摘要：柔性鑄鐵排水管材主要用于建筑物污水、廢水排水。對比、分析國內外有關鑄鐵排水管材標準，管材結構型式、規格尺寸、技術指標各不相同。通過總結歸納，提出了對鑄鐵排水管材產品標準的意見和標準制、修訂的具體建議。

    機制柔性鑄鐵排水管及管件國家標準GB/T 12772—1999發布實施至今已經8年了。在此期間，國際、國內鑄鐵排水管材執行標準、生產技術、應用技術、產品市場等諸多方面發生了很大的變化。本文通過對目前國內、國際主要標準進行對比和分析，以期對國家標準的制、修訂提供參考，對鑄鐵排水管材的設計、制造、選用提供參考。
    一、不同標準分析比較
    由于國情、生產技術、設計規范、使用習慣等方面的不同，不同標準之間存在著較大的差異，下面從結構型式、規格尺寸、形位公差、材料成分與材質強度、水壓、重量、涂層、輔件、檢查試驗項目及方法等方面對國標GB/ T 12772、城建行標CJ/T 177、國際標準ISO6594、歐標EN 877、美標ASTM 888、韓標KSD 4307、日標JIS 5525等7個主要標準進行比較和分析，從而達到對國內、國際主要標準比較全面的了解和認識，對標準化、設計、制造、選用、驗收起到參考作用。
    1、連接結構型式（表1）
    表1、各標準的連接結構型式

    從表1連接結構型式中，反映出的突出特點是：歐、美標準主流產品為柔性平口（W型）；中國、韓國標準柔性平口（W型）、柔性承口產品并重；日本標準則全部為柔性承口產品。
    由于產品設計、使用的歷史、傳統不同，建筑結構、用途不同，地質條件不同，為了滿足并向用戶提供多樣化的選擇，適應不同設計的需求，建議標準中涵蓋更多的連接結構型式。
    日本是一個地震多發國家，僅以接口連接強度更高的柔性承口產品為選擇，是可以理解的。
    2.規格尺寸
    （1）口徑規格：歐標范圍最大，DN40~600㎜；韓標、日標范圍最小，DN50~200㎜。多數標準涵蓋DN50~300㎜�？趶揭幐褚赃m合本國、本地區使用規范、應用范圍為原則。
    （2）外徑尺寸：沒有一個國家的標準規定與其它國家相同；甚至中國的兩個標準（國標GB/ T 12772與城建行標CJ/T 177）也不相同；韓國、日本標準中，W型、柔性機械、柔性承插各不相同，Ⅰ類、Ⅱ類各不相同。從設計、生產制造、安裝使用、維修更新等方面看，一個國家的各類產品外徑相同都是有利的。
    （3）外徑公差：不同標準規定的外徑公差各不相同。
外徑公差大小與連接、密封效果有一定關系。如果連接結構型式對公差不敏感、密封效果不受影響，公差可以大一些，相反則應該小一些；口徑大，公差可以大一些，相反則應該小一些。這一點日本標準值得借鑒：由于柔性承插型的連接結構需要，因此該種產品的插口公差最小，只有±1。相反，柔性機械型公差大一些不影響連結和密封，因此插口公差選擇較大。韓國標準不論口徑大小、產品結構，統一外徑公差、而且公差值較大（W型Ⅰ類、Ⅱ類：+1mm、－3 mm；柔性承插Ⅰ類、Ⅱ類：+3mm、－1 mm），似為不妥。
    （4）內徑及公差：多數標準沒有內徑公差規定，有規定的標準是歐標EN 877、美標ASTM 888、韓標KSD 4307。即便規定了內徑公差，其公差值也比外徑、壁厚公差值大，說明在制造、驗收和考慮使用功能的時候，外徑、壁厚更加重要，外徑影響連結和密封，壁厚影響強度和壽命，由于公差是毫米級別的，因而內徑公差大小對水利條件的影響更多存在于理論層面。
    （5）壁厚及公差：所有的標準都規定了壁厚及公差，結合對鑄鐵排水管材材質、機械性能規定進行綜合分析，這里產生了實質性的分歧：
國標、美標、韓標W型Ⅰ類及柔性承插、日標材質要求低，為HT150，抗拉強度為≥150MPa，但是壁厚較大，最小口徑管材的壁厚值均大于4㎜，從而保證了管材強度。
    歐標、韓標W型Ⅱ類：材質要求高，為HT200，抗拉強度為≥200MPa，同時壁厚較薄，最小口徑管材的壁厚值為3㎜，從而不僅降低重量、節省了材料，管材強度同樣得到有效保證（材質提高導致了制造成本提高，也相應的提高了使用成本）。
    城建行標、國際標準：材質要求低，為HT150，抗拉強度為≥150MPa，同時壁厚較薄，管材強度降低。雖然降低了重量、節省了材料，但是卻降低了管材的強度，是否恰當需要探討。
    3、形位公差
    表2、各標準的形位公差

    （1）長度公差：城建行標、國際標準、歐標的長度公差范圍最大，為±20㎜；日標范圍最小，±5㎜。長度公差以滿足安裝使用精度要求為基礎，考慮到制造方法對長度精度的保證能力，長度對重量的影響等因素，綜合衡量，認為國標規定的±10㎜比較合適，小了沒有必要，大了不僅多余，而且影響批量產品的整齊美觀。
    （2）圓度公差：不同標準采取了不同的圓度公差控制方法：一種是規定圓度公差，公差值≤外徑公差，如國標、城建行業、歐標、韓標；另一種是不作具體規定，其結果是圓度公差值=外徑公差。兩種方法沒有明顯的差異，若無特殊使用要求，在外徑公差合理的條件下，不作具體規定是一種既方便、又實用的選擇。
    （3）彎曲：美標、韓標規定的彎曲度允差過于寬松，十分不利于安裝使用，且容易造成接口滲漏或排水不暢，不宜借鑒。
同時規定了單位長度允差及全長允差的方式更加科學合理。
    （4）端面垂直度：雖然多數標準中要求端面與管體垂直，但是給出指標的只有城建行標和歐標，其角度公差的方法和指標大小均值得參考。
    4、材料成分、材質強度與水壓
    （1）材料成分
    表3、各標準的材料成分%

    由于鑄鐵排水管材使用的是普通灰口鑄鐵，所以大多數標準只對有害元素S（硫）、控制元素P（磷）含量作了限制性規定。各標準對S含量要求相同（美標除外），但是對P元素的含量指標，各標準的差異很大，從城建行標的0.2%到國際標準的0.9%不等。
    美標是一個例外，除了規定S、P含量，還規定了Cr（鎘）、Ti（鈦）、 Al （鋁）、Pb（鉛）含量限制標準和碳當量指標，同時在標準中規定材料和產品中不得有放射性元素檢出。
    從普通灰口鑄鐵的特性考慮，應該規定S、P含量限制指標，否則產品脆性增加，于使用不利，其它成分可以通過產品的強度、硬度指標間接予以控制。因此美標對成分的規定過于繁復。雖然其對放射性的要求十分合理，但檢測方法與手段的配套又成為一個新問題。
    （2）材質與強度
    表4、各標準的材質與強度

    a、材質與抗拉強度：在管材壁厚的討論中提到了產品材質問題，這里還須再次強調，為了保證管材整體強度要求，在降低壁厚指標的同時，應該相應提高材質和機械性能指標。
    國標、美標、韓標W型Ⅰ類及柔性承插、日標，材質要求低，為HT150，抗拉強度為≥150MPa，但壁厚較大，從而保證了管材強度。
    歐標、韓標W型Ⅱ類材質要求高，為HT200，抗拉強度為≥200MPa，因此可以在降低壁厚、降低重量、節省材料的同時，保證管材強度，但同時相應提高了制造成本提高和使用成本。
    b、壓環強度：壓環強度也是一個強度指標，這里需要說明的是，雖然韓標、日標的指標比城建行標、國際標準、歐標要低，但其差別是由于各自的壓環強度計算方法不一致所造成，按照同樣方法和參數計算，結果則相反，韓標、日標的要求更高，這是選用、驗收時應該注意的。
國標、美標沒有壓環強度要求，是不符合當前標準發展趨勢的，應予增加為佳。
    c、水壓：雖然建筑排水屬于無壓設計，但在實際使用環境中，受各種因素的影響，管道系統往往會存在一定的壓力，所以除國際標準之外，其它標準不僅規定了水壓指標，而且規定了檢測方法。
歐標給出了一個比較寬的水壓范圍，以適應不同應用場合。
根據多數標準的指標要求和實踐應用經驗，建議提高國標水壓標準。
    d、硬度：現場使用、安裝過程中，往往需要對管材進行切割，因此提出對硬度的限制性要求是必要的，但像歐標這樣規定一個具體值似無必要，可以采用鋸條試驗方法，簡單的檢測出可切削性。
    5、重量
    表5、各標準的重量指標

    可以看出，各標準對重量的規定完全不同。作為一種鑄鐵產品，在沒有特殊要求的條件下，如果其直徑、壁厚、長度以及材質符合要求，重量指標疑似多余和沒有必要。美標和日標作了一個好的榜樣。
    一定要規定重量標準的話，國標管件的重量標準范圍應該加大至－15%為佳，這是其制作方法（砂型鑄造，并且每件必須有砂芯）所決定的。

    像城建行標這樣約束重量上限似無必要。

    6、涂層
    國標GB/T 12772 對涂料、涂層厚度無具體的規定要求；
    城建行標CJ/T 177規定直管內壁、管件內外壁使用聚酯漆，直管外壁使用聚酯漆或其他防銹漆；涂料不含有毒重金屬，不易燃燒；直管外壁、管件內外壁涂層厚度60μm±10μm，直管內壁120μm±20μm；
    國際標準ISO 6594對涂料、涂層厚度無具體的規定要求，要求外表面涂層應適合再涂裝；
    歐標EN 877除規定涂料不含有毒重金屬、涂裝后100℃環境下不變粘、外表面涂層應適合再涂裝的要求之外，還規定了明確、嚴格的防腐試驗標準和耐火標準：
    表6、歐標EN877防腐試驗及耐火標準：

    美標ASTM 888除規定不含石棉（達到MSDS檢測標準）外，對涂料、涂層厚度無其它具體的規定要求
韓標KSD4307要求涂料不含石棉，同時對W型Ⅱ類產品提出了明確、嚴格的防腐試驗標準：
表7、韓標KSD4307Ⅱ類產品防腐試驗標準：

    日標JIS5525規定涂料不得含有石棉、有毒重金屬。
    （1）從以上標準對涂料、涂層的不同要求中可以看出，歐標、韓標W型Ⅱ類產品管材壁厚降低，管道的耐腐蝕能力相應降低，所以提出了更為嚴格的防腐標準和要求。設計、選用時應該關注管材壁厚和涂裝標準之間的關系，并予以重視。
    （2）歐標對外表面涂層的耐火性能要求明確且嚴格，標準中給出了具體的測試檢驗方法。消防安全人命關天，在標準中得以體現值得尊重。
    （3）國外標準均對石棉、有毒重金屬提出嚴格限定，充分體現對環境、對生產制造人員、對使用、居住人員的關愛，國內標準應該增加這些要求。
    7、輔件
    表8、各標準使用輔件種類及規定項目

    作為管道系統的一部分，輔件的質量同樣十分重要，國標缺少不銹鋼卡箍、螺栓標準，應予增加；國際標準和韓標缺少輔件內容。
    8、檢查試驗項目及試驗方法
    表9、各標準規定的檢查試驗項目及方法

    注：√—標準中有規定；×—標準中缺少規定；
    各標準對檢查試驗項目和方法的規定不盡一致，除了前面比較、分析中提到的內容之外，還有以下特點：
    （1）歐標規定了氣密試驗要求和方法，其目的是控制管道中廢氣、異味逸出，值得借鑒。
    （2）美標對地埋敷設管道提出了詳盡的規范及施工方法。
    （3）日本標準十分注重管道抗震性能，是唯一規定了抗震檢查指標與方法的標準。
    二、總結：對標準制、修訂的意見
    一個具有先進性、適用性的鑄鐵排水管材產品標準應該綜合研究產品適用和應用范圍、排水設計規范、用戶利益、環境保護和安全健康、生產制造技術發展等方面的問題，應該符合安全環保、技術先進、經濟合理、協調配套、促進發展的原則。
根據以上對各標準的比較和分析，結合生產、市場、設計、使用經驗，對現行國標、行標提出如下意見和建議。
    1、協調整合：
    （1）目前國內兩個標準并存（國標GB/T12772—99，城建行標CJ/T177—2002），外徑尺寸、規格不統一，使得工程設計、安裝選用、生產制造面臨選型困惑，客戶利益難以保證。將兩個標準協調整合，形成一個內容相互補充，規格、規范統一，指標、方法一體的標準，將會有利于促進鑄鐵排水管材行業的發展。
    （2）參考國外標準對應用范圍的規范，結合國內實際成熟的應用范圍，適當增加、擴大并規范鑄鐵排水管材的應用范圍。
    （3）增加連接結構型式和產品等級類別。多樣化的連接結構型式和產品等級類別，可以滿足不同設計、不同應用場合的需求，增加客戶選擇。
    在GB/T12772標準現有W型、A型產品的基礎上，可以參考日、韓、歐標，增加柔性承插型、W型Ⅱ類產品（壁厚、機械性能、防腐要求采納EN877標準），另外增加從國外傳入、沒有統一標準，但市場上已經逐漸采納、工程中實際應用的雙法蘭型管件。
    （4）在國內兩個標準協調整合、統一的基礎上，將各種結構型式、等級類別產品外徑統一，保證市場上產品規格尺寸的統一性，從而使設計、生產、施工、維修等各方面的規程、習慣和方便性得以保證和延續。
    2、充實完善：
    參考各國標準的特點，總結其優劣，對標準范圍、內容、指標、方法進行充實，使標準更加完善。
    （1）外徑公差，標準原則應該是：口徑大則公差大一些，相反則小一些，同時借鑒日本標準，對不影響連接、密封效果的結構型式，公差大一些，相反則小一些。
    （2）壁厚：作為管材機械性能、防腐性能、壽命指標的重要影響因素，不僅應該對壁厚及其公差進行明確規定，而且應保證管材機械性能，對于降低壁厚指標的產品類別，必須相應提高對材質和防腐性能的要求。
    （3）內徑公差：保證了外徑、壁厚，則內徑即間接得到保證，因此內徑公差或可不作規定。
    （4）增加壓環強度指標，至于是采納歐標還是日標的指標及試驗計算方法，尚需專家進行研究：站在有利于生產方的角度，采納歐標指標及試驗計算方法；站在有利于客戶的角度，則應采納日標的指標及試驗計算方法。
    （5）提高水壓指標，規范水壓試驗、檢測方法。參照多數標準的水壓指標，應該將直管水壓指標提高到≥0.3MPa。由于100%檢測管件水壓的現實難度，需要根據這一具體情況做出相應的簡化、特殊規定。
關于水壓檢測，除了規定單條、單件的水壓標準、檢測方法之外，應該增加綜合檢測——管道系統水壓標準、檢測方法，使檢測方法與實際使用條件相一致。
    （6）重量：只要產品尺寸達到要求，則重量指標沒有實質性意義，完全可以參照美標、日標，取消重量標準。
    （7）防腐與涂裝：應該參照歐、美、日、韓標準，增加、強化兩方面要求：首先，限制防腐材料中污染環境、影響人類健康物質的存在，如規定石棉、有毒重金屬含量、檢出指標。第二，處理好管材壁厚、應用場合與防腐、涂裝指標的關系，管材壁薄，管道的耐腐蝕能力相應降低，需要更高的防腐標準；應用場合環境惡劣（如地埋），同樣需要更高的防腐標準。
    （8）全面規范管道系統所必需的壓蓋、不銹鋼卡箍、膠圈、螺栓等輔件標準。
    （9）參考日本標準，根據工程設計的抗震性要求，規定抗震檢查指標與方法標準。