “黄水”“锈水”）。
- 薄衬层抗外界冲击的能力弱，若管道运输或安装时受轻微碰撞，易出现裂纹，腐蚀性水体可通过裂纹渗透至管壁，引发局部腐蚀。
厚度合理的优势：
- 能形成完整、连续的隔绝层，有效阻断水与铸铁的接触路径，从根源上抑制锈蚀反应，确保水质符合《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2022）。
- 对管壁的微小缺陷有 “找平覆盖” 作用，减少腐蚀隐患点，配合衬层的碱性环境（水泥砂浆 pH 值≥12），还能对铸铁表面形成轻微的 “钝化保护”，进一步增强防腐效果。

水泥砂浆衬层需与铸铁管壁紧密结合，其厚度直接关系到衬层自身的结构强度及与管壁的附着力，进而影响耐久性：

厚度不足的问题：
- 衬层自身强度低，在管道运行过程中（如水流冲击、压力波动、地基轻微沉降导致的管道形变），易出现 “空鼓”（衬层与管壁脱离）或开裂，失去保护作用。
- 若管道内水流含少量泥沙，薄衬层抗冲刷能力差，易被水流磨蚀变薄，缩短使用寿命。
厚度过厚的风险：
- 衬层与管壁的 “热膨胀系数差异” 被放大：铸铁与水泥砂浆的热膨胀系数不同（铸铁约 11×10??/℃，水泥砂浆约 8×10??/℃），过厚的衬层在管道启停、水温变化时，与管壁的伸缩量差过大，易产生内应力，导致衬层开裂、剥落。
- 增加衬层重量，可能降低与管壁的附着力：浇筑时若振捣不密实，过厚的衬层内部易形成气孔，在管道安装或运行中的振动作用下，易发生局部脱落。
合理厚度的作用：
- 能平衡 “结构强度” 与 “应力适配性”：既具备足够的抗冲刷、抗形变能力，又能通过自身弹性缓冲铸铁与衬层的热胀冷缩差异，避免开裂，确保长期附着稳定。

水泥砂浆衬层的表面光滑度是降低管道水头损失（水流阻力）的关键，而厚度的均匀性（而非单纯厚度）对光滑度影响显著，进而关联输水效率：

厚度不均匀的危害：
- 若衬层局部过厚、局部过薄，会导致管道内壁凹凸不平，糙率系数（衡量水流阻力的指标）增大（球墨铸铁管标准糙率系数≤0.013），水流阻力上升，需消耗更多水泵能耗才能维持设计流量。
- 凹凸部位易堆积泥沙、微生物，既进一步降低输水效率，还可能滋生细菌（如铁细菌），影响水质。
合理且均匀厚度的优势：
- 可通过规范的浇筑工艺（如离心成型时的涂料厚度控制、转速匹配）形成光滑平整的内壁，确保糙率系数稳定在低水平，减少水头损失，降低输水系统的运行能耗。