阀门材料及涂装要求

有时我们在马路上能看到自来水冲出地面，造成汪洋一片。这是由于水管或阀门破裂所造成的。管阀所采用的主体材料为灰铸铁HT200或HT250。灰铸铁能承受的压力较小，并且脆性大，世界各国（包括我国在内）已明令禁止再采用灰铸铁的管阀作为自来水用阀。现水道闸阀的基体材料全部采用球墨铸铁QT500-7或QT450-10。这是一种力学性能很合适的材料，其抗拉强度σ_b＝500MPa，屈服强度σ_s＝320MPa，伸长率δ＝7％，硬度为170～245HBW，主要金相组织为铁素体＋珠光体，适用温度为－30～350℃。QT500-7的力学性能比灰铸铁成倍增加，并且适用温度范围比灰铸铁的－20～250℃扩大了许多，这种材料制造的阀门适用于我国所有区域的供水系统。

为了保证球墨铸铁QT500-7铸件的致密性，管子的铸造必须采用离心法。我们采用的是壳芯模铸造方法，这种方法杜绝了铸件的夹砂、夹渣、裂纹等缺陷。

阀瓣上包覆的橡胶与O形密封圈橡胶材质均为丁腈橡胶。丁腈橡胶是丁二烯与丙烯腈两单体经乳液聚合而得的共聚物，称为丁二烯-丙烯腈橡胶，简称丁腈橡胶，代号为NBR。丁腈橡胶又分为多种牌号，大部分为污染源，而用在该闸阀上的材料必须是非污染的，牌号为NBRN220S或NBRN230S。这是很关键的一点，如果用得不当，阀门虽然与外界隔绝，但其阀瓣本身又成为污染源，必将造成严重后果。

要保证该橡胶无污染，除了从牌号上保证外，橡胶与阀瓣芯的固化工艺亦非常关键。工艺不当或期间配用的炭黑不当，橡胶仍有可能成为污染源。笔者曾处理过几块橡胶阀瓣不合格品，其污染就是其所用炭黑的有机物质超标所致。换另一种高质量的炭黑，问题迎刃而解。

橡胶应粘接于球墨铸铁铁芯上，并能长期承受管道流体的冲击和启闭过程力的拉撕。粘接效果应符合我国GB/T 11211《硫化橡胶或热塑料橡胶 与金属粘合强度的测定 二板法》和GB/T 15254《硫化橡胶与金属粘接180°剥离试验》的规定。

橡胶阀瓣应根据GB/T 17219对橡胶进行检测，实现所有检测项目全部过关，尤其在耗氧量及苯并（a）芘两项上须多次试验并合格。橡胶阀瓣浸泡水的卫生要求见表4-1。

该闸阀采用了铸铁金属表面静电喷涂环氧树脂的方法。这也是该无污染闸阀与其他闸阀的最大区别之处。

表4-1 橡胶阀瓣浸泡水的卫生要求

环氧树脂喷涂有两种工艺方法：喷树脂漆可以认为是一种较为低级的方法，其厚度、附着力度均很不理想，并且液体中含有的有害物质无法彻底散尽，带有一定的残留物；目前一般都采用粉末喷涂的方法。(www.xing528.com)

粉末有若干种，包括环氧树脂、聚酯/环氧树脂、聚酯树粉末、聚氨酯粉末等。粉末材料的一个根本要求是不得对饮用水的成分、味道、气味和颜色等有任何影响。粉末的卫生要求比较严格，应符合相关的标准。

涂装后的阀体、阀盖等应符合GB/T 17219的规定。其浸泡水的卫生要求见表4-1。

供水用阀门所有粉末除了化学成分和无毒要求外，还必须保证其力学性能。力学性能同工艺关联，并且应在产品喷涂后进行测试。

阀门环氧树脂的涂装工艺十分关键，要求也很高。

用于涂装阀门的设备必须包含机械预加工、烘箱、喷涂装置、保温箱、实验室等五大部分。

经壳体压力试验及铸件目测合格的产品进入封闭的喷丸室，清除其表面的所有污物、油渍、氧化物和粘砂等杂质，然后进入高压气流室进行清洗。清洗结束后再目测经喷丸后的表面质量，如有不合格品即剔除。接着进入烘箱，使阀体、阀盖等完全达到预定的粉末熔化温度240℃。自烘箱出来后，即喷涂环氧树脂粉末。装置有两种，投资较大的一种用机械手抓取阀体后，浸在液流床上翻滚预定的时间，使阀体、阀盖表面粘接预定的涂料厚度层后，迅速从床上抓起，把阀体、阀盖送入保温箱内。此外还有一种投资较小的设备，其将阀体送入喷涂房，用人工静电枪喷射包覆后，再送入保温箱内。第一种工艺做出的阀门表面涂层厚度均匀，第二种工艺要积累一定的经验后方可达到预定的涂层厚度。

阀体、阀盖经环氧树脂喷涂后，必须进行涂层厚度、涂层微孔、冲击性能、表面结合和粘接强度这几项内容的检测，这几项测试可在厂实验室进行，亦可在行业试验学会内进行。

阀门的阀杆采用的是12Cr13或06Cr18Ni9不锈钢，而不是一般的35钢，阀杆螺母和密封套采用铝青铜。流经阀门的水接触不到任何铁的表面，从而保证了水的纯净。