酸性鹽腐蝕球墨鑄鐵管連接件抗彎性能試驗

張延年 李崢 海洪 公彥法 劉文亮

摘 要：為了探究酸性氯鹽腐蝕條件下的法蘭連接球墨鑄鐵管受彎性能的變化規律，采用酸性ＮａＣｌ溶液對法蘭連接球墨鑄鐵管通過干濕交替處理后進行受彎試驗，對腐蝕試件的極限承載力、屈服彎矩和極限彎矩、應變等方面與標準件進行對比分析．結果表明：干濕循環腐蝕后，球墨鑄鐵管連接件極限彎矩與屈服彎矩的比值隨著干濕循環次數的增多而變小，約在１.２～１.４之間；經１００次的干濕循環腐蝕，球墨鑄鐵法蘭管連接件的極限承載力下降了３５.１３％．經酸性氯鹽干濕循環處理后的球墨鑄鐵管更容易在法蘭盤與管體的連接處發生脆性破壞．

關 鍵 詞：酸性氯鹽；球墨鑄鐵管法蘭連接；腐蝕；干濕交替；受彎；承載能力；屈服彎矩；應變

中圖分類號：ＴＵ９９０.３ 文獻標志碼：Ａ 文章編號：１０００－１６４６（２０２３）０４－０４６５－０７

土壤腐蝕已成為影響管道運輸安全的重要因素［１］，地下管線的土壤腐蝕主要受土壤中的化學成分、含水量兩個因素的影響．在高鹽度的干濕交替土壤中，地下管線中的金屬構件所受腐蝕更為強烈［２－３］．球墨鑄鐵管具有鐵的本質、鋼的性能，往往是供水管道的首選［４－５］，因其管體本身通常會做防腐蝕處理，較少損壞，最常見的損壞部分是管道之間的連接部分［６－７］，尤其是在含氯鹽的土壤環境中，球墨鑄鐵管的連接部分更容易受到腐蝕［８－９］．國內外學者對地下管線領域進行了大量的試驗研究，Ｎｅｔｔｏ［１０］提出了外部腐蝕條件下的管道屈曲承載力計算公式，證實了腐蝕深度是影響管道屈曲承載力的最主要因素；Ａｋｈｉ等［１１］提出了一種計算埋地鑄鐵管外表面腐蝕和裂紋應力強度因子的方法．我國對該方面的研究起步相對較晚，但也取得了一些重要成果．龔順風等［１２］利用有限元軟件ＡＢＡＱＵＳ模擬了外壓作用下完好無損管道和腐蝕缺陷管道的準靜態屈曲失穩過程，得到了鋼管的壓力直徑變化曲線和變形形態；蔣誠航［１３］通過管道彎曲試驗研究了埋地管道的應力分布特征．上述國內外研究主要針對管體本身，對管道連接處研究較少．