铸铁管道的带压开孔操作方法

铸铁不是纯铁，它是一种以Fe、C、Si为主要成分且在结晶过程中具有共晶转变的多元铁基合金。化学成分一般为：C2.5％—4.0％、Si1.0％一3，0％、P0.4%～1.5％、S0.02％—02％。为了提高铸铁的机械性能 ，通常在铸铁成分中添加少量Cr、Ni、C。、Mi、等合金元素制成合金铸铁。

在供水管道、污水管道、城市排水等管道多见铸铁这种材质，对铸铁管道进行带压开孔时要对管道进行分类并根据不同的管道材质制定相应的带压开孔方案：



1.铸铁管的分类

在铸铁中，碳有渗碳体（Fe3C）和石墨（G）这两种存在形式。按其存在形式不同，以及根据铸铁在结晶过程中碳的析出状态以及凝固后断口颜色的不同，铸铁可分为以下几类：

1.1白口铸铁管道

碳除少量溶于铁素体外，大部分以化合态的渗碳体析出，管道的断口呈白亮颜色，故称白口铸铁。因其硬度高、脆性大、很难进行切削加工，所以对这类管道进行带压开孔时应当采用硬质合金刀头的带压开孔刀和中心定位钻进行作业，操作时应尽量慢速进刀并保持匀速。

1.2麻口铸铁管道

麻口铸铁管道是指一部分碳以化合态的渗碳体析出，一部分碳以游离态的石墨析出，断口夹杂着白亮的渗碳体和暗灰色的石墨，如同黑、白相间的麻点，故称作麻口铸铁。

麻口铸铁管道是在铸铁管道生产过程中出现的由于组织成分不当和冷却速度过快等原因造成，因此种管道承压力不强一般用于无压力输出管道，如污水管道，雨水收集管道等。这类管道在带压开孔过程中，其既有白口铸铁的性质也有灰口铸铁的属性，因此，管道内部金相组织较为复杂，使用硬度较大且耐磨的硬质合金带压开孔刀具进行开孔。

因其内部组织不均匀，容易造成管道在带压开孔过程中出现局部块式裂纹。长时间地埋的此类管道尤为注意。

1.3灰口铸铁管道

灰口铸铁管道大部分碳以游离态的石墨析出，断口呈暗灰色，故称作灰口铸铁，性能良好，生产工艺简单，价格低廉，在管道制造中得到广泛应用。

此外，为了获得某些特殊性能，应使铸铁中的常规元素高干规定的含量，并且加入一定的合金元素，此称之为 特殊性能铸铁。例如、耐磨铸铁、耐热铸铁和耐蚀铸铁等。

灰口铸铁是管道类应用最广泛的一类铸铁，在各类铸铁管道的总产量中，灰口铸铁占80%以上。灰口铸铁的性能除了与成分及基体组织有关外，还取决于石墨的形状、大小、数量以及分布状态。按照石墨的形态不同，又将灰口铸铁分为如下三种：

1.3.1普通灰铸铁管道

普通灰铸铁中的石墨呈片状，普通灰铸铁的牌号采用“灰铁”二字的汉语拼音字首和一组数字表示，数字表示其抗拉强度，如HT100表示抗拉强度不低于100MPa的普通灰铸铁。

普通灰铸铁按其石墨化程度不同，可有三种不同的基体组织：铁素体灰铸铁、铁素体─珠光体灰铸铁、珠光体灰铸铁。普通灰铸铁的硬度和抗压强度主要取决于基体组织，而强度和塑性、韧性则主要决定于石墨的数量、尺寸大小和分布状态。

普通灰口铸铁管道在带压开孔操作过程中，由于石墨的存在，对带压开孔刀具有润滑，并有助于切削。管道开孔过程中可使用中速或快速开孔操作方式，刀具磨损较小。

1.3.2可锻铸铁管道

可锻铸铁中的石墨呈团絮状，又称“马钢”，是由白口铸铁坯件经高温、长时间的石墨化退火，使渗碳体在固态下分解而获得的具有团絮状石墨的铸铁。

常用可锻铸铁的显微组织有两类：一类为F+团絮状G，其中心呈黑灰色，故称黑心可锻铸铁，牌号为KTH（可铁黑的汉语拼音字首）和两组数字，数字的含义分别表示最低抗拉强度和最低延伸率。另一类为P+团絮状G，称为珠光体可锻铸铁，牌号为KTZ（可铁珠的汉语拼音字首）和两组数字，数字的含义同黑心可锻铸铁。

可锻铸铁具有较高的强度和塑性、韧性，多用于制造一些截面较薄，而且形状复杂、工作时受震动，强度、韧性要求稍高的小型零件，但不能用于锻压加工。

1.3.3球墨铸铁管道

球墨铸铁中的石墨呈球状，灰口铸铁在浇注前，进行石墨球化处理即可得到球墨铸铁，使用的球化剂多为镁或稀士镁合金。球墨铸铁的牌号采用“球铁”二字的汉语拼音字首和两组数字表示，两组数字分别表示抗拉强度和延伸率的百分数，如QT450-05表示抗拉强度不低于450 MPa、延伸率是5%的球墨铸铁。

球墨铸铁的组织为：铁素体+球状石墨、铁素体和珠光体+球状石墨、珠光体+球状石墨三种，球墨铸铁既具有灰口铸铁的优点，又具有可与钢媲美的机械性能，用来制造的管道具有较强的抗腐蚀性和抗拉性。

总之，铸铁管道在带压开孔作业前应当将管道的材质按以上标准进行分识清楚，然后再根据《先锋管道带压开孔操作规范》中所规定的操作方法进行管道开孔作业。在球墨管带压开孔时，应当注意马鞍三通卡子对管道形成的应力，尤其是DN800通径以上的球墨管道，要提前做好支撑和消除应力措施，以免在开孔作业过程中因震动而产生位移，造成渗漏。