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自来水厂供水钢管制造

发表时间：2021/6/16 来源：《建筑科技》2021年4月下作者：张巍

[导读] 某供水钢管项目的一期采用螺旋缝埋弧焊钢管。最大直径2640毫米，高于国家和行业标准。是我国最大的螺旋缝埋弧焊管。公司现有生产线设备不能满足生产要求生产过程中，通过改造加装螺旋缝埋弧焊钢管成型机，研制出无溶剂聚氨酯涂层自动喷涂设备，成功解决了上述问题。

天津市管道工程集团有限公司张巍 300041

摘要：某供水钢管项目的一期采用螺旋缝埋弧焊钢管。最大直径2640毫米，高于国家和行业标准。是我国最大的螺旋缝埋弧焊管。公司现有生产线设备不能满足生产要求生产过程中，通过改造加装螺旋缝埋弧焊钢管成型机，研制出无溶剂聚氨酯涂层自动喷涂设备，成功解决了上述问题。
关键词：自来水厂；供水钢管制造
        供水项目的一期包括从其南北大道穿过河流、铁路和公路等障碍，配有35 000吨螺旋缝埋弧焊钢管。
        一、制造难点及对策
        2640mm钢管的最大直径，超过了当前的国家和行业标准，是我国最大的钢管。工程市场和市场对直径大于1620mm的螺旋缝埋弧焊钢管的需求较低。但在市场上，螺旋缝埋弧焊钢管外控辊的结构尺寸是根据常用钢管直径设计的，不能满足本工程的要求。同时，随着管道直径和重量的增加，控制形状大小、椭圆和曲面质量变得越来越困难。现有的外控辊成型设备不再符合2640mm管道直径的生产要求。本工程螺旋缝钢管采用100%固体无溶剂聚氨酯涂料，涂料厚度要求≥800μm，涂料由A(多异氰酸酯)和B（多元醇），是一种新型的环保涂料，具有良好的物理性能和强度这种涂料在室温下粘度很高，需要特殊的加热和加压设备进行喷涂。其成膜工艺可快速释放化学热聚合，涂层间隔短，凝固时间快，钢管表面涂层设计厚度≥800μm，需喷涂一次，不当喷涂工艺容易引起起泡、针孔等现象。
        1.钢管的制造。钢管的主要制造设备是弧焊钢管成型单元。螺旋缝埋弧焊成型机的工作原理是根据三辊成型原理和钢管直径调整两个成型辊之间的距离和斜度以及上下辊之间的距离和斜度。然后，使用基于钢管直径和所用钢带宽度的公式计算前桥和后桥之间的角度，通过调整组上方的两个成形参数和调整钢管边缘的直线度，确保钢管的周长和圆度使用圆弧度或钢管成型的直径，并调整后桥和前桥之间的角度。由于本工程螺旋钢管直径大，现有螺旋缝弧焊设备不能满足制造要求。从既有螺旋缝埋弧焊成型装置结构分析出发，结合钢管材料的强度和弯曲半径，认为螺旋缝埋弧焊焊机部件可以满足钢管的生产需求，而单元成型预压装置的零件外部控制辊支架和输出导向装置影响钢管的外观质量、几何尺寸和焊接质量，需要修改设备，以解决以下问题:（1）增加生产线设备中垂直导向装置支承辊的数量，通过对生产线设备中的板带成形预弯装置的改造，解决了带钢连续输送过程中由于左右摆动而引起的焊缝间隙和椭圆度变化大的成形问题。（2）通过计算对每排成形辊的数量和形状进行了优化和改进，解决了成形预弯装置每排小辊间距过大，使带材自由边悬空而造成的“竹节”现象的成形问题。
        （3）为解决钢管成型中椭圆的几何和控制问题，对生产线设备成型预弯曲装置、模具外部控制辊机架结构中的成型辊进行了参数计算和多次试验增加外部控制装置位置的辊数，以控制钢管的成型质量。为螺旋缝埋弧焊管组的成型机设计和制造外部控制辊，可以通过分析计算有效地解决这些问题。外控制辊的结构尺寸是根据常用的大型钢管直径设计的，在成型过程中，外控制辊主要根据钢管的直径控制螺旋焊接单元成型装置外控制辊支架的结构，同时向前推动钢管计算机辅助设计。根据外部控制框架上的管辊结构尺寸，确定外部控制框架的柱高和横梁长度，实现整个框架结构尺寸，保证钢管通过，并通过计算加强相应部分。增加控制辊的数量可以控制钢管的椭圆，形成的外部控制辊的数量从6个增加到8个。在模具钢管尺寸的两侧添加可调辊，以更好地控制成型后的平衡，满足2640mm超大钢管的生产要求。
        2.钢管防腐施工。钢管设计涂层厚度≥800μm。由于采用100%固体无溶剂聚氨酯涂层，室温油漆粘度较高，需要特殊加热和加压设备进行喷涂。成膜工艺为化学聚合反应热释放快，凝固时间快，膜覆盖间隔短，必须喷涂全厚钢管复盖。

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研究后，为解决防腐施工中出现的工艺设计和设备改造问题，采取了以下措施:
        (1)在高压进双管高温无气喷涂设备中，涂层加热至60℃用高压无空气装置喷涂涂料，解决高粘度涂料雾化问题；（2）螺旋接头钢管自动喷淋装置的设计与组装:钢管滚轮转动(设计径向防滑装置)。测速器在移动车、滚轮架和移动车上直线运动，由变频电机驱动，两者的运行速度通过试验匹配，解决了钢管涂层设计厚度≥800μm，问题。一次性喷涂时，不适当的喷涂技术容易引起泡、针眼、层之间脱落、厚度不等。(3)喷涂时应保证喷枪角度不小于45°，喷涂距离应介于300～500 mm，施工过程中喷洒间隔应小于30°拐角，如间隔大于30 min，应在施工前用角研磨机抛光涂层部分，检测防腐层的外观、厚度和渗漏均合格。
        二、自来水厂管道安装工程常见的问题
        1.管道质量没有保证。在实际安装自来水厂的情况下，管道费用是安装费用总额的主要来源。为了降低安装成本，一些供水站在取样时购买了廉价管道，导致安装时缺乏材料质量保证。许多此类管道存在相对的质量问题，但没有经过专业调查，其中一些管道与有毒物质一起使用，影响到饮用水的安全，更糟糕的是，影响到用户的生命安全。
        2.管道监管不足。配置供水管道时，执行人员对管道控制不足，并且某些管道材料的质量和设计图形的规格不符合规格，导致管道中出现裂缝。在施工过程中，这些问题可能对整个施工过程产生严重影响，妨碍按时完成施工，导致施工费用增加。此外，在使用裂缝性管道时会出现许多问题，例如泄漏甚至断裂。对于管道内部控制，由于控制力不足，部分管道会发出噪音。管道组装完毕后，很可能会堵塞，碎片会渗入用户家中，从而影响用户使用安全和健康的水。
        3.安装操作不符合要求。水管的安装必须严格管制，以确保水管的安装质量。但是，在实际安装过程中，通常会出现许多问题，例如有些工作人员在安装过程中选择接头来固定管道，以便于安装，这往往会导致偏差、损坏等。在使用自来水的时候。如果安装过程中施工人员不能保证水箱脱漆，在使用过程中会造成管道破裂、水槽进水现象、严重影响水质、自来水中存在大量杂质。
        三、自来水厂管道安装工程问题的相关解决措施
        1.精确确定管线位置。设计管道时，设计者会与其他地下管道冲突。在此阶段，设计者通常会避免设计，例如使用弯头以避免冲突，但这可能会影响其他管道的位置，从而在布线管道时造成严重的安全风险，甚至可能影响将来对管道位置的判断。
        2.合理选择管线库。选择管道材料时，施工团队应首先了解实际市场情况，比较材料状态，然后选择质量更好、性价比更高的管道材料。水管的建筑材料分为两种，一种是易碎管，另一种是塑料管，两条管道各有利弊。易碎的管道材料相对刚性较高，抗外部冲击能力较好，但相对曲率较低，容易断裂。塑料管抗弯强度好，但硬度不够，施工队必须根据实际情况选择。此外，执行团队必须确保在需要跨越横贯线(如铁路)时，所选的管道材料是管道材料，以避免对管道材料造成严重的轴承损坏。
        事实证明，该技术改造都是可行的，可以作为城市项目自来水管网和城市供水网、石油和水电站供水管道等大直径螺旋缝钢管生产的基准。
参考文献：
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[2]李宗.基于西门子PLCS7-300的自来水厂自动控制系统的研究与设计[J].通信电源技术,2019(10):45~46.
[3]孙娜.自来水厂的水处理工艺方法及检测设备管理[J].黑龙江科学,2019(20):80~81.