施工現(xiàn)場管道內(nèi)拋光技術(shù)研究

1作業(yè)工具

(1)三相行星式混凝土振動器。型號Z3N-100,功率3.0kw,電壓380V,電流6.6A。

(2)軟軸拋光棒(圖1、圖2)。型號ZNP50,可根據(jù)管道長短選擇4m、6m等規(guī)格,不宜太長,太長不易操作。

(3)磨料安裝用的螺旋錐體、磨料安裝用夾具(圖3)。兩者選一即可。

2拋光材料

(1)鐵砂布卷(適用圖1軟軸拋光棒)。寬度200mm:目數(shù)80#、120#、180#、240#。砂布卷同一個方向折疊至厚15mm左右,折成150mm×200mm左右近似長方體,折疊層數(shù)不宜太少,如果太少,拋光時容易被螺旋錐體撕裂。折疊后壓實(shí),在中心位置附近用6~8根鐵釘呈圓弧狀打孔穿過砂布層,將鐵釘穿透砂布部分打彎緊貼砂布,使各層砂布緊密固定在一起:在鐵釘形成的圓弧中間鉆小16mm孔。

(2)千葉輪(適用圖2軟軸拋光棒)。厚度25mm:直徑200mm、250mm:孔徑25mm:目數(shù)80#、120#、180#、240#。

(3)尼龍纖維拋光輪。硬度7P、9P、12P:厚度25mm:直徑200mm、250mm:目數(shù)120#、180#、240#、320#。

可根據(jù)設(shè)備或管道粗糙度要求選擇相應(yīng)目數(shù)的砂布、千葉輪、尼龍纖維拋光輪,目數(shù)太高生產(chǎn)效率低,反之粗糙度高,將降低下一道工序的效率。

3適用范圍

采用該工具對管道或管狀設(shè)備進(jìn)行內(nèi)拋光,適用于直徑300~1600mm直管、彎頭、三通、異徑管:直徑太小,沒辦法操作:直徑太大,工作效率低。直線型管道或管狀設(shè)備的長度不宜太大,6m以下為宜:如果長度較大,宜增設(shè)法蘭,減少單件管段的長度:管段確需較長,長度不宜超過8m,采用兩端操作。如果管段帶有彎頭、三通、異徑管等管配件,管配件宜布置在管段端部,且只能有一個彎頭:盡量先將管配件和直管段分開拋光,然后再組對焊接,組對焊接后僅需拋光焊縫,以減小操作難度。

4設(shè)備制作材料選擇

為減少拋光工作量,提高效率,選擇制作需要內(nèi)拋光設(shè)備的管材時,應(yīng)選擇管道壁厚較厚或負(fù)偏差較小的管材:并檢查管道內(nèi)壁,內(nèi)壁應(yīng)光滑,不得有夾層、夾渣、裂紋、凹坑、凸塊。當(dāng)采用焊接鋼管時,應(yīng)盡量選擇內(nèi)壁焊縫余高較小、焊縫較少的管材。

當(dāng)采用鋼板卷管時,應(yīng)選擇管板較厚或負(fù)偏差較小的鋼板:卷制后的內(nèi)壁應(yīng)光滑,不得有夾層、夾渣、裂紋、凹坑、凸塊。鋼板下料排板時應(yīng)盡量減少焊縫:卷制時應(yīng)將卷板機(jī)滾筒上雜物清掃干凈,避免卷制過程中產(chǎn)生傷痕:卷制過程中盡量校正圓度。焊接時,內(nèi)壁應(yīng)采用氬弧焊,焊縫應(yīng)平滑、飽滿:焊角余高不可太大,焊縫與母材焊縫應(yīng)平滑過渡:不得有夾渣、裂紋、咬邊等缺陷。

5操作程序

(1)選擇一塊較開闊的場地,將要拋光的管道運(yùn)送至此。管道兩側(cè)用木頭或草墊墊實(shí),操作端適當(dāng)墊高至操作舒適的高度。

(2)管道操作端布置電源箱、混凝土振動器、軟軸拋光棒。電源箱、混凝土振動器應(yīng)做好接地、接零保護(hù)。電源箱的電源開關(guān)應(yīng)設(shè)置在方便操作者操作的舒適位置。

(3)管道另一端不可對準(zhǔn)道路、人員聚集場所:不可對準(zhǔn)設(shè)備和需要防塵防污的設(shè)施。同時,布置軸流風(fēng)機(jī)抽塵,軸流風(fēng)機(jī)后設(shè)置帆布圍擋,以減少抽出的粉塵溢出。

(4)人可以進(jìn)入的直徑較大的管道,可先用角向磨光機(jī)磨平焊角余高、焊瘤、飛濺等,以減少拋光的工作量,提高拋光質(zhì)量。

(5)電源箱與混凝土振動器連接,軟軸拋光棒與混凝土振動器連接并卡死。軟軸拋光棒尾部螺旋錐體插入鐵砂布長方體(尼龍纖維拋光輪),并適當(dāng)打緊(圖4):或?qū)⑶~輪(尼龍纖維拋光輪)安裝在磨料安裝用夾具上(圖5)。根據(jù)幾次使用后操作人員的反饋,使用螺旋錐體固定磨料拋光的效率和質(zhì)量更好一些。

(6)將軟軸拋光棒伸入管道內(nèi)。如采用圖4方法,軟軸拋光棒初始伸入管道的長度不得小于1m,因?yàn)樵阼F砂布長方體四個角未磨成圓弧時會產(chǎn)生彈跳:鐵砂布長方體磨成圓角后,再拋光管口部位。

(7)操作人員位于管口前方,手握緊軟軸拋光棒,開啟電源。待磨料旋轉(zhuǎn)速度平穩(wěn)后,拖動軟軸拋光棒,拖動行程以操作者手臂擺幅為宜。拖動軟軸拋光棒時,適當(dāng)往左右拖,使前端磨料一次拋光的覆蓋面大一些。

(8)一個拖動行程拋光效果達(dá)到要求時,將軟軸拋光棒伸入另一個拖動行程,兩行程的搭接長度不小于100mm,直到整個夾角的縱向均拋完。

(9)管道擺放一次,只能拋一定弧度的夾角,拋完一個夾角時,需轉(zhuǎn)動管道拋下一夾角,兩夾角的搭接不得少于100mm。

(10)在拋光過程中,磨料目數(shù)從低往高更換。鐵砂布或千葉輪拋完后,更換為尼龍纖維拋光輪?？稍谝粋€操作行程中更換各級磨料,也可以一級磨料拋完整根管道后,再更換高一級磨料重新開始拋磨,直至達(dá)到粗糙度要求。

(11)拋光完成的管道或設(shè)備,必須清除管道內(nèi)雜物和工具,防止管道或設(shè)備吊裝或移動時破壞已經(jīng)合格的拋光面:拋光完成的管道或設(shè)備,如果暫時未安裝,所有開口必須進(jìn)行封閉,防止雜物進(jìn)入損壞拋光面。

(12)拋磨過程中,需經(jīng)常用測厚儀檢測管道的壁厚,特別是縱向焊縫兩側(cè)。應(yīng)避免過度拋磨,使管壁減薄太多,無法滿足設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的要求。

6檢驗(yàn)方法

(1)初級磨料拋光時,目測管內(nèi)壁均已經(jīng)覆蓋,無管壁原表面色即可。

(2)后各級磨料拋光時,每級拋光均要全面覆蓋,不得漏拋,可用目測磨痕的粗細(xì)來判別采用磨料的級別。

(3)最后一道磨料拋光后的檢驗(yàn)方法有目測、手指肚面觸摸、棉球擦拭、儀器檢測,在沒有檢測儀器或操作者自檢時可用目測或棉球擦拭。燈光照射拋光部位,均為光滑表面,調(diào)整角度觀察無可見磨痕:手指肚面來回觸摸拋光部位,感覺光滑無劃痕:棉球擦拭拋光部位,不會粘掛棉絲,基本能達(dá)到或超過粗糙度Ra=0.8um的要求。最終檢測主要還是通過儀器進(jìn)行(圖6、圖7),用檢測儀器觸頭接觸拋光部位進(jìn)行檢測。檢測時要多點(diǎn)檢測,尤其是目測較粗糙的部位,要加大檢測密度。

(4)在拋光過程中,應(yīng)經(jīng)常性進(jìn)行檢測,并根據(jù)檢測結(jié)果及時調(diào)整磨料和拋磨時間:也能避免過度拋光,降低效率,浪費(fèi)時間。

7職業(yè)健康與安全措施

施工現(xiàn)場作業(yè)條件和安全生產(chǎn)條件受限,現(xiàn)場拋光作業(yè)中,操作人員及受影響區(qū)域人員除采取施工現(xiàn)場常規(guī)安全和職業(yè)健康防護(hù)措施外,還需要做好以下各條安全和職業(yè)健康的保護(hù)措施:

(1)現(xiàn)場拋光作業(yè)周圍應(yīng)設(shè)置安全警戒區(qū)域,非作業(yè)人員不得進(jìn)入,預(yù)防管道滾動或磨料破損傷人。

(2)電源箱、混凝土振動器做好接地、接零保護(hù):電源箱開關(guān)必須設(shè)置在操作人員能立即開關(guān)的部位,以便意外發(fā)生時能夠迅速切斷電源:必須使用有加強(qiáng)絕緣標(biāo)志的手持電動工具和設(shè)備。

(3)被拋光的管道或設(shè)備應(yīng)采用枕木、草墊墊實(shí),或采取其他防止?jié)L動的措施。

(4)操作人員需進(jìn)入管道或設(shè)備內(nèi)操作時,使用的電源必須為安全電壓等級電源:必須按照受限空間作業(yè)的規(guī)定采取相應(yīng)的安全措施,設(shè)置監(jiān)護(hù)人員:進(jìn)入管道內(nèi)作業(yè)時間不可太長。

(5)在管道的非操作端設(shè)置軸流風(fēng)機(jī)抽塵,減少粉塵對操作人員的影響和危害:同時在軸流風(fēng)機(jī)后設(shè)置帆布圍擋,減少粉塵溢出:軸流風(fēng)機(jī)對著管口抽風(fēng),操作端空氣流速大,操作人員宜適當(dāng)加穿衣服,防止著涼感冒。

(6)操作人員必須佩戴防塵帽、防塵口罩、護(hù)目鏡,以減少粉塵的傷害。

(7)拋光端部時,手應(yīng)握在軟軸拋光棒的金屬把柄部位,并雙手握緊,防止磨料彈跳傷及操作人員。

8應(yīng)用效果

圖6和圖7為兩個工程管道和設(shè)備拋光后的粗糙度檢測數(shù)據(jù)。圖6采用圖1工具,圖7采用圖2工具,兩種工具均能較好地達(dá)到粗糙度要求,投產(chǎn)多年以來,也未收到由于粗糙度不合格影響生產(chǎn)的反饋。根據(jù)圖6和圖7的檢測數(shù)據(jù)以及操作人員的反饋,圖1工具更好操作,效果和效率更高一些。某工程3臺內(nèi)拋光管狀設(shè)備混合器,咨詢國外設(shè)備廠家,報價約為現(xiàn)場制作施工費(fèi)用的5倍:咨詢國內(nèi)設(shè)備廠家,報價約為現(xiàn)場制作施工費(fèi)用的2倍:采用現(xiàn)場制作拋光,為建設(shè)單位節(jié)約了大量投資,為施工單位大幅降低了成本。

9結(jié)語

上述工具和操作方法已在多個工程中使用,設(shè)備簡易、操作方法簡單,操作人員容易掌握,同時也取得了較好的質(zhì)量效果。如果需要滿足更高的要求或者降低要求,僅需提高或降低磨料的級別,增加或減少拋光的時間即可。