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CFA中国铸造协会标准T/CFA0402.01--2018水冷金属型离心球墨铸铁管管模使用维护保养规则Useandmaintenancerulesofpipemoldforwater-cooledmetaltypecentrifugalductileironpipe（公告稿）2018–05-10发布2018–07–31实施中国铸造协会发布ICS77.140.01J46T/CFA0402.01--20181目次前言﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍Ⅱ1范围﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍12规范性引用文件﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍13术语和定义﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍14技术条件的规范应用﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍25管模使用流程中的维护保养﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍26管模拔管参数﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍47待机管模的维修保养﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍58管模的存储﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍59其他要求﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍610管模使用数据库﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍611培训管理﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍﹍6T/CFA0402.01--20182前言本标准按照GB/T1.1《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》给出的规则起草。T/CFA0402标准是系列标准，分为：第1部分：水冷金属型离心球墨铸铁管管模使用维护保养规则（T/CFA0402.01--201X）；第2部分：热模涂料法离心球墨铸铁管管模使用维护保养规则（T/CFA0402.02--201X）。本标准由中国铸造协会铸管及管件分会提出。本标准由中国铸造协会归口。本标准负责起草单位：内蒙古北方重工业集团有限公司（北重安东机械制造有限公司）、山东国铭铸管科技股份有限公司、安徽达特智能科技有限公司。本标准参加起草单位：河南中原辊轴有限公司、新兴铸管股份有限公司、圣戈班管道系统有限公司、、。本标准主要起草人：宋茂林、申浩、张玉湖、王朋朋。标准参加起草人：李军、尹长光、、。本标准于2018年5月10日首次发布。T/CFA0402.01--20181水冷金属型离心球墨铸铁管管模使用维护保养规则1范围本标准规定了水冷金属型离心球墨铸铁管管模使用维护保养的术语和定义、技术条件的规范应用、管模使用流程中的维护保养、管模拔管参数、待机管模的维护保养、管模的存储、其他要求、管模使用数据库和培训管理。本标准适用于水冷金属型离心铸造球墨铸铁管管模（以下简称管模）的使用维护保养。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T5611铸造术语GB/T13295水及燃气用球墨铸铁管、管件和附件GB/T25715离心球墨铸管管模YB/T4179水冷金属型离心铸造球墨铸铁管管模3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。GB/T5611铸造术语和GB/T13295中的术语及定义适用于本文件。3.1水冷金属型离心球墨铸铁管管模water-cooledmetaltypecentrifugalductileironpipemould一种采用水冷却的离心铸造生产球墨铸铁管的金属型模具。3.2球墨铸铁ductileiron铁液经过球化处理而不是在凝固后经过热处理，使石墨大部或全部呈球状、有时少量为团絮状的铸铁。3.3材料的力学性能mechanicalpropertie是指材料在不同环境（温度、介质、湿度）下，承受各种外加载荷（拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等）时所表现出的力学特征。3.4离心气压隔离现象centrifugalpressureisolation根据离心浇注工作原理与冷却液体气化原理，管模工作时，离心力和冷却液气化现象使管模外壁与冷却液之间产生瞬时气膜，即气压真空层，将冷却液与管模外壁隔离，形成“气压真空隔离带”，导致传热困难。3.5死水区现象waternot-flowphenomenonT/CFA0402.01--20182离心机受内部水路设计布局和水流量的影响，造成管模局部、特别是承插口处水流不畅使得冷却循坏较差的“死水区”，这一现象会使管模局部过早出现热疲劳裂纹现象。4技术条件的规范应用管模技术要求应符合GB/T25715和YB/T4179标准。4.1管模材料的成分由于管模公称直径和壁厚的限制，管模工作中必须满足其钢性和韧性的基本要求。因此，根据管模公称直径和使用性能的要求，应合理选用管模材料，提高管模使用寿命。管模常用材料牌号和化学成分见表（1）表1管模的牌号及化学成分单位为质量百分比（%）牌号CSiMnCrMopsNi21CrMo100.16-0.230.20-0.400.20-0.402.30-2.600.30-0.40≤0.010≤0.005≤0.50备注：21CrMo10系德国牌号相当与国内20Cr2Mo,本表采用GB/T25715中的相关规定。4.2管模材料的力学性能管模材料应满足刚性和韧性需求。管模公称直径与力学性能的选择参数见表2。表221CrMo10力学性能控制参数状态性能区间现参数推荐参数备注DN80-1200DN80-400DN400-800DN800-1200屈服强度MPa≥680750-720730-700720-690随着区间DN值增大，其产品壁厚也在相对加大，其性能值相应递减。抗拉强度MPa≥780810-780820-790840-810随着区间DN值增大，其产品钢性随壁厚递增保证，其性能值相应递增，提高塑性。断面收缩率Z/%≥5060-5065-5570-60随着区间DN值增大，确保产品钢性、焊接性，提高塑性。延伸率A/%≥1215-1216-1318-15冲击功（AKV）J≥5075-6570-6065-55调质后布氏硬度/HB≥230275-255260-240250-230注：技术参数确定不可忽视产品壁厚的物理指标。5管模使用流程中的维护保养5.1管模上机前的检查管模投入使用前的准备工作，可以有效地预防事故和延长管模使用寿命，确保安全生产十分重要。T/CFA0402.01--201835.1.1新管模初次使用时，应采用磨削、打点来缓解、消除管模制造过程中产生的残余应力（锻造、热处理残余应力和机械加工切削产生的表面冷作硬化应力、粗糙度的谷与峰之间应力集中点等）。5.1.2确保管模硬度值在表2规定的允许值内，避免管模工作中，因热交变内应力，发生塑性变形或出现早期龟裂等现象。5.1.3确保管模本体无延伸裂纹，过渡曲线圆滑、平缓无应力集中点，避免热应力释放炸裂而报废管模等安全事故。5.1.4确保管模尺寸形位公差要求，避免工作中产生偏心、震动等现象。5.1.5确保管模内外表面清洁，避免管模划伤和定期清理管模外表面水垢，确保管模表面具备良好的散热条件。5.1.6确保离心机冷却系统开启，检查循环水流量是否正常，避免离心机缺水或循环水量不足，使管模得不到冷却，导致管模会出现龟裂、变型、炸裂等破坏性现象。5.1.7注意检查离心机组托轮表面磨损及光洁度情况，防止因托轮的损伤，机组在运行当中损坏管模滚道表面，易造成表面硬伤或脱落，严重影响管模使用寿命。5.2管模上机后的检查铸管浇注工艺的规范性是决定管模使用寿命的首要因素。5.2.1管模安装管模装机调试时，应充分考虑材料膨胀和伸缩的特性；避免管模与设备的损伤。5.2.2管模粉的应用浇注铁液时，应在管模型腔壁上均匀喷涂管模粉，不仅有利于提高和改善球墨铸铁管外表面的质量，便于拔管脱模，减少粘结和脱模划伤，而且有利于管模型腔壁与铁液之间的隔热作用，从而预防管模型腔内壁因局部过热导致工作面出现早期龟裂现象。5.2.3管模预热管模首次浇注使用时，严格控制铁液温度，尽可能接近可浇注成型的铁液温度下限；浇注成型后，利用铸出管的热能量，依次浇注逐步达到管模升温预热目的。注：管模首次浇注是指所有冷态（室温、循环水）的管模。5.2.4铁水浇注温度的控制5.2.4.1避免持续高温浇注，导致管模过早产生龟裂。应在保证铸管质量前提下低温浇注，减少管模表面热负荷，有助于延长管模使用寿命。5.2.4.2管模未达到规定的旋转速度时，严禁注入铁液，防止铁液堆积损伤管模。5.2.5循环水温度循环水的温度直接影响铁液结晶速度和管模热负荷的载荷量，其温差对管模使用寿命影响较大。因此，在同台离心机上，随着管模公称直径的递增，容器储水量的递减，冷却系统流量必须递增，达T/CFA0402.01--20184到控制循环水温度目的，缓解管模热负荷的载荷量，延长管模使用寿命。5.2.6拔管的连续性拔管的连续性是要求拔管匀速、生产节拍稳定。通常要求拔管连续性达到离心机设计生产效率的80%以上，避免交变热应力差值过大，使管模过早发生严重疲劳。5.2.7热膨胀间隙调整金属管模连续浇注会产生热膨胀现象，应随时观察并及时微调管模轴向与径向的间隙，加强管模、离心机的保护。5.2.8管模停机前的降温铸管生产结束后，应保持离心机旋转，使管模整体降温至水温；应避免管模内外余热不均，集中产生残留内应力。6管模拔管参数管模初期使用磨合是奠定管模使用寿命的基础保证。在磨合期里连续拔管生产节奏与管模实际生产效率的影响关系见表3。初期磨合的前三次拔管数量，对管模适应冷热交变的工作环境，发挥管模材质的特性有重要意义。中期连续拔管数量可视离心机生产设计值调整。中期磨合一般是在正常生产时期进行。表3水冷金属型离心铸管管模初、中期磨合拔管参数表公称直径（mm）离心机设计拔管效率（根∕h）实际生产效率（根∕h）中修磨期连续抜管参数参数管模初期前3个修磨期每次连续拔管参数第一修磨期第二修磨期第三修磨期DNA80%A（2-3个正常班次）80%A（1个正常班次）80%A（1-1.5个正常班次）80%A（1.5-2个正常班次）80%A备注：管模缓慢预热后方可使用。初期:新管模初次使用1-3个修磨尺寸量或消除因机械制造等因素存在的残留内应力的期限。中期:管模正常修磨尺寸量至规定值3/4或管模表面出现较多龟裂前的期限。7待机管模的维修保养7.1管模随离心机降至水温后，应及时卸载封口，宜采取保温措施送至维修部门；以防与环境的温差形成的气流对流，导致内应力集中。7.2时效去应力7.2.1管模维修部门应及时对管模进行震动或锤击非工作面，消除、释放内应力；并清理管模内外表面，预防锈蚀，封口（如果运输距离长冬季宜保温）送至下道工序。7.2.2管模进行时效去应力工艺前，必须检查是否有裂纹延伸源，并及时实施阻止裂纹的延伸措施，可采用手工挖补或车削等方式彻底清除。7.3管模的修复焊接工艺T/CFA0402.01--201857.3.1焊体与焊剂的预热焊剂使用前应在250℃左右烘焙2小时；补焊时必须严格执行焊前预热、焊后保温规定。焊接时应尽量降低焊接应力，避免焊接变形。7.3.2补焊材料要与管模本体材质相同或接近，确保热膨胀系数要一致。7.3.3管模实施补焊工艺时，确保管模型腔空气不得对流。7.3.4管模在焊接过程中和焊接结束后，应实施去除焊接应力措施。7.4管模的及时修复7.4.1管模本体与室温相近时，应及时处理管模型腔表面（车削、修磨、打点），消除管模型腔表面热疲劳应力，防止龟裂。修复后防锈、封口、冬季应采用保温措施储存备用。7.4.2管模修复时，应确保管模的形位公差符合要求，修复处曲线应圆滑过渡，打点要合理，避免打点过尖、过浅或重叠现象，防止产生应力集中和管模粉