球墨铸铁管绿色化发展之路

一、球墨铸铁管绿色化发展

球墨铸铁管起源于西方发达国家，并应用于供水管道工程上，但我国的工程技术人员将其发挥到了极致，从市政供水拓展到再生水输送、然后是市政雨污水输送、再到长距离引调水和农田灌溉，现在已经延伸到了热力输送。球墨铸铁管之所以在应用领域不断扩展，根本原因在于其综合的管道工程特性——承载内外荷载能力更强，接口的灵活偏转并保持良好密封，使用寿命更长。根据ISO21053-2019《输水用球墨铸铁管寿命周期分析和循环利用》，球管预期使用寿命可以达到100年。

回望历史，展望未来，新兴铸管站在历史之巅，成为全球最大的球墨铸铁管制造商，但新兴铸管不会止步不前，未来将继续秉承“在学习中成长、在创新中发展”的企业理念，打造新质生产力，引领铸管行业走向绿色化发展之路。

球墨铸铁管绿色化发展之路将会围绕以下三个目标进行展开：

保证管道安全稳定的运行。其要旨并不是管道等级越高越好，而是充分考虑管道的边界条件，强化管道的结构设计，打造一条安全与经济并重的输水管线。

保证管道卫生性能。随着老百姓对美好生活的不断追求，饮水卫生性能要求也会不断提高。

保证管道长期使用寿命。只有管道的使用寿命越长，管道的全生命周期成本才会最低。

二、C级球墨铸铁管

球墨铸铁管的产品标准更新上体现出壁厚减薄发展趋势。现行的球墨铸铁管的欧洲标准和ISO标准，已经取消K级管，改为采用C级管，首选C级管要比传统K9级管更薄，见图1。我国现行球墨铸铁管国家标准中K级管与C级管并行，但明年发布的新版会取消K级管，与欧标和ISO标准保持一致。C级管取代K级管的目的不是减少管道的安全性，而是将多余的压力减去，管道成本更低，体现国家倡导的绿色化发展。

图1 K9级管与首选C级管承压对比

我们再看一看管道的环刚度情况，见图2。与K9级相比，首选C级管壁厚的调整主要在中小口径（DN1000以下），大口径（DN1000以上）管的环刚度，几乎保持平行，即使是DN3000管，它的环刚度也在12.7 kN/m2，承接外荷载的能力依然很强。

图2 首选C级管的环刚度

从管线运行的角度来看，壁厚越高越好；从管线投资的角度来看，壁厚越薄越好，那么壁厚该如何选择呢？这里结构设计的重要作用就会凸显出来，安全与投资应达到良好的平衡状态，合理壁厚才最重要。为此，我们建议，管线的设计过程中，应当重视结构设计：在内水压力作用下，应当考虑正常工况运行压力条件下和水锤发生时压力剧烈波动条件下的两种状态；在外荷载作用下，应当考虑管道变形和强度校核两个指标。如果这两个作用均可满足，计算出的壁厚就是合理壁厚。

结构设计涉及的公式很多，不利于技术人员进行计算，为此，新兴铸管推出了免费使用的《球墨铸铁管工程计算软件》，见图3，目前推出了结构计算、水力计算和免支墩长度计算3个软件，明年再陆续推出非开挖施工的计算软件。手机端使用新兴铸管公众号进入。电脑端搜索水沫数云，或者输入下面网址https://www.shuimore.com/html/shuimore/index.html。

点击计算工具

使用者信息注册

选取相应的计算软件

输入工程参数，然后计算，得到计算书。

三、S级球墨铸铁管

S级球墨铸铁管是新兴铸管推出的全新产品。K级管通过壁厚等级进行分级，C级管通过压力等级进行分级，而S级管则是通过径向刚度（环刚度）进行分级。其主要目的是解决C级管应用于无压管所产生的矛盾，例如，我国城镇污水是通过重力流进行输送的，C级管表达方式是承受工作压力是多少？这样的概念在污水重力管上没有意义，而径向刚度体现的是外荷载的承受能力，表达最为精确，更容易被技术人员接受。

S级球墨铸铁管有以下三种分级方式，见表1。S级球墨铸铁管最直观的表达是土壤荷载，可以根据管道的管顶埋深，再结合回填土的性质和夯实度，选取相应的等级。

表1 径向刚度等级

——S级管适用于市政雨水、污水或雨污合流球墨铸铁管道工程：

——用于雨水管线时，可以选择普通硅酸盐水泥砂浆内衬或铝酸盐水泥砂浆内衬；

——用于污水收集管线时，推荐使用铝酸盐水泥砂浆内衬。

四、高强度球墨铸铁管

高强度球墨铸铁管是新兴铸管在世界上首次推出的绿色低碳产品，与常规球墨铸铁管相比，高强度球墨铸铁管实现了减少碳排放30%以上。灰口铸铁管转变成球墨铸铁管是管材的一次革命，那么球墨铸铁管转变成高强度球墨铸铁管也是材料上的再次革新。

中国钢铁工业协会团体标准T/CISA 457-2024《高强度球墨铸铁管和附件》于2024年11月5日发布，于2025年1月1日实施。最新版GB/T 13295《水及燃气用球墨铸铁管、管件和附件》正在编制，讨论稿阶段，计划2025年四季度报批，预估2026年上半年发布实施。

高强度球墨铸铁管有以下技术特点：

高强球墨铸铁，抗拉强度≥550MPa（普通球墨管抗拉强度≥420MPa），屈服强度≥360MPa。

接口为传统T型，接口密封有保证。

管内防腐为：推荐水泥砂浆内衬+环氧密封层，也可以采用普通水泥砂浆内衬。

管外防腐为：200g/m2锌铝合金涂层（Zn85%+Al15%）+70um金黄色终饰涂层，也可以采用200g/m2锌涂层+70um金黄色终饰涂层。

五、结论

球墨铸铁管未来的发展趋势为壁厚更薄、强度更高、防腐性更强、应用场景更加多元化，在保证工程安全的前提下，用更少的成本实现更高的经济效益，为用户创造更多的经济价值，为我国“双碳”目标作出贡献。新兴铸管股份有限公司作为球墨铸铁管行业领军企业，将肩负起推动行业发展的使命，用更多优质产品和更完善的服务回报客户的信赖！

编辑：陈伟浩