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1、排水管生产工艺过程质量控制悬辊制管工艺及质量控制第一节 悬辊制管工艺原理一、悬辊制管工艺介绍悬辊制管工艺是悬置式辊轴辊压制管工艺的简称。由于该工艺是澳大利亚罗克拉（ROCLA）公司于1943年首先采用的，所以国内外又称其为罗克拉制管工艺。悬辊制管工艺最早于1974年传入我国。在1980年，国家建材局派出专家考察团去澳大利亚进行了悬辊制管技术的全面考察，回国后广为介绍，国内一些地区制造了各种简易的悬辊制管机。1985年，辽阳水泥制品厂引进澳大利亚制管设备生产三阶段应力钢筋混凝土压力管管芯，并于1987年建成投产。国内许多排水管生产家陆续学习采用“工艺生产排水管”，并取得了成熟经验。目前，悬辊制管
2、工艺在我国已日臻完善，仿制和自行研制的制管设备日趋定型，产品质量不断提高，已成为排水管生产的一种主要工艺。在局部地区，如东北，已逐渐取代了原有的离心工艺。国内悬辊制管机除少数仿罗克拉制管机外，大多数是利用其原理简化而成，口径越小，越简化。1000以上，除仿制设备外，多为“三支点”结构，即辊轴与传动轴在一条直线上刚性联接，由三套轴承支撑；中小口径多为“两支点”结构，即辊轴由两套轴承支撑，门架开启时靠活动支撑点稳定辊轴。仿制设备的辊轴与传动轴分开设置，多用来生产长度4m以上排水管。500以下悬辊机多不附带喂料机，而采用人工投料。国内悬辊工艺生产的排水管最大直径已达，长度多为2m，接口形式多为平口（
3、即套环式）；部分厂家1000以上悬辊制管已采用企口式；少数厂家为适应管道快速施工需要已开始用悬辊工艺生产承插口式600-1000、长45m的胶圈接口排水管，其悬辊机上附加了振动装置，亦有直接辊压成型。二、辊压成型原理及工艺特性工艺原理：悬置在机架上的辊轴穿过管模，在电机驱动下，传动轴带动辊轴以规定速度旋转。在辊轴与管模两端挡圈摩擦力作用下，管模与辊轴作同方向旋转。此时，由人工或机械投入的混凝土拌合物在旋转离心力作用下铺在管模内壁，当混凝土拌合物料层厚度超过挡圈高度后，即开始受到辊轴与管模内挤压。随着料层厚度的增加，辊轴对混凝土的压力越大，并逐渐使混凝土拌合物达到预期的密实度。在辊压成型过程中，
4、混凝土拌合物除受到辊压力作用外，还同时受到管模旋转造成的离心力和管模由于投料均匀性影响而形成的自身振动力的作用。辊压成形原理即是通过上述工艺过程和三种力的组合作用（其中主要是辊压力），使混凝土拌合物密实而形成管模。 悬辊法制管原理1管模 2管子 3辊轴工艺特性与离心工艺相比较有如下方面：1、 喂料同时进行，成型时间短，生产效率高，每根管只需几分钟即可；2、 用干硬性混凝土，管壁密实，管体可承受外压荷载的强度较高；3、 混凝土浪费少，无废水泥浆排放，不污染环境；4、 制管时所产生的高频噪音强度较低；5、 操作技术难度较大，控制不好时易造成抗渗性能不佳和管体内壁不光滑及管壁超厚等质量问题。三、混凝
5、土密实效果影响因素悬辊制管过程中，混凝土密实效果受到原材料质量、设备性能和操作技术诸多方面的影响，主要有：混凝土配合比及拌合物和易性是否满足辊压成型的工艺要求由于使用干硬性混凝土，辊压成型后其28天抗压强度达到30Mpa是容易实现的。但是，进行混凝土配合比设计时，除强度要求外，同时要满足工艺要求，即充分注意使拌合物的和易性保证辊压密实较为容易。为此，在进行配合比设计时应考虑以下几点：1、 水泥用量优先选用普通硅酸盐水泥或较高标号的矿渣硅配盐水泥（如425号），以缩短初凝时间，并提高混凝土早期强度，提高成型质量，水泥用量较离心混凝土稍少，但一般应在350/混凝土至450/混凝土之间，使水泥浆在足
6、够包裹骨料之余，在外力条件下增加骨料之间润滑和充填粘接的作用；2、 石子粒径优先选用卵石或破碎卵石，以减少石子界面磨擦阻力。石子最大粒径除满足管壁厚度和钢筋骨架螺距的要求之外，考虑到石子是传递辊压力的刚性材料，为减少其环向钢筋的压力及易于密实，应较离心工艺稍小，特别是采用机破碎石时更应小些。然而，石子粒径过小，又容易造成混凝土强度下降和辊压中后期管内壁塌落，所以石子最大粒径一般以不大于2.0rm为宜。3、 砂率由于是干硬性混凝土对拌合物流动性要求低，加之采用石子粒径较小，故一般砂率可比离心工艺低，这既满足了辊压加工成型的要求，提高了混凝土强度，又可有效地防止辊压过程中形成内部塌落。但是，为了保
7、证悬辊管的抗渗性能，砂率也不可过低，一般以34-35%为宜。4、 水灰比这是辊压混凝土密实的主要影响因素，水灰比过大、过小都可能造成辊压不密实。水灰比过小，拌合物偏干，喂料时不易摊平，易造成偏厚，辊压成型密实困难，外壁有麻面；水灰比过大，虽成型容易，但容易塌落，辊痕明显。根据国内悬辊机的特点和产品情况，一般取水灰比在0.33-0.35之间，测其工作度在20-60秒为家。简易控制以用力手握成团，稍按即松散为合适。5、 混凝土搅拌为保证混凝土拌合物的和易性和均匀度，必须采用强制式搅拌机，搅拌时间一般较离心混凝土延长半分钟至1分钟为宜。辊轴对混凝土拌合物所施加的辊压力加工成型时间是否足够1、 轴径比
8、即悬辊机的辊轴外径与管模挡圈内径比值。一般讲，轴径比越小，辊轴与管内壁混凝土接触面积越小，所施加的辊压力也越大，辊径比越大则辊压力越小。所以，减少辊轴直径可起到增加辊压力作用。但辊轴过细，又会带成型困难、容易塌落和内壁不光滑的问题，按照考虑，一般取轴径比1:3-1:5为宜，据此确定悬辊机最适宜成型排水管口径范围；2、 管模自重：管模自重越大，成型过程中获得的辊压力越大，但这往往受到定型模具的限制；3、 压实量指转动中的辊轴依次接触和压实未密实混凝土的量。生产中应控制所投入的混凝土拌合物的量，使辊轴在转动中仅承担压实少量混凝土，以保证单位面积所集中的辊压力最大。由于压实效果好，选择最适宜的喂料量
9、，不仅不会拖长成型时间，反而会提高生产效率。4、 超厚量只有保证压实后的混凝土厚度超过挡圈高度，才能保证混凝土辊压密实。实际操作中，超厚量太小，则由于挡圈的限制，混凝土有未被充分压实的危险；超厚量较大，则混凝土得到的辊压力也较大。但是，超厚量太大，会影响成型后的管内径和管壁厚度尺，所以一般应以压实后混凝土超过挡圈3-5来控制喂料为宜。5、 辊压时间喂料阶段为使混凝土均匀摊铺和连续压实，时间稍长些可提高压实效果，根据管径不同和混凝土量不同，一般为3-5分钟，净辊阶段目的在于促使混凝土密实度趋于均匀和光滑，时间不宜太长，一般为1-4分钟。6、 管模转速管模转速低些，则辊轴与混凝土接触时间长，使辊压
10、力传递到管内壁的时间得到保证，压实效果较好，否则辊压力传递不充分，管模壁混凝土不易落实。但是，在保证混凝土附在管模筒壁上所需离心力的基础上，还要充分考虑管模振动的影响。所以，在喂料阶段，管模转速应较离心工艺喂料阶段稍快为宜，可根据下面公式求得：=K 公式7-1-1式中：管模转速（r/min）R管模半径（）K系数（1.52.0）一般取2.0喂料结束后的净辊阶段管模转速可参与下列数值选用：管径 管模转速r/min500 140-230600-900 100-2001000-1350 80-1201500 80-100第二节 悬辊制管工艺制度一、 工艺流程 骨架成型1、手绑成型盘 条点焊加固卡子弯制
11、抽 检骨 架调直下料纵 筋冷 拨调整架子绑 扎环 筋2、 滚焊成型卡子弯制调直下料冷 拨盘 条双层筋套 装抽 检单层筋滚 焊环 筋纵 筋抽 检混凝土搅拌水 泥工作度搅 拌试 块计 量砂石 子外加剂水悬辊制管混凝土钢筋骨架外观检验力学检验成 品蒸 养净辊成型脱 模装筋 组模喂料辊压刷隔离剂清 模二、 制管操作要点装筋与组模1、悬辊制管应尽量采用刚度强、牢固好的滚焊骨架，装筋前仔细校对骨架与管模规格，检查骨架外观质量和尺寸，发现漏绑、脱焊、卡子脱落等现象及时修理。2、检查骨架边环未上档圈或未到位，环筋不贴模底，也未超过挡圈高度，保护层卡子撑紧（弯制时应比理论高度大2-3），预留保护层间隙均匀，骨架
12、在管模中不松动，钢筋头无超起，发现问题及时调整与修理。模型上机1、管模中心线应对准辊轴，缓慢平移套入，防止管模及内装钢筋骨架同门架、辊轴相互碰撞与刮蹭。2、关闭悬辊机门架并锁紧后，方可将模型轻落到辊轴上。混凝土搅拌1、悬辊混凝土搅拌时间应比离心混凝土适当延长1.5-2分钟。2、管模转动后，搅拌机方可卸料，喂料中防止混凝土静止陈放。喂料与辊压1、 喂料程序管壁厚度小于50时，自前端（承插口或企口管的承口端）距管口约25-30处依次喂至管口，再自另一端距管口约25-30处依此喂至管口，以保证两口辊压成型之后，由前端后退辊压成型管身。管壁大于60时，可先均匀铺混凝土至管壁厚度的2/3，以稳定钢筋，然
13、后重复上述喂料程序。2、喂料量以控制压实后混凝土高于挡圈3-5为准，为便于观察应随时刮去挡圈上粘着的混凝土，有条件时可用照射灯光检查。3、喂料时控制料流均匀，连续无间断，或进或退一气呵成，不前后往返，不断续补料避免混凝土在管模内堆积，以克服管模因局部偏厚而跳动，防止由此而造成混凝土开裂、塌落和钢筋骨架受到不均匀挤压而变形。净辊成型1、管内壁混凝土不平时，可向管内喷洒水花，但要均匀，且不可过多；2、净辊时间不要过长，结束时逐渐停机，同时向管内抛洒1：2干水泥拌细砂混合料，以防止混凝土粘辊轴。平稳停机，以不使管模在辊轴上晃动为宜；3、管模退出辊轴时，同上机一样避免碰撞；4、管模吊下时观察内壁成形情
14、况，如有露石、塌落、麻面、鱼鳞状翘起等现象，及时用1：2砂浆抹平压实，最后在管内壁作好生产日期、规格、编号等记录。第三节 悬辊管常见质量缺陷成因分析一、混凝土未辊压密实现象1、管子抗渗性能不好，局部有砂眼孔隙或较大面积渗水；2、外压强度低；3、端口成型不完整，有缺损或蜂窝麻面；4、管外壁有大面积蜂窝麻面。成因1、混凝土中粗骨料级配不好，大颗粒偏多；水泥用量偏小；砂率偏低；水灰比偏小或混凝土陈放时间过长。因而造成混凝土合易性欠佳而不易被辊压密实。2、喂料辊压过程中，混凝土拌合物抛洒不均匀、不连续、料流过大、喂料不足、未超过挡圈高度、两端口未先进行充填；3、喂料时管模转速太快，或由于喂料偏厚造成管模振动太大。二、钢筋骨架松散、变形或偏移现象1、环筋径向配筋位置变动，环筋未处在管壁受拉区，造成管子外压强度低；2、管壁保护层不均匀；3、内外壁有露筋现象。成因1、骨架尺寸不正确，松散，绑扣或焊点不牢固而脱开，架立筋或保护层定位卡太软，高度不足；2、喂料时未先压实两端，钢筋骨架未得到称定，辊压时形成的轴向推力使钢筋骨架向一端窜而隆起；3、喂料时局部偏厚严重，造成管模
