一、前言
新中國成立70年來,我國水泥混凝土管涵所經歷的發展歷程,充分見證了混凝土與水泥製品行業中的一個傳統產業所發生的翻天覆地的變化。
水泥混凝土管涵產品因其良好的抗外壓性能、耐久性能,以及生產成本低、製作方便、價格便宜、使用壽命長等不可替代的優勢,至今在國內外市政公路建設、農田水利建設、電力和鐵路工程建設及城市綜合管廊建設中仍得到廣泛應用,為國家基本建設發揮著巨大的作用。我國混凝土管涵行業伴隨著國家基本建設的發展,經歷了從小到大,從少到多,從落後到先進的不斷發展過程。
目前已成為世界各國生產使用混凝土和鋼筋混凝土管涵最多的國家,混凝土管涵行業也成為我國水泥製品工業中最大的產業之一。在當前我國地下基礎設施建設快速發展的時期,混凝土管涵的工藝技術、產品結構、生產裝備也在發生重大變化,產品技術水平不斷提高,裝備技術水平不斷創新,產品應用領域不斷擴展,可以肯定,混凝土管涵行業將會為國民經濟建設作出更大的貢獻。
二、 行業的發展現狀
2019 年混凝土管涵行業整體發展形勢良好,企業生產能力得到較好發揮。四水同治、電網入地、雨汙分流、縣城汙水處理等工程為混凝土管涵帶來生機,國家對企業生產環境治理力度的加大,規範了市場管理秩序,創新引領發展的理念在全行業逐漸得到共識。
1. 行業經濟規模與技術水平
行業規模:鋼筋混凝土管涵行業在混凝土與水泥製品產業中是一個面廣、量大,企業多、規模小,門檻低、技術簡單,龍頭骨幹少,總體技術水平偏低,但在國家政策導向下具有較大發展空間的產業。據不完全統計,目前我國各種規模管涵生產企業近500家;鋼筋混凝土排水管產品製造和應用的最大規格為Φ4400mm;預製矩形頂管最大斷面達148m×9426m,是目前世界最大的矩形頂管。
工藝技術水平:我國鋼筋混凝土排水管制管工藝技術,近十年來得到快速進步,目前已擁有了當今世界最先進的全部制管技術,成型工藝有:芯模振動成型工藝、立式徑向擠壓成型工藝、立式附著式成型工藝、立式插入振搗工藝、離心成型工藝、懸輥成型工藝等。其中, Φl500mm 以上的大口徑管大多採用芯模振動工藝、立式振搗工藝或立式附著式成型工藝,Φ1500mm 以下的小管老企業生產線多保留採用懸輥成型工藝,新投入生產線則多採用芯模振動成型工藝、立式徑向擠壓成型工藝和升芯式芯模振動成型工藝,隨著國家節能環保要求力度的加大和人工成本的上漲,懸輥成型工藝也將會逐步被芯模振動和徑向擠壓成型工藝所代替。在排水管生產中,由於離心成型工藝能耗大、工效低、制管環境差、必須蒸汽養護等不利因素,目前應用極少。
2. 產品系列
我國的鋼筋混凝土管涵產品系列,除了單一的普通混凝土圓形管外,還包括了各種異型管、矩形管(箱涵)和內襯式複合管。目前除了雨水管外,柔性接口已經基本上代替了剛性接口。
鋼筋混凝土管涵及延伸產品系列見表1.
3. 裝備技術進步與發展
改革開放 40 年來,我國水泥製品裝備產業發生了巨大的變化,尤其是近十多年來是我國排水管涵行業裝備技術進步與發展的高峰期,到目前為止,國外各種最先進的排水管生產裝備已全部實現了國產化,且裝備的技術含量正在不斷提高,國產裝備不但在國內應用,還開始向國外出口。
(1) 排水管制管成型裝備
芯模振動制管設備:鋼筋混凝土圓管的成型裝備對於中大口徑管而言,自2005年我國自主研發的第一套芯模振動制管設備進入市場轉化為生產力後,因其生產效率高、安全、節能、產品質量好等諸多優點,很快得到普及推廣,幾年間製造芯模振動制管設備的裝備製造廠發展到幾十家,芯模製管機已普及到全國幾百家制管企業,由此引發了制管裝備進步的熱潮.芯模振動工藝已是大中口徑管的首選工藝。近年來,小口徑雙根芯模製管裝備因節能高效,在小管生產中也得到應用,進入快速推廣中。
存在的不利是噪聲大、受環境條件限制、外觀較毛糙。
徑向擠壓制管機:2011 年第一套國產徑向擠壓制管機的問世,填補了我國立式徑向擠壓制管工藝和裝備的空白,將行業裝備技術水平向自動化進步又推進一步。
經過幾年的不斷改進完善和創新,目前新一代徑向擠壓制管機已基本達到國外同類裝備的技術水平,實現了雙層鋼筋骨架、最大口徑1650承插管的生產,制管效率較第一代裝備成倍提高,制管脫模後基本實現了無需表面修飾處理。目前徑向擠壓制管機在小管生產中推廣較快。
無論是裝備所生產最大規格、制管生產的速度和制管的產品質量均達到國際先進水平,相比進口裝備所需資金大幅下降,從而基本上結束了徑向擠壓制管裝備靠國外進口的年代。
存在的不利是制管工藝本身對鋼筋骨架和混凝土質量要求較嚴、耗能相對芯模振動裝備要高。
升芯式芯模振動自動化生產線:「鋼筋混凝土排水管升芯式芯模振動自動化生產線」 是我國首條全過程全工序、全自動運行的鋼筋混凝土排水管生產線,具有運行數據採集、沉澱、分析、智能化判斷執行功能。目前已在湖北、山東等地的多家企業用於Φ300~1500mm 中小管生產。
生產線主機是集徑向擠壓和芯模振動優點為一體的升芯式芯模振動制管機,生產過程中,鋼筋混凝土排水管從底部(一般為管子的承口)向上逐步澆注振動成型,內模上升速度(管道成型速度)和振動器頻率由檢測系統反饋數據自動控制,以保證管子成型時混凝土的密實;安裝於內模頂部的布料器在上升下降過程中旋轉擠壓,通過機械擠壓將混凝土向外推送和內壁抹光,可加快布料時間和提高管道的內壁光滑度。
「生產線」實現全自動控制,生產效率高、用人工少、安全環保,除混凝土攪拌、鋼筋骨架成型外,整條成型生產線可1人操作;該自動化線的成功研發是我國鋼筋混凝土排水管制管裝備的又一大進步,必將帶動制管行業向國際先進水平快速發展。
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