鋼筋混凝土排水管立式內(nèi)模（芯模）振動設(shè)備的開發(fā)
褚建中
（蘇州混凝土水泥制品研究院，蘇州科星混凝土水泥制品裝備有限公司 江蘇蘇州215004）
為克服我國鋼筋混凝土排水管傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的諸多弊端，蘇州混凝土水泥制品研究院、蘇州科星混凝土水泥制品裝備有限公司通過調(diào)研，于2003年6月立項(xiàng)（國家科技部、科研院所技術(shù)開發(fā)研究項(xiàng)目）研制“立式內(nèi)模振動排水管生產(chǎn)設(shè)備”。至2005年6月完成該設(shè)備的研制，并在項(xiàng)目研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行延伸，建立了十七條“立式內(nèi)模振動排水管生產(chǎn)線”，其中一條生產(chǎn)線出口至哈薩克斯坦。產(chǎn)品長度2 m-3m，口徑覆蓋600mm至3000mm。形成了該設(shè)備的產(chǎn)品系列，并擁有自主知識產(chǎn)權(quán)，設(shè)備經(jīng)過三年多時(shí)間的運(yùn)行（第一條生產(chǎn)線于2004年8月正式生產(chǎn)），情況良好，部分性能超過了同類進(jìn)口設(shè)備，生產(chǎn)的排水管經(jīng)測試，內(nèi)壓和外載值分別為國標(biāo)的5倍和2倍。該科研項(xiàng)目獲建材科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。該設(shè)備的開發(fā)成功，受到行業(yè)內(nèi)的歡迎，現(xiàn)正通過加大成果轉(zhuǎn)化力度，使該設(shè)備在鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)中得到普遍應(yīng)用。
一、項(xiàng)目基本情況
1、項(xiàng)目開發(fā)背景
由于經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高、城市規(guī)模的擴(kuò)大和居民數(shù)量的增加，我國城市污水排放量不斷上升，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)已達(dá)7000萬噸/日以上，污水治理已被國家列入重點(diǎn)工作，隨著污水處理廠、城市污水管網(wǎng)和合流污水治理工程的大量新建和擴(kuò)建，大口徑排水管的需量逐年大幅度增加，原有的大口徑鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)線在產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量上均不能滿足要求，臥式離心和懸輥制管工藝一般適合生產(chǎn)2米以下的中小口徑排水管，傳統(tǒng)的濕法立式振搗工藝生產(chǎn)的大口徑排水管也存在一系列問題。
離心制管工藝生產(chǎn)的排水管在堆放過程中易產(chǎn)生內(nèi)壁干縮裂縫，脫模時(shí)易粘皮，浮漿影響管體強(qiáng)度和內(nèi)壁光滑，模具合縫處易跑漿漏水。
懸輥制管工藝輥壓過程中管子鋼筋骨架易移位變形，超過1.5米管徑的管子易產(chǎn)生內(nèi)壁塌落，外壁沉陷，內(nèi)壁超厚和承口不密實(shí)是該工藝最易發(fā)生的問題。
濕法振搗的混凝土管，內(nèi)部組織致密性差，毛細(xì)孔及細(xì)微裂縫較多，吸水率高，抗?jié)B性能差，污水腐蝕的耐久性差，管道開裂，鋼筋侵蝕膨脹，導(dǎo)致管體破壞現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生。
濕法插入式振搗工藝生產(chǎn)的大口徑管道，在插入振搗生產(chǎn)過程中，容易使混凝土內(nèi)鋼筋移位及露筋，從而嚴(yán)重影響了管體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐久性，并且由于這種生產(chǎn)工藝形式本身的缺陷，導(dǎo)致工效低下，在產(chǎn)量上難以滿足要求。
濕法振動工藝形式由于采用高水灰比的流動性混凝土，難以生產(chǎn)高強(qiáng)度的混凝土制品，為提高早期脫模強(qiáng)度，必須采用蒸養(yǎng)工序，從而增加了能源消耗，而且在制備過程中，管子的上部水分多，集料少，均質(zhì)性差。配筋稠密處振搗不密實(shí)。從而不能適應(yīng)新的管道施工作業(yè)。在頂管施工中由于幾何尺寸偏差大，使頂進(jìn)方向偏移，頂力傳遞不良，并經(jīng)常發(fā)生管道頂裂。
由于上述生產(chǎn)工藝本身的缺陷，排水管生產(chǎn)單位需要一種新的生產(chǎn)工藝裝備，以滿足大口徑排水管道的質(zhì)量和產(chǎn)量的市場需求，并同時(shí)改善生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的環(huán)境保護(hù)和節(jié)約能源等問題。
通過對振動工藝以及德國、丹麥、奧地利等國家立式振動成型制管工藝設(shè)備的分析研究，提出干法立式內(nèi)模振動，瞬時(shí)脫模排水管制管工藝及設(shè)備，通過內(nèi)模振動使喂入管模間的混凝土充滿并排出氣體，從而得到密實(shí)的混凝土結(jié)構(gòu)；由于對混凝土施加的是高頻振動，水泥顆粒在振動撞擊過程中表面的膠凝體不斷脫落，露出新的表面，從而提高了單位體積內(nèi)膠體的數(shù)量和參與水化作用的水泥表面積，提高了水泥石的密實(shí)度與強(qiáng)度。管端采用碾壓使承口混凝土更加密實(shí)，并成型出規(guī)整的承插口形狀。采用均勻的內(nèi)模振動傳遞至混凝土，對不同口徑的管道，通過調(diào)整內(nèi)模內(nèi)振動器的頻率，能夠使管子得到最佳的密實(shí)效果和表面質(zhì)量。由于振動力足夠大而且均勻，成型時(shí)可以使用干硬性混凝土，從而使瞬時(shí)脫模得以實(shí)現(xiàn)。無需蒸氣養(yǎng)護(hù)，極大地提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了能源，并降低了模具的一次性投入和生產(chǎn)成本。由于是內(nèi)模振動，不會由于操作不良使振動器接觸鋼筋，鋼筋基本沒有移位現(xiàn)象。插口部位采用液壓碾壓方法，使插口部分混凝土受壓受振受搓，保證混凝土的密實(shí)性。
蘇州混凝土水泥制品研究院對混凝土制品的立式振動工藝進(jìn)行了長期的多方位研究，其成果處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。早在1985年，我院就推出了“混凝土空心柱立式高頻振動成型設(shè)備”。并在90年代專門組織技術(shù)力量，對排水管的立式振動成型工藝進(jìn)行了深入的研究。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行大口徑混凝土排水管立式內(nèi)模振動制管設(shè)備的開發(fā)研究條件比較成熟。并設(shè)想該設(shè)備研制成功后可與我院承擔(dān)的2001年度科技部技術(shù)開發(fā)研究專項(xiàng)資金項(xiàng)目（編號：NCSTE—2001—JKZX—196）“綠色耐腐蝕混凝土排水管的開發(fā)研究項(xiàng)目”配套實(shí)施，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高效生產(chǎn)耐腐蝕混凝土排水管產(chǎn)品。
2、項(xiàng)目來源
經(jīng)過調(diào)研及分析，2002年7月完成該項(xiàng)目研究立項(xiàng)的可行性分析，提出項(xiàng)目申請，2003年6月科技部發(fā)文“國科發(fā)財(cái)字[2003]170號”批復(fù)，該項(xiàng)目立項(xiàng)，并下達(dá)開發(fā)研究專項(xiàng)資金。
項(xiàng)目名稱為“立式內(nèi)模振動排水管生產(chǎn)設(shè)備的開發(fā)研究”（編號2003EG132163）；項(xiàng)目資金195萬，其中專項(xiàng)資金撥款95萬，單位自籌100萬；屬科研院所技術(shù)開發(fā)研究專項(xiàng)資金項(xiàng)目；先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域；項(xiàng)目研究周期24個(gè)月。
3、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
歐美發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)鋼筋混凝土排水管主要生產(chǎn)工藝為“徑向擠壓法”和“立式振動成型法”，徑向擠壓制管工藝生產(chǎn)裝備自動化程度生產(chǎn)效率高，通常適合于口徑1200mm以下的管子。立式振動成型制管工藝設(shè)備八十年代德國、丹麥、奧地利等國家開展了較為系統(tǒng)的研究，主要方法有外模附壁式振動成型、芯模振動成型，在大口徑排水管道生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。
隨著裝備的日趨成熟，芯模振動制管工藝裝備，不僅自動化程度高，并且更適合于大口徑管的生產(chǎn)，最大生產(chǎn)管徑可達(dá)3600mm，同時(shí)此種裝備還可以生產(chǎn)帶基座管道、方涵、檢查井等異形管道。
芯模振動制管設(shè)備相對其他傳統(tǒng)工藝裝備比較復(fù)雜，融合了機(jī)、電、液壓和自動控制技術(shù)，它代表了混凝土制管領(lǐng)域裝備的較高水平，比較著名的專業(yè)生產(chǎn)廠商有丹麥的佩特哈博公司，美國哈卡公司，意大利科利公司，德國的祖布林公司和寶姆格特納公司等。
我國的一些排水管生產(chǎn)企業(yè)，為適應(yīng)市場對大口徑管的需求，在原有設(shè)備基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，大多為插入式或外模附壁濕法振動設(shè)備，我院在83年就混凝土空心柱的濕法內(nèi)模振動成型工藝開展了大量的研究，通過省級鑒定并生產(chǎn)出成套設(shè)備。但由于工藝及裝備諸多缺點(diǎn)，未能在生產(chǎn)中得以推廣。
80年代末期，上海成品廠率先引進(jìn)芯模振動制管設(shè)備，至今先后有十多家從美國、丹麥、德國等公司引進(jìn)該生產(chǎn)工藝裝備，國內(nèi)企業(yè)對此工藝設(shè)備進(jìn)行了研制， 2004年8月蘇州混凝土水泥制品研究院、蘇州科星混凝土水泥制品裝備公司Ф1350-Ф2400長度2.5m立式內(nèi)模振動制管設(shè)備試制完成，在南寧鴻基水泥制品公司的大力配合下，成功地進(jìn)行了七種規(guī)格的混凝土排水管生產(chǎn)中試，此后在半年時(shí)間內(nèi)不斷進(jìn)行調(diào)整、改進(jìn)，2005年上半年正常生產(chǎn)運(yùn)行，情況良好，隨后又對Ф600-Ф1500、Ф1800-Ф3000內(nèi)模振動制管設(shè)備進(jìn)行了研究，試制成功，從而覆蓋了長度3m以下，口徑從Ф600-Ф3000的排水管生產(chǎn)能力，形成了裝備系列?，F(xiàn)正進(jìn)一步在計(jì)算機(jī)自動控制、自動監(jiān)控，一機(jī)產(chǎn)品多元化（如檢查井、方涵、特殊的異形管道、PH2-12的防腐混凝土管）等方面進(jìn)行延伸研究。
二、主要研制內(nèi)容及技術(shù)關(guān)鍵
1、項(xiàng)目研究目的及研究目標(biāo)
由于市場因素和市政發(fā)展，大口徑排水管原有生產(chǎn)設(shè)備在工作效率、產(chǎn)品質(zhì)量節(jié)能、環(huán)保等方面已滿足不了要求，用一種新的工藝裝備替代勢在必行，而立式內(nèi)模振動，瞬時(shí)脫模工藝裝備的提出，使?jié)M足我國城市建設(shè)高性能排水管應(yīng)用將成為現(xiàn)實(shí)，該項(xiàng)目的實(shí)施，對促進(jìn)我國建材工業(yè)的生產(chǎn)裝備技術(shù)進(jìn)步，以及加強(qiáng)環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源都具有重要的意義。
我院是混凝土排水管及排水管生產(chǎn)設(shè)備國家標(biāo)準(zhǔn)制訂承擔(dān)單位，并且承擔(dān)了我國排水管生產(chǎn)行業(yè)的技術(shù)支持職能，此項(xiàng)目落實(shí)至我院實(shí)施，可以很好地解決技術(shù)上的前后銜接，能有效地掌握最先進(jìn)的大口徑排水管制管工藝及裝備技術(shù)，促進(jìn)行業(yè)技術(shù)進(jìn)步，在國內(nèi)保持領(lǐng)先地位的同時(shí)，增強(qiáng)我院科技產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，對本單位的改革和發(fā)展將起有力的推動作用。
本項(xiàng)目的完成，可形成具有自主知識產(chǎn)權(quán)的成套技術(shù)。
本項(xiàng)目研究目標(biāo)為：完成干法振搗、立式成型、瞬時(shí)脫模、自然養(yǎng)護(hù)大口徑排水管生產(chǎn)工藝及設(shè)備的研究試制工作，并建設(shè)一條年產(chǎn)20Km，φ1350mm～3000mm大口徑排水管生產(chǎn)線，在城市排污工程中應(yīng)用推廣。
項(xiàng)目完成的技術(shù)水平為國際先進(jìn)，項(xiàng)目成果的市場意義為完善水泥制品行業(yè)排水管先進(jìn)制備工藝，填補(bǔ)技術(shù)空白。
2、項(xiàng)目研制內(nèi)容
排水管立式內(nèi)模振動成型的設(shè)想是將砂、石、水、水泥、外加劑等材料計(jì)量后攪拌均勻配制成干硬性混凝土；鋼筋用滾焊機(jī)制成骨架，放入排水管外膜內(nèi)，連外模一起吊入已固定好內(nèi)模的制管工位；將混凝土喂入管模，同時(shí)內(nèi)模振動；碾壓排水管混凝土插口，排水管成型；連外模一起將排水管吊離成型工位（脫內(nèi)膜）；脫外膜，并保濕自然養(yǎng)護(hù)；待混凝土具有一定強(qiáng)度后翻管、脫底模，運(yùn)至堆場繼續(xù)自然養(yǎng)護(hù)，然后檢驗(yàn)，裝運(yùn)出廠。
研究開發(fā)內(nèi)容為：
①適用于干法立式振動生產(chǎn)工藝的混凝土材性及配合比研究；
②大口徑排水管干法振動、立式成型、瞬時(shí)脫模制備工藝的研究；
③立式內(nèi)模振動裝置的研究；
④適合于干法振動、立式成型工藝的混凝土布料裝置的研究；
⑤大口徑排水管承、插口液壓碾壓裝置的研究；
⑥該成型工藝的內(nèi)外模具的研究；
⑦適用于瞬時(shí)脫模大口徑排水管專用吊具及裝運(yùn)設(shè)備的研究；
⑧干法振動、立式成型工藝排水管生產(chǎn)線電、氣、液壓、控制系統(tǒng)的研究。
主要技術(shù)創(chuàng)新：
①干法振動、瞬時(shí)脫模大口徑排水管生產(chǎn)工藝方法；
②內(nèi)模均勻振動、振力可調(diào)，大口徑排水管振動成型裝置；
③管插口搓動碾壓混凝土密實(shí)裝置。
④防止混凝土下料離析的可360度回轉(zhuǎn)布料裝置。
為保證該工藝方法的實(shí)施以及成套裝備的試制成功，關(guān)鍵技術(shù)為：
①優(yōu)化干硬性混凝土的配比及材料性能，使之脫模后有足夠的堆結(jié)強(qiáng)度；
②確定內(nèi)模振動的頻率范圍、振動力及內(nèi)模振動方式，以保證振動的可靠性和主機(jī)的合理使用壽命。
②確定內(nèi)模振動的頻率范圍、振動力及內(nèi)模振動方式，以保證振動的可靠性和主機(jī)的合理使用壽命。
3、項(xiàng)目研究過程
在調(diào)研分析的基礎(chǔ)上確定了本項(xiàng)目立式內(nèi)模振動生產(chǎn)排水管的工藝方法；
為體現(xiàn)立式內(nèi)模振動排水管工藝的先進(jìn)性、實(shí)用性，設(shè)計(jì)時(shí)要求生產(chǎn)節(jié)拍應(yīng)達(dá)到管體長度L2500，管徑≤ф1650時(shí)，生產(chǎn)效率3根/小時(shí)；管徑ф1800—ф2200間，生產(chǎn)效率2根/小時(shí)；管徑>ф2200時(shí)，生產(chǎn)效率1-1.5根/小時(shí)。
根據(jù)工藝初步確定的生產(chǎn)參數(shù)指標(biāo)建立數(shù)學(xué)模型，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，確定了振動裝置的最大振幅、頻率要求，完成了整個(gè)內(nèi)置振動器、振動器與動力源主軸承座間的連接、振動器與內(nèi)模間漲緊連接、振動器內(nèi)部高速運(yùn)轉(zhuǎn)的潤滑等初步設(shè)計(jì)。
由于設(shè)備處于300KN，最高振頻轉(zhuǎn)速4500rpm工作條件下，為使振動器運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，我們采用了同一平面三個(gè)呈1200夾角主電機(jī)驅(qū)動;同時(shí)為滿足不同管徑長度的排水管生產(chǎn)以及生產(chǎn)過程中不同的激振要求，使用一臺大功率變頻器對三臺主電機(jī)進(jìn)行變頻調(diào)速。
根據(jù)本裝備高起點(diǎn)的設(shè)計(jì)思路，主動力驅(qū)動部分以選擇液壓馬達(dá)和液壓油缸為主；根據(jù)系統(tǒng)以及振動器的工作發(fā)熱計(jì)算，確定內(nèi)置振動器采用強(qiáng)制油冷卻方案；參照國外先進(jìn)設(shè)備的各種型式以及防止混凝土下料過程的離析，管徑ф1350—ф3000的生產(chǎn)設(shè)備混凝土布料形式采取 3600回轉(zhuǎn)皮帶機(jī)構(gòu)；為防止模具在使用過程中的焊接應(yīng)力釋放變形，保證混凝土制品尺寸精度，根據(jù)國內(nèi)模具的加工特點(diǎn)，在模具制造中采取二次回火熱處理加工工藝。
由于產(chǎn)生振動的緣故，振動器與主軸承的連接方式不能采用剛性連接，而只能采用連接。先期設(shè)計(jì)自制了偶連器連接，由于對連接軸的同心要求比較高，中試使用中效果不理想，我們在試用一段時(shí)間后改用特制的柔性連接器，改用后使用情況很好。
2004年6月，立式內(nèi)模振動排水管生產(chǎn)設(shè)備（Ф1350-Ф2400 L2.5m）在南寧鴻基水泥制品公司的大力支持下，完成現(xiàn)場安裝。
2004年7月9日，進(jìn)行了第一次滿載試車（Ф1650 L2.5m鋼筋混凝土排水管）沒有成功，主要原因有振動裝置潤滑、冷卻密封、液壓門架定位裝置、喂料系統(tǒng)、油馬達(dá)動力不足，振動器與動力源的連接方式，以及試生產(chǎn)時(shí)間過長導(dǎo)致無法脫去外模等諸多問題。
在總結(jié)了第一次試生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)，對設(shè)備作了及時(shí)的調(diào)整后，再次試車，取得了成功。
2004年9月至2004年12月，總結(jié)中試情況以及行業(yè)內(nèi)專家的意見，確定方案，對設(shè)備的振動器、連接方式、冷卻系統(tǒng)等部分進(jìn)行了較大的改動，完成了該設(shè)備的第一次初步完善，此后設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，至2005年上半年生產(chǎn)各種規(guī)格型號的排水管道8km，其中Ф2400口徑管道約2km。
2004年12月，武漢雙強(qiáng)水泥制品公司采用本項(xiàng)目研制的“立式內(nèi)模振動制管設(shè)備”一套，產(chǎn)品規(guī)格Ф1350-Ф2400，L2500，在雙強(qiáng)公司的大力協(xié)助下，于2005年4月投入生產(chǎn)，設(shè)備運(yùn)行情況良好。
2005年元月，南寧鴻基水泥制品公司在原有基礎(chǔ)上，增加Ф1800-Ф3000 L2.5m，生產(chǎn)工位一套，于2005年3月投入生產(chǎn) ，并試生產(chǎn)了Ф2800 L2.5m管道，產(chǎn)品性能優(yōu)良。
在Ф1350-Ф2400和Ф1800-Ф3000的設(shè)備基礎(chǔ)上，研究完成了Ф600-Ф1500 L2m-L3m的“立式內(nèi)模振動制管設(shè)備”的開發(fā)設(shè)計(jì)。
2005年10月至2006年2月： 南寧鴻基水泥制品公司采用本項(xiàng)目研制的“ 立式內(nèi)模振動制管設(shè)備”Ф600-Ф1500 L2.5m雙工位裝備一套，生產(chǎn)運(yùn)行情況良好。
小管工藝生產(chǎn)線的研制成功是本項(xiàng)目研究成果的延伸，在該生產(chǎn)線上，振動器采用了液壓自動漲緊裝置和保壓系統(tǒng)；增加了攝像監(jiān)控系統(tǒng)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)控記錄；打印系統(tǒng)；根據(jù)小管布料特點(diǎn)，采用回轉(zhuǎn)括板布料方式等。
2007年上半年，在北京京龍管道有限公司Ф1200-Ф2400，Ф1650-Ф3000長度3米的雙工位設(shè)備上，試制3米長大口徑管液壓自動漲緊裝置、電腦全自動一鍵控制、生產(chǎn)數(shù)據(jù)自動監(jiān)控記錄、圓管方涵兼容型立式內(nèi)模振動制管設(shè)備取得成功。至此，該設(shè)備已進(jìn)入了國際先進(jìn)行列。
三、項(xiàng)目研究成果
1、本項(xiàng)目完成了干法振動，立式成型，瞬時(shí)脫模，自然養(yǎng)護(hù)大口徑排水管生產(chǎn)工藝及設(shè)備的研究試制工作；在南寧鴻基水泥制品公司和武漢雙強(qiáng)水泥制品公司的全力支持下，建立了年產(chǎn)20km L2.5m Ф1350-Ф2400立式內(nèi)模振動成型鋼筋混凝土排水管生產(chǎn)線一條；年產(chǎn)40km L2.5m Ф1350-Ф2400，Ф1800-Ф3000雙工位生產(chǎn)線一條，；年產(chǎn)60km L2.5m Ф600-Ф1500雙工位生產(chǎn)線一條，總計(jì)生產(chǎn)各類鋼筋混凝土排水管道約30km，應(yīng)用于多個(gè)城市的排污、排水工程，延伸完成了項(xiàng)目研究目標(biāo)。并申報(bào)設(shè)備國家專利一項(xiàng)，形成自有知識產(chǎn)權(quán)。
2、從使用單位反饋，根據(jù)原有生產(chǎn)工藝及裝備與立式內(nèi)模振動工藝設(shè)備比較如下：
|
序號 |
工藝型式
項(xiàng)目 |
立式內(nèi)模振動 |
離心工藝 |
懸輥工藝 | |
|
1 |
生產(chǎn)效率 |
高 |
低 |
低 | |
|
2 |
勞動強(qiáng)度 |
低 |
高 |
高 | |
|
3 |
自動化程度 |
高 |
中 |
中 | |
|
4 |
產(chǎn)品規(guī)格 |
大 |
中 |
小 | |
|
5 |
產(chǎn)品對工程適應(yīng)性 |
強(qiáng) |
一般 |
弱 | |
|
6 |
生產(chǎn)占地面積 |
小 |
大 |
大 | |
|
7 |
生產(chǎn)成本 |
低 |
高 |
高 | |
|
8 |
生
產(chǎn)
線
造
價(jià) |
一次投入 |
高 |
低 |
低 |
|
設(shè)備投入 |
低 |
中 |
中 | ||
|
生產(chǎn)線投入 |
低 |
高 |
高 | ||
|
9 |
廢漿、污水 |
無 |
多 |
少 | |
|
10 |
模具數(shù)量 |
一套 |
多 |
多 | |
|
11 |
養(yǎng)護(hù)條件 |
脫模自然養(yǎng)護(hù) |
帶模蒸氣養(yǎng)護(hù) |
帶模蒸氣養(yǎng)護(hù) | |
|
12 |
產(chǎn)
品
質(zhì)
量 |
尺寸精度 |
高 |
中 |
低 |
|
外壓強(qiáng)度 |
高 |
中 |
低 | ||
|
抗摻性能 |
好 |
一般 |
低 | ||
|
外觀 |
一般 |
好 |
一般 | ||
|
成品率 |
高 |
中 |
低 | ||
3．立式內(nèi)模振動工藝產(chǎn)品性能優(yōu)良，根據(jù)武漢雙強(qiáng)水泥制品有限公司產(chǎn)品檢測報(bào)告：
企口式Ф1500×175×2500鋼筋砼排水管（Ⅰ級）檢測結(jié)果為：產(chǎn)品達(dá)到和超過國家標(biāo)準(zhǔn)，其中裂縫荷載為國標(biāo)要求的2.25倍，內(nèi)水壓力為國標(biāo)要求的5倍，破壞荷載為國標(biāo)值1.6倍時(shí)裂縫寬度0.21mm，產(chǎn)品未破壞。
鋼承口式Ф1500×175×2500頂進(jìn)施工法鋼筋砼排水管（Ⅱ級）檢測結(jié)果為：產(chǎn)品達(dá)到和超過國家標(biāo)準(zhǔn)，其中裂縫荷載為國標(biāo)要求的1.93倍，內(nèi)水壓力為國標(biāo)要求的5倍，破壞荷載為國標(biāo)值1.6倍時(shí)裂縫寬度0.28mm，產(chǎn)品未破壞。
4.通過測試了解，完善后的項(xiàng)目成果與同類進(jìn)口設(shè)備主要性能指標(biāo)比較：
|
|
項(xiàng)目 |
進(jìn)口設(shè)備 |
本項(xiàng)目成果設(shè)備 |
|
1 |
實(shí)際工作激振轉(zhuǎn)速 |
3500-3800rpm |
3600-4200 rpm |
|
2 |
實(shí)際最大工作激振力 |
300KN |
300 KN |
|
3 |
振動器軸承更換周期 |
3-12個(gè)月 |
24個(gè)月未更換 |
|
4 |
振動器長時(shí)間工作溫度 |
70℃-90℃ |
65℃以下 |
|
5 |
自動化程度 |
高 |
中 |
|
6 |
工況監(jiān)控， 數(shù)據(jù)打印系統(tǒng) |
無 |
有 |
|
7 |
安全防護(hù) |
多 |
少 |
|
8 |
外觀質(zhì)量 |
優(yōu) |
中 |
|
9 |
噪音 |
大 |
小 |
從上表可以看出，一些主要工作指標(biāo)達(dá)到和超過了進(jìn)口設(shè)備。
四、成果的應(yīng)用情況和經(jīng)濟(jì)及社會效益
1、成果應(yīng)用前景
由于“立式內(nèi)模振動制管工藝裝備” 同比其他生產(chǎn)工藝方式具有產(chǎn)品質(zhì)量好，節(jié)約原輔材料，生產(chǎn)效率高等諸多優(yōu)點(diǎn)，從先進(jìn)發(fā)達(dá)國家的排水管生產(chǎn)情況看，該工藝裝備逐步替代傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝將成為一種必然趨勢。
我國現(xiàn)有排水管生產(chǎn)企業(yè)5000多家，規(guī)模企業(yè)500多家，由于生產(chǎn)工藝以及投入產(chǎn)出比優(yōu)勢明顯（僅節(jié)約蒸氣用煤、節(jié)約用電費(fèi)二年即可收回投資），預(yù)計(jì)今后幾年將在這些企業(yè)得到普遍應(yīng)用。
東南亞一些國家城市市政建設(shè)處于發(fā)展初期，該工藝裝備與國外同類裝備相比，具有很明顯性價(jià)比優(yōu)勢，如果能很好地打開出口渠道，將會在東南亞地區(qū)有相當(dāng)大的市場。
2、項(xiàng)目成果設(shè)備應(yīng)用比較
?、僖阅戤a(chǎn)20km ￠1350～￠2400 L2500排水管道,內(nèi)模振動與離心工藝設(shè)備投入不同部分比較：（其它相同投入如行車，滾焊機(jī)，攪拌站不計(jì)）
離心工藝投入包括Ф1350-Ф2400三臺離心主機(jī)，7種口徑每種5個(gè)離心管模，鍋爐、蒸養(yǎng)及離心喂料機(jī)等輔助設(shè)備，總計(jì)投入約292萬元。
立式內(nèi)模振動工藝投入包括Ф1350-Ф2400成型主機(jī)一套，7種口徑內(nèi)外模各一套，每種規(guī)格底托盤各5個(gè)，冬季使用的小型蒸氣發(fā)生器一套，總計(jì)投入約241萬元。
如排水管承插口形式變化（企口、鋼承口等），立式內(nèi)模振動工藝變換底托盤或在底托盤上增加附件（新增底托盤投入36萬元）；離心工藝則需更換管模（管模投入213萬元）。
②以Ф1350-Ф2400 L2500單工位系統(tǒng)為例，本項(xiàng)目成果與同類進(jìn)口設(shè)備比較：
設(shè)備組成包括主機(jī)系統(tǒng)，七套內(nèi)外模具及輔件，每種規(guī)格5個(gè)底托盤，包裝、運(yùn)輸、安裝調(diào)試費(fèi)用，進(jìn)口設(shè)備的關(guān)稅。
同類進(jìn)口設(shè)備總價(jià)約611萬元，本項(xiàng)目成果設(shè)備總價(jià)約241萬元。進(jìn)口設(shè)備正常運(yùn)行維護(hù)保養(yǎng)配件費(fèi)用與本項(xiàng)目成果設(shè)備之比約5﹕1。
?、垡寓蚣壟潘苌a(chǎn)為例，內(nèi)模振動與懸輥工藝排水管生產(chǎn)成本比較：（以每立方米混凝土為單位）
|
|
工藝
項(xiàng)目 |
懸輥工藝 |
立式內(nèi)模振動工藝 |
差值 |
折合成人民幣（元） | |
|
1 |
水泥用量 |
400㎏ |
370㎏ |
30㎏ |
7.8元 | |
|
2 |
蒸氣
耗煤 |
冬季 |
130㎏ |
70㎏ |
60㎏ |
20.4元 |
|
其它 |
-- |
-- |
44.2元 | |||
|
3 |
人工 |
2.6工時(shí) |
0.6工時(shí) |
2工時(shí) |
15 | |
|
4 |
用電量 |
18.8度 |
5.2度 |
13.6度 |
11.6元 | |
|
5 |
其它（相同費(fèi)用不作比較） | |||||
|
6 |
總計(jì)：每立方米混凝土相差54.8元（冬季）～78.6元 | |||||
3.立式內(nèi)模振動排水管生產(chǎn)工藝及設(shè)備效益分析：
①相同年產(chǎn)20km排水管生產(chǎn)線達(dá)標(biāo)產(chǎn)能，立式內(nèi)模振動工藝與其它生產(chǎn)工藝主機(jī)成型設(shè)備投入節(jié)約17.5﹪費(fèi)用，如考慮管形變化，則節(jié)約45﹪費(fèi)用。
2005年我國水泥制品新增固定資產(chǎn)投入60億，按排水管銷售產(chǎn)值在水泥制品750億總銷售產(chǎn)值中比例估算，排水管新增固定資產(chǎn)投入10億；排水管生產(chǎn)線固定資產(chǎn)投入主機(jī)成型設(shè)備約占30﹪左右；按此推算，排水管生產(chǎn)線新增投入采用立式內(nèi)模振動工藝則全國可節(jié)約投入5300萬元～1.35億元。
②如全國按每年新建立式內(nèi)模振動排水管生產(chǎn)20條計(jì)，同類進(jìn)口設(shè)備相比，采用本項(xiàng)目成果設(shè)備則節(jié)約外匯人民幣7400萬元。
③采用立式內(nèi)模振動工藝生產(chǎn)排水管按每立方米混凝土計(jì)算，與其它生產(chǎn)工藝相比可節(jié)約54.8元（冬季）～78.6元；全年季節(jié)平均計(jì)算約可節(jié)約72.7元；
按中型排水管生產(chǎn)企業(yè)，排水管生產(chǎn)用混凝土在6萬m3以上，全年可節(jié)約生產(chǎn)成本400萬元以上；
我國2005年排水管產(chǎn)量約13萬km，折合成混凝土用量約5000萬m3，如果20%混凝土用量管道采用“立式內(nèi)模振動工藝”制造，則我國全年可節(jié)約能源費(fèi)用10億元人民幣。
比照歐美發(fā)達(dá)國家85﹪以上采用立式振動工藝生產(chǎn)排水管，則我國全年可節(jié)約能源費(fèi)用42.5億元人民幣。
五、本項(xiàng)目研究成果的拓展研究思路
?、賲⒄諊忸愃葡冗M(jìn)工藝設(shè)備，利用本項(xiàng)目完成的技術(shù)成果，對“立式內(nèi)模振動制管工藝設(shè)備”作更進(jìn)一步的延伸研究和試制，例如Ф3600的特大口徑管道，各種規(guī)格的檢查井、方涵，特殊的異形管道等。
?、谟捎谖覈乃嘀破樊a(chǎn)品長期處于微利狀態(tài)，多數(shù)排水管生產(chǎn)廠家設(shè)備陳舊、資金緊張。在推廣過程中由于企業(yè)資金不足，一次性投入有困難，從而影響開發(fā)推廣力度。在現(xiàn)有基礎(chǔ)上，對裝備進(jìn)一步研究，提高性能，降低制造成本，以適應(yīng)更多的企業(yè)應(yīng)用。
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