離心水泥制管機制造水泥管的成型工藝

公路建設一般遵循“先橋涵構(gòu)造物，后路基土石方”的施工程序。因此，對水泥管的制作生產(chǎn)與安裝，不僅質(zhì)量要求高，而且工期緊。所以，越來越多的建設工程采用離心式水泥制管機工廠化生產(chǎn)工藝和蒸汽養(yǎng)護快速成型的制作方法。在實際生產(chǎn)中，除了科學設計、合理選用原材料和配合比外，還必須嚴格控制水泥管的成型工藝。

一、成型原理

混凝土投入佳木斯水泥涵管模具后，使混凝土混合料從沿管壁均勻分布到密實成型，一般分為4個階段：①澆灌布料階段，這一階段主要是將拌和好的混凝土混合物澆灌于慢速旋轉(zhuǎn)的鋼模內(nèi)；②均布混合料階段，混合物借助于旋轉(zhuǎn)獲得的離心力，沿著鋼模內(nèi)壁四周均勻分布；③中速階段，即由慢速向快速過渡的中間階段；④密實成型階段，這階段快速轉(zhuǎn)動鋼模，使鋼模中的混凝土獲得預定的離心力，從而使混凝土密實成型。

在相同轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，離心力的大小決定于混合物中顆粒的質(zhì)量。所以，不同的顆粒沿著離心力方向產(chǎn)生不同的沉降（或不同的擠壓力），使得粗顆粒在旋轉(zhuǎn)過程中分布于管壁的外層，中顆粒分布于管壁中部，質(zhì)量小的砂，水泥粒子和水分則聚集于管壁的內(nèi)表面。于是就形成了按顆粒大小排列的不均質(zhì)截面。這是離心工藝的不足之處。 但在離心的后階段，富余水分被擠出，混凝土水灰比顯著下降，從而提高了離心混凝土的強度和抗?jié)B性。這是普通混凝土難以比擬的優(yōu)點。

二、離心時間與轉(zhuǎn)速

生產(chǎn)實踐證明：對于不同轉(zhuǎn)速的各個階段，各有一個最佳的離心延續(xù)時間。在最佳離心延續(xù)時間下，水泥管才能獲得理想的密度與預期的強度。離心成型各個階段與相應的延續(xù)時間參見表1。嚴格把握各個階段的轉(zhuǎn)速與延續(xù)時間，是確保預制產(chǎn)品工程質(zhì)量的關鍵。

表1 鋼筋混凝土管離心成型轉(zhuǎn)速與延續(xù)時間表

內(nèi)徑/mm 投料次數(shù) 投料 慢速 中速 快速

轉(zhuǎn)速/r/min 時間/min 轉(zhuǎn)速/r/min 時間/min 轉(zhuǎn)速/r/min 時間/min 轉(zhuǎn)速/r/min 時間/min

350～600 1 80～120 2～4 120～170 1～2 150～250 2～5 350～400 9～15

700～900 1 80～110 3～6 120～170 2～4 200～280 3～5 350～400 16～24

1000以上 1～2 80～110 5～7 120～170 4～5 200～280 4～5 350～400 25～35 注：表中轉(zhuǎn)速系指離心機托輪轉(zhuǎn)速。

三、蒸汽養(yǎng)護

水泥管成型后，混凝土的強度尚未形成。為提高生產(chǎn)效率、加速水泥管模具周轉(zhuǎn)，蒸汽濕熱養(yǎng)護是一種有效的方法。

坑式蒸汽濕熱養(yǎng)護分為靜置、升溫、恒溫、降溫4個階段，各個時段與相應的持續(xù)時間見表2。

表2 鋼筋混凝土管坑式養(yǎng)護溫度控制表

管徑/mm 靜置/h 升溫 恒溫 降溫 合計/h

時間/h 達到溫度/℃ 時間/h 達到溫度/℃ 時間/h 達到溫度/℃

400～500 1.5～2.0 2 55,85 3 85 0.5 45 5.5

600～900 1.5～2.0 2 55,85 3.5 85 0.5 45 6.0

1000～1350 1.5～2.0 2 55,85 4 85 0.5 45 6.5 注：表中升溫階段“達到溫度”項中兩個溫度分別為第1h，第2h內(nèi)達到的溫度。

混凝土制品在蒸汽濕熱養(yǎng)護時，除按表2嚴格控制各個階段與相應的持續(xù)時間外，還應注意控制升溫、降溫速度。一定要讓混凝土圓管在空氣中先靜置1.5～2h，再放入養(yǎng)護池進行濕熱養(yǎng)護，做到均勻升溫、降溫。嚴格杜絕混凝土制品因溫度暴升、暴降而產(chǎn)生的溫度裂縫。

焊接鋼管，也稱有縫鋼管，一般由鋼板或鋼帶卷焊而成。

按管材的表面處理形式：

分為鍍鋅和不鍍鋅兩種。表面鍍鋅的發(fā)白色，又稱為白鐵管或鍍鋅鋼管；表面不鍍鋅的即普通焊接鋼管，也稱為黑鐵管。

鍍鋅焊接鋼管，常用于輸送介質(zhì)要求比較潔凈的管道，如生活用水、凈化空氣、儀表空氣等；不鍍鋅的焊接鋼管，可用于輸送蒸汽、煤氣、壓縮空氣和冷凝水等。

根據(jù)用戶要求，焊接鋼管在出廠時可分兩種：

一種是管端帶螺紋的，另一種是管端不帶螺紋的。管端帶螺紋的焊接鋼管，每根管材長度為4～9m，不帶螺紋的焊接鋼管，每根管材長度為4～12m。

焊接鋼管按管壁厚度不同：

分為薄壁鋼管、加厚鋼管和普通鋼管。工藝管道上用量最多的是普通鋼管，其試驗壓力為2.0MPa。加厚鋼管的試驗壓力為3.0MPa。

焊接鋼管的聯(lián)接方法較多：

有螺紋聯(lián)接、法蘭聯(lián)接和焊接。法蘭聯(lián)接中又分螺紋法蘭聯(lián)接和焊接法蘭聯(lián)接，焊接方法中又分為氣焊和電弧焊。

常用焊接鋼管的規(guī)格范圍：

為公稱直徑6～150mm

2無縫鋼管

無縫鋼管，是工業(yè)管道中用量最大，品種規(guī)格最多的管材。

基本上分為：

流體輸送用無縫鋼管和帶有專用性的無縫鋼管兩大類。前者是工藝管道常用的鋼管，后者如鍋爐專用鋼管、裂化爐管和熱交換器用鋼管等。

按材質(zhì)可分為：

碳素無縫鋼管、鉻鉬無縫鋼管和不銹、耐酸無縫鋼管。

按公稱壓力可分為：

低壓(0≤1.0MPa)、中壓(1.0＜10MPa＝、高壓(≥10MPa)三類。

?碳素無縫鋼管

常用的制造材質(zhì)為10號、20號、16Mn鋼。

其規(guī)格范圍為：熱軋外徑φ32～630mm，冷拔外徑φ6～200mm，單根管長度4～12m，容許操作溫度為-40～450℃。

廣泛用于輸送各種對鋼無腐蝕性的介質(zhì)，如輸送蒸汽、氧氣、壓縮空氣、油品和油氣等。

?低合金鋼無縫鋼管

系指含一定比例合金元素的合金鋼管。

通常分為兩種：

一種是含有錳元素的低合金鋼管，稱為普通低合金鋼管，如16Mn、15MnV等；另一種是含有鉻、鉬等元素的低合金鋼管，稱鉻鉬鋼管。

常用的有12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、1Cr5Mo等，其規(guī)格范圍為外徑φ10～φ273mm，單根管長度4～12m，鉻鉬鋼管適用溫度范圍為-40～550℃。

低合金無縫鋼管，多用于輸送各種溫度較高的油品、油氣和腐蝕性不強的鹽水、低濃度有機酸等。

?不銹耐酸無縫鋼管

根據(jù)鉻、鎳、鈦各種金屬的不同含量，品種很多，有Cr13、00Cr17Ni14Mo2、1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni9Ti等。

這些鋼號中用量最多的是1Cr18Ni9Ti，在施工圖上常用簡化材質(zhì)代號18-8來表示，適用溫度范圍為-196～700℃。

在化工生產(chǎn)中用來輸送各種腐蝕性較強的介質(zhì)，如硝酸、醋酸和尿素等。

?高壓無縫鋼管

其制造材質(zhì)與上述無縫鋼管基本相同，只是管壁比中低壓無縫鋼管厚，最厚的管壁達40mm。

如化肥設備用高壓無縫鋼管規(guī)格為φ14×4(mm)～273×40(mm)，單根管長度4～12m，適用壓力范圍10～32MPa，工作溫度-40～400℃。