立式径向挤压制管常见工艺布局介绍
水泥 秦皇岛市抚宁水泥管材有限责任公司 陈维星 2018-03-13
立式径向挤压制管工艺有自动化程度高、生产效率高、制作环节无废浆废渣等废弃物、可自然养护能耗低等优点得到广泛应用，在欧洲各国成为中小口径排水管的主要生产工艺。生产的高效率是径向挤压工艺最大的优势，合理的工艺布局对减少生产环节瓶颈至关重要，我公司一直致力于企业和行业的技术进步，专门针对径向挤压制管设备和工艺到欧洲进行了考察，下面结合参观的厂家介绍几种欧洲常见径向挤压工艺的生产布局和国内径向挤压企业的布局情况。
一、欧洲常见径向挤压工艺生产布局
1.叉车作业生产模式介绍
叉车作业生产模式其全部生产环节用叉车作为运载工具，作业方式随着配套模具的不同略有差异，立式径向挤压制管模有双开和三开两种形式，双开模具由两部分组合，一侧用螺栓固定一侧靠偏心轴开合出现单侧开口使模具与挤压管之间产生间隙，通过垂直提升使两者分离；三开模具由三部分组合，中间部分和叉车固定两侧可以敞开超过管体圆周的一半，整个模具可以侧向和挤压管分离。
双开模具叉车作业以西班牙Bortubo公司两个厂区的立式径向挤压生产线做简单介绍，使用双开模具叉车的提升行程必须足够高，生产场地的净高的必须超出模具总高度的二倍以上。叉车固定一个和模具配套的专用插架，架子前端的插架托起并垂直提升挤压模具，模具在高度的约四分之三位置对称布置两个摆轴承担模具和挤压管的重量并通过配重保证其轴线与地面垂直，模具开启偏心轴固定一个链轮，叉车对液压系统进行改造用前边液压缸推拉一排圆柱销与模具上的链轮实现链轮销传动驱动模具偏心轴实现自动开合功能，这样叉车的驾驶人员就可以自由操控模具而不需要其他人员辅助。叉车作业生产模式在生产过程中模具组装后放入挤压制管机工位和成品管模具出管都由叉车来完成，叉车将成品管模具运到养护场地脱模后，把空模具运回重新和钢筋骨架与底托组装。挤压管在场地按照工艺要求进行养护，养护结束后用叉车将管运出。
挤压管养护时在竖直状态运出到场地应回到水平状态中间有一个翻管程序，叉车作业生产模式是在叉车前部安装一个卡斯卡特抱夹，叉车的液压系统要做一番改造除保留插架的升降功能还必须实现卡斯卡特抱夹的夹紧和旋转。叉车先把养护后的挤压管夹紧提起去除底托后再将管旋转90度运到产品场地。叉车配两开模具可以减少辅助人员更有效的利用场地，但叉车液压系统要进行改装。
径向挤压制管叉车作业用三开模具多在亚洲地区使用，他的工作流程和两开模具基本相同。它是把三开模具中较大的一片固定到叉车上前面的两片打开，模具水平移动就可以实现模具组装和制成管脱模，作业过程前面要有人辅助打开和锁闭模具。叉车配三开模具叉车的提升行程和生产场地的净高可以降低，但生产过程中需人工开模并且生产、养护占用的空间比较大。
叉车作业生产模式的优点是设备和基础设施的投资规模小，另外制管过程可更灵活的安排场地生产。存在的缺点首先自动化程度低制约挤压制管设备的效能发挥；其二叉车将组装后模具放入管机工位由于视线受阻较难操作；其三由于挤压管多在封闭的厂房内生产，叉车作业存在室内污染比较严重。另外叉车作业的燃油消耗和设备运行费用都比较高。
2. 机械手吊装作业自动生产线模式
机械手吊装的作业模式一般在欧洲较发达的国家使用，下面参照德国的两家公司介绍一下机械手吊装作业的工作流程，欧洲国家为了方便现场施工往往在排水管出厂前把密封胶圈镶在管体内，采用的方式有两种：一种是把胶圈放在排水管的插口段；一种是把胶圈放在排水管的承口段。密封胶圈放置的位置不同挤压管的生产环节会有一定的差异。
首先介绍德国的REIFF公司，此公司现场制作口径300毫米的径向挤压承插口管，整个生产线建于八十年代中期基本布置见图示，它的密封胶圈安放在承口位置，它主要由模具吊装机械手、成品管吊装机械手、去底托装置、底托倒运机械、底托处理装置和挤压成品管后期处理部分等部分组成。模具吊装机械手和成品管吊装机械手是以在厂房轨道上运行的桥吊为结构主体附加机械、液压等装置完成专门的制管设备。模具吊装机械手除保证模具的正常吊装定位、升降外，还有一套液压系统控制模具的开闭；成品管吊装机械手可以实现对养护后挤压管的夹紧、翻转和升降功能。
立式径向挤压管生产首先在径向挤压管机底盘的外侧工位上进行模具组装，底托用专用机械手从传送带上抓起放置组装工位上，人工对其喷涂隔离剂放置钢筋骨架，口径300毫米的径向挤压承插口管钢筋骨架重量较轻由操作者人工放置到位，欧洲有生产线用专门的悬挂输送进行钢筋骨架传送，模具吊装机械手将模具吊起把骨架和底托套入后液压机构将模具锁闭，模具组装完成后模具吊装机械手和模具脱离，挤压管机底盘把模具转动到内侧工位上开始一个制管循环。挤压管制成后底盘将模具转到外侧工位，模具吊装机械手将其吊运到养护场地放置稳妥当后，液压机构将模具开启偏心机构打开垂直提升完成脱模。然后将模具吊运回管机的装配工位。场地挤压管的取放有一套数据库系统控制模具吊装机械手和成品管吊装机械手的摆放位置不需要人工干预。养护场地的挤压管在完全裸露的自然环境下进行养护。
挤压管在场地完成养护作业后，先用成品管吊装机械手夹住挤压管吊起运行到去托装置上方，把管身和去底托装置工作部位对齐下降到预定高度，去底托装置工作将底托取下。底托由机械手取走放到底托处理工位，首先对底托的承口工作面进行抛光去除表面的附着物，接着底托移到下一个工位有传送带将底托送到挤压管机附近机械手的作业位置进行模具组装，在底托传送的过程中操作人员将预埋的密封胶圈套到底托上。
成品管吊装机械手待挤压管的底托取下后抱夹将管翻转90度放到出管轨道上做后期处理。在出管轨道上先用人工进行外观修补和处理，后续配备有自动渗漏检测、插口尺寸自动检测等装置。几乎所有的挤压管的插口在养护过程中都处于自由状态，挤压管在脱模后的一段时间里混凝土存在一定的可塑性，挤压管中混凝土和钢筋骨架在制管过程产生的内部应力在脱模过程中得到释放，所以在经过产品养护后挤压管承口由于有底托的存在尺寸是恒定的而插口的尺寸略有少许偏差。欧洲厂家内部产品质量控制严格在生产线上有自动测量装置，在轨道上先把挤压管托起定位，插口端有一个装有激光测距系统的小车沿轨道移到插口位置，准确定位后激光测距系统以挤压管的轴心为圆心360旋转测量插口的直径数据和偏差并进行记录。小口径规格挤压管测量后要进行内压试验，在生产线上内压试验必须提高效率适应整体的生产节奏所以试验形式和国内的不同，国内是内部注水加压、保压观察外部渗漏情况，生产线上内压试验用两端堵盘、密封件和挤压管端部压紧密封后，内部抽真空外部用水喷淋，保持真空一段时间后观察管的内壁是否有水渗漏的痕迹确定其是否合格。
德国的RUPP公司现场也有一条生产线制作口径300毫米的径向挤压承插口管，不同的是它的密封胶圈安放在插口位置， 整个径向挤压的制作过程除了没有底托套密封胶圈外，生产过程和REIFF公司基本相同，但养护后的处理存在较大差异。
德国RUPP公司在挤压管养护后也是用成品管吊装机械手把挤压管放到自动去托装置上取下底托，底托随后依次垂直叠成一摞移送到后续工序，挤压管旋转到水平位置放到后期处理的传动链上，首先经过真空渗漏检测，然后打码机打上产品标识送到磨口机，排水管的密封胶圈放到管的插口部位，其安装的环形槽无法在制管过程加工只能在后续加工，插口部分的环形槽由磨口机的砂轮磨削而成，磨削加工的胶圈环形槽在尺寸精度上可以满足要求，因此不需要进行管口尺寸测量。挤压管磨口后由自动码放设备根据管径的大小用机械手分层自动堆放，各层之间用两端带有楔形的木楞隔开这样便于场地的存放和运输。
吊装作业自动生产线模式的优点是自动化程度比较高、各个工序都可实现机械化作业，有很高的生产效率、生产过程操作人员少，德国REIFF公司的整条生产线只有制管操作、底托套胶圈和成品管处理三个操作人员。但吊装作业自动生产线各个环节生产设备加工制作的资金投入非常大，在生产过程中两台吊装作业设备使用同一场地不能完成连续生产，挤压制管完成制管作业后必须等养护结束产品管吊装机械手把场地清理后才能继续生产。
3. 养护窑循环作业生产线模式
德国REIFF公司有一条八十年代的立式径向挤压生产线养护形式采用了养护窑，现场生产1400规格的承插口排水管，径向挤压管机配套的模具吊装及输送机构在制管前先完成模具、钢筋骨架和底托的组装，制管过程完成后该机构将带有挤压管的模具运送到养护窑的养护车上放到预定位置后脱模。载有挤压管的养护车在环型养护窑内运行，每一个循环完成一个批次的挤压管养护。此养护窑在生产过程中没有温控系统及相关设施，只是在循环过程中满足挤压管在自然裸露状态下时间和空间的养护需求。
在德国海斯公司我们和相关的技术人员进行了深入的交流， 据他们提供的资料看现阶段养护窑系统已经发展的相当完备，完整养护窑循环作业模式布局见图，其制管作业部分的组成和吊装作业自动生产线基本相同的，主要是出管机械手、翻管机械手替代模具吊装机械手、成品管吊装机械手，二者有各自独立的运行轨道不是在厂房轨道上行走，各个组成部分的结构、功能、工作程序和吊装作业自动生产线模式相同，不同之处是增加了养护窑部分和配套的控制系统，养护窑部分有承载小车、行走驱动和控制部分和窑温控系统等组成。
挤压管机制管完成后成品管模具由专用的出管机械手吊起沿着轨道运行到养护窑承载小车上方，机械手和承载小车的行走控制系统配合将挤压管按一定顺序放置好，出管机械手将模具打开垂直提升脱模并带空模具返回管机的外侧工位重新组装。承载小车上挤压管排满后缓缓移动进入养护窑，下一个小车运行到工作位置继续作业。载有挤压管的小车在养护窑中逐段运行到窑的出口，小车行走过程中运行控制系统和温控系统相配合完成挤压管的静停、升温、保温、降温和湿度控制等全部的养护环节，养护窑的两端窑门加门帘用来保温。最后小车停到挤压管的卸载位置，翻管机械手逐根夹起承载小车上每根管，先用去托装置去掉底托，然后把管吊起翻转管体90度沿轨道行走放到出管轨道上，挤压管在上面进行和吊装作业自动生产线模式相同的后期处理。底托经过相关的处理和输送环节送回管机和模具组装进行下一个生产循环。
养护窑模式最大的优点是可以实现全自动化的生产作业和全天侯的养护控制，存在的缺点是全套装备资金投入最大，对生产环节工作的可靠性要求高，一旦挤压管在养护窑中出现问题处理起来不方便。
二、国内径向挤压工艺生产布局
1、上海水泥制管厂径向挤压生产布局
上海水泥制管厂八十年代引进麦克拉肯径向挤压PH48径向挤压制管机的养护形式为养护窑蒸汽养护，径向挤压制管机制成产品后吊到养护窑前部的养护小车上脱模，此后小车排满后进入蒸养窑进行养护，蒸养窑内挤压管完成养护过程，由于PH48径向挤压制管机采用戴帽养护，蒸养间后的一段区域为脱帽去托区，脱帽去托区外侧是横向摆渡车，蒸养间的一侧有联通两端摆渡车进行倒运的轨道，挤压管脱去顶帽和经过翻管运到产品场地。
2、天津贯通管井公司径向挤压生产布局
天津贯通管井公司近几年从德国引进了立式径向挤压制管设备，它采用叉车作业的生产模式，制管模具采用三开模的形式，养护采用制成品套塑料薄膜自然养护，为了提高挤压管的养护效果外套的塑料薄膜是紧紧缠绕在挤压管的管体上，这样可以充分利用管内的水分参与混凝土的水化反应，这样相比挤压管套塑料袋养护可以获得较好的养护效果。生产过程中有两部部单梁吊车辅助作业，一部辅助叉车向挤压管机放置组装好的模具，一部完成完成养护后挤压管的去管底托和翻管等一系列作业，最后由叉车将运达产品场地。
3、秦皇岛市抚宁水泥管材有限责任公司径向挤压生产布局
秦皇岛市抚宁水泥管材有限责任公司2013年初和设备制造厂家合作开始径向挤压制管生产的尝试，挤压制管机生产排水管规格为口径300-1000毫米长度3米的承插口管，径向挤压的制管模具分别使用过三开和两开模具最终选用欧洲大量使用的两开式的模具；挤压制成管的模具运输方式尝试过叉车和单梁吊车，通过一段时间的生产实践的摸索结合国外径向挤压制管的经验，探索出一套适合公司立式径向挤压制管生产的工艺流程。
1）径向挤压的制管模具选用欧洲大量使用的两开式的模具，它可以减少养护场地的占用方便机械化作业。
2）所有的挤压底托为冲压底托。冲压底托重量轻、工作面光洁、整体弹性好，可以大大减轻生产过程中操作人员的劳动强度；提高径向挤压管承口部分部分的振动成型质量；方便养护后径向挤压管底托的拆卸。
3）挤压制成管的模具运输方式定型为桥吊全程垂直导向的模具吊装形式，参照欧洲机械手作业生产模式用10吨桥吊进行改造实现挤压管模具从制管设备到养护场地的吊装和养护场地模具的脱模，由于模具脱模过程全程有稳定的导向可以确保挤压管插口不会在脱模过程中受到损伤减轻后期修补的工作量。
4）由于公司生产厂房面积偏小生产班组要循环使用养护场地，径向挤压管采用蒸汽养护的模式，用带有保温层的方形养护罩扣住一定区域的挤压管进行低温养护。
5）公司在参照进口夹管器在结构上我们进行改进专门制作了用于小口径混凝土管的专用夹管器用于径向挤压管生产，养护后的径向挤压管先用夹管器吊起去除底托然后放置到翻管器上。
6）公司专门为径向挤压管设计了专用的小型翻管器，它占地面积小、使用安全、操作方便，翻转后的挤压管送到后面的钢轨上进行修补检验等后续工作，完成后用叉车运到成品场地。
7）公司对生产的每个规格的径向挤压管都按照GB/T11836-2009的标准进行严格的外观和内外压检验，针对径向挤压管产量高内压抽检工作量大的特点专门为其制作了配套的内压试验机，它试验范围涵盖公司全部口径300-1650毫米的承插口排水管，各种规格的管有相应的试验压力限制保护，工作效率高操作方便。
立式径向挤压制管机有很高的生产效率毋庸置疑，在实际生产过程中它的产能发挥往往受到配套设备设施的制约，选择正确的工艺布局和相关配套设备设施对提高设备产能、降低生产成本、改善工作环境至关重要。
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