离心水泥制管机制造水泥管的成型工艺

公路建设一般遵循“先桥涵构造物，后路基土石方”的施工程序。因此，对水泥管的制作生产与安装，不仅质量要求高，而且工期紧。所以，越来越多的建设工程采用离心式水泥制管机工厂化生产工艺和蒸汽养护快速成型的制作方法。在实际生产中，除了科学设计、合理选用原材料和配合比外，还必须严格控制水泥管的成型工艺。

一、成型原理

混凝土投入佳木斯水泥涵管模具后，使混凝土混合料从沿管壁均匀分布到密实成型，一般分为4个阶段：①浇灌布料阶段，这一阶段主要是将拌和好的混凝土混合物浇灌于慢速旋转的钢模内；②均布混合料阶段，混合物借助于旋转获得的离心力，沿着钢模内壁四周均匀分布；③中速阶段，即由慢速向快速过渡的中间阶段；④密实成型阶段，这阶段快速转动钢模，使钢模中的混凝土获得预定的离心力，从而使混凝土密实成型。

在相同转速状态下，离心力的大小决定于混合物中颗粒的质量。所以，不同的颗粒沿着离心力方向产生不同的沉降（或不同的挤压力），使得粗颗粒在旋转过程中分布于管壁的外层，中颗粒分布于管壁中部，质量小的砂，水泥粒子和水分则聚集于管壁的内表面。于是就形成了按颗粒大小排列的不均质截面。这是离心工艺的不足之处。 但在离心的后阶段，富余水分被挤出，混凝土水灰比显著下降，从而提高了离心混凝土的强度和抗渗性。这是普通混凝土难以比拟的优点。

二、离心时间与转速

生产实践证明：对于不同转速的各个阶段，各有一个最佳的离心延续时间。在最佳离心延续时间下，水泥管才能获得理想的密度与预期的强度。离心成型各个阶段与相应的延续时间参见表1。严格把握各个阶段的转速与延续时间，是确保预制产品工程质量的关键。

表1 钢筋混凝土管离心成型转速与延续时间表

内径/mm 投料次数 投料 慢速 中速 快速

转速/r/min 时间/min 转速/r/min 时间/min 转速/r/min 时间/min 转速/r/min 时间/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：表中转速系指离心机托轮转速。

三、蒸汽养护

水泥管成型后，混凝土的强度尚未形成。为提高生产效率、加速水泥管模具周转，蒸汽湿热养护是一种有效的方法。

坑式蒸汽湿热养护分为静置、升温、恒温、降温4个阶段，各个时段与相应的持续时间见表2。

表2 钢筋混凝土管坑式养护温度控制表

管径/mm 静置/h 升温 恒温 降温 合计/h

时间/h 达到温度/℃ 时间/h 达到温度/℃ 时间/h 达到温度/℃

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：表中升温阶段“达到温度”项中两个温度分别为第1h，第2h内达到的温度。

混凝土制品在蒸汽湿热养护时，除按表2严格控制各个阶段与相应的持续时间外，还应注意控制升温、降温速度。一定要让混凝土圆管在空气中先静置1.5～2h，再放入养护池进行湿热养护，做到均匀升温、降温。严格杜绝混凝土制品因温度暴升、暴降而产生的温度裂缝。

焊接钢管，也称有缝钢管，一般由钢板或钢带卷焊而成。

按管材的表面处理形式：

分为镀锌和不镀锌两种。表面镀锌的发白色，又称为白铁管或镀锌钢管；表面不镀锌的即普通焊接钢管，也称为黑铁管。

镀锌焊接钢管，常用于输送介质要求比较洁净的管道，如生活用水、净化空气、仪表空气等；不镀锌的焊接钢管，可用于输送蒸汽、煤气、压缩空气和冷凝水等。

根据用户要求，焊接钢管在出厂时可分两种：

一种是管端带螺纹的，另一种是管端不带螺纹的。管端带螺纹的焊接钢管，每根管材长度为4～9m，不带螺纹的焊接钢管，每根管材长度为4～12m。

焊接钢管按管壁厚度不同：

分为薄壁钢管、加厚钢管和普通钢管。工艺管道上用量最多的是普通钢管，其试验压力为2.0MPa。加厚钢管的试验压力为3.0MPa。

焊接钢管的联接方法较多：

有螺纹联接、法兰联接和焊接。法兰联接中又分螺纹法兰联接和焊接法兰联接，焊接方法中又分为气焊和电弧焊。

常用焊接钢管的规格范围：

为公称直径6～150mm

2无缝钢管

无缝钢管，是工业管道中用量最大，品种规格最多的管材。

基本上分为：

流体输送用无缝钢管和带有专用性的无缝钢管两大类。前者是工艺管道常用的钢管，后者如锅炉专用钢管、裂化炉管和热交换器用钢管等。

按材质可分为：

碳素无缝钢管、铬钼无缝钢管和不锈、耐酸无缝钢管。

按公称压力可分为：

低压(0≤1.0MPa)、中压(1.0＜10MPa＝、高压(≥10MPa)三类。

❶碳素无缝钢管

常用的制造材质为10号、20号、16Mn钢。

其规格范围为：热轧外径φ32～630mm，冷拔外径φ6～200mm，单根管长度4～12m，容许操作温度为-40～450℃。

广泛用于输送各种对钢无腐蚀性的介质，如输送蒸汽、氧气、压缩空气、油品和油气等。

❷低合金钢无缝钢管

系指含一定比例合金元素的合金钢管。

通常分为两种：

一种是含有锰元素的低合金钢管，称为普通低合金钢管，如16Mn、15MnV等；另一种是含有铬、钼等元素的低合金钢管，称铬钼钢管。

常用的有12CrMo、15CrMo、12Cr2Mo、1Cr5Mo等，其规格范围为外径φ10～φ273mm，单根管长度4～12m，铬钼钢管适用温度范围为-40～550℃。

低合金无缝钢管，多用于输送各种温度较高的油品、油气和腐蚀性不强的盐水、低浓度有机酸等。

❸不锈耐酸无缝钢管

根据铬、镍、钛各种金属的不同含量，品种很多，有Cr13、00Cr17Ni14Mo2、1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni9Ti等。

这些钢号中用量最多的是1Cr18Ni9Ti，在施工图上常用简化材质代号18-8来表示，适用温度范围为-196～700℃。

在化工生产中用来输送各种腐蚀性较强的介质，如硝酸、醋酸和尿素等。

❹高压无缝钢管

其制造材质与上述无缝钢管基本相同，只是管壁比中低压无缝钢管厚，最厚的管壁达40mm。

如化肥设备用高压无缝钢管规格为φ14×4(mm)～273×40(mm)，单根管长度4～12m，适用压力范围10～32MPa，工作温度-40～400℃。