摘要：柔性铸铁排水管材主要用于建筑物污水、废水排水。对比、分析国内外有关铸铁排水管材标准，管材结构型式、规格尺寸、技术指标各不相同。通过总结归纳，提出了对铸铁排水管材产品标准的意见和标准制、修订的具体建议。

    机制柔性铸铁排水管及管件国家标准GB/T 12772—1999发布实施至今已经8年了。在此期间，国际、国内铸铁排水管材执行标准、生产技术、应用技术、产品市场等诸多方面发生了很大的变化。本文通过对目前国内、国际主要标准进行对比和分析，以期对国家标准的制、修订提供参考，对铸铁排水管材的设计、制造、选用提供参考。
    一、不同标准分析比较
    由于国情、生产技术、设计规范、使用习惯等方面的不同，不同标准之间存在着较大的差异，下面从结构型式、规格尺寸、形位公差、材料成分与材质强度、水压、重量、涂层、辅件、检查试验项目及方法等方面对国标GB/ T 12772、城建行标CJ/T 177、国际标准ISO6594、欧标EN 877、美标ASTM 888、韩标KSD 4307、日标JIS 5525等7个主要标准进行比较和分析，从而达到对国内、国际主要标准比较全面的了解和认识，对标准化、设计、制造、选用、验收起到参考作用。
    1、连接结构型式（表1）
    表1、各标准的连接结构型式

    从表1连接结构型式中，反映出的突出特点是：欧、美标准主流产品为柔性平口（W型）；中国、韩国标准柔性平口（W型）、柔性承口产品并重；日本标准则全部为柔性承口产品。
    由于产品设计、使用的历史、传统不同，建筑结构、用途不同，地质条件不同，为了满足并向用户提供多样化的选择，适应不同设计的需求，建议标准中涵盖更多的连接结构型式。
    日本是一个地震多发国家，仅以接口连接强度更高的柔性承口产品为选择，是可以理解的。
    2.规格尺寸
    （1）口径规格：欧标范围最大，DN40~600㎜；韩标、日标范围最小，DN50~200㎜。多数标准涵盖DN50~300㎜。口径规格以适合本国、本地区使用规范、应用范围为原则。
    （2）外径尺寸：没有一个国家的标准规定与其它国家相同；甚至中国的两个标准（国标GB/ T 12772与城建行标CJ/T 177）也不相同；韩国、日本标准中，W型、柔性机械、柔性承插各不相同，Ⅰ类、Ⅱ类各不相同。从设计、生产制造、安装使用、维修更新等方面看，一个国家的各类产品外径相同都是有利的。
    （3）外径公差：不同标准规定的外径公差各不相同。
外径公差大小与连接、密封效果有一定关系。如果连接结构型式对公差不敏感、密封效果不受影响，公差可以大一些，相反则应该小一些；口径大，公差可以大一些，相反则应该小一些。这一点日本标准值得借鉴：由于柔性承插型的连接结构需要，因此该种产品的插口公差最小，只有±1。相反，柔性机械型公差大一些不影响连结和密封，因此插口公差选择较大。韩国标准不论口径大小、产品结构，统一外径公差、而且公差值较大（W型Ⅰ类、Ⅱ类：+1mm、－3 mm；柔性承插Ⅰ类、Ⅱ类：+3mm、－1 mm），似为不妥。
    （4）内径及公差：多数标准没有内径公差规定，有规定的标准是欧标EN 877、美标ASTM 888、韩标KSD 4307。即便规定了内径公差，其公差值也比外径、壁厚公差值大，说明在制造、验收和考虑使用功能的时候，外径、壁厚更加重要，外径影响连结和密封，壁厚影响强度和寿命，由于公差是毫米级别的，因而内径公差大小对水利条件的影响更多存在于理论层面。
    （5）壁厚及公差：所有的标准都规定了壁厚及公差，结合对铸铁排水管材材质、机械性能规定进行综合分析，这里产生了实质性的分歧：
国标、美标、韩标W型Ⅰ类及柔性承插、日标材质要求低，为HT150，抗拉强度为≥150MPa，但是壁厚较大，最小口径管材的壁厚值均大于4㎜，从而保证了管材强度。
    欧标、韩标W型Ⅱ类：材质要求高，为HT200，抗拉强度为≥200MPa，同时壁厚较薄，最小口径管材的壁厚值为3㎜，从而不仅降低重量、节省了材料，管材强度同样得到有效保证（材质提高导致了制造成本提高，也相应的提高了使用成本）。
    城建行标、国际标准：材质要求低，为HT150，抗拉强度为≥150MPa，同时壁厚较薄，管材强度降低。虽然降低了重量、节省了材料，但是却降低了管材的强度，是否恰当需要探讨。
    3、形位公差
    表2、各标准的形位公差

    （1）长度公差：城建行标、国际标准、欧标的长度公差范围最大，为±20㎜；日标范围最小，±5㎜。长度公差以满足安装使用精度要求为基础，考虑到制造方法对长度精度的保证能力，长度对重量的影响等因素，综合衡量，认为国标规定的±10㎜比较合适，小了没有必要，大了不仅多余，而且影响批量产品的整齐美观。
    （2）圆度公差：不同标准采取了不同的圆度公差控制方法：一种是规定圆度公差，公差值≤外径公差，如国标、城建行业、欧标、韩标；另一种是不作具体规定，其结果是圆度公差值=外径公差。两种方法没有明显的差异，若无特殊使用要求，在外径公差合理的条件下，不作具体规定是一种既方便、又实用的选择。
    （3）弯曲：美标、韩标规定的弯曲度允差过于宽松，十分不利于安装使用，且容易造成接口渗漏或排水不畅，不宜借鉴。
同时规定了单位长度允差及全长允差的方式更加科学合理。
    （4）端面垂直度：虽然多数标准中要求端面与管体垂直，但是给出指标的只有城建行标和欧标，其角度公差的方法和指标大小均值得参考。
    4、材料成分、材质强度与水压
    （1）材料成分
    表3、各标准的材料成分%

    由于铸铁排水管材使用的是普通灰口铸铁，所以大多数标准只对有害元素S（硫）、控制元素P（磷）含量作了限制性规定。各标准对S含量要求相同（美标除外），但是对P元素的含量指标，各标准的差异很大，从城建行标的0.2%到国际标准的0.9%不等。
    美标是一个例外，除了规定S、P含量，还规定了Cr（镉）、Ti（钛）、 Al （铝）、Pb（铅）含量限制标准和碳当量指标，同时在标准中规定材料和产品中不得有放射性元素检出。
    从普通灰口铸铁的特性考虑，应该规定S、P含量限制指标，否则产品脆性增加，于使用不利，其它成分可以通过产品的强度、硬度指标间接予以控制。因此美标对成分的规定过于繁复。虽然其对放射性的要求十分合理，但检测方法与手段的配套又成为一个新问题。
    （2）材质与强度
    表4、各标准的材质与强度

    a、材质与抗拉强度：在管材壁厚的讨论中提到了产品材质问题，这里还须再次强调，为了保证管材整体强度要求，在降低壁厚指标的同时，应该相应提高材质和机械性能指标。
    国标、美标、韩标W型Ⅰ类及柔性承插、日标，材质要求低，为HT150，抗拉强度为≥150MPa，但壁厚较大，从而保证了管材强度。
    欧标、韩标W型Ⅱ类材质要求高，为HT200，抗拉强度为≥200MPa，因此可以在降低壁厚、降低重量、节省材料的同时，保证管材强度，但同时相应提高了制造成本提高和使用成本。
    b、压环强度：压环强度也是一个强度指标，这里需要说明的是，虽然韩标、日标的指标比城建行标、国际标准、欧标要低，但其差别是由于各自的压环强度计算方法不一致所造成，按照同样方法和参数计算，结果则相反，韩标、日标的要求更高，这是选用、验收时应该注意的。
国标、美标没有压环强度要求，是不符合当前标准发展趋势的，应予增加为佳。
    c、水压：虽然建筑排水属于无压设计，但在实际使用环境中，受各种因素的影响，管道系统往往会存在一定的压力，所以除国际标准之外，其它标准不仅规定了水压指标，而且规定了检测方法。
欧标给出了一个比较宽的水压范围，以适应不同应用场合。
根据多数标准的指标要求和实践应用经验，建议提高国标水压标准。
    d、硬度：现场使用、安装过程中，往往需要对管材进行切割，因此提出对硬度的限制性要求是必要的，但像欧标这样规定一个具体值似无必要，可以采用锯条试验方法，简单的检测出可切削性。
    5、重量
    表5、各标准的重量指标

    可以看出，各标准对重量的规定完全不同。作为一种铸铁产品，在没有特殊要求的条件下，如果其直径、壁厚、长度以及材质符合要求，重量指标疑似多余和没有必要。美标和日标作了一个好的榜样。
    一定要规定重量标准的话，国标管件的重量标准范围应该加大至－15%为佳，这是其制作方法（砂型铸造，并且每件必须有砂芯）所决定的。

    像城建行标这样约束重量上限似无必要。

    6、涂层
    国标GB/T 12772 对涂料、涂层厚度无具体的规定要求；
    城建行标CJ/T 177规定直管内壁、管件内外壁使用聚酯漆，直管外壁使用聚酯漆或其他防锈漆；涂料不含有毒重金属，不易燃烧；直管外壁、管件内外壁涂层厚度60μm±10μm，直管内壁120μm±20μm；
    国际标准ISO 6594对涂料、涂层厚度无具体的规定要求，要求外表面涂层应适合再涂装；
    欧标EN 877除规定涂料不含有毒重金属、涂装后100℃环境下不变粘、外表面涂层应适合再涂装的要求之外，还规定了明确、严格的防腐试验标准和耐火标准：
    表6、欧标EN877防腐试验及耐火标准：

    美标ASTM 888除规定不含石棉（达到MSDS检测标准）外，对涂料、涂层厚度无其它具体的规定要求
韩标KSD4307要求涂料不含石棉，同时对W型Ⅱ类产品提出了明确、严格的防腐试验标准：
表7、韩标KSD4307Ⅱ类产品防腐试验标准：

    日标JIS5525规定涂料不得含有石棉、有毒重金属。
    （1）从以上标准对涂料、涂层的不同要求中可以看出，欧标、韩标W型Ⅱ类产品管材壁厚降低，管道的耐腐蚀能力相应降低，所以提出了更为严格的防腐标准和要求。设计、选用时应该关注管材壁厚和涂装标准之间的关系，并予以重视。
    （2）欧标对外表面涂层的耐火性能要求明确且严格，标准中给出了具体的测试检验方法。消防安全人命关天，在标准中得以体现值得尊重。
    （3）国外标准均对石棉、有毒重金属提出严格限定，充分体现对环境、对生产制造人员、对使用、居住人员的关爱，国内标准应该增加这些要求。
    7、辅件
    表8、各标准使用辅件种类及规定项目

    作为管道系统的一部分，辅件的质量同样十分重要，国标缺少不锈钢卡箍、螺栓标准，应予增加；国际标准和韩标缺少辅件内容。
    8、检查试验项目及试验方法
    表9、各标准规定的检查试验项目及方法

    注：√—标准中有规定；×—标准中缺少规定；
    各标准对检查试验项目和方法的规定不尽一致，除了前面比较、分析中提到的内容之外，还有以下特点：
    （1）欧标规定了气密试验要求和方法，其目的是控制管道中废气、异味逸出，值得借鉴。
    （2）美标对地埋敷设管道提出了详尽的规范及施工方法。
    （3）日本标准十分注重管道抗震性能，是唯一规定了抗震检查指标与方法的标准。
    二、总结：对标准制、修订的意见
    一个具有先进性、适用性的铸铁排水管材产品标准应该综合研究产品适用和应用范围、排水设计规范、用户利益、环境保护和安全健康、生产制造技术发展等方面的问题，应该符合安全环保、技术先进、经济合理、协调配套、促进发展的原则。
根据以上对各标准的比较和分析，结合生产、市场、设计、使用经验，对现行国标、行标提出如下意见和建议。
    1、协调整合：
    （1）目前国内两个标准并存（国标GB/T12772—99，城建行标CJ/T177—2002），外径尺寸、规格不统一，使得工程设计、安装选用、生产制造面临选型困惑，客户利益难以保证。将两个标准协调整合，形成一个内容相互补充，规格、规范统一，指标、方法一体的标准，将会有利于促进铸铁排水管材行业的发展。
    （2）参考国外标准对应用范围的规范，结合国内实际成熟的应用范围，适当增加、扩大并规范铸铁排水管材的应用范围。
    （3）增加连接结构型式和产品等级类别。多样化的连接结构型式和产品等级类别，可以满足不同设计、不同应用场合的需求，增加客户选择。
    在GB/T12772标准现有W型、A型产品的基础上，可以参考日、韩、欧标，增加柔性承插型、W型Ⅱ类产品（壁厚、机械性能、防腐要求采纳EN877标准），另外增加从国外传入、没有统一标准，但市场上已经逐渐采纳、工程中实际应用的双法兰型管件。
    （4）在国内两个标准协调整合、统一的基础上，将各种结构型式、等级类别产品外径统一，保证市场上产品规格尺寸的统一性，从而使设计、生产、施工、维修等各方面的规程、习惯和方便性得以保证和延续。
    2、充实完善：
    参考各国标准的特点，总结其优劣，对标准范围、内容、指标、方法进行充实，使标准更加完善。
    （1）外径公差，标准原则应该是：口径大则公差大一些，相反则小一些，同时借鉴日本标准，对不影响连接、密封效果的结构型式，公差大一些，相反则小一些。
    （2）壁厚：作为管材机械性能、防腐性能、寿命指标的重要影响因素，不仅应该对壁厚及其公差进行明确规定，而且应保证管材机械性能，对于降低壁厚指标的产品类别，必须相应提高对材质和防腐性能的要求。
    （3）内径公差：保证了外径、壁厚，则内径即间接得到保证，因此内径公差或可不作规定。
    （4）增加压环强度指标，至于是采纳欧标还是日标的指标及试验计算方法，尚需专家进行研究：站在有利于生产方的角度，采纳欧标指标及试验计算方法；站在有利于客户的角度，则应采纳日标的指标及试验计算方法。
    （5）提高水压指标，规范水压试验、检测方法。参照多数标准的水压指标，应该将直管水压指标提高到≥0.3MPa。由于100%检测管件水压的现实难度，需要根据这一具体情况做出相应的简化、特殊规定。
关于水压检测，除了规定单条、单件的水压标准、检测方法之外，应该增加综合检测——管道系统水压标准、检测方法，使检测方法与实际使用条件相一致。
    （6）重量：只要产品尺寸达到要求，则重量指标没有实质性意义，完全可以参照美标、日标，取消重量标准。
    （7）防腐与涂装：应该参照欧、美、日、韩标准，增加、强化两方面要求：首先，限制防腐材料中污染环境、影响人类健康物质的存在，如规定石棉、有毒重金属含量、检出指标。第二，处理好管材壁厚、应用场合与防腐、涂装指标的关系，管材壁薄，管道的耐腐蚀能力相应降低，需要更高的防腐标准；应用场合环境恶劣（如地埋），同样需要更高的防腐标准。
    （8）全面规范管道系统所必需的压盖、不锈钢卡箍、胶圈、螺栓等辅件标准。
    （9）参考日本标准，根据工程设计的抗震性要求，规定抗震检查指标与方法标准。