装镶铸石管道工艺改进

矫永臣 刘 鑫（蓬莱水城铸石管道阀门厂，山东 蓬莱 265608）

铸石复合管是由铸石管作为衬管，钢管为外套管，两管间隙用水泥砂浆作固定，形成由3 层不同作用的材料组成的复合管。铸石复合管具有良好的耐磨、耐腐蚀及绝缘性能，且具有较高的机械强度，其耐磨性能比钢材、铸铁高数倍直至几十倍。因此，铸石复合管是钢、铁、不锈钢及橡胶等工程材料的理想替代用品，特别是高温、高压、酸碱介质、磨损介质强烈作用下的设备，合理选用铸石制品，可以提高设备的寿命及工作性能。用价格相对低廉铸石材料代替昂贵的金属材料，这样可以增加企业经济效益，同时产生很大的社会效益，铸石复合管作为非金属新兴工业材料，耐磨、耐腐蚀性能好，将具有广阔的发展前景。其热稳定性如表1，化学成份见表2。

表1 热稳定性

铸石物理机械性能∶比重3.05g/cm3，抗压强度686MPa，抗折强度60MPa，抗冲击强度1.76KJ/m2，耐磨度0.07g/cm2，韦氏硬度720kg/mm2，弹 性 模 量（室 温）1.67×105MPa，膨胀系数（室温至60 ℃）8.97×10-6，耐化学腐蚀 9 8%H2S O4为 9 7%～9 9%，2 0%H2S O4为90～94.68，20%NaOH 为98.30%

表2 铸石化学成分（质量分数%）表

与其它材料相同条件下，几种材料的磨损量如图1 所示。

图1 几种材料的磨损量

图2 立式装镶铸石管

1 原装镶铸石管工艺及存在问题

过去采用立式的方法往钢管装镶铸石管，（如图2 所示）存在有许多问题，比如①8m～12m 铸石复合管，就得用能吊高16m～24m 吊车进行吊装，②铸石复合管必须垂直于平面，稳定性不好，③工装胎具多，每种规格都有一个里胎和定位胎，工装生产周期长，加工成本高，而且需有专人管理。④劳动强度大，⑤两管之间同轴度应达不到标准要求，质量不太稳定，⑥把铸石管装镶到钢管中过去使用电葫芦操作，由于装镶铸石管到钢管中是一节一节地进行，电动按纽经常需要开关，浪费能源。

2 新装镶铸石管工艺

由于原装镶铸石管道工艺存在问题，为此我们对原工艺方法进行了改进，往钢管装镶铸石管立式工艺方法改进为卧式工艺方法。

具体方法如下：将钢管水平放在两条平行的轨道上，（如图3所示）首先用10mm×10mm×100mm定位块（木块）在铸石管前端20mm 处一周4个定位块90°均布，将铸石管施力推进钢管内，铸石管尾端离钢管留有200mm 与第2 节铸石管外端对接，用胶带缠绕接缝，4 块定位块以铸石管相接处为中心均布，定位块用2 道钢丝捆绑固定，施力推进钢管内，铸石管尾端离钢管留有200mm 与第3 节铸石管外端对接，以此类推，逐节把铸石管推进钢管中，直到达到8～12m 数为止。在进行检查装镶的铸石管管与管之间错边量小于3mm 为一等品，小于5mm 为合格品。铸石管管与管之间同轴度小于3mm 为一等品，小于4mm 为合格品。 铸石管管与管之间对接间隙小于3mm 为一等品，小于4mm 为合格品.铸石管管与管之间端面差小于3mm 为一等品，小于5mm 为合格品。铸石管管与管之间内径偏差在+3mm 与-1mm 之间为一等品，在+8mm 与-2mm 为合格品。然后将装镶好的合格的铸石复合管道立在充填架平台旁，顶端放好挡板和帽盖，采用连续注浆方式。铸石管与钢管的间隙以1：2 水泥砂浆充填，水泥采用425 号以上的普通硅酸盐水泥，在地面搅拌机里将灰浆搅拌均匀后，用泥浆颗粒高压泵通过专用管路送浆，其灌浆的速度快、充实、无间隙，且强度和密封性较好，钢管壁与砂浆层的间隙极小，所能滞留的水也很少，且不流动，极大的降低了灰渣水与钢管壁的交换程序，有效的起到了钢管的防腐作用。灌好浆的铸石复合管道需在环境大于5°C 时露天养护，当环境小于5°C 时需加温养护，在养护过程中需将铸石复合管的两端面用水泥抹平，内外表面处清理干净，无砂浆、胶泥及其它杂物，之后进行除锈、刷漆、入库、发货。

为了节能环保，节约电能，我们制作了简易工装绞盘（如图4 所示）

具体制作如下：

下料 ① 底座800mm×800mm×16 mmQ235 1 块

②轴套¢120mm×4 mm Q235 2 块

③ 轴¢100mm×5mm×1200 mm Q235 1根

④ 支撑板¢100mm×5mm×1200 mm Q235 2根

下料之后按图4 进行焊接—打磨—除锈—刷漆，简易工装绞盘就完成了。图4 是工装绞盘结构简图，其原理是：顺时针为拉紧，逆时针为松开。在往钢管装镶铸石管的卧式工艺方法中起着重要的作用。

3 装镶铸石管道新工艺特点

新工艺方法从根本上解决立式装镶工艺方法所存在的问题，减少了不必要工序，保证了图纸要求。而且工作可靠，提高了生产的加工速度，节省了工时，提高管与管之间同轴度，保证了工期，大大地减轻了工人劳动强度，减少工装费和工时费用，降低了成本，并且能够保证铸石复合管的质量，赢得用户信任。

4 改进后的成果

改进后的工艺方法，不但提高了生产的加工速度，节省了工时，提高管与管之间同轴度，保证了产品质量，而且降低了成本。按每年20 公里铸石复合管计算，立式装镶工艺方法用吊车费用 每 天160 元/ 小 时×8 小 时=1280 元，3 人×100 元/人=300 元，每天装镶12 米/根×40 根，卧式装镶工艺方法，10 人×100 元/人=1000 元，每天装镶12 米/根×40 根，总之卧式装镶工艺方法，每年可节省劳物费1.2 元/米×20万米=24万元；吊装费280 元/天×200 天=5.6万元；人工费300 元/天×200 天=6万元。

绞盘工装操作简单自如，不但节约能耗，而且降本增效，切实可行。每年可节约电费成本1.2万元以上.

综上所述，每年共计可节省资金达36.8万元。

实践证明：使用卧式装镶工艺的方法是一种创新改进，在节能节材、节约成本方面，具有推广价值和使用价值。

[1]徐灏,机械设计手册[1]第三篇第七章[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2]矫永臣 刘永刚.耐磨节流阀的设计.管道技术与设备，2003，（5）：8-9.

[3]矫永臣 曲树蓁 刘永刚.铸石材料在管道和阀门中的应用，.阀门，2004，（5）：27-29.