CN103691625A - 球墨铸铁管涂衬工艺 - Google Patents
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Abstract
一种球墨铸铁管涂衬工艺，其特殊之处是，包括如下步骤：第一步，对毛坯管材内壁进行打磨并作抛丸处理；第二步，利用转运工具将处理好的管材放置在涂衬设备的托轮上，并启动与托轮相连的变频电机带动管材旋转，管材旋转速度≤50rpm；第三步，启动置于管材下方的加热火枪对管材外壁进行预热，温度控制在140℃～230℃之间；第四步，预热完成后，利用布料小车将聚氯乙烯或聚乙烯或ABS工程塑料或聚四氟乙烯或聚丙烯粉状物均匀分布在管材内壁形成内衬层，而后冷却，冷却过程中使管材继续旋转至冷却完成。解决了现有球墨铸铁管涂衬工艺存在的衬层易脱落，影响安装正常进行、计量设备的使用和水质卫生等问题，降低了内衬层制造成本。
Description
技术领域
本发明涉及球墨铸铁管加工方法，特别是一种球墨铸铁管涂衬工艺。
背景技术
球墨铸铁管用于水的传输，其内衬层一般采用水泥、环氧陶瓷、环氧树脂或聚氨酯等材质，其涂衬工艺存在如下问题：
1、现有工艺对管材的承插口的圆整度要求非常严格，必须是正圆，否则无法在其基础上作内衬层，即使勉强制作也无法进行管道铺设安装。另外，在运输途中造成的管材变形需要在安装前进行校圆，校圆过程会造成内衬层脱落，安装工作无法正常进行。
2、现有的水泥内衬层和环氧陶瓷内衬层依靠离心力旋转附着在管材内壁，实际上还是两层皮结构，由于水泥和环氧陶瓷内衬层的材料延伸率不同于球墨铸铁管材，因而会造成内衬层与管材内壁分离，分离后脱落的内衬层一方面会污染水质，另一方面会堵塞计量装置等设备。
3、现有的水泥内衬层受到现有工艺养生处理工序影响，养生周期较长且要求极为严格，否则会造成水泥的龟裂纹较多，水质通过龟裂纹渗透到管材铁壁上影响水质卫生。另外，水泥内衬层受原材料的影响长时间浸泡会有助于微生物的滋生，从而缩短水泥内衬层的使用寿命。
4、现有的水泥内衬层经过养生工序后，仍需要对内衬层内壁进行打磨处理，工艺繁琐且成本高，打磨处理不当会造成内衬层大面积脱落，浪费原材料。另外，水泥原材料的优劣也会影响到打磨效果，进而影响后期使用。
5、现有的环氧树脂和聚氨酯内衬层是在管材预加热后在管材内壁采用静电喷涂的方式形成的，虽然能解决水泥内衬层和环氧陶瓷内衬层存在的上述问题，但是由于球墨铸铁管无论是水冷金属型还是树脂砂型都属于铸造产品，铸造出的管材内壁坑洼不平整，而且起伏度较大。为解决此问题，环氧树脂和聚氨酯内衬层的厚度通常设置为3～6mm，制造成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种解决现有球墨铸铁管涂衬工艺存在的衬层易脱落，影响安装正常进行、计量设备的使用和水质卫生的问题的球墨铸铁管涂衬工艺，降低内衬层制造成本。
本发明的技术方案是：
一种球墨铸铁管涂衬工艺，其特殊之处是，包括如下步骤：
第一步，对球墨铸铁管的毛坯管材内壁进行打磨并作抛丸处理；
第二步，利用转运工具将处理好的管材放置在涂衬设备的托轮上，并启动与所述托轮相连的变频电机带动管材旋转，管材旋转速度≤50rpm；
第三步，启动置于管材下方的加热火枪对管材外壁进行预热，温度控制在140℃～230℃之间；
第四步，预热完成后，利用布料小车将聚氯乙烯或聚乙烯或ABS工程塑料或聚四氟乙烯或聚丙烯粉状物均匀分布在管材内壁，在管材内形成内衬层，而后冷却，冷却过程中使管材继续旋转至冷却完成。
上述的球墨铸铁管涂衬工艺，预热时间为15～25分钟。
上述的球墨铸铁管涂衬工艺，从布料到内衬层成形的时间控制在10～15分钟。
上述的球墨铸铁管涂衬工艺，冷却时间为15～20分钟。
上述的球墨铸铁管涂衬工艺，预热完成后关闭加热火枪停止对管材加热，或将加热火枪调整到保温状态至布料完成。
上述的球墨铸铁管涂衬工艺，布料时，在待涂衬成形的管材两端分别设置布料小车同时相向移动进行布料，布料小车首先通过自吸管道将置于地面的内衬层原材料吸附到布料小车的储料仓内，而储料仓内的原材料根据不同口径的管材内衬层需要量，通过带有计量装置的螺杆推进器推至布料小车前端的截面呈四分之一圆状的料槽内，然后通过前后移动装置带动整个布料小车，将布满料的料槽伸入管材内壁，再通过自旋转装置将料槽内原材料一次性反扣入管材内壁，原材料受热呈液体状在管材旋转过程中布满管材内壁，完成布料过程。
上述的球墨铸铁管涂衬工艺，所述内衬层的材质为聚氯乙烯或聚乙烯时，厚度为700～1200微米，以适应给水系统管线及城市生活污水排水管线。
上述的球墨铸铁管涂衬工艺，所述内衬层的材质为ABS工程塑料或聚四氟乙烯或聚丙烯时，厚度为2500～5000微米，以适应城市工业污水排水管线。
上述的球墨铸铁管涂衬工艺，所述球墨铸铁管的毛坯管材为水冷金属型离心球墨铸铁管或树脂砂型离心球墨铸铁管。
上述的球墨铸铁管涂衬工艺，所述托轮由间距可调的主动托轮和被动托轮组成，以适应不同口径的管材。
本发明的有益效果是：
1、管材内壁经过打磨和抛丸处理后与内衬层受热融合在一起，即通过热熔接的方式连接，无论在衬层前管材是否有变形都不会影响内衬层形成，同时不受养生的限制，也不用在衬层结束后进行打磨等繁琐工序。而且无论何时变形，由于内衬层和管体的材料延伸率几乎相同，校正时内衬层都会随管体一起变化，不会产生内衬层脱落的现象，进而解决了现有球墨铸铁管涂衬工艺存在的衬层易脱落，影响安装正常进行、计量设备的使用和水质卫生等问题。施工安装过程及后期运行过程中管材的变形，不会造成内衬脱落，并且新衬层的致密度远远超过水泥等材质，极大的降低了污染水质的可能性。
2、采用本申请的滚塑的方式制得的内衬有聚氯乙烯或聚乙烯或ABS工程塑料或聚四氟乙烯或聚丙烯的球墨铸铁管，即使在吊装或安装等环节中把管材局部磕碰坏了，其修补方式也不受环境等条件的影响和限制，只需要一把简易手柄火枪、一小瓶天燃气另配一把专业修补工具及少许内衬材料即可。修补方式为，先利用小砂轮机将损坏部分切割，再用简易手柄火枪对切割后的管材内壁加温，温度在40～60度即可，然后对修补工具进行加热，加热至100～120度时，利用修补工具粘连内衬原料直接涂覆在待修补位置即可，即可完全与原管材内衬融合在一起，且不需用养生过程，只需要15分钟左右的冷却时间即可投入使用，修补效果好，操作简便，修补时间短。
3、管材内壁经过打磨和抛丸处理后采用滚塑的方式与聚氯乙烯或聚乙烯或ABS工程塑料或聚四氟乙烯或聚丙烯材料融合形成内衬层，内衬层厚度无需太厚，较聚氨酯等材质内衬层厚度降低率高达300%以上，因而扩大了同等口径管材的内壁空间，加大了流水量，加快流速，提高了管材使用效率。并由于内壁口径的扩大，管网建设前期中在达到供水量要求的情况下可缩小管径设计尺寸，节省投资。
4、从卫生方面考虑，避免了水泥等材质造成的水质二次污染，从长远考虑城市供水管网及要求，内衬聚氯乙烯或聚乙烯材质可实现直饮水目标。
5、ABS工程塑料或聚四氟乙烯或聚丙烯作为内衬层主要适应于城市工业排污水系统，对于工业排水中含有腐蚀物的，选用工程塑料ABS内衬，ＡＢＳ是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，具有较高的耐冲击强度和表面硬度，在-４０ ℃～１００ ℃范围内仍能保持韧性和刚度，并不受电腐蚀和土壤腐蚀，使用温度可达９０ ℃。对于腐蚀性强的化工业污水，采用聚四氟乙烯和聚丙烯内衬以达到抗腐蚀目的。
附图说明
图1是本发明中涉及的涂衬设备的结构示意图；
图2是图1中设有托轮的旋转平台的结构示意图；
图3是图2的左视图；
图4是图2的俯视图；
图5是图1中布料小车的结构示意图；
图6是图5的左视图。
图中：旋转平台1、托轮101、主动托轮101a、被动托轮101b、变频电机102、布料小车2、储料仓201、料槽202、自旋转装置204、前后移动驱动装置203、加热火枪3、管材4。
具体实施方式
实施例1
该球墨铸铁管涂衬工艺，具体步骤为：
第一步，对球墨铸铁管的毛坯管材内壁进行打磨并作抛丸处理。其中，打磨后利用吸尘装置将打磨产生的粉尘吸附至储存容器内收集，打磨标准为使管材内壁平整无毛刺及坑洼缺陷，使铸造的毛坯管材内表面达到符合内衬内壁的要求及光滑度，打磨后的管材经过内壁抛丸处理，标准为使打磨后的浮尘及铁锈（粉）及氧化层去除干净，以符合内衬层的要求。本实施例中，毛坯管材为水冷金属型离心球墨铸铁管。
第二步，利用转运工具将处理好的管材4放置在涂衬设备旋转平台1的托轮101上，并启动与所述托轮101相连的变频电机102带动管材4旋转，管材4旋转速度根据管材口径（DN100-DN1600mm）设定，最高不超过50rpm。其中，所述托轮101由间距可调的主动托轮101a和被动托轮101b组成。本实施例中，管材4口径为DN600 mm，转速为35rpm。
第三步，启动置于管材4下方的加热火枪3对管材外壁进行预热，本实施例中温度控制在140℃～180℃之间，预热15分钟。
第四步，预热完成后，利用布料小车2将聚氯乙烯粉状物均匀分布在管材内壁，在管材4内形成聚氯乙烯内衬层，布料时间控制在10～15分钟，而后冷却15～20分钟，冷却过程中管材4仍需要继续旋转至冷却完成。聚氯乙烯内衬层厚度控制在700～1200微米，本实施例中形成内衬层厚度为1000微米，以适应给水系统管线及城市生活污水排水管线。
本实施例中，预热完成后关闭加热火枪3停止对管材4加热，布料时间为10分钟，而后冷却15分钟。所述聚氯乙烯采用高等级饮用水标准PVC粉状7042型号。
其中，所述布料小车2数量为两个，布料时将其分别设置在待内衬成形的管材4两端同时相向移动进行布料。布料小车2首先通过自吸管道将置于地面的聚氯乙烯原材料吸附到布料小车2的储料仓201内，而储料仓201内的原材料根据不同口径的管材内衬层需要量，通过带有计量装置的螺杆推进器推至布料小车2前端的截面呈四分之一圆状的料槽202内，然后通过前后移动驱动装置203带动整个布料小车，将布满料的料槽202伸入管材4内壁，再通过自旋转装置204将料槽202内原材料一次性反扣入管材4内壁，聚氯乙烯原材料受热呈液体状在管材4旋转过程中布满管材内壁，完成布料过程。
第五步，对管材4外壁进行防腐处理，在管材外表面形成喷设锌和沥青层、或喷设锌层和环氧树脂层、或喷设锌层和聚氨酯层，本实施例在管材4外表面喷涂锌层和沥青层。
实施例2
该球墨铸铁管涂衬工艺，具体步骤为：
第一步，对球墨铸铁管的毛坯管材内壁进行打磨并作抛丸处理。本实施例中，毛坯管材为树脂砂型离心球墨铸铁管，其制造工艺属现有技术。
第二步，利用转运工具将处理好的管材4放置在涂衬设备旋转平台1的托轮101上，并启动与所述托轮101相连的变频电机102带动管材旋转，本实施例中，管材4口径为DN1600 mm，转速为15rpm。
第三步，启动置于管材4下方的加热火枪3对管材外壁进行预热，本实施例中温度控制在170℃～220℃之间，预热25分钟。
第四步，预热完成后，利用布料小车2将聚丙烯粉状物均匀分布在管材内壁，在管材4内形成聚丙烯内衬层，从布料到内衬层成形时间为15分钟，而后冷却20分钟，冷却过程中管材4仍需要继续旋转至冷却完成。内衬层的厚度控制在2500～5000微米，本实施例内衬层厚度为3500微米。预热完成后外界环境温度降低，将加热火枪3调整到保温状态继续保温至完成布料。
第五步，对管材4外壁进行防腐处理，在管材外表面喷涂锌层和环氧树脂防腐层。
其他同实施例1。
实施例3
该球墨铸铁管涂衬工艺，具体步骤为：
第一步，对球墨铸铁管的毛坯管材内壁进行打磨并作抛丸处理。本实施例中，毛坯管材为水冷金属型离心球墨铸铁管。
第二步，利用转运工具将处理好的管材4放置在涂衬设备旋转平台1的托轮101上，并启动与所述托轮101相连的变频电机102带动管材4旋转，管材4口径为DN1000 mm，转速为18rpm。
第三步，启动置于管材4下方的加热火枪3对管材外壁进行预热，温度控制在180℃～230℃之间，预热时间20分钟。
第四步，预热完成后，利用布料小车2将ABS工程塑料粉状物均匀分布在管材内壁，在管材4内形成ABS工程塑料内衬层，从布料到内衬层成形时间为13分钟，而后冷却18分钟，冷却过程中管材4仍需要继续旋转至冷却完成。本实施例中，内衬层的厚度为2500微米。预热完成后关闭加热火枪3停止对管材4加热。
第五步，对管材4外壁进行防腐处理，在管材外表面喷涂锌层和环氧树脂层。
其他同实施例2。
实施例4
该球墨铸铁管涂衬工艺，具体步骤为：
第一步，对球墨铸铁管的毛坯管材内壁进行打磨并作抛丸处理。本实施例中，毛坯管材为树脂砂型离心球墨铸铁管，其制造工艺属现有技术。
第二步，利用转运工具将处理好的管材放置在涂衬设备旋转平台1的托轮101上，并启动与所述托轮101相连的变频电机102带动管材4旋转，本实施例中，管材4口径为DN800 mm，转速为20rpm。
第三步，启动置于管材4下方的加热火枪3对管材4外壁进行预热，温度控制在180℃～220℃之间，预热18分钟。
第四步，预热完成后，利用布料小车2将聚四氟乙烯粉状物均匀分布在管材内壁，在管材4内形成聚四氟乙烯内衬层，从布料到内衬层成形时间为12分钟，而后冷却16分钟，冷却过程中管材4仍需要继续旋转至冷却完成。本实施例中，内衬层的厚度为3000微米。预热完成后外界环境温度降低，加热火枪3继续保温至完成布料。所述聚四氟乙烯采用PTFE F40或F3或F46。
第五步，对管材4外壁进行防腐处理，即在管材外表面喷涂锌层和聚氨酯层。
其他同实施例2。
实施例5
该球墨铸铁管涂衬工艺，具体步骤为：
第一步，对球墨铸铁管的毛坯管材内壁进行打磨并作抛丸处理。本实施例中，毛坯管材为树脂砂型离心球墨铸铁管。
第二步，利用转运工具将处理好的管材4放置在涂衬设备旋转平台1的托轮101上，并启动与所述托轮101相连的变频电机102带动管材4旋转，本实施例中，管材4口径为DN300 mm，转速为40rpm。
第三步，启动置于管材4下方的加热火枪3对管材4外壁进行预热，温度控制在160℃～200℃之间，预热15分钟。
第四步，预热完成后，利用布料小车2将聚乙烯粉状物均匀分布在管材内壁，在管材4内形成聚乙烯内衬层，从布料到内衬层成形时间为10分钟，而后冷却15分钟，冷却过程中管材4仍需要继续旋转至冷却完成。内衬层厚度控制在700～1200微米，本实施例中，形成聚乙烯内衬层厚度为700微米。预热完成后关闭加热火枪3。所述聚乙烯采用高密度聚乙烯PE100等级添加剂材料，符合饮用水标准的添加剂辅助对球管内壁的附着力即可。
第五步，对管材4外壁进行防腐处理，在管材外表面喷涂锌层和沥青层。
其他同实施例1。
Claims (10)
1.一种球墨铸铁管涂衬工艺，其特征在于，包括如下步骤：
第一步，对球墨铸铁管的毛坯管材内壁进行打磨并作抛丸处理；
第二步，利用转运工具将处理好的管材放置在涂衬设备的托轮上，并启动与所述托轮相连的变频电机带动管材旋转，管材旋转速度≤50rpm；
第三步，启动置于管材下方的加热火枪对管材外壁进行预热，温度控制在140℃～230℃之间；
第四步，预热完成后，利用布料小车将聚氯乙烯或聚乙烯或ABS工程塑料或聚四氟乙烯或聚丙烯粉状物均匀分布在管材内壁，在管材内形成内衬层，而后冷却，冷却过程中使管材继续旋转至冷却完成。
2.根据权利要求1所述的球墨铸铁管涂衬工艺，其特征在于：预热时间为15～25分钟。
3.根据权利要求1所述的球墨铸铁管涂衬工艺，其特征在于：从布料到内衬层成形的时间控制在10～15分钟。
4.根据权利要求1所述的球墨铸铁管涂衬工艺，其特征在于：冷却时间为15～20分钟。
5.根据权利要求1所述的球墨铸铁管涂衬工艺，其特征在于：预热完成后关闭加热火枪停止对管材加热，或将加热火枪调整到保温状态至布料完成。
6.根据权利要求1所述的球墨铸铁管涂衬工艺，其特征在于：布料时，在待涂衬成形的管材两端分别设置布料小车同时相向移动进行布料，布料小车首先通过自吸管道将置于地面的内衬层原材料吸附到布料小车的储料仓内，而储料仓内的原材料根据不同口径的管材内衬层需要量，通过带有计量装置的螺杆推进器推至布料小车前端的截面呈四分之一圆状的料槽内，然后通过前后移动装置带动整个布料小车，将布满料的料槽伸入管材内壁，再通过自旋转装置将料槽内原材料一次性反扣入管材内壁，原材料受热呈液体状在管材旋转过程中布满管材内壁，完成布料过程。
7.根据权利要求1所述的球墨铸铁管涂衬工艺，其特征在于：所述内衬层的材质为聚氯乙烯或聚乙烯时，厚度为700～1200微米。
8.根据权利要求1所述的球墨铸铁管涂衬工艺，其特征在于：所述内衬层的材质为ABS工程塑料或聚四氟乙烯或聚丙烯时，厚度为2500～5000微米。
9.根据权利要求1所述的球墨铸铁管涂衬工艺，其特征在于：所述球墨铸铁管的毛坯管材为水冷金属型离心球墨铸铁管或树脂砂型离心球墨铸铁管。
10.根据权利要求1所述的球墨铸铁管涂衬工艺，其特征在于：所述托轮由间距可调的主动托轮和被动托轮组成。
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